华南登陆台风特大暴雨诊断预报业务系统

保护造成华南登陆台风特大暴雨增幅的物理成因及天气学等因子，采用人工智能和计算机技术处理，建立一套客观、定量的预报业务系统。     

基于热带测雨卫星探测的东亚降水云结构特征的研究

利用2000—2013年5—10月浙江省70个常规站逐小时降水观测资料来检验同期TRMM卫星3B42RT降水产品,尤其针对台风降水进行了评估。对比分析得出,2000—2013年5—10月3B42RT资料与台站观测资料在3 h、6 h、12 h和24 h 4个时间尺度上降水总量接近,两组数据呈显著正相关,相关系数随时间尺度的增大而加强,相关系数大值区位于浙江西部地区;无论是5—10月还是台风降水期间,3B42RT测雨资料的日变化特征与台站观测资料均较为一致,3B42RT能够准确抓到峰值出现的时间;台风期间3B42RT数据表征的全省降水普遍偏低,但与台站观测数据的相关性明显好于5—10月全时段,且相关系数大值区位于浙江东部沿海地区,台风前后时刻的3B42RT逐3 h降水量差值序列与台站观测降水量差值序列呈显著正相关,两组资料表征的降水量变化随时间的演变趋势较为一致。另外,选取2004年0414号台风“云娜”进行相关分析和基于目标诊断技术检验,发现3B42RT资料对降水的结构预报和实况相似度较高。

     

一种台风过程雨量的相似预报方法

提出一个台风过程雨量的定点、定量预报方法。方法应用台风初始参数、历史过程的天气形势场和物理量场及数值预报产品,构造预报区域内当前时刻至未来时刻环境要素场的多元客观相似判据。通过定义非线性的相似指数,综合评估历史台风样本与预报台风在多元判据下的连续动态相似程度,以此找到相似样本。应用相似样本的历史雨量记录进行相似指数的权重综合,得到台风未来雨量的定点、定量预报值。预报试验表明该方法具有一定的预报技巧。     

斜压大气中双涡自组织与台风形成的初步研究

从数值研究和个例分析两个方面讨论了斜压大气中双涡自组织与台风形成的关系.首先,利用PSU/NCAR 第五代数值天气预报模式(MM5),设计了6个弱环境流场下的理想试验,研究斜压大气中双涡自组织对台风形成的影响,结果表明:斜压大气中双涡自组织存在一个临界距离dc,其值在380 km左右.当双涡间距d≤dc时,双涡可以自组织形成台风环流,当d>dc时,自组织现象不能发生.其次,选取一个对我国有重要影响典型台风个例,分析双涡自组织对其形成的影响,结果表明双涡自组织过程是对我国有重要影响台风形成的典型方式之一.     

积云参数化和微物理方案不同组合应用对台风路径模拟效果的影响

利用美国国家环境预测中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)和国家大气研究中心(NCAR)联合研发的天气研究和预报模式(Weather Research and Forecasting Model,WRF),研究了不同积云对流参数化方案和微物理过程方案对0514号台风"彩蝶"路径的影响.结果表明,积云对流参数化方案对台风路径影响较大,KF方案比BM方案能更好地模拟出台风路径;使用KF方案时,选择微物理方案比不选微物理方案对于台风路径有更好的模拟结果,其中,Ferrier、WSM6和Lin非常接近于实况;KF方案较好地模拟出副热带高压(简称副高)的西伸和东退的变化以及台风环流的风场分布和强度.     

1650~1900年代华东、日本入境台风路径变化及社会影响

西北太平洋地区是世界范围内的台风活跃地区,将台风活动序列延长至器测时代之前,有助于揭示本区域台风的长时段活动特征;对历史时期台风现象的研究也有助于总结出台风-社会关系的历史相似型。本研究利用中日两国的多种历史文献材料,在ArcGIS环境下重建了1650~1900年代今中国浙江、上海、江苏为主的华东地区与日本本州、四国、九州地区的台风频率和运动路径等信息。基于本文重建的入境台风频率和运动路径,得到如下认识：1820~1850年代,中日两国都存在着非常严重的涝灾,在中国表现为华东地区雨涝频繁,在日本则表现为关东、关西普遍的"风水害"。这一现象与此阶段台风运动路径的转变密切相关,经M-K检验,1820年代,中国华东地区台风存在着突发性的转向,西向台风数量明显增多,西向台风由于深入内陆,台风灾害范围扩大,在长江下游地区造成大范围的严重雨涝灾害,由此对清王朝的赋税收入造成了重大损失,极大动摇了清朝的传统财政基础。在日本,自1820年之后,台风活动范围由关西向关东延伸,由此引发了严重的"风水害",这一现象持续至1850年代,造成了日本全国性的饥荒,导致幕府将军与各藩大名、中下层武士的对立,成为瓦解德川幕府统治的重要原因之一。19世纪前中期东亚地区异常的台风活动参与了当时中、日社会经济的衰退,气候因素加速了东亚传统社会的崩溃。     

1822号“山竹”台风龙卷过程观测与预警分析

2018年9月17日09:37—10:00,在登陆台风“山竹”外围螺旋雨带中,广东省佛山市三水区到肇庆市四会区发生了EF2级强龙卷,龙卷路径长度18 km,持续时间23 min,平均时速47 km/h,导致不少建筑物损毁。本次过程佛山市进行了龙卷预警试验,提前37 min发布了龙卷预警,龙卷没有造成人员伤亡。利用观测资料对产生强龙卷的环境场特征、地面自动站和雷达观测的中小尺度特征以及龙卷预警试验进行了分析,结果表明:产生龙卷的微型超级单体出现在台风外围和副高边缘之间的强东南急流中,具有低层辐合、高层辐散、水汽充足等典型台风外围龙卷环流形势特征;强的低空0~1 km垂直风切变、大的风暴相对螺旋度和低的抬升凝结高度等环境条件利于龙卷的生成;龙卷影响时,邻近地面自动气象站观测要素表现出明显的信号,瞬时大风和最低气压的极值区呈东南至西北向带状分布,与龙卷路径一致,龙卷过境前后,单站气压“漏斗”明显,5 min降压/升压幅度达-2.5 hPa/+2.1 hPa;广州多普勒天气雷达探测到龙卷母体风暴的低层钩状回波和入流缺口特征,以及低层强中气旋和类TVS特征。预警试验初步表明,对台风龙卷高发区,在环境场有利情况下,若低层出现中等或以上强度中气旋,其底高在1 km以下,可以考虑发布龙卷预警。      

台风活动对副热带高压位置和强度的影响

利用一个浅水模式，实施了6组时间积分为4－5个模式日的试验，研究了台风对副热带高压中心位置及强度的影响。结果表明：台风和副热带高压的相互作用可以使高压中心位置西移,强度增加。据此讨论了台风活动和西北地区东部干旱之间统计联系的可能机制。