四川盆地西部边缘不同落区暴雨的气象场差异及夜雨浅析

本文基于2015~2018年四川盆地西部边缘出现的典型暴雨个例,以落区为依据进行了统计分类,着重分析了不同空间分布特征暴雨的环境场条件,并从四川盆地夏季大气日变化特征角度来探讨了该区域夜雨频发的原因。研究表明:(1)受四川盆地西部边缘高大陡峭地形影响,盆地西部中低层大气温湿条件好,暖湿东南气流在此遇大地形产生迎风辐合抬升,易发生强降水。当暴雨发生在整个盆西(西部型)时,整个盆地西部的湿度非常大,东南风较强;当暴雨发生在盆地西北部(西北型)时,中低层东南风最强,动力作用最显著;当暴雨发生在盆地西南部(西南型)时,大多伴随有偏北风进入盆地,存在明显的南北风切变辐合。水汽散度通量对四川盆地西部暴雨强度和落区具有较好的指示意义。(2)对流有效位能、相对湿度、假相当位温、中低层风场以及散度这些热力和动力变量的日变化特征,都表明了四川盆地西部降水易发生在夜间。

干冷空气活动对热带气旋强度变化影响的研究进展与展望

热带气旋的强度变化一直是热带气旋研究中的重要内容之一,干冷空气活动与热带气旋强度变化之间有密切的关系,如快速增强和快速减弱过程。文章对国内外干冷空气影响热带气旋强度变化的研究成果进行了回顾和总结,主要包括干冷空气的强度、侵入位置,以及高空冷性天气系统对热带气旋强度变化的影响三个方面,并对未来的研究进行展望,以期为干冷空气影响热带气旋强度的研究提供参考。

一次黄河气旋新生过程中湿斜压不稳定机制的数值模拟研究

作为温带气旋形成的主要机制,湿斜压不稳定在气旋动热力学研究中占据中心地位,其可进一步分为干斜压不稳定、湿不稳定、非绝热Rossby波和Type C气旋新生(对流层顶干侵入)四类。2016年7月18日黄河气旋快速生成后东移进入华北造成“7·20”特大暴雨,相比气旋成熟期,其初生阶段的动热力机制尚不清楚。本文利用ERA5再分析资料与WRF模式,对该气旋新生过程的湿斜压不稳定机制进行了数值模拟研究。模拟结果指出,对流层中低层呈非绝热Rossby波形态,即系统东移发展主要由垂直运动-非绝热效应的循环所推动,其中波动触发和传播所依赖的垂直运动更多由涡度平流提供;高层位涡汇与非地转风延缓了对流层顶干侵入位涡的东移,维持了高低层相位差,最终在干侵入前部发展出贯穿对流层的位涡柱。利用非线性片段位涡反演,分别从初始场中移除非平衡分量、对流层顶干侵入位涡、低层非绝热源位涡,设计了若干敏感性试验,结合广义垂直运动方程分析可得:本次过程斜压波必须在充足水汽条件下与非绝热过程耦合才能强烈发展,关闭潜热气旋新生将被抑制,干斜压不稳定无法解释本次过程;初始非平衡场的去除不影响本次斜压不稳定性质但将延后系统发展时间,受湿度条件和中尺度环流结构限制,低层非平衡风的活跃区域主要由干斜压动力学控制;该个例近地面位温梯度小,仅依赖低层初始位涡难以有效组织起非绝热Rossby波东传,同时有别于Type C气旋新生,高层位涡异常也不足以激发起强大的中低层非绝热加热。于本次黄河气旋新生而言,一方面要求初始低层位涡异常具有一定强度,以抵消高层干侵入前部伴随的冷却下沉对其的抑制;另一方面也需要高层位涡异常通过垂直渗透以涡度平流形式加强低层位涡东侧上升运动,在高低层初始相位差合适情况下,持续促使非绝热Rossby波东移发展,推动系统进入水汽条件更好的华北地区。干斜压不稳定、非绝热Rossby波和Type C气旋新生机制均不能独立解释本次事件,此次黄河气旋新生是在非绝热Rossby波和对流层顶干侵入混合作用下,初始时刻最优扰动增长形成的。

