基于情景的浙江省玉环县台风风暴潮模拟与潜在危险性评估

玉环县是浙江沿海台风风暴潮灾害频发、受影响严重的区域之一.本文以1949年以来登陆浙江省气压最低的台风TC0608(桑美)路径为模板,依据玉环县海岸线特征设计了7条平移路径.在此基础上,叠加考虑了4种海平面上升情景,利用MIKE21 FM模型开展了风暴潮模拟与潜在危险性评估研究.结果表明:现状条件下玉环县台风风暴潮漫堤淹没危险性较低,但随着海平面不断上升,其潜在危险性逐渐增大,从玉环县域北侧登陆的3场台风对海平面上升的响应尤其敏感;在同一海平面上升情景下,由玉环县域南侧登陆的台风造成的漫堤淹没现象明显严重于在县域北侧登陆的台风;至2100年,台风风暴潮造成的潜在最大淹没深度为5.44 m,淹没面积达160.75 km~2,占玉环县域总面积的35.93%;玉环县潜在高淹没危险区主要位于县域东南及西侧地势低平地区.研究成果可为玉环县防潮抗灾部署提供科学依据.     

基于微信文本的台风灾情快速评估方法研究

利用Python程序采集了与2019年台风“利奇马”和“白鹿”相关的1 036篇有效微信文章,抽取其中的灾情信息,基于词云图分析了灾害应急信息类型并给出台风“利奇马”中各省灾情大小的排序;构建了省级台风灾情指数并以此验证上述灾情排序结果.结果表明：(1)在台风的不同阶段,大众的关注内容反映出不同的灾害应急信息类型,在台风登陆前,主要为交通信息、天气预警;台风登陆时(后)主要为交通信息、天气预警、伤亡及营救、次生灾害、电力中断、事件/人物追踪、灾后恢复等;台风消亡后,主要为伤亡及营救、灾后恢复;基于微信文本数据推测的各省灾情排序为浙江、山东、上海、安徽、江苏、福建、台湾、湖南;(2)台风“利奇马”的灾情指数为11.57,处于大灾区间范围内,台风“白鹿”灾情指数为1.33,处于轻灾区间范围内;在省级台风灾情指数中,各省灾情排序依次为浙江、山东、安徽、江苏、上海、辽宁、河北、吉林、福建,与基于微信文本数据推测的各省灾情排序基本吻合.     

“桑美”超强台风风暴潮增水特征分析

为研究“桑美”台风风暴潮的增水特征，基于POM海洋数值模式，建立包含福建省、浙江省、江苏省在内的天文潮与风暴潮耦合数值预报模型，并以此模型计算浙江省南部至福建省北部9个站点在台风登陆期间的增水过程。结果表明，9个站点的增水曲线表现出3种类型:标准型、波动型、随机型。距台风登陆点最近的站点表现为标准型，稍远为波动型，台风边缘处表现为随机型；鳌江站具有远超其他站点的最大增水，而这一现象是台风登陆点位置、鳌江站的特殊地形、风暴潮与天文潮耦合作用等多种原因所致。     

基于大数据的影响浙江海堤安全的台风相关特征分析

由于海洋环境不断变化,台风等海洋灾害日趋严重。影响浙江海堤的台风每年也不断增多,海堤防灾任务愈加繁重,原先高标准建设的海堤已经不适应新的海洋防灾要求。为了有利于预判台风对浙江海堤造成影响的趋势,本文在大数据背景下采用数据聚类分析、相似匹配、统计描述等方法分析研究建国以来影响浙江的台风,并从年际月际变化、源地、路径、狂风、暴雨、风暴潮等方面分析台风特征。研究表明:台风年际发生频次增大,特别是强度越来越强;近海生成并登陆的台风速度快,威胁大;台风易在湾口,地形低洼处登陆,这些地区海堤损毁严重;瓯江口至鳌江口一带出现台风暴雨概率较大,容易形成洪涝灾害;发生强风暴潮时温州超警戒潮位站数最多,海堤最易出险。     

