低纬高原地区一次大暴雨过程MβCS的数值模拟

利用MM5(V3.6)模式对2003年6月低纬高原地区一次大暴雨过程进行了数值模拟和地形敏感性试验.分析表明:产生低纬高原暴雨的水汽在不同的层次来源不同,低层辐合和高层弱辐散是本次MβCS暴雨的触发因子;700～500 hPa强相当位温梯度产生强不稳定能量的积累并迅速释放,高层增暖形成暖中心使高层等压面升高和500 hPa有β中尺度气旋性扰动生成,从而导致低层辐合和高层辐散进一步加强;低纬高原地区MβCS的暖心结构维持时间较高原下游地区短,是MβCS生命史相对短,降水突发性强、强度大、历时短的主要原因.     

FY-3C微波温度计资料的台风“威马逊”垂直结构研究

风云三号C星(FY-3C)携带的微波温度计(MWTS)辐射资料能够穿透非降水云,因此非常适合热带气旋的监测和结构研究。本文使用MWTS观测资料和逐步多元线性回归方法反演晴空和有云两种不同大气状况下的垂直温度廓线。晴空条件下,使用MWTS通道3—10的观测亮温进行大气温度廓线的反演,而有云情况下,仅使用通道5—10,并且两种状况下的逐步线性回归反演都通过1%的信度检验。研究结果表明在晴空状况下,大气各层温度反演的均方根误差都在1.4 K以下,足够精确到可以用于热带气旋上层暖心结构的反演。通过对台风"威马逊"周围温度廓线的反演研究,可以清楚地观察到200 hPa高度层上台风的暖心结构和沿着台风中心的温度梯度热结构,明显优于美国国家环境预报中心(NCEP)再分析资料得到的台风暖心结构。在大气温度廓线反演基础上,先由采用静力平衡计算各层大气台风"威马逊"周围的位势高度场,再由梯度风平衡计算台风周围的水平切向风,结果显示最大风速半径约80km,最大风速达51m/s,且由低层向高层逐步减弱。     

AMSU-A温度反演及其对南海热带低压暖心的分析

采用NOAA极轨卫星先进微波探测器AMSU-A L1B的观测资料,经过卫星天线模式校正和临边调整,然后采用线性回归及水平方向上逐步订正法得到水平分辨率0.5 °×0.5 °垂直方向1 000 ~ 0.1 hPa共40层的反演温度资料。通过个例分析发现,反演的温度资料可以揭示热带气旋暖心的细致结构。之后,选取了由中高层向下(“自上而下”)发展而来的发展和不发展的南海热带低压,对这些热带低压暖心结构的演变进行了对比分析。结果表明:由中高层向下发展而来的南海热带低压,都有暖心结构从中高层向下发展到近海面的过程;发展的南海热带低压在暖心向下发展到近海面时,高层暖心突然增强,使得热带低压的暖心在高层和低层同时出现显著增强;而不发展的南海热带低压的暖心结构并没有出现这种现象。因此,通过监测热带低压暖心结构的变化,可能对判别热带低压是否发展有一定的帮助。      

高原低涡结构特征模拟与诊断的初步研究

利用二重嵌套的非静力中尺度数值模式MM5对2005年7月28—29日的一次高原低涡过程进行了数值模拟,并利用模拟结果对此次低涡的结构进行了初步分析。结果表明．-MM5模式对此次低涡过程有较好的模拟能力,模拟出的位势高度场分布和涡度场结构与实况基本吻合。此次高原低涡具有同热带气旋相似的涡眼（空心）结构和暖心结构。在流场上,高原低涡在涡眼区下层表现为辐散下沉运动,上层为辐合上升运动;而在涡心四周下层表现为辐合上升运动,上层为辐散下沉运动;在涡度场上,高原低涡下层为正涡度区,上层为负涡度区。     

