台风“温比亚”停滞少动及转向机理探究

2018年1818号台风“温比亚”进入河南后停滞少动,移向有多次改变,累计在河南省境内滞留长达40小时,造成河南省东部历史罕见的极端暴雨天气。利用高空探测、地面观测、NCEP 1°×1°再分析等资料及中央气象台台风定位数据,对“温比亚”登陆进入河南境内后停滞少动及转向机理做详细诊断分析,结果显示:台风低压处在100 hPa高压带中的弱风区里,低层受高压带“包裹”或阻挡,低压缓行或停滞。200 hPa低压附近有风速辐合时,低压移速减慢,反之则加速,低压下游的风向对其移动方向有很好的指示意义。低压周围合成风场显示,北侧偏东风远大于南侧偏西风时,低压西行;东侧南风大于西侧北风时,低压北行;低压周围风场对称分布时,低压停滞;当非对称逐渐加强时,移向转为大风速轴的方向。500 hPa台风低压中心附近最大U、V风风速演变表明,北侧东风逐渐减小,西行低压移速随之变慢;东西风速差及南北风速差均减小到最小值且基本相当时,低压先停滞后转向,而后随着反方向风速的逐渐增大,低压沿着合动量方向移动。584 dagpm与588 dagpm之间风向与低压移动方向有很好的相关性。

“温比亚”引发河南特大暴雨的中尺度系统特征分析

利用常规气象观测、区域自动站加密观测、中央气象台台风定位报、FY-2F卫星逐时TBB、多普勒雷达探测及NCEP 1°×1°逐6 h再分析等资料,分析了2018年18号台风“温比亚”引发河南特大暴雨过程的中尺度系统特征,结果表明:此次特大暴雨过程是台风低压环流与中纬度西风槽、副热带高压、高低空急流等天气系统共同作用的结果;925-850 hPa高度上冷空气从台风西北方侵入台风系统与暖湿空气形成能量锋,有利暖湿空气抬升;400-500 hPa高度上冷空气从西北侵入台风环流,形成上干冷、下暖湿的不稳定层结;400 hPa附近的高位涡中心下传至近地面,激发中尺度系统发展,是引发极端降水的重要机制;在台风中心东北侧低空东南风急流轴上形成的强回波带及垂直积分液态水含量高值带维持时间长,中尺度对流系统形成“列车效应”;强降水落区位于水汽通量辐合高值区与能量锋重叠的地区,集中于倒槽底部的地面辐合线附近;导致强降水的云团有1个中α云团和4个中β云团,其中中α云团对降水的贡献最大。

台风“温比亚”影响山东期间GPM资料的降水分析

为研究GPM(Global Precipitation Measurement)资料对台风雨带降水结构的探测能力,利用GPM卫星资料、地基雷达资料和地面降水实况对2018年第18号台风“温比亚”影响山东期间的降水结构进行分析。结果表明:台风螺旋雨带造成的降水远大于台风外围云系产生的降水;台风螺旋雨带的雨顶高度大于外围云系的雨顶高度,基本在7 km以上,最大雨顶高度达到15 km;台风螺旋雨带及其外围云系都以层云和对流云降水为主,其中螺旋雨带中对流云降水所占比例高于外围云系,对流云的平均降水率是层云的3倍左右,对流云降水对应近地面降水率和雨顶高度的大值区;台风螺旋雨带的降水柱与外围云系中的降水柱相比,具有数量多、密度大、高度高的特点,这与台风螺旋雨带中对流发展旺盛有关;2A-DPR数据产品对降水估测具有较好的指示意义。研究结果为用GPM产品估测降水结构提供了参考依据。

“温比亚”台风登陆前后大暴雨特征及成因分析

利用中尺度自动站加密资料、雷达和卫星资料以及NCEP全球分析资料,诊断分析1818号台风"温比亚"登陆前后大暴雨特征及其成因。结果表明:(1)台风登陆前后,降水具有时间集中、局地性强、雨强大等中尺度降水特征,强降水集中在距台风中心100 km以内的台风前进方向的左前部和后部,主要由两个移动性雨团和1个相对少动雨团产生,距台风中心25~50 km的降水量中心小时降水量普遍较大;(2)杭州湾区域地面辐合一方面加强了低空水汽辐合,另一方面促进了上升运动的发展和维持,使得中尺度对流雨团在宁波东北部至舟山一带发展加强,同时引导气流偏弱和地形作用导致台风在舟山附近移速减慢,延长了影响时间,造成了杭州湾附近区域的大暴雨;(3)地面辐合的增强和减弱对应于其后1 h降水的增大和减小;水汽通量散度的减小、增大与降水的增大、减小有较好的对应关系,水汽通量散度在-16×10^-5g/(cm^2·hPa·s)以下的时段降水较强;垂直螺旋度大值中心所对应区域未来6 h有强降水,垂直螺旋度的减小对应于该区域其后6 h降水的减弱。

