台风“威马逊”(1409)和“海鸥”(1415)影响广西风雨特征及预报偏差的比较分析

基于观测资料、数值模式产品及主观预报,对2014年超强台风“威马逊”和强台风“海鸥”影响广西的风雨特征及预报偏差进行对比分析。结果表明:(1)“威马逊”深入广西内陆,高层辐散更强,副高西脊点偏东,低层急流南北宽度更广且风速更大,台风强度更强,这是“威马逊”强降雨范围更广,小时雨强更强的可能原因。(2)主客观预报台风路径及强度随预报时效增加误差明显增大且差别较明显。ECMWF、广西遗传神经网络与中央台分别对台风路径、台风强度预报有很好的参考价值。(3)主客观均能报出强降水的形态但强度偏弱,预报误差随时效增加而增大且存在明显的空漏报。大暴雨量级预报评分ECMWF_HR明显高于广西主观,暴雨量级预报评分总体是广西主观优于ECMWF_HR。(4)ECMWF_HR没有准确预报副高西进南扩过程;副高预报的偏东偏北,是导致台风和急流中心偏南偏弱的可能原因。(5)ECMWF_HR预报850hPa水汽通量及其散度与实况在形态上基本一致,但位置偏西偏南,强度偏弱,这与预报副高偏东及台风偏西偏弱相关,应该引起今后业务预报关注。

超强台风威马逊快速增强及大尺度环流特征

超强台风威马逊(1409)登陆前发生快速增强现象,并成为我国有气象记录以来的最强登陆台风。该文利用中国气象局台风最佳路径资料、NCEP FNL分析资料、NOAA高分辨率逐日最优插值海表温度融合分析资料和天气学、动力学诊断分析方法,分析这次罕见的台风快速增强过程。研究结果表明:威马逊(1409)快速增强与持续有利背景场有关,如海温异常偏暖、低空急流和越赤道气流的增强、环境风垂直切变维持较小、高层维持较强流出气流等。尤其是台风下游大气处于热力不稳定,在其他有利因子的共同作用下,台风移入热力不稳定环境场中,有利于台风环流内部对流活动的增强和对流凝结潜热效率的增加,从而有利于台风强度增加。动能诊断方程表明:威马逊(1409)快速增强期间低层动能主要来源于风穿越等压线所作的功,这与台风环流内强降雨释放的对流凝结潜热驱动台风中心附近上升、外围下沉的垂直环流圈的加强紧密联系。

超强台风“威马逊”对南海西北海域海洋环境的影响

2014年第9号超强台风"威马逊"(1409)过境南海并穿越琼州海峡进入北部湾,给海南、广东和广西造成了严重损失,并对南海西北海域海洋动力与生态环境产生了重要的影响。文章利用卫星遥感水色水温及风场数据,分析了台风前后海表温度、悬浮泥沙浓度、叶绿素浓度、初级生产力及上升流分布特征与变化。研究结果表明:超强台风"威马逊"诱发了强烈的混合夹卷和上升流,并加强了季节性上升流;海表温度最大降幅近2℃,相对台风路径呈显著的"右偏性",而台风引起的强降水却具强烈的"左偏性";台风后悬浮泥沙浓度平均升高51.4%,叶绿素浓度增幅达28%,且最大浓度有3d的延迟,初级生产力增加34%;上层水体混合加剧,混合层深度平均增长近10.4m。

强潮海滩响应威马逊台风作用动力沉积过程研究——以北海银滩为例

研究台风影响下的海滩沉积过程不仅可加深极端海况下的海滩冲淤变化理解,而且有利于海滩资源的保护与海岸工程保护。以强潮海滩——北海银滩为例,通过采集北部湾海区1409号威马逊超强台风作用前后的沉积物、剖面高程及水文资料,探讨强潮海滩的动力沉积过程。结果表明:1)台风作用前后的海滩沙丘-滩肩-沙坝体系的地貌状态基本不变,其中沉积物组分均为砂,细砂、极细砂和中砂三组分平均含量占所有组分的95%以上;与台风作用前比较,台风后的地貌在维持先前形态的条件下,发生局部侵蚀和后退,沉积物相对变粗且细砂含量增加了10%。2)台风作用后后滨沙丘侵蚀,且沉积物滚动组分增加;冲流带和滩肩前缘沉积物的搬运由双跳跃转为单一的跳跃形式。3)台风作用前后的海滩沉积物主要变化过程可由两个模态表征,其中主要模式反映了台风作用前后的海滩以细砂为主的动力沉积变化特征,该模式受控于区域波浪和潮汐的长期耦合作用,并以波浪为主导因素。台风作用前的次要模式反映潮汐作用控制下的海滩沉积横向振荡特征;台风作用后的次要模式表征了台风影响下的海滩横向沉积物偏粗、冲流带-低潮带振荡及其沉积分异过程。