近58年登陆我国热带气旋的气候特征分析

 利用1949-2006年登陆我国热带气旋(TC)资料,采用统计方法对比分析了近58 a登陆我国TC的频数、强度、初（终）旋日、台风季长度等气候特征参数的总体和区域分布及其时间演变特征。分析得出各参数的主要演变特征为：(1) 1949-2006年登陆我国TC频数呈下降趋势,台风季长度缩短、平均中心气压降低、登陆点区域分布也发生了改变;(2) 登陆我国TC频数、中心气压、台风季长度等均在20世纪90年代中期（1995年前后）发生了显著突变;(3) 相比于突变发生前（1949-1994年）,突变后的12 a间,① 登陆全国TC频数减少,并且沿海各省登陆TC频数大多减少或持平,只有浙江增加;② 我国台风季长度缩短,并且除广西和浙江略增长外,其它沿海各省均一致缩短;③ 除登陆台湾TC的平均中心气压略上升外,登陆其它沿海各省TC的平均中心气压均下降。     

台风“启德”登陆过程中近地风场特征

通过对台风过程的风速及风向、阵风因子、湍流度和风速谱等参数的分析,研究了台风“启德”登陆时的近地风场特性.结果表明：台风“启德”的最大瞬时风速达到20 m/s,10 min最大平均风速为16m/s,台风登陆前,风速及风向脉动变化很大;台风登陆后,湍流度及阵风因子明显减小;风速变大,湍流度和阵风因子有减小的趋势.     

台风Khanun迅速加强成因及其与Rananim登陆强度的比较分析

以严重影响我国的2005年15号登陆台风Khanun为研究对象,首先从大尺度环流特征和物理量场,对其登陆前强度迅速加强原因进行了诊断分析,结果表明,台风强度增强与低空持续加强的水汽输送、高空流出气流的强辐散、台风移向垂直切变小值区和暖洋面密切相关;然后就登陆时强度,将Khanun与2004年14号台风Rananim从水平流场、暖心结构、稳定度和涡度等方面进行对比,发现Khanun在上述几方面略弱于Rananim,这一结论为登陆台风强度判定提供了一些参考。     

近35年登陆我国台风的年际变化特征及灾害特点

根据近35年的台风资料,分析了在西北太平洋和南海海域生成台风及在我国登陆台风的年际变化特征。结果表明,近35年间在西北太平洋和南海生成的台风和热带风暴有减少的趋势,并且登陆我国的台风和热带风暴也有微弱的减少趋势,但登陆的台风(登陆时中心附近最大风速≥32.7m/s)略有增加的趋势。分析表明,7-10月是生成台风和热带风暴最为频繁的季节,生成个数占全年生成总数的71%,而在我国登陆时间主要集中在7-9月,约占全年登陆总数的78%。我国台风灾害具有发生频次高、影响范围广、受灾程度重等特点。此外,对近几年我国的台风灾害进行了总体的评估。     

台风登陆前沿海居民应急疏散决策影响因素分析

台风灾害给沿海居民的生命财产安全带来了极大隐患,应急疏散是台风登陆前降低灾害恶劣影响和后果的重要途径。通过对浙江沿海地区居民进行访谈调查,考察他们面临台风登陆前的应急心理和疏散行为,进而构建了基于Probit回归的疏散决策行为模型,从是否撤离和撤离态度两个层面对影响决策的心理因素和客观因素进行分析,以期为政府台风灾害应急响应管理提供参考依据和政策建议。     

漳州市0903号热带风暴“莲花”过程总结剖析

今年第一个影响漳州市的早台风“莲花”于6月21日登陆福建省晋江,造成我市南部沿海特大暴雨降水过程。本文针对此次台风影响特点,从物理量分析,卫星云图和雷达资料等方面对特大暴雨产生机制做全面剖析,总结规律。     

Can the climate background of western North Pacific typhoon activity be predicted by climate model?

