热带气旋路径集合预报方法研究Ⅰ——正压模式结果的初步分析

选择1979～1993年间的热带气旋为试验个例,通过扰动热带气旋初始位置和初始结构,构造集合成员, 用正压原始方程模式,进行路径集合预报试验, 并初步探讨预报成员的集合方法。试验结果表明:热带气旋定位误差影响路径预报,但扰动初始位置的集合平均预报与控制试验的预报水平相接近。扰动热带气旋初始结构的集合预报试验表明,约有60 %～70 %个例的集合路径预报得到改进。此外,试验结果还表明,当环境引导气流较弱时,进行扰动热带气旋初始结构的集合预报,预报结果的改善较明显。     

凝结加热和地表通量对华南中尺度对流系统(MCS)发生发展的影响

通过有无凝结加热和地表通量影响的数值模拟对比研究，分析了非绝热过程对一次华南暴雨MCS发生发展过程的影响。结果表明：（1）凝结加热对MCS的降水影响很大，在MCS发展的各个时期，如不考虑凝结加热，MCS的降水强度很快减弱，无法继续发展。（2）凝结加热在MCS涡旋的形成期最为重要，在涡旋形成之后，影响相对减弱。（3）凝结加热通过对MCS发展过程的影响从而也影响了MCS环境场中尺度低空急流、高层辐散等中尺度结构特征的形成。（4）地表感热、潜热通量等边界层非绝热过程对MCS的形成也有重要影响；在暴雨MCS发生前期，地表非绝热过程造成气压下降，导致华南南部来自海洋的偏南风加大，辐合加强，从而使低层的湿度增大，气层变得更加不稳定，有利于对流的启动。     

Impacts of the diurnal cycle of solar radiation on spiral rainbands

Based on idealized numerical simulations, the impacts of the diurnal cycle of solar radiation on the diurnal variation of outer rainbands in a tropical cyclone are examined. It is found that cold pools associated with precipitation-driven downdrafts are essential for the growth and propagation of spiral rainbands. The downdrafts result in surface outflows, which act as a lifting mechanism to trigger the convection cell along the leading edge of the cold pools. The diurnal cycle of solar radiation may modulate the diurnal behavior of the spiral rainbands. In the daytime, shortwave radiation will suppress the outer convection and thus weaken the cold pools. Meanwhile, the limited cold pool activity leads to a strong modification of the moisture field, which in turn inhibits further convection development.     

不同尺度涡旋相互作用对台风的结构和移动的影响

根据大气运动原始方程组导出一个支配台风中心移动的基本方程，方程中包括了非绝热加热，温度场分布，地形与摩擦等各中能影响台风移动的强迫因子。对非绝热加热与水平温度分布的使用所作分析表明，非轴对称的非绝热引导作用可使台风加速、减速或转向运动；温度场上的准区对台风有吸收作用。     

热带气旋对香港地区臭氧污染影响的初步研究

利用1998—2008年所有西北太平洋海域生成的264个热带气旋资料、香港地区11个环境监测站点的地面臭氧(O3)小时浓度数据，研究热带气旋对香港地区臭氧污染的影响。分析表明当西北太平洋有热带气旋活动时，香港地区地面O3浓度均有不同程度增大，且半数以上造成香港地区O3高污染；热带气旋对香港地区O3污染的影响程度与气旋强度相关，且有显著的季节变化特征。运用SPSS软件进行轨迹聚类分析，将热带气旋分为四种类型，并对香港地区O3污染影响的进一步分析发现，西行或转向登陆型和近大陆转向不登陆型是最易引起香港地区O3高污染的两类热带气旋，二者平均影响程度大体相当；热带气旋中心位于台湾岛东北部洋面及巴士海峡附近时，香港地区O3浓度最易出现极大值。物理量场和对气团后向轨迹的条件概率场分析表明，热带气旋期间偏北到东北气流的水平输送以及下沉气流的局地积聚作用造成香港地区O3地面浓度显著增加。     