2014年超强台风“威马逊”灾害特征与社会致灾机制分析

台风是一种具有严重破坏性的天气事件,认识超强台风造成的洪涝灾害特点、成灾机制,以及社会响应特征对于水利防灾减灾具有重要意义。通过对2014年超强台风"威马逊"给海南省带来的严重洪涝灾害进行系统调查分析,发现此次灾害呈现出的特点是:受灾人口比重大,人员伤亡严重;农业受灾比重较大,成灾比重高;倒塌房屋数量巨大;灾害损失严重,农林牧渔业损失严重,水利损失较轻。进一步的分析表明:建筑设计标准偏低,基础设施管理有待完善;基层防台专业组织管理乏力,社区居民避险自救能力弱,社会综合减灾能力不足等社会防灾减灾体系不健全;法规预案体系不健全等是造成此次灾害严重损失的主要因素。据此,从结构性减灾(基础设施)和非结构性减灾(制度建设、社会参与)两方面提出今后防御超强台风的建议。

超强台风“威马逊”(1409)强度和降水特征及其近海急剧加强原因

利用常规观测资料以及海南省中尺度自动站资料、海口多普勒雷达产品、FY系列卫星云图和NECP 1°×1°再分析资料,分析了2014年第9号超强台风"威马逊"(1409)在海南岛登陆前后其强度和降水特征及其近海急剧加强的原因。结果表明:"威马逊"登陆海南省文昌市翁田镇时强度维持或略有减弱,登陆前其中心附近极大风速超过74 m·s-1,最低海平面气压899.2 h Pa,为1949年建国以来登陆我国大陆最强台风;"威马逊"从7月18日10时到当日15时登陆文昌前的5 h内,其中心附近最大风速增大了5 m·s-1,最低气压下降了20 h Pa,其超强台风量级从18日11时开始维持时间达17 h;"威马逊"眼壁回波造成的海南北部地区强降水具有降水效率高、对流发展不够强盛的混合性降水特征,而其螺旋雨带"列车效应"造成的海南西部地区极值降水则具有典型的对流性降水特征;西太平洋副热带高压、低空急流、西风槽和南亚高压是"威马逊"近海持续加强的主要影响系统;低层辐合与高层辐散、弱的环境风垂直切变和适宜的海面温度、深厚的暖涡是"威马逊"近海急剧加强的原因。

海滩-珊瑚礁系统风暴响应特征研究——以1409号台风“威马逊”对清澜港海岸影响为例

珊瑚礁海岸在我国热带地区广泛发育,海滩-珊瑚礁海岸的动力地貌过程是认识该类海岸的关键。本文基于对海南铜鼓岭-高隆湾岸段的台风＂威马逊＂前后跟踪观测,讨论了海滩风暴响应特征及其与珊瑚礁发育之间的联系。结果表明该岸段海滩在＂威马逊＂风暴作用下响应最为剧烈的区带位于平均海平面（MSL）以上,表现为后滨冲越,以及岸线蚀退、滩肩变窄、滩面侵蚀等响应特征。海滩风暴响应特征与近岸珊瑚礁发育密切相关,在无珊瑚或珊瑚受损的岸段海滩响应剧烈,剖面平均变化率（MPC）为其他岸段的3~6倍,珊瑚礁通过消耗波能对相邻海滩提供良好保护。海滩-珊瑚礁系统对风暴的响应特征受控于珊瑚礁对海岸波浪的消耗能力和海滩固有的缓冲能力。基于本文研究结果,归纳出风暴极端动力条件下海滩-珊瑚礁海岸的4种风暴响应模式。

超强台风“威马逊”近海加强与低频水汽输送的关系及前期信号

利用NCEP/NCAR再分析资料以及中国气象局上海台风研究所(简称上海台风所)整编的《热带气旋年鉴》,分析了超强台风"威马逊"在南海加强过程中水汽输送的变化特征,着重探讨台风强度变化与10~30 d低频水汽输送的关系,并从低频场出发寻找台风强度变化的前期信号。研究结果表明:(1)"威马逊"有两条主要的水汽通道,分别为孟加拉湾通道和南海通道,孟加拉湾通道的水汽输送强度大于南海通道;(2)"威马逊"近海加强与10~30 d低频水汽输送有紧密的联系。在热带低频系统作用下,孟加拉湾通道的低频偏西水汽和南海通道的低频偏南水汽在南海汇聚,为"威马逊"的增强提供了有利条件;(3)对于在海南岛东部登陆的台风,其登陆强度与超前5~7 d孟加拉湾通道的低频偏西水汽输送呈现显著的负相关,与南海通道的低频偏南水汽输送有较弱的负相关。若前期从两个通道截面流入的低频水汽输送通量位于低频振荡的谷值时,则有利于其后5~7 d台风在南海加强,反之减弱。