高原低涡切变影响云南强降水分布及水汽特征

利用实况资料以及NCEP/NCAR再分析资料,对2008~2012年夏季东南移出高原且影响云南的高原低涡切变过程进行统计和对比分析。结果表明:高原低涡切变影响云南产生强降水主要分为后部冷空气较强型、高原低涡切变补充型以及东南移减弱型,影响云南产生强降水最多的是低涡切变东南移减弱型。强降水的主要区域是滇中及其以北地区,是高原低涡切变影响云南的典型区,这些区域的降雨主要发生在夜间。后部冷空气较强型的影响范围最大,能造成全省性强降水过程,但发生频率低。低涡切变东南移减弱型和高原低涡切变不断补充型,在滇缅之间均有高压(脊)维持。降水范围、水汽输送与副热带高压的位置、低涡切变经向度和发生时间有关。影响云南的高原低涡切变过程有明显的水汽净收入,主要是南北向的水汽收入,东西向的水汽收入远小于南北向。通过拉格朗日轨迹模式HYSPLIT对水汽路径的模拟表明,孟加拉湾是云南重要的水汽源地。当高原低涡切变影响云南中北部时,有来自高原的水汽输送,高原的水汽一部分是来自阿拉伯海,一部分来自孟加拉湾。气流在到达降水区域之前受下垫面影响,经历了多次的降水和蒸发过程。

三次台风登陆后雨带列车效应特征对比

为探讨台风雨带列车效应导致极端降水的可能形成方式和流型配置,利用多源观测资料,对2015年第13号台风苏迪罗(过程1)、2013年第23号台风菲特(过程2)和2005年第9号台风麦莎(过程3)登陆减弱后的对流雨带列车效应现象进行对比分析。结果表明:三次过程大暴雨区都发生在浙江东部丘陵东侧迎风坡,且具有雨带走向与环境背景气流基本一致及水汽通量辐合集中在850 hPa以下的共性,但其环境背景明显不同。过程1和过程2均由台风外围对流雨带引起,其中过程1雨带位于台风低压与副热带高压之间,垂直风切变和对流有效位能较大,水汽来自低纬度海面且湿层深厚;过程2发生在陆上台风残涡与海上另一个台风之间的鞍型场内,垂直风切变和对流有效位能较小,水汽来自同纬度海面,湿层仅位于对流层中下部。过程3由台风内核区雨带引起,垂直风切变强,对流有效位能最小。进一步分析发现在不同环境垂直风廓线和湿度廓线下三次过程雨带的结构和组织方式呈现出明显差异。在过程1中,对流发展较高,冷池与偏东气流间形成较深厚边界层辐合,所构成边界的两侧斜压结构促进来自海面暖湿空气在力管项作用下在边界暖湿一侧抬升,雨带两侧正负散度配置加强了对流的组织化程度,使对流单体长时间沿雨带长轴移动;在过程2中,偏东气流与弱冷池之间风向相反,风速相当,辐合较浅薄,暖云降水起主要作用,新单体不断在雨带东边界生成、西边界消亡,雨带停滞少动引发持续强降水;在过程3中,内核区雨带较大程度受台风涡旋动力学影响,对流发展高度低,为典型的热带海洋降水型,结构随高度略向外侧倾斜,对流单体在台风本体东侧低空东南风急流脉动产生的风速辐合作用下反复被激发并向下游移动,引发极端强降水。以上事实说明,导致极端降水的台风雨带列车效应形成方式多样,其短时临近预报面临重大挑战。

