台风暴雨过程中不同尺度系统的相互作用

采用数值模拟和带通滤波相结合的方法,对一次台风暴雨过程中的大中尺度系统进行了分离;推导出一个包含大中尺度系统相互作用机制的涡度方程,对中尺度系统发生发展的主要影响因子和大中尺度系统之间的相互作用机制进行了定量诊断分析.结果表明:大中尺度系统之间的相互作用是中尺度系统发展增强、进而造成强降水的一种重要机制;当中尺度系统发展到一定阶段后,由中尺度涡度场、散度场和垂直速度场之间的相互配置所决定的散度项和扭曲项又会引起中尺度系统的减弱消散,这种中尺度系统发展演变的内在调节机制使得强降水在时间上也呈现出中尺度特征.     

台风“风神”路径、强度及引发江西降水诊断分析

利用NCEP 1°×1°再分析资料、T213分析资料和常规观测资料,从水汽条件、热力条件、动力条件等方面,对2008年第6号台风“风神”路径、强度变化的原因,及其对江西的影响进行分析。结果表明,台风路径与副高的强度和位置变化密切相关,台风移动方向与风场结构中强风速的风向一致。台风在海上强度减弱主要与水汽来源不足有关,登陆后还与冷空气侵入暖中心有关。由于强度减弱且西南季风不强,造成水汽来源不足,从而导致“风神”没有给江西造成大范围暴雨天气。其中的局地强降水天气发生在台风环流高能梯度锋区,这主要是由于干侵入引发对流性不稳定造成的。     

登陆台风Rananim(0414)环流内中尺度辐合线的形成和发展研究

0414号台风Rananim不仅在中国沿海引起暴雨灾害,还在中国内陆产生了强烈降水,导致严重的洪水和地质灾害。基于地面、探空和卫星观测资料、NCEP 1°×1°分析资料以及日本气象厅区域谱模式同化资料(20 km×20 km格距),对台风Rananim内陆强降水过程中环流内中尺度辐合线的形成和发展进行研究,结果表明:(1)中纬度冷空气自对流层中低层侵入台风环流,与台风偏东风暖湿气流相遇,激发了中尺度辐合线在其西北象限的生成。(2)这条中尺度辐合线存在于700 hPa以下低层,具有指向冷空气的斜升气流,并形成辐合线上的垂直环流圈。β-中尺度对流云团群在中尺度辐合线附近形成发展,最后并入台风残涡云团,生消过程约12 h。(3)中尺度辐合线上对流不稳定和条件性对称不稳定共同存在,为强对流运动提供有利环境。湿斜压性增强是中尺度辐合线斜升气流上条件性对称不稳定产生的主要原因。(4)中尺度辐合线与台风环流相互作用的诊断表明,中尺度辐合线从台风低层获得动能和垂直涡度而发展,而其发展又为台风环流提供动能和高层正涡度,减缓了台风衰减。中尺度辐合线不仅直接产生暴雨对流云团,还有利于热带气旋的维持,造成内陆持续强降水。     

DOPPLER RADAR ECHO CHARACTERISTICS FOR COLD AIR INTRUDING INTO TYPHOON CHANCHU

With Doppler radar data from Shantou and Xiamen and the National Centers for Environmental Prediction and the National Center for Atmospheric Research (NCEP/NCAR) reanalysis data, the characteristics of a short-term heavy rainstorm on 17 May 2006 caused by Typhoon Chanchu are studied. Doppler radar data indicates that during the period from 1800 to 1900 May 17, the azimuthal phases of the positive and negative radial wind maximums are asymmetric around the core radius of the typhoon, i.e., the radial wind on the left side of the track is anomalously larger than that on the right side. Studies show that this is induced by the intrusion of cold air (northeasterly wind), which is primarily located at the mid-lower layers, lower than 4 km; this is due to the intruding cold air that forces the atmosphere to uplift, enhancing the release of instability energy, which triggers the heavy precipitation. During the late stage of the cold air activity, the typhoon is rapidly weakened. Consistent with the radar-observed intrusion of cold air, the NCEP/NCAR reanalysis of wind data also shows that there are obvious large scalar wind values at the mid-lower layers (approximately 1–3 km) to the left of the typhoon center (1800 May 17), and in all regions—except those affected by the intruding cold air—the wind speeds on the right side of the track remain larger than those on the left side. Furthermore, the Rankine model results confirm that northeasterly cold air is introduced to the typhoon at the mid-lower layers to the left of the track. Calculations also point out that there exists a frontal zone with high θse that tilts from southeast to northwest with height and the super heavy rainstorm occurring in the south of Fujian province lies just near the frontal zone.     