利用TRMM资料对热带气旋“威马逊”结构及其降水特征的研究

利用NASA提供的热带测雨卫星(TRMM)资料和NCEP/AVN模式的实况分析场研究了热带气旋“威马逊”(2002)的演变过程、结构和降水特征.对要素场及倾斜对流有效位能诊断分析发现,降水的分布和强度对热带气旋的发展有很好的指示作用.针对MM5的几种积云参数化方案进行了数值试验,初步研究了各方案在热带气旋定量降水预报(QPF)中的作用.

超强台风“威马逊”作用下红河三角洲海域水动力环境变化的数值研究

201409号超强台风"威马逊"于2014年7月从北部湾北部过境,对红河三角洲近岸海域的水动力环境产生重要影响。本文基于Delft3D建立三维潮、流、浪耦合数值模型,对红河三角洲水位、海流及波浪对台风的响应变化进行模拟。结果表明:威马逊台风期间,红河三角洲海域风速增大约6倍,风向由偏南风转为偏北风,表底层流速均受影响,其中表层变化较大,表现为北分量流速明显增大,流向变为偏南向,与风向主分量变化有关;波高增大为正常海况的9倍,时间变化与风速一致。本研究获得了从北部湾北部海域过境的台风影响下红河三角洲海域水动力环境的响应变化特征,对该海域的物质输运研究及海洋工程建设有重要意义。

高分辨率遥感降水产品对强降水的监测能力评估——以2014年“威马逊”台风为例

针对2014年7月18日12时至2014年7月19日12时"威马逊"台风先后3次在中国华南沿海地区(海南、广东、广西)登陆所带来的暴雨过程,以中国气象局提供的地面观测站点数据作为参考,使用标准化偏差(NB)、相关系数(CC)、均方根误差(RMSE)、命中率(POD)、误报率(FAR)和关键成功率(CSI)等评价指标,对基于2种不同国际主流卫星降水反演算法GSMa P和IMERG的5套高分辨率遥感降水产品进行了小时尺度上的精度验证与分析。结果表明:遥感降水产品在暴雨事件中均表现出不同程度的低估,但地面校正算法较好地修正了遥感降水产品与地面观测数据间的整体偏差[GSMa P_GAUGE(-6.8%),IMERG_CAL(-0.5%)];遥感降水产品的误差主要来自大于100 mm的强降水,降水量超过100 mm时,5套产品的误报率(FAR)整体呈现上升趋势,命中率(POD)和关键成功率(CSI)呈现下降趋势;由于校正算法的数据来源是低时空分辨率的地面观测数据,校正后的遥感降水产品也在一定程度上丢失了高分辨率下捕捉到的降水变异特征。

卫星资料连续同化在“威马逊”台风浪模拟中的应用

基于中尺度大气模式WRF,以1409号超强台风"威马逊"台风为例,通过WRFDA同化模块及快速辐射传输模式CRTM进行微波辐射资料AMSU-A连续同化,来探究卫星资料同化对风场模拟的影响,并利用SWAN模型模拟台风风场驱动下的波浪场。结果表明,采用连续同化AMSU-A资料的方法能够较为显著地提高台风路径、强度以及台风作用下波浪场的模拟效果。

某四边形塔架在台风“威马逊”作用下破坏模式分析

介绍了广西地区某四边形塔架在台风"威马逊"作用下的破坏模式,并采用SAP2000软件对在台风中破坏的塔架进行了有限元分析.分析结果表明:当风速达到35 m/s时,该塔架就会因主杆失稳而倒塌,失稳杆件的位置与实际的破坏位置吻合;同时,45°方向的风向对此类结构的影响比90°方向的风向更为不利.为给今后的重建工程提供一定依据,还对该类结构在40 m/s和50 m/s的大风条件下进行了初步设计和经济性分析.