台风“艾克”(2008)的海面风场模型研究

台风风场模拟的准确性对台风风场后报工作具有重要意义,目前通过参数模型构建台风边界层的海面风场是较快速且常用的方法之一。以2008年侵入墨西哥湾的大西洋第8号台风“艾克”为例,选取多种参数模型对比研究台风风场模拟的效果。实验结果表明,台风风场模型的选择对台风风场模拟效果具有显著影响。采用Jelesnianski-1风廓线模型即可较好地再现“艾克”台风风场的时空特征;此外,具有可变系数的Holland等气压模型风场和Miller等风廓线模型风场则具有较好的适用性,通过调整可变系数使得参数风场的风廓线贴合实际台风案例。整体而言,基于理想模型的参数风场能基本反映台风核心区域的海面风场特征,但对外围背景风场模拟效果不甚理想,而分析及再分析风场数据则能较好地反映台风外围的背景风场,因此采用参数风场与分析及再分析风场融合的方式构建台风风场,可显著提高台风“艾克”风场的数值模拟效果。

2001—2015年4—9月九龙涡时空分布与动力热力特征

本文利用ERA5再分析资料,通过人工识别统计了2001—2015年4—9月四类不同生命史九龙低涡的时空分布,并对其生成前6 h动力热力特征进行了合成分析。结果表明:(1)2001—2015年4—9月四类九龙涡共有221个;维持时间小于4个时次的九龙涡(T_(1~2)JLV、T_(3~4)JLV)生成源地集中在27°~28.5°N、100°~101.5°E;维持时间为5~6个时次的九龙涡(T_(5~6)JLV)生成源地集中在29°~30.3°N、102°~103.5°E;维持时间不低于7个时次的九龙涡(T_(≥7)JLV)生成源地集中于28°~29.5°N、101.5°~103.5°E。(2)生成前6 h,九龙涡生命史越长,其生成源地高频中心周围的低层气旋性环流场更明显,500 hPa副热带高压位置更偏西偏北,200 hPa南亚高压范围更广。(3)生成前6 h,四类九龙涡高频中心周围中低层均为正涡度,低层呈东北-西南向分布,九龙涡生命史越长,其正涡度带越狭长且范围越广。(4)生成前6 h,四类九龙涡高频中心附近低层辐合而中高层辐散,九龙涡生命史越长,其水汽通量散度越强,且越往高层辐散强度越大,但最大辐散强度仍小于低层辐合强度。(5)生成前6 h,九龙涡生命史越长,其生成源地高频中心附近层结越不稳定,更有利于低涡的进一步发展和维持。

四川盆地典型“西南型”盆地涡特征研究

盆地涡是西南涡的一种类型,是指在700 hPa等压面上生成于四川盆地,连续有两次闭合等高线的低压或3个站风向为气旋性环流的低涡。它是造成四川盆地降水的主要系统,而“西南型”盆地涡是盆地涡中发生频率最高、强度较强的一类。本文利用ERA5(0.25°×0.25°)逐小时再分析资料、GPM卫星降水资料以及《西南低涡年鉴》等,探讨了2020年6月26-28日发生于四川盆地的一次典型“西南型”盆地涡的特征和发生发展机制。结果表明:此次盆地涡生成于四川盆地西南部,随后向东北方向移动,到达四川东北部后转向东行,进入重庆后消亡,生命史共计48 h。该盆地涡的形成发展与其位于200 hPa南亚高压东北侧及高空急流入口区右侧的辐散区,以及500 hPa短波槽前正涡度平流造成低层减压密切相关。700 hPa上四川盆地西南部位于低空急流的左前方,有利于辐合上升运动的发展和低涡形成。700 hPa盆地涡东北方向的锋生大值区、低空急流的加强北上以及500 hPa高空槽前西南气流的引导作用,是低涡向东北方向移动的主要因素。随着200 hPa南亚高压中心东移到江淮上空以及高空急流减弱,500 hPa短波槽随之东移,盆地涡位于槽后的负涡度平流区,垂直方向转为下沉运动,地面加压,低涡逐渐减弱消亡。对涡度收支方程各项分析发现,低空辐合是盆地涡强度增加的主要贡献项,由低空辐合导致盆地涡正涡度的增加几乎贯穿了低涡整个生成发展阶段。此外高空正位涡大值区的存在、盆地涡降水的凝结潜热释放等,也对本次盆地涡的发展和移动起到了重要作用。