Based on the observation and reanalysis data through 1948-2004, the vertical shear of zonal wind, outgoing Iongwave radiation, and divergence fields in the lower and upper troposphere during summer are revealed to correlate significantly with the concurrent western North Pacific （WNP） typhoon frequency, and they therefore can be regarded as predictors for the WNP typhoon activity anomaly. After that, the 34-year （1970-2003） ensemble hindcast experiments are performed by the nine-level atmospheric general circulation model developed at the Institute of Atmospheric Physics Under the Chinese Academy of Sciences （IAP9L-AGCM）, aiming to investigate the numerical predictability of the summer vertical shear of zonal wind and divergence field in the lower troposphere. It is found that the temporal correlation coefficients between the hindcast and observation are 0.70 and 0.62 for the vertical shear of zonal wind and divergence field, respectively. This suggests that the model possesses a large potential skill for predicting the large-scale climate background closely related to the WNP typhoon activity, and the model is therefore capable of performing the real-time numerical prediction of the WNP typhoon activity anomaly to some extent.     

飑线回波结构与环境风垂直切变的关系

为研究春季和夏季的环境风垂直切变对飑线结构的影响,结合雷达、卫星及探空资料,重点分析了2014年7月27日浙江宁波地区飑线过程的天气背景和不稳定能量垂直结构特征,揭示了产生飑线天气的先兆信息。为进一步研究飑线的回波结构与环境风垂直切变的关系,利用雷达回波的垂直剖面图,对比分析了20140727飑线与20140319台州飑线个例的垂直结构,发现在浙江地区,春季飑线强回波主体有向环境风方向倾斜的趋势;而夏季个例强回波主体无倾斜。暖空气入流上升后的出流方向受高空环境风的影响,春季高空风强,风速垂直切变大,入流上升后在风暴高层向前部出流,类似于中纬度引导型飑线的结构;夏季高空风弱,风速垂直切变小,入流气流上升后向风暴高层的后部出流,类似于热带传播型飑线的结构。为了改进飑线的临近预报水平,计算了20140727飑线的径向散度场。结合回波强度和速度分析飑线的辐合区,可以更准确地预测强对流的位置,揭示回波的生消演变。研究结果有助于深入理解飑线回波结构与环境风垂直切变的关系。     

0505号台风"海棠"灾害的初步诊断研究

0505号台风“海棠”(Haitang)是一个范围广、强度大、路径复杂的台风,在其生命史的各个阶段表现出不同的特征。该台风具有很强的破坏力,使我国许多地区遭受严重灾害。在对台风灾害和环流背景分析的基础上,利用Q矢量和螺旋度等诊断方法,对该台风在浙闽地区造成强降雨的成因作了初步的研究。研究表明,台风外围螺旋云带、台风密蔽云造成台湾省和大陆东南部地区强降雨,其外围东南急流中的云团也引发了强降雨,而台风减弱后的残留低压与西风带系统相互作用在华北区产生了强对流天气和强降雨。通过对该台风登陆前后Q矢量辐合辐散情况的诊断可用来判断当时的垂直运动分布,而对螺旋度的分析,发现该台风的螺旋雨带在低层相对螺旋度场上反映为正的大值中心。     

台风期间台湾岛周边海域海面风场特征的卫星遥感研究

利用1999~2005年QuikSCAT卫星遥感资料,对台风期间三种台风路径下台湾岛周边海域海面风场变化特征及成因进行了分析.结果表明,尽管台风强度被不同程度低估,台风中心附近风向反演受降雨影响明显,但遥感海面风场的大致形态仍较为合理.地形对风场特征的形成有着显著作用,它导致了台湾海峡内大风(>10 m/s)天气提前出现、中央山脉两侧背风槽(或诱生低压)形成、中央山脉两端下风面“角流”形成等现象.海峡内大风天气是否提前出现与台风中心的位置有关.不同台风路径下,“角流”和背风槽的位置和范围不同.     

