超强台风“鲇鱼”形成过程中的水汽演变特征

基于一次成功的数值模拟和相关的敏感性试验,对超强台风鲇鱼形成过程中的水汽演变以及海气非线性反馈机制-WISHE(wind-induced surface heat exchange instability)机制的作用进行了探讨.在"鲇鱼"台风形成过程中,对流活动具有显著的日变化特征.与之相对应,台风前期扰动中的总水汽含量呈现出振荡式增长的特征.在浅对流活跃阶段,台风胚胎中的总水汽含量逐渐增加,而在深对流爆发和随后的层云阶段,总水汽含量迅速减小.在浅对流活跃阶段,台风前期扰动中总水汽含量的增加是大气中水汽通量辐合和海洋蒸发的结果,其中,前者的贡献远大于后者.在深对流阶段,由于水汽通量辐合以及海洋蒸发所贡献的水汽之和略小于深对流引发的强降水引起的水汽消耗,因此,台风前期扰动中的总水汽含量下降,但这一减少量小于浅对流阶段总水汽含量的增量,正是通过几次这样的周期性变化,台风前期扰动中的总水汽含量呈振荡式增加,最终支持了临近台风形成时刻深对流的爆发,导致了"鲇鱼"台风的生成.上述结果表明浅对流活动对于台风前期扰动的增湿和深对流活动以及台风形成具有重要贡献.数值敏感性试验表明,尽管海洋蒸发贡献的水...     

冷空气与地形在台风“海葵”特大暴雨过程中的作用分析

使用常规天气图、边界层温度平流、物理量场、卫星云图、中尺度自动站及景德镇地形等资料,对冷空气与地形在台风"海葵"景德镇特大暴雨过程中的作用进行了分析,结果表明:1)冷空气从台风西侧边界层侵入,以景德镇为中心,东部与东北部增温,西部、西南、西北部降温,自东北向西南温度差异增大,降水在冷空气的作用下,向南部移动,强度明显增强;2)受北方弱冷空气侵入的影响,各物理量强中心明显南移,并出现了高层辐散,上升气流明显增强,气流斜升、能量锋区增强等有利于中小尺度系统发展的特征,为特大暴雨发生、发展提供了良好的动力与热力条件;3)云图上,弱冷空气侵入台风环流西侧,高层辐散诱发了中小尺度对流云团的发生、发展;4)景德镇市向西与西南开口的地形,在北面有西北偏西气流,南面有强盛西南气流时,受地形辐合、抬升影响,对暴雨的产生有明显增幅作用。     

台风“鲇鱼”(2010)过程影响系统分析

本文利用日本气象厅的台风最佳路径数据和美国国家环境预报中心1°×1°逐6h再分析资料,对2010年第13号台风"鲇鱼"的发生发展过程进行详细的分析,发现该过程中主要的影响天气系统有副热带高压和中纬度西风槽等.然后利用分部位涡反演的方法,进一步研究各系统对"鲇鱼"路径与强度变化的影响.得到结果如下:(1)路径方面:台风"鲇鱼"发展过程中,前期主要受副高环流影响向西北方向运动;中期主要是受到位于华南的高压单体的东北风引导气流影响向南转折;后期由于西风槽增强南压,台风与西风槽底接近,"鲇鱼"受到西风槽系统产生的西南风引导气流的作用,向东北偏折.(2)强度方面:在台风强度达到最大时,西风槽、副高、台风等系统位涡扰动对应的水平风垂直切变为最小,不会抑制台风加强;后期西风槽和副高扰动产生的风垂直切变逐渐减小,但随着"鲇鱼"逐渐接近陆地,环境风切增大,台风强度逐渐减弱.这些结果表明,在副高强度大并且与台风距离近时,"鲇鱼"运动主要受副高环流的引导.而随着"鲇鱼"不断西移北抬,副高远离台风其影响几乎消失,中纬度西风槽成为影响台风运动的主要系统.     