The Unprecedented Extreme Anticyclonic Anomaly over Northeast Asia in July 2021 and Its Climatic Impacts

This study investigates the evolution of an extreme anomalous anticyclone(AA)event over Northeast Asia,which was one of the dominant circulation systems responsible for the catastrophic extreme precipitation event in July 2021 in Henan,and further explores the significant impact of this AA on surface temperatures beneath it.The results indicate that this AA event over Northeast Asia was unprecedented in terms of intensity and duration.The AA was very persistent and extremely strong for 10 consecutive days from 13 to 22 July 2021.This long-lived and unprecedented AA led to the persistence of warmer surface temperatures beyond the temporal span of the pronounced 500-hPa anticyclonic signature as the surface air temperatures over land in Northeast Asia remained extremely warm through 29 July 2021.Moreover,the sea surface temperatures in the Sea of Japan/East Sea were extremely high for 30 consecutive days from 13 July to 11 August 2021,persisting well after the weakening or departure of this AA.These results emphasize the extreme nature of this AA over Northeast Asia in July 2021 and its role in multiple extreme climate events,even over remote regions.Furthermore,possible reasons for this long-lasting AA are explored,and it is suggested to be a byproduct of a teleconnection pattern over extratropical Eurasia during the first half of its life cycle,and of the Pacific-Japan teleconnection pattern during the latter half.

基于机器学习的热带气旋灾害等级评估模型构建及其活动特征分析

在全球变暖的背景下,热带气旋(TC)作为影响我国最严重的自然灾害之一,其活动特征及灾害损失评估研究受到了广泛关注。采用组合赋权和k-means等方法,分析了2000年以来登陆我国的TC及灾害损失特征,并构建了基于机器学习的TC灾害等级评估模型。结果表明:从总体趋势来看,登陆我国的TC频数在逐年减少,但登陆风速的最大值却在缓慢增加;广东、浙江、福建、广西受灾较为严重,但整体上全国综合灾情指数呈下降趋势;与传统的随机森林、支持向量机、朴素贝叶斯算法相比,LightGBM(Light Gradient Boosting Machine)在TC灾害评估中效果最佳,准确率值为0.91,其中致灾因子是模型中最关键的因素,其次是防灾减灾能力、暴露度和脆弱性指标。

基于高分辨率再分析风场的高原涡三维识别技术及应用

高原涡(TPV)是生成于青藏高原主体的一类浅薄中尺度涡旋系统,其发生频繁、影响范围广、造成灾害强,是我国最重要的致灾中尺度系统之一。全面揭示高原涡的统计特征是本领域研究的重要基础。其中,高原涡的精准识别是认识其统计特征的关键。随着高时空分辨率再分析资料的出现,高原涡的研究有了更好的数据基础,然而,无论是人工识别方法还是基于较粗分辨率的客观识别算法都难以高效地适用于当前的新再分析资料。因此,亟需发展一种高精度的、适用于高时空分辨率再分析资料的高原涡客观识别方法。本文提出了一种适用于高分辨率再分析资料、基于风场的限制涡度高原涡客观识别算法(Restricted-vorticity based Tibetan-Plateau-vortex Identifying Algorithm,简称RTIA)。该方法首先判断高原涡候选点,然后以候选点为中心,划分多个象限,通过象限平均风场限定条件和象限组逆时针旋转(北半球)条件确定高原涡中心,无需复杂计算及对各气压层分别设定阈值,即可快速实现高原涡的水平和垂直追踪。基于1979~2020年共42个暖季(5~9月)、15466个高原涡(共计99090时次)大样本的评估表明,RTIA方法识别高原涡的平均命中率超过95%,平均空报率低于9%,平均漏报率少于5%,可以十分准确地对高原涡进行识别。此外,评估还表明RTIA方法应用于不同空间分辨率的再分析资料(如0.5°或0.25°)时,仍能保持高原涡识别的高准确率,其识别结果主要受涡旋自身强度的影响,对弱涡旋的识别精度比强涡旋偏低。该方法对其他中尺度涡旋识别也具有一定的借鉴意义。