一个中国沿岸台风风暴潮数值预报系统的建立与应用

依据三维斜压海洋环流模式POM建立了一个中国沿岸台风风暴潮数值预报业务系统.台风风场模型考虑了台风移动和周围环境风场的影响,采用了较合理的强风情况下的风应力计算公式,建立了稳定合理的模式海洋环流气候状态和模式边界条件.大量的数值模拟结果表明,该模式能较好地重现历史台风风暴增水过程,对近2年台风风暴潮个例的预报结果表明,该业务系统对台风风暴增水具有较好的预报能力,文章同时分析了模式存在的一些问题.该业务系统实现了从资料采集、模式运行到预报结果输出的全自动化,显示采用图片和MICAPS两种方式,后者与现有气象业务平台一致.     

台风“云娜”在近海强度变化及结构特征的数值研究Ⅱ:云微物理参数化对强度和路径的影响

在分析云微物理参数化对云结构和降水特征的影响的基础上,研究云微物理参数化过程对台风"云娜"强度与路径的影响.结果表明:云微物理过程对台风强度和路径有一定影响,其中不考虑雨水蒸发冷却效应后,比其他试验最终地面最大风速强7 m/s以上,但此时登陆地点误差最大,与对照试验偏离150 km左右.我们还从螺旋雨带结构变化及环境风切变影响角度分析台风临近登陆时强度模拟减弱的原因,发现过强的外围螺旋雨带以及环境风场垂直切变对于台风的加深、维持是不利的,他们可能会造成"云娜"临近登陆时强度的下降.不难看出,云微物理过程可以加强甚至产生外螺旋雨带,当外围雨带发展加强之后,可以引起局地辐合强度增强,从而限制了大量水汽和能量向台风内核输送,从而会导致台风强度下降.此外,外围螺旋雨带的发展,还可以从对流层中层带来干冷空气入侵行星边界层;而当入流边界层中雨水下落时,其自身的蒸发也会使周围气块温度下降;这些干冷气团在入流气流的输送下进入台风内核,从而对云墙产生了"冷侵蚀",最终引起台风强度下降.因此,减小上述两方面的模拟误差,应能改进台风"云娜"登陆过程中强度的模拟效果.     

“碧利斯”引发强降水过程的湿位涡诊断分析

利用NCEP 1°×1°再分析资料,计算了2006年第4号强热带风暴“碧利斯”过境引发强降水过程的湿位涡（MPV）和假相当位温（θse）,分析了其湿位涡中尺度时空分布特矸,探讨了湿位涡发展、减弱与暴雨增幅、减弱的相关性,并结合假相当位温分布对此次强降水发生发展机制进行了分析。结果表明,850 hPa层湿位涡负值中心与强降水区域均有较好的对应关系,强的降水区域在850 hPa层位于湿位涡负中心的暖湿气流一侧,与负中心相距1个纬距左右,MPV负值中心大小可反映降水强度;在低纬地区,MPV的湿正压项MPV1负值区、MPV的湿斜压项MPV2正值中心北部以及θse等值面陡然向地面转折处是预报强降水中心落区的一个判据;MPV1负值增长期,MPV2由负值向正值过渡期,对应降水增幅期;     

一次台风暴雨的多普勒速度图像分析

利用国产第一部７１４ＳＤ多普勒天气雷达加密观测资料对发生在厦门及附近县，市的一次台风暴雨过程的多普勒速度图像进行分析，结果表明：这次暴雨过程由两场暴雨组成，低层切变线侵入高能区触发第一场暴雨，此时对流层存在三支气流，而第二场暴雨则主要由切变线上生成的边界层气旋和低空西南急流的脉动造成。虽然造成两场暴雨的中尺度系统以及流场特征有很大差异，但两场暴雨的发生有其内在联系。     

NUMERICAL SIMULATION STUDY OF THE EFFECTS OF TERRAIN AROUND TAIWAN ON TYPHOON DOT(1990)

With the use of analyzed TCM-90 data,Typhoon Dot(1990)and complex evolutions are successfullyreproduced in numerical sboulation as it travels over the island of Taiwan. The simulation includes theformation of secondary highs in both circulation and geopotential fields, trajectory jumps during mergence with main centers, anomalous northward movement of a low center west of Taiwan, evolutionalprocess of a low-level jet over the Taiwan Straits and significant deviations of circulation center fromgeopotentia1 center between upper and lower levels. By examining ev0lutions of 3-h interval simulatedresults, detailed processes of changes in structure and track before and after Dot's passage of Taiwanis given, whose evolutional images are otherwise impossible with conventionai observations at intervalsof 6 h. A number of control experboents are conducted in the end of the work for understanding causesand mechanisms behind various properties.     

“96.8.2”台风致洪暴雨分析

通过分析1996年8月1－3田吉安地区台风大暴雨的环流背景和物理量场的特征及其演变，给出了台风致洪暴雨形成的几个主要特点。