威马逊台风的实测风暴海流计算及分析

采用潮流调和分析和分离等方法,分析了海流连续观测站上受威马逊台风影响的ADCP海流资料,进行了实测风暴海流的计算。结果显示,风暴海流达到了与天文潮流同等的数量级,并与风暴潮存在一定的关系,如近岸01站风暴潮增水大时,风暴海流量值较大,离岸较远的02站则是在风暴潮变化大时,风暴海流较大。

1409号超强台风“威马逊”对广西的风雨影响分析

利用常规观测资料、区域自动站数据和NCEP再分析资料（1°×1°），运用天气学分析和动力学诊断方法，分析了1409号超强台风“威马逊”的移动路径、强度变化的特征和成因以及给广西造成的风雨影响。结果表明：（1）“威马逊”移动路径与副热带高压位置和强度的变化密切相关。（2）南亚高压脊的高空辐散作用、西南季风急流和越赤道气流的卷入以及异常偏高的海温为“威马逊”强度的急剧增强提供了有利的环境场条件。（3）南海和孟加拉湾是“威马逊”的水汽源地，水汽辐合大值区位于桂南和桂西。涡度柱与垂直速度柱重叠，有利于台风强度的维持和强降水的发生。（4）“威马逊”进入北部湾后西南季风云系的合并使得“威马逊”仍保持着较完整的结构影响广西。

超强台风“威马逊”登陆前快速加强的特征和原因分析

利用NCEP资料、CMA-STI热带气旋最佳路径数据和FY系列卫星云图对超强台风"威马逊"登陆前特征和突增成因进行分析。结果表明:"威马逊"强度突增期间副高西伸脊点显著东退,高低压之间维持强的气压梯度。台风急剧发展期间结构趋于对称化加强,高低层辐合辐散急剧发展,持续增强的正涡度柱不断向平流层上层发展,同时垂直速度不断增大从低层向上传播,这些结构都利于台风强度迅速增强。环境条件分析表明西太平洋高海温、弱的环境风垂直切变维持10 m/s以下速度,有利于凝结潜热聚集和台风"暖心"结构维持;850 h Pa上偏南气流显著增强,南侧水汽通道完全接通且水汽辐合与台风中心基本重合,促使水汽向台风中心辐合输入,是"威马逊"强度剧增的重要原因之一。

台风“威马逊”干扰对森林生态系统的影响

2014年7月18日第9号超强台风"威马逊"在海南省文昌市翁田镇登陆,中心风力达到60m/s,是1973年以来登陆海南的最强台风。此次台风对区域森林植被具有较强的破坏力,导致树木倒伏、折干和折枝,严重制约了长期以来形成的区域森林景观结构与功能的持续发展。影响该区域森林生态系统抗台风能力的因素有很多,如树种选择、森林结构、栽植方式、管理水平和树木健康状况等。国内外大量研究和台风"威马逊"干扰后调査结果表明:树种选择是影响森林生态系统抗台风能力最直接的因素,是决定沿海地区防护林、城市绿化和新农村森林景观建设可持续发展的最主要环节。该研究将为海南沿海区域森林生态系统灾后植被恢复提供科学技术支撑。

1409号超强台风“威马逊”近海加强成因分析

主要利用常规观测资料、EC、NCEP再分析资料、卫星云图、雷达回波等研究“威马逊”进入南海后,逐渐增强直至登陆海南岛后强度维持的原因。结果表明:副热带高压加强加剧了TC的非对称结构的发展,对TC强度演变产生了影响;充足的水汽输送是TC加强的重要条件,强盛的西南季风和越赤道气流是“威马逊”主要水汽输送带;低层强辐合和高空强辐散促使TC猛烈发展;垂直风切变小、高海温有利于TC强度加强;TC加强过程,云系不断紧密,台风眼越发清晰,且回波结构逐渐紧密、对称,眼区逐渐变圆,减小而清晰,眼壁清楚,眼区回波不断加强。

抗击“威马逊”超强台风对广东电网调度应急处理的启示

分析近几年来登陆和影响广东的台风及其对广东电网的影响规律,结合抗击2014年"威马逊"超强台风过程中广东电网调度应急处理的经验和教训,提出台风袭击过程中电网运行方式安排及电网事故处理原则;进一步提出电网调度应急处理相关启示,为提高电网抗台风能力提供借鉴。

威马逊台风下大量配电线路电杆倾倒和断裂的原因分析

分析在威马逊台风下大量架空配电线路电杆倾倒、断裂的原因。对常用配电线路电杆的抗风能力及最小埋深的抗倾覆能力进行计算分析,发现常用配电线路电杆的抗风能力和在通常埋深的抗倾覆能力均偏低。电杆强度低、电杆埋深不足是造成架空配电线路电杆在威马逊台风下大量断裂、倾倒的直接原因,而配电线路设计力量薄弱,设计规程、设计图集存在缺陷是在台风下大量电杆断裂、倾倒的根本原因。提出了制定适用于架空配电线路结构设计和基础设计的规程等建议。