大气热源对高原低涡不同发展阶段的影响——2013年7月个例分析

高原低涡是夏季青藏高原(简称高原)及其下游地区的主要降水系统。本文利用ERA5逐小时再分析资料、FY-2E卫星云顶亮温逐小时数据和TRMM 3 h降水资料,对2013年7月19~21日活动于高原的一次低涡过程进行了诊断分析。此低涡在高原期间的活动时间长达56 h,将其分为初生、发展及移出高原前三个阶段,着重分析了高原大气热源在低涡不同阶段的关键作用和机理。结果表明:此低涡在发展过程中表现为阶段性增强的特征,位势涡度倾向方程诊断发现非绝热加热的垂直梯度是造成低涡发展增强的主要因素,即非绝热加热极值所在高度的下方和上方分别有正的和负的位涡制造,从而加强了低层的气旋和高层的反气旋。进一步分析可知大气热源在低涡发展过程中也表现出阶段性增强的特征,最大值出现在正午时段,且在低涡移出高原前阶段最强。低涡的生成与地面暖中心有关,这归因于地表感热加热的作用;而低涡的后续发展则主要依赖于凝结潜热加热,加热高度位于对流层中层,这主要是由垂直运动将低层的水汽集中到中层,产生水汽凝结所致。

一次高原涡东移引发江淮强降水的动热力机制分析

利用ERA5(0.25°×0.25°)逐小时再分析资料,TRMM卫星降水资料和FY-2E卫星黑体亮温(TBB)资料等,探讨了2017年7月7-9日的一次移出高原涡形成发展的环流背景和移动特征,以及引发江淮流域强降水的动热力机制,并应用HYSPLIT4模式追踪江淮流域强降水的水汽源地。结果表明:此次高原涡生成于高原中部,先向东南方移动,到达四川中部后转为东北向移动,生命史为39 h。200 hPa南亚高压和高空急流强度较强,低涡位于高空急流入口区右侧的辐散区,促使低涡形成和发展。500 hPa低涡前部的负变高中心以及西太平洋副热带高压边缘的西南气流引导低涡的东移和转向。低涡移出高原后处于高空槽前正涡度平流造成的减压区,加之大地形背风坡有利于气旋性涡度增强,低涡得以发展。低涡下高原后沿江淮切变线移动,槽后的冷空气与携带孟加拉湾和南海水汽的偏南气流汇合,在锋生作用下低涡发展为江淮气旋,降雨量迅速增强达到大暴雨标准。高低空急流的耦合和低层对流不稳定的发展加强了动力抬升作用,有利于江淮强降水的形成。强降水的水汽源地主要为南海和孟加拉湾,降水最强时段对应辐合上升运动最强,对流云发展旺盛使降水得以维持。

近十年高原低涡与中亚低涡研究进展

高原低涡是青藏高原地区特有的天气系统,作为青藏高原地区夏季的主要降水系统,其发生发展和移动对高原周边及其下游广大地区的天气气候具有重要的影响。而中亚低涡是引起青藏高原西北新疆暴雨、短时强降水、冰雹、持续低温等灾害性天气的重要系统之一,同时也显著影响其周边甚至我国东部和南部地区的天气气候。高原低涡和中亚低涡是位于不同纬度、范围,主要在500 hPa等压面活动的低涡系统,与青藏高原及其周边地区密切联系,且都位于我国西部上游,其对下游广大地区的天气气候影响深远。目前,在高原低涡和中亚低涡基本定义、活动特征和天气影响等多方面都已取得了大量成果,但对于两低涡之间的可能关系及其影响却鲜有涉及。本文在回顾已有研究成果的基础上,总结了近10年关于高原低涡与中亚低涡研究的主要进展并指出了存在的问题,强调了开展高原低涡与中亚低涡两者关系的分析研究是未来的重要方向之一。