鹫峰山脉对“海棠”台风暴雨影响的模拟分析

为研究福建地形对台风暴雨的影响,利用地面降水资料、NCEP再分析资料和WRF模式,分析鹫峰山脉对201710“海棠”台风暴雨的影响。对比分析控制试验和实况得出,WRF模式虽然对降雨落区有偏差,但大体能较好地模拟出此次降雨过程量级和形态分布特征,模拟出因为鹫峰山脉的存在导致福建北部沿海和内陆降雨的差别;将鹫峰山脉位势高度降低0.3倍和升高2倍作为敏感试验,对比敏感试验和控制试验可以看出,鹫峰山脉对台风的路径和强度有很大影响,位势高度降低0.3倍后,鹫峰山脉西侧的降雨较控制试验多,山脉东侧的降雨较控制试验少;位势高度升高2倍后,鹫峰山脉西侧的降雨较控制试验少。由此可见,地形强迫抬升导致鹫峰山脉东侧降雨增强,地形阻挡作用使得鹫峰山脉西侧受台风暴雨影响较弱。     

地形抬升型微地形下台风风场计算模拟

福建省内多山地丘陵地貌,当台风经过山岭型微地形时,由于风速叠加效应和风压改变,在微地形附近空间的风速、风向、湍流强度和风压都会产生变化。每年台风登陆都对电网造成巨大的破坏,比如倒塔、断线。本文以流体力学理论为基础,采用计算流体力学方法,通过对实际地形的建模仿真,研究地形抬升型为微地形对风速的加速作用。计算结果表明地形抬升型微地形对风速有明显的加速作用,并且超过了国家标准规定,目前输电线抗风设计的执行标准存在偏低的问题。研究结果对输电线路的抗风设计具有一定的工程参考价值。     

1617超强台风“鲇鱼”大风成因和预报分析

2016年第17号台风"鲇鱼"正面袭击福建省,并于9月26~29日期间给福建带来了严重的风雨灾害,尤其是大风带来的破坏影响非常严重。该文对1617"鲇鱼"台风大风的成因进行分析,得出结论:(1)"鲇鱼"外围螺旋雨带较台风本体先行逼近以及台湾海峡的狭管效应导致台风大风提早出现,且强风多集中在福建中北部沿海。(2)"鲇鱼"影响福建前期,地面冷空气自中偏东路向南补充,使得福建中北部沿海气压梯度明显增大,这是造成该地区起风时间提早、大风强度强、大风维持时间长的原因之一。(3)对流能量释放造成的大风与台风环流带来的大风叠加产生的增幅效应,也可能是"鲇鱼"在福建造成大范围、长时间强风的一个原因。(4)预报员根据积累的台风大风预报经验并结合丰富的观测资料,对数值模式输出的产品进行订正,将有利于做出准确率更高的大风预报。     

河南“21·7”极端暴雨过程地形敏感性试验

使用FNL1°×1°再分析资料、高空和地面观测资料、多普勒雷达资料和卫星云图等资料,对2021年7月17—23日河南极端暴雨天气过程进行分析,采用WRF数值模式进行地形敏感性试验.分析结果表明,此次极端暴雨天气发生在稳定的大尺度大气环流背景下,对流层中低层的低涡、切变线以及中小尺度系统的不断生消是造成极端暴雨的直接原因;台风“烟花”的生成、发展和移动对暴雨区的水汽输送有着重要影响.地形敏感性试验结果表明：(1)将一定范围内的地形高度降低为0,会导致降水中心降水量减少,整体减幅20%～40%,同时会造成雨带西移1°E左右;(2)将固定范围内的地形高度降低时,会造成降水中心降水量减少,整体减幅10%～40%,地形高度降低大于或等于75%时,会导致雨带西移1°E左右;(3)将固定范围内的地形高度增加时,会导致降水中心降水量增大,整体增加10%～40%,地形高度增高50%以上会导致雨带东移1°E左右.     

9711号台风暴雨的诊断分析与数值试验

采用手数值试验的方法,分析了９７１１号台风登陆后的演变过程,讨论了水汽,地形等因子对台风及其降水的影响。诊断分析表明,理查逊数对降水落区具有一定的指标性,－１〈Ｒｉ〈０的强对流和湍流发展区与降水分布区域较一致。数值试验表明,水汽是台风及其降水加强和减弱的一个制约轭了,水汽含量减少到一定程度的台风过程可视为干台风过程;地形对台风系统的演变及其降水重要影响。     