一次爆发性气旋引发的罕见暴风雪过程分析

冬季温带气旋强烈的发展会带来大范围严重的暴风雪天气。针对2007年3月3?5日一次气旋爆发性发展所造成的暴雪、大风和低能见度给辽宁省的交通,特别是航空带来的巨大影响,从大尺度环流背景、气旋移动路径和强度、水汽条件、冷暖空气活动及多种物理量场,对这次气旋的强烈发展及其相关联的垂直环流进行了动力学和热力学的诊断分析。结果表明,大气的强斜压性和其所伴随的冷、暖平流是气旋爆发性发展的主要原因;高位势涡度的下传促进了气旋的强烈发展;气旋中心附近最强的上升运动区基本上是上下垂直的;高、低空急流及相关的高、低空散度场和垂直运动构成了气旋所伴随的强大次级环流;沈阳地区强暴风雪的产生与气旋的强烈发展、偏南风低空急流的水汽输送及气旋内部垂直运动的强弱等密切相关。     

浙江省近海QuickSCAT风场资料同化模拟风速效果垂直变化

为了提高风速模拟预报的准确性,利用中尺度区域模式(weather and research forecasting model,WRF),同化QuickSCAT风场资料,模拟浙江省近海风场。与实测值对比后发现同化后模拟效果得到提升,特别是在四、七月份得到了显著的提升。在300~2 000 m不同高度同化模拟与未同化模拟结果对比中发现,1、4、7月份大部分区域同化模拟风速小于未同化风速,有利于提高模拟效果;同化后对初始场的优化会被模式约束向上传递,优化更高高度的模拟结果,但这种传递有其极限,效果随高度增加逐渐稳定甚至减小。而10月份由于台风和南退副高的影响,同化模拟风速大于未同化模拟,大部区域两者间的差异会随高度增加而增加。     

华南西部登陆台风的大尺度条件对比分析

利用每6 h一次的NCEP/NCAR再分析格点资料对9615号和0103号两个典型台风的大尺度环境场特征进行对比分析.结果表明,在中高层出现"北槽南涡"的环流形势场有利于登陆台风的维持; 源于南海南部和孟加拉湾的热带低空急流汇成的台风南侧的西南风急流是台风登陆后得以维持和引发暴雨增幅的重要系统.进一步分析表明,主要影响系统的差异导致了两个台风在垂直风切变和涡度的垂直分布上存在极大的差异, 较弱的垂直风切变及较强的涡旋环流是0103台风比9615号台风在登陆后维持得更长的最直接原因.     

不同侧风类型影响下的飞机尾涡数值模拟研究

在航空飞行中,低空风切变极易对处在起飞爬升或进近着陆阶段的飞机带来安全隐患,严重时会导致飞机失速甚至坠毁。低空风切变往往还具有持续时间短、尺度小、突发性强等特点。因此在中国民航和通用航空业高速发展的背景下,加强对飞机遭遇低空风切变的数值模拟仿真和研究具有重要意义和实际价值。采用SST模型并使用FLUENT计算尾涡演化,通过构建H-B尾涡耗散二维模型,应用ANSYS FLUENT UDF(user defined function)编译环境侧风不同的7种情况进行尾涡耗散机理的数值模拟,通过对比成都双流机场实地探测的尾涡发现在非线性垂直切变影响下侧风和涡诱导速度的叠加会导致尾涡对周围的压力分布不对称,引起尾涡对倾斜。     

相似路径台风风暴潮过程对比

基于MIKE 21模型和Holland台风风场模型,构建了1909号利奇马和0509号麦莎2次相似路径台风期间的风场和气压场,并模拟了相应的风暴潮过程。结果表明：台风中心附近增水变化显著,浙江东北部海域在台风登陆期间的增水更大;受台风强度影响,台风利奇马期间增水高值区更大,部分海域2次台风期间最大增水差值接近1.0 m;潮致欧拉余流速度较大值主要分布在100 m水深以浅的海域,量值超过20 cm/s,江苏沿海、台湾东北部海域存在欧拉余环流;台风利奇马期间近海斯托克斯余流值普遍小于麦莎期间;斯托克斯余流项对台风期间长江口、浙闽等近海浅水区短期物质输运过程起一定主导作用。用EMD方法和Hillbert变换分析了典型站点风暴潮位的特征,发现站点IMF1模态和天文潮位较吻合;水深和IMF3模态的最大功率谱密度呈现出较高的相关性,并且随着水深的增加,IMF3模态的最大功率谱密度逐步变大。