东海黑潮暖舌对热带气旋“派比安”(1807)强度的影响

通过使用天气研究与预报(Weather Research and Forecasting,WRF)模式对热带气旋(Tropical Cyclone,TC)个例“派比安”(1807)进行了一组数值试验,分析了东海黑潮暖舌对“派比安”强度的影响。研究结果表明,东海黑潮暖舌高海面温度(以下简称“海温”)导致TC区域内海气界面热通量显著增加,并造成TC边界层不稳定特征发展,形成了有利于垂直对流发展的边界层环境。因此TC内特别是TC眼墙处对流更为活跃,TC强度显著提高,同时黑潮暖舌对TC的局部加热还会引起TC内部对流活动的非对称分布。根据数值试验的结果,黑潮暖舌为“派比安”整体动能增加做出约24.7%的贡献,中心气压变化对东海黑潮暖舌高海温特征的响应时间约为10 h。此外,在黑潮暖舌作用下,“派比安”7级风圈半径扩张16.3%,最大风速半径收缩10.7%。

青藏高原东部大气热源与高原涡的关系

基于ERA5再分析资料和高原低涡统计数据集,采用倒算法计算了1991-2017年青藏高原东部的大气热源,分析了大气热源与高原涡生成频数、移出频数及初生性质的关系.结果表明:①1991-2017年,7月份高原东部大气热源平均强度为172 W/m^(2),振荡周期为5~7年,空间分布具有明显的局地差异,东南部大气热源高于东北部.随纬度增加,大气热源明显减弱,高原南坡是大气热源最强的区域.②大气热源偏强有利于高原涡的生成及移出,强年高原涡生成频数及移出频数均多于弱年.③分析大气热源强弱年环流场差异,证明强年环流形势有利于高原涡的生成及移出,具体影响机制为:强年南坡大气热源中心气柱上升运动强烈,整层大气呈现强烈的上升运动,低层辐合,高层辐散,南亚高压脊线东伸脊点位于120°E,高层西风急流大值区位于高原东部,低层存在利于高原涡移出的横槽.

“7.20”华北特大暴雨过程中低涡发展演变机制研究

利用中国地面加密自动站观测资料、北京地区雷达探测资料、NCEP(1°×1°)FNL资料、ECMWF ERA Interim(0.125°×0.125°)逐日再分析资料等,对造成2016年7月19—20日华北极端暴雨中的低涡系统发展演变的结构特征和加强机制进行了研究。华北地区这次特大暴雨过程出现了3个阶段降水,其中与低涡系统强烈发展对应的第2阶段降水是本次华北暴雨过程的主要降水阶段。针对该低涡的分析表明:(1)850 hPa以西南低涡为中心的低压带中,在河南西北部新生低涡系统,并且其在向华北地区移动过程中显著加强,该低涡系统在空间结构上,从倾斜涡柱逐渐发展成近乎直立的、贯穿整个对流层的深厚低涡系统;(2)中低层低涡系统快速发展过程与高低空系统构成耦合作用有关:低层低涡系统显著加强之前,对流层上层(300—200 hPa)首先出现高空槽异常加深并向南发展,该高空槽发展的开始阶段与其本身冷暖平流造成的斜压发展过程对应;而后,随着高纬度平流层高位涡沿等熵面向南运动,造成华北地区对流层上层涡度增强,形成正位涡异常区;当这一正位涡异常区叠加在对流层中低层锋区上空时,造成对流层中低层气旋快速发展并向下伸展,诱发河南西北部的新生气旋;低涡系统的发展进一步强化了低空暖平流,促使低空气旋向东北方向发展"移动"(本质上是暖平流前端造成的气旋发展),这一动力学过程反过来使高层的涡度增强;这一正反馈过程形成的耦合环流不仅造成了整个涡度柱强度增强,而且垂直结构上逐渐由倾斜涡柱演变为近乎于直立的涡柱;(3)随着低涡系统增强,极大地加强了垂直上升运动并触发了对流,形成大范围的强降水,大量的凝结潜热释放,造成了低层低涡系统在强降水开始阶段的快速发展和增强;20日00时(世界时)以后,虽然对流活动显著减弱,但低涡系统的加深维持了大范围强降水过程的持续。强降水与低涡发展的正反馈过程是这次华北暴雨得以长时间维持的重要机制之一,这一过程形成的持续性潜热释放也是对流层中上层低涡系统热力结构发生改变的重要原因。