台风“美莎克”致洪暴雨精细化特征及成因分析

为分析2020年台风“美莎克”致洪暴雨成因，利用自动气象站观测、风廓线雷达、NCEP再分析等资料，对暴雨的精细化特征进行诊断分析，并与2012年台风“布拉万”进行简要对比。结果表明：台风“美莎克”带来的降水具有风雨影响范围大、降水持续时间长、降水呈非对称性等特点；“美莎克”在东北地区造成的强降水与它和西风带系统结合关系密切，北上台风进入我国东北地区后呈非对称性结构发展，台风西侧干冷空气的卷入和锋生区导致了其降水的持续和非对称性分布；“布拉万”与“美莎克”的大尺度环流均表现为“西低东高”的形势，但是“美莎克”环流的异常程度、系统随高度向西倾斜的程度及锋区强度均强于“布拉万”,因此降水也表现为持续时间更长、范围更大的特征。     

山东近15年首场区域性暴雨物理量特征诊断分析

利用近15年（2008—2022年）资料对山东首场区域性暴雨进行分析,结果表明：(1)山东首场区域性暴雨均发生在4—6月,发生在鲁中、鲁南的概率最大.(2)影响系统主要有三类,以温带气旋暴雨最多,其次是低涡切变线暴雨和低槽冷锋暴雨.(3)首场区域性暴雨发生时,700、850、925 hPa比湿分别在7.33、9.97、11.6 g/kg左右,绝对水汽条件弱于常规区域性暴雨,但湿层深厚;850 h Pa假相当位温在60℃左右,能量条件弱于常规区域性暴雨;700和850 hPa有19.5和17.1 m/s的低空急流,动力条件强于常规区域性暴雨.综合利用以上条件和数值模式预报结果,可以对数值模式的降水量级进行有效订正.     

海滦河流域的地形与暴雨

海滦河流域由于燕山、太行山成弧形,东北——西南穿越全流域,与夏半年东南气流乎几成直角,致使东南迎风坡成为多暴雨区,暴雨不仅量大,频次高,持续时间长:西北背风坡则反之,不论暴雨量,还是暴雨雨日都很少,持续时间不过几小时。而且由于造山运动留下多级夷平面和河流切割的喇叭口地形,在中部太行山区出现两个降水最大高度带。     

影响台风“鲇鱼”(2010)强度的环境系统的诊断分析

本文采用日本气象厅的最佳路径数据和美国国家环境预报中心1°×1°逐6h再分析资料,利用分部位涡反演的方法,分析了不同天气系统对台风鲇鱼(2010)强度变化的影响.研究结果表明,在鲇鱼的生成和发展阶段,西北太平洋副热带高压扰动促进水汽向台风中心输送,为台风增强提供充足的水汽条件;台风自身扰动的增强,其自身的抽吸作用使得高层流场具有较强的辐散特征,同时配合低层强的辐合,有利于鲇鱼强度的维持和增强;与此同时,台风自身扰动和西风槽系统扰动共同引导弱冷空气向鲇鱼中层入侵,有利于鲇鱼内部对流的发展,激发其强度进一步加强.在鲇鱼减弱阶段,由于台风自身环流导致水汽流出增多,加上西风槽扰动向台风中心带入的大量干空气,造成鲇鱼内部水汽供应不足;鲇鱼中心高层流出气流受西风槽扰动以及位于鲇鱼南侧的反气旋阻挡,气流辐散减弱,也不利于台风强度的维持.     

“7.09”山西暴雨数值模拟与诊断分析

利用NCEP/NCAR 1°×1°全球分析资料、地面观测降水资料,采用NCAR、NCEP和FSL/NOAA等共同研制的新一代细网格WRF中尺度数值模式,对2013年7月9日山西省一次暴雨过程进行了数值模拟与诊断分析.结果表明:此次过程属于典型的副高切变型暴雨,副高进退缓慢,584线基本在山西南部稳定少动,中高纬不断有冷空气南下,与低层西南暖湿气流交汇,激发降水云系,造成强降水.三重嵌套的WRF模式比较成功地再现了高低空环流形势的演变及暴雨时空分布特征,利用模式输出的高分辨率资料诊断分析发现,暴雨区高空负涡度、低层正涡度,且涡度中心对称,低层辐合、高层辐散的配置以及高温高湿的不稳定环境为暴雨发生发展提供了有利条件,强烈的上升运动使低空西南急流和高空西风急流相互耦合,是产生暴雨的主要原因.     