广东省登陆热带气旋活动异常成因分析

利用1970～2001年热带气旋年鉴资料，对32年来西太平洋热带气旋登陆我国的频率、位置、维持、衰减、变性、加强及消亡等进行统计分析，揭示热带气旋登陆活动的一些事实和特征。研究表明：在我国沿海不同地区(不包括岛屿)登陆的热带气旋，其陆上维持时间明显不同，从广西至浙江，维持时间向北增加；热带气旋登陆后的明显衰减主要发生在登陆后12小时内，登陆时越强的热带气旋，衰减得越厉害；热带气旋在我国陆上消失的位置最北是黑龙江、最西可至云南，广西是登陆我国热带气旋消失数最多的地区。     

影响福建热带气旋年季频数的投影寻踪回归模型

投影寻踪方法是一类处理高维问题,特别是高维非正态问题的新兴统计方法.通过普查北半球500 hPa、100 hPa、北太平洋海温以及500 hPa环流特征量与影响福建热带气旋年、季频数的相关,采用逐步回归筛选预测因子.然后,应用投影寻踪回归方法的基本思想和算法,建立福建热带气旋年季频数的PPR预测模型.结果表明,PPR模型的预测效果明显优于逐步回归预测模型,对福建热带气旋年季频数具有较好的预测能力.     

“黄蜂”登陆过程中路径变化的可能成因分析

借助时间分辨率为6分钟的新一代多普勒雷达回波、卫星资料和常规观测资料对"黄蜂"在登陆过程中路径变化的情况进行了分析.主要是从雷达回波和卫星观测到的强水汽对流相对于风暴中心的分布,并运用包含非绝热加热作用的全型涡度方程,讨论对流潜热导致的涡度增加及涡度平流对风暴移速、移向的影响作用,解释了登陆过程中三个阶段路径变化的可能原因.认为:(1)登陆前阶段,由于强水汽对流在中心的东北到北侧,造成向西北方向的正涡度平流,从而这一阶段有相对较大向西移动分量,并且移速较快;(2)登陆阶段,前3小时,强水汽对流主要位于中心的西侧,因而有向南移动分量,后3小时,强水汽对流主要位于中心的南侧,因而有向东的移动分量,所以这个阶段风暴减速运动,并且前3小时继续向西北方向移动,而后3小时转为偏北方向;(3)登陆后阶段,由于风暴迅速减弱,强对流仅在东南-西北向区域短暂维持,风暴有向西北前方强对流区加速的趋向运动,因而在登陆后,"黄蜂"表现为西北向的加速运动.     

中尺度数值预报模式初边值作用的试验研究

通过一次影响华南地区的锋面降水过程实例，进行了静力与非静力中尺度模式、不同驱动模式、不同初边值组合、不同边值更新周期、不同起报时次等27组对比试验。较全面细致地从不同侧面分析讨论了初、边值对中尺度模式的影响规律及特点，得出了一些有学术和应用价值的结论。如中尺度模式预报的总体趋势决定于其驱动模式，初值仅显著影响中尺度模式大约前10小时的预报，以后的预报趋势则主要决定于边值的信息；边值对模式内区的影响主要通过各种时间尺度天气信息(天气波动)的传播和移动来实现；土壤含水量等模式外参量初值可影响较长时效的预报；模式通过边界只能引入大于等于边值更新周期4倍的时间尺度的信息，更快的信息则被过滤掉；等等。其中一些结论对今后发展中尺度数值预报及其资料同化具有参考价值。     

关于热带气旋尺度变化机制的初步分析

应用小参数方法和缓变波包理论分析了热带气旋尺度变化的主要原因。分析指出：热带气旋尺度变化主要决定于其内部要 通常的热带气旋内惯性性重力波由中心外传播的情况下，当层结稳定度和惯性稳定度参数随着离中心的距离增加而增加时，热带气旋尺度增加，它可以称为热带气旋“膨胀”；而当层结稳定度和惯性稳定度参数随着离中心的距离增加而减小时，热带气旋尺度减小，它可以称为热带气旋“收缩”。