水汽含量对飑线组织结构和强度影响的数值试验

利用2009年6月3～4日一次产生大风、冰雹强对流天气的飑线个例进行数值试验,研究整层水汽含量及其垂直分布对中尺度对流系统的发生发展过程、组织类型和强度等的影响.本文的试验表明环境场中不同的水汽含量和垂直分布,会影响下沉气流和冷池的强度,从而影响对流的组织形态、维持时间和强度.整层水汽试验表明,增加（减少）水汽,对流增强（减弱）,冷池和雷暴高压增强（减弱）导致大风增强（减弱）.增加水汽越多发展阶段冷池强度越强,最大风速越强,但成熟阶段后期冷池减弱的越快,层状云区的后部入流减弱,不利于雷暴大风的出现和维持.不同层次水汽试验表明,在保持整层水汽含量不变的情况下,线状对流和雷暴大风易发生在中层干、下层湿的环境中,这种层结条件对雷暴高压的增强有重要作用,但不利于整个对流系统的长时间维持.

西北太平洋风速垂直切变异常对热带气旋活动年际变化的影响

应用中国《台风年鉴》资料、欧洲中心40年月平均再分析资料和NOAA的逐月海温资料,研究了西北太平洋(5°—30°N,110°E—180°)风速垂直切变异常对热带气旋(TC)活动年际变化的影响。研究发现,西北太平洋所有TC、风暴以上级别的TC(TSTY,即达到热带风暴级别及以上的所有TC)和所有台风(WTY,包括台风、强台风和超强台风)年频数与西北太平洋风速垂直切变都显著负相关。西北太平洋风速垂直切变大小对生成源地在南海(5°—30°N,110°—120°E)TC和西北太平洋西部海域(5°—30°N,120°—150°E)TC的影响较小,而对西北太平洋东部海域(5°—30°N,150°E—180°)生成的TC影响最大:即西北太平洋风速垂直切变负异常年,有利于西北太平洋东部海域TC生成发展,使得负异常年较正异常年TC频数偏多和源地平均位置偏东;并且风速垂直切变的变化对TC频数和生成源地影响的显著性,随着TC强度的增加而增加。对TSTY生成环境场的进一步分析表明,西北太平洋风速垂直切变偏小年,季风槽偏强位置偏东,它的东端位于宽阔的太平洋洋面,与弱风速垂直切变区相配合,暖的海温加上低层强烈的正涡度和强烈辐合,且相应的高层有强的气流辐散区,这些环境场都有利于TSTY在主要源地尤其是西北太平洋东部海域生成,这是风速垂直切变偏小年TSTY偏多和生成源地偏东的重要原因。

强台风海鸥登陆期间近地层风特性分析

利用位于海南文昌市的90 m测风塔观测的强台风海鸥多层测风数据,分析了台风海鸥登陆期间近地层风场时空特征、湍流强度、垂直风切变及阵风因子等风场特性,分析结果表明:台风海鸥登陆期间,近地层各高度风速呈现"M"型双峰特征,最大风速出现在台风后风圈;台风过境前后,风向旋转了180°;近地层风速随高度升高而增大,各高度风速垂直切变符合对数和指数规律;粗糙度长度、风廓线幂指数、湍流强度、阵风系数等风场特性与风速呈负相关关系,随着风速的增加而降低;从台风外围至台风眼,粗糙度长度随风速呈现"增大-减小-增大"特征;台风眼内部风速垂直切变剧烈,前后风圈的风速垂直切变较弱;强风区湍流强度较弱,弱风区湍流强度较强;台风风圈的湍流强度随高度增加而减小,台风眼内湍流强度随高度先减小再增加;台风影响各阶段阵风系数随高度升高而减小,各高度层阵风系数遵循指数定律;阵风系数随风速的增大而减小,当风速达到一定强度时,阵风系数随风速变化不明显。