台风“暹芭”引起宁德市远距离暴雨过程分析

利用ECWMF再分析资料、新一代天气雷达、地面及高低空常规观测资料,对2022年第3号台风“暹芭”登陆期间在宁德市引起的远距离暴雨进行分析。结果表明,此次远距离暴雨由台风“暹芭”外围环流与副高之间形成的低层东风急流共同作用形成,暴雨持续时出现东风波,为此过程提供了一定的动力条件。此次远距离暴雨有两个暴雨中心,一个在福鼎、霞浦、柘荣交汇处,另一个在蕉城和福安沿海一带。此过程CMA-MESO模式具有一定的预报能力,其余模式的量级预报均偏小。     

“810■”号登陆台风暴雨的诊断研究

本文在统计华南登陆台风暴雨的基础上,着重对8107号台风登陆后的强度变化及其暴雨过程进行了诊断研究.结果表明,华南登陆台风及其降水的强度变化主要取决于水汽输送条件的变化,Q_1、Q_2的变化则表明,积云对流及其潜热加热的反馈作用是登陆台风及其暴雨维持和加强的主要机制.     

台风“苏迪罗”影响下赣北暴雨成因分析

利用常规观测资料,多普勒雷达资料,自动站5 min观测资料以及数值预报产品资料,从环流形势、动力条件、水汽输送、中尺度系统以及地形特征方面,分析2015年8月8-10日台风"苏迪罗"台风造成赣北极端大暴雨的原因,并对数值预报检验,结果表明:1)"苏迪罗"影响的强降水出现在台风环流中心及其移动方向的右前方,"苏迪罗"登陆后保持暖心结构,造成此次赣北大暴雨的主要影响系统为台风的气旋性环流;2)水汽输送集中在850 h Pa边界层以下,水汽辐和中心在925 h Pa附近;3)雷达回波主要以30~35 d BZ的层状云回波为主,持续时间长,回波顶高低。自由对流高度在1 200 m附近,有利于高效率的降水出现;4)5 min自动站观测资料没有发现风向辐和明显的中尺度辐和线,在赣北存在10~6 m/s的风速辐和,配合赣北山地地形是造成此次大暴雨原因之一;5)数值预报对于极端降水没有预报能力,需要客观订正。     

西北太平洋台风活动和中国沿海登陆台风暴雨及大风的气候特征

根据１８８４－１９９６年台风资料对西北太平洋台风活动及中国华南、华东沿海登陆台风暴雨和大风进行了分析,得出：西北太平洋台风有两个活动中心,一个在南海,一个在菲律宾以东洋面上,各月活动中心的位置不同,华南沿海登陆台风主要集中在６－１１月,８－月的降水量和风速最大;华东沿海登陆台风主要集中在７－９月,其降水量和风速都不亚于华南沿海陆台风;华南和华东沿海登陆台风异常多和异常少的年份,台风的最大降水量和最大风速都无显著差异,西北太平洋台风生成频数有３０年和１５年的周期变化,华东沿海登陆台风有较强的１５和３－４年的周期变化。一般厄尔尼诺期间西北太平洋台风生成和登陆台风次数减少,拉尼娜期间次数增加;从气候学角度看,西北太平洋副热带高压指数中有副高脊线位置与华沿海６－７月登陆台风次数和副高北界位置与华南沿海８－９月登陆台风次     

三峡库区地形与暴雨的气候分析

以三峡库区为例，分析了峡谷地形对暴雨影响的气候特征。结果表明：峡谷地形对谷坡上部和下部暴雨都有很明显的增幅作用，但作用机制不同     

台风Wipha云微物理特征数值模拟

 借助非静力中尺度模式ARPS,利用美国国家环境预报中心（NCEP）全球逐6h最终分析资料（FNL）与中国气象局MICAPS系统地面资料和探空资料进行四维同化作为初始场和侧边界,每6h利用实测雨带反插调整模式初始水汽场,进行三重嵌套细网格模拟,利用模式结果研究0713号台风Wipha不同阶段暴雨云微物理过程水平和垂直特征,对了解台风暴雨不同发展阶段云结构和强降水形成机制具有科学意义。