不同微物理方案对台风“彩虹”(2015)降水影响的比较研究

本文以GFS资料为初始场,利用WRF(v3.6.1)模式对2015年第22号台风"彩虹"进行了数值研究。采用CMA(中国气象局)台风最佳路径、MTSAT卫星、自动站降水为观测资料,对比了4个微物理方案(Lin、WSM6、GCE和Morrison)对"彩虹"台风路径、强度、结构、降水的模拟性能。模拟发现上述4个云微物理方案都能较好地模拟出"彩虹"台风西行登陆过程,但是其模拟的台风强度、结构及降水存在较大差异;就水成物而言,除GCE方案对雨水的模拟偏高以外,其他方案对云水、雨水过程的模拟较为接近,其差异主要存在于云冰、雪、霰粒子的模拟上。本文对比分析了WSM6和Morrison两个方案模拟的云微物理过程,发现WSM6方案模拟的雪和霰粒子融化过程显著强于Morrison方案,但是冰相粒子间转化过程的强度明显弱于Morrison方案。云微物理过程的热量收支分析表明:WSM6方案模拟的眼区潜热更强,暖心结构更为显著,台风中心气压更低。细致的云微物理转化分析表明,此次台风降水的主要云微物理过程是水汽凝结成云水和凝华为云冰;生成的云水一方面被雨水收集碰并直接转化为雨水,另一方面先被雪粒子碰并收集转化为霰,然后霰粒子融化成雨水;而生成的云冰则通过碰并增长转化为雪。小部分雪粒子通过碰并收集过冷水滴并淞附增长为霰粒子,随后融化为雨水,大部分雪粒子则直接融化形成地面降水。

1522号强台风“彩虹”环流中的龙卷风过程分析

利用常规地面和高空观测资料、地面加密资料、FNL1°×1°实时分析资料以及广州多普勒雷达资料，对2015年10月4日17：00左右发生在广州市番禺区的龙卷过程进行了分析，结果表明：该龙卷出现在台风登陆后迅速减弱阶段，在台风中心移动方向右前侧大约390km处。龙卷发生前，地面有辐合线存在且有弱冷空气低层侵入，低层到中层为强盛东南风与偏南风辐合区。低空较强的垂直风切变、极不稳定的大气层结和深厚的正涡度区，为龙卷的发生发展提供了热力和动力条件。雷达产品特征表明，该次龙卷过程反射率因子呈弓形特征，回波中心强度在53～58dBz之间，但未出现超级单体通常具有的钩状回波和悬垂结构；从速度图上可看到有中气旋存在，从生成到消亡，大概经历了5个体扫时间，其演变方式为从低层开始加强，然后向上扩展。

秋季台风“彩虹”引发阳江特大暴雨的成因分析

利用常规气象观测资料、中尺度自动站资料和NCEP 1°×1°再分析资料,通过诊断方法对强台风"彩虹"引发阳江特大暴雨的成因进行分析,结果表明:阳江特大暴雨是由偏南气流、副高南侧偏东气流、冷空气、地面辐合线及特殊地形共同作用而造成的;偏南气流和偏东气流输送充沛的水汽和不稳定能量,加之持续有冷空气影响和低层辐合,使得阳江降水持续时间长,降雨强度稳定。冷空气的侵入与暖湿气流相互作用,使得最强垂直上升运动出现在阳江地区;同时,冷空气的侵入也降低大气稳定度。阳江不断受地面辐合线影响,加强低层辐合,有利高低空的"抽吸作用",为对流发展提供动力抬升条件。

广东省防御强台风“彩虹”主要措施及启示

介绍强台风"彩虹"基本情况,广东省采取的主要防御措施,在防御"彩虹"过程中得到的启示,并提出完善防御强台风建议。

1522号强台风“彩虹”特征及成因分析

利用常规观测、Micaps、自动气象站资料,对1522号台风"彩虹"的天气过程的环流形势、物理量诊断、单站气象要素演变特征、环境条件及中小尺度系统进行了分析。结果表明:肇庆各地气压最低值出现在台风登陆前后1h内,强降水峰值出现前约1-2h,强降水发生前气压突降现象与强降水的时段有很好的相关性,能为预报提供参考;台风"彩虹"发展在东北高西南低气压场背景条件下,往垂直风切变小的地方移动;暖云层厚度较厚,暖云层中水汽接近饱和,地面至850h Pa和700h Pa的风垂直切变数值均比地面至500h Pa大。中低层的风垂直切变很大,水汽条件和动力条件有利于强降水的产生;小涡旋的长时间维持,配合强盛的东南风,在西北高东南低的地形作用下,有利于产生持续的强降水。

1522号强台风“彩虹”特征分析

利用NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料、卫星云图等资料,研究了"彩虹"的特点及其原因。结果表明,受西太平洋副热带高压南侧稳定且强劲的东南气流引导,"彩虹"快速向西北方向移动,路径十分稳定;南海西北部较高的海温、南亚高压西退、高层辐散低层辐合增强、强的西南水汽和东南(偏东)水汽输送以及低层弱冷空气卷入导致"彩虹"出现近海加强现象;东南(偏东)风急流不断增强,"彩虹"北侧的水汽条件好、位势不稳定度大、高层辐散低层辐合配置较好,加上其云系分布的不对称以及地形影响,导致"彩虹"中心移动路径北侧的降水远比南侧多。

2015年10月4日佛山强龙卷风灾害过程浅析

受1522号台风"彩虹"外围螺旋云带影响,2015年10月4日15:28—16:00佛山市出现了强龙卷风并对多个镇街造成严重灾害。通过灾害现场调查、多普勒雷达观测、群众走访、视频影像等资料,综合比对分析龙卷风的特征,结果表明:该次龙卷风过程发生在台风"彩虹"外围螺旋云带中,发生时的台风中心距离佛山350 km;龙卷风影响时间约为32 min,路径长度为31.7 km,平均时速约为60 km/h,强度达F2级,属于强龙卷,具有"移动速度快、影响范围广、风力破坏强"的特点。

GPM资料在分析“彩虹”台风降水垂直结构中的应用

全球降水测量计划GPM(Global Precipitation Measurement)是新一代全球卫星降水产品,其核心观测平台搭载的微波扫描辐射仪增加的高频通道可以探测小雨和雪,双频降水雷达将Ku波段和Ka波段数据结合,可获取更多云与降水粒子信息。为探测台风降水的云雨结构,利用GPM的1C-GMI产品和2A-DPR产品,分析了2015年10月初的1522号台风"彩虹"的降水分布、垂直结构、雨顶高度、层云和对流云降水的结构,并与地基雷达的观测进行对比。结果表明:双频雷达的Ku波段擅长探测降水和零度层亮带,Ka波段探测云顶小粒子的效果更佳。台风在成熟阶段近地面降水率集中在20mm/h以下,部分在20~60mm/h,最大值达到88.68mm/h;雨顶高度集中在5~10km,最大高度超过15km。层云降水的面积在台风中所占比例达到63.4%,但单位面积平均降水率比对流降水低37%。双频降雨雷达DPR((Dual-frequency Precipitation Radar)和地基S波段雷达探测"彩虹"台风的结果十分相近,证明了DPR数据质量的可靠性。