热带气旋温湿非对称结构的比较研究

利用NCEP的CFSR 0.5 °再分析资料和日本东京台风中心的最佳路径集,对西北太平洋和南海海域1979—2010年间的热带气旋温湿水平非对称和垂直非均匀结构等进行了合成和对比分析。(1) 热带气旋流场的非对称随着气旋增强逐渐趋于轴对称化,而外包区及外围区比湿场的非对称性逐渐增强。(2) 热带气旋普遍具有“双暖心”的垂直非均匀分布结构特征;弱热带气旋的低层暖心相对较强而TY及以上强度的热带气旋高层暖心相对较强。(3) “暖心”的水平范围和形态随气旋的增强而扩大并更趋于轴对称,200 hPa高度场上较弱的热带气旋暖心附近为弱高压中心、较强热带气旋暖心附近为一低压中心。(4) 热带气旋的“湿心”主要位于700～850 hPa的低层,湿心强度随着气旋强度等级增加而增强,0.8 g/kg的比湿距平范围随TC强度增强而不断向高层延伸。(5) 气旋不同区域的各个层次假相当位温随气旋增强而增加,且各个强度级别的气旋不同区域增温速率均为内核区最大、外包区次之和外围区最小。      

热带气旋垂直倾斜度估算及在强度分析中的应用

该文给出了热带气旋暖心垂直倾斜度参数F_TC-VGP(TC vertical gradient parameter) 的定义。使用卫星微波遥感的温度垂直分布以及热带气旋最佳路径数据等资料,对2009—2011年典型热带气旋的暖心垂直倾斜度进行计算,并研究其与气旋强度变化的关系。结果表明:暖心垂直倾斜度参数F_TC-VGP变化与气旋自身强度变化有较好的对应性,该参数的变化能够明显地指示气旋强度增强、减弱以及强度突变, 能够指示环境场变化 (冷空气侵入) 等;其与气旋强度变化的周期不同,在强度增强或减弱阶段,倾斜度参数是经过快速适应性调整才完成了对热带气旋变化过程的贡献。因此,F_TC-VGP参数的计算和研究结果实现了对于热带气旋内部三维结构特征的定量描述,可以准确把握热带气旋强度和变化趋势,并对热带气旋的监测、预报具有一定业务参考价值。     

CPS法对影响江苏台风的适用性研究

利用NCEP FNL 1°×1°再分析资料、江苏省地面自动站资料以及长三角地区新一代天气雷达资料,使用气旋相空间法(CPS)对2000—2015年影响江苏台风的相空间参数进行统计分析。经过和台风年鉴比对,CPS法能较为客观准确地描述各类路径影响江苏台风的变性过程,而结果表明:影响江苏的台风发生变性的多为登陆北上、变性前强度较强的台风。进一步分析台风"海葵"和"麦德姆"两个CPS轨迹不同的台风相空间参数,发现其参数轨迹能较好地反映台风变性过程中的热力结构和环流特征演变,与台风降水的落区和强度有一定关联,CPS参数变化明显的"海葵",台风降水范围和强度变化较大,参数变化较小的"麦德姆",降水基本位于台风本体周边。     

近似实际风场条件下台风中扰动的稳定性

在与实际台风风场近似一致的环境流场条件下,应用柱坐标中的正压无辐散模式,讨论了台风中扰动的稳定性问题。研究表明,台风暖心结构和台风外围适当强度的冷空气活动有利于台风中扰动发展,且台风愈强(气压愈低),台风中扰动愈易发展。      

初始涡旋结构对热带气旋强度变化影响的数值研究

本文利用中尺度WRF模式,通过构造3个位于不同高度上强度相同的初始涡旋暖心中心(分别称为Low试验、Mid试验和High试验),认识暖心垂直结构对热带气旋发展的影响。理想数值试验发现,在积分6 h后在Low试验和Mid试验中最大风速半径开始收缩,眼墙内对流发展,高层暖心发展明显比High试验强,强度增加明显快于High试验,达到快速增强的标准。进一步诊断发现,暖心偏低的试验中初始CAPE值较大,低层风垂直切变较强,有利于眼墙内对流发展,非绝热加热在高层暖心形成过程中起重要作用,最大风速半径收缩比High试验快,热带气旋强度快速增加。本研究清楚表明,数值预报模式中构造初始涡旋的暖心高度对模拟热带气旋的强度发展有重要影响。     

1013号“鲇鱼”台风在低温区登陆的成因分析

深秋季节,由于大陆冷空气活动频繁,热带气旋一般都海上转向或西行或消失,登陆我国的机会较少,1013号台风“鲇鱼”10月23日在福建漳浦六鳌镇登陆,登陆时的风速达38 m/s,是1949年以来登陆福建最晚的台风,也是登陆福建强度最强的秋季台风,登陆时漳浦县沿海气温远远低于其生存的24°C极值.本文利用NOAA系统(美国飓...