相似路径台风“摩羯”(1814)和“温比亚”(1818)影响南通降水差异成因分析

为探讨相似路径台风“摩羯”(1814)和“温比亚”(1818)影响南通降水的差异原因,从天气形势、物理量场等方面进行分析,利用水汽通量、假相当位温、湿位涡、垂直螺旋度等物理量对降水进行诊断,得到以下主要结论:1)两台风移动路径主要受副热带高压和冷空气的影响,副热带高压边缘气流为主要引导气流。两台风均有追随200 hPa辐散中心移动的趋势。2)较强冷空气的侵入、鞍形场中的缓慢移动、强正涡度和强盛上升运动、强水汽输送且低空长时间水汽辐合、大气斜压性增强和风垂直切变增大均是台风“温比亚”造成南通更强降水的原因。3)水汽通量辐合增强,低层正涡度中心、强上升运动,低层假相当位温大值区叠加上空假相当位温梯度带,垂直螺旋度增大与正值发展高度均与台风强降水有明显对应。

2018年18号台风“温比亚”引发的豫东极端降水诊断分析

为揭示2018年第18号台风"温比亚"对豫东地区造成的区域性极端降水成因,本文利用常规高空、地面气象观测资料、NCEP再分析资料以及NOAA海温距平图,对2018年8月17—19日豫东地区"温比亚"台风引起的大暴雨、特大暴雨天气过程进行诊断分析。结果表明:强降水事件之所以能够持续多日,其直接原因之一就是华北地区建立了强大的高压坝,贝加尔湖高压脊和西太副热带高压径向度叠加阻挡了"温比亚"台风的向北活动,且500 hPa和200 hPa引导气流偏弱,加之豫西、豫南地形阻挡,导致"温比亚"在河南南部长时间停滞和徘徊;低层建立了持续而强烈的水汽通道,18日20:00前后冷空气扩散南下,在周口北部地区上空与来自南方的暖湿水汽输送交汇,形成强烈的水汽辐合区,加强了豫东北降水。

台风“温比亚”对河南地区农业的影响

2018年8月17日8:00至19日20:00受台风"温比亚"低压影响,河南省大部分地区出现强降水过程。本次降水范围广、历时长、雨强大,为历史罕见,引发河南多地发生洪涝灾害,受到了当地政府部门以及社会大众的高度关注。本文利用气象观测资料对2018年台风"温比亚"天气实况进行分析,总结了此次天气过程对河南省部分地区农业的影响,并对气象服务措施等内容进行分析,以期为今后出现同类天气的预报预警服务提供参考。

海气热通量和垂直风切变对强热带风暴“温比亚”(2018)影响研究

利用地面加密自动气象站观测的1h降水、NCEP提供的海温、海气界面热通量以及风场等资料,分析了海温、海气界面热量交换以及环境垂直风切变对强热带风暴"温比亚"(2018)强度和降水结构的影响。结果表明:在"温比亚"生命史过程中,垂直风切变对其强度发展起到了一定的抑制作用。但是,垂直风切变不是影响其强度变化的唯一因素,"温比亚"登陆前27~29℃的高海温海域为其强度的增强提供了大量潜热。"温比亚"深入内陆期间,其降水分布具有显著的非对称结构。在环境垂直风切变的作用下,"温比亚"强降水位于顺切变方向及其左侧。

典型台风暴雨情景下洪涝过程模拟分析

2018年台风“温比亚”和2019年台风“利奇马”对我国东部沿海地区造成了广泛影响,给地处山东东北部渤海湾的东营市带来严重的暴雨洪涝灾害,两场台风期间降雨历时分别为22 h和43 h,全市平均降水分别为250.4 mm和342.2 mm,均超过东营市百年一遇暴雨级别,连续两年刷新当地多个雨量站历史极值。针对现有洪涝监测体系仅关注重点断面或区域、无法全面系统地反映洪涝过程,且两场台风暴雨在当地均为现象级、洪涝监测系统难以全程有效监测的问题,为了深入认识和分析台风暴雨极端情景下东营当地洪涝特性,选取SWMM构建东营市暴雨洪水模型,对两场台风暴雨期间的洪涝过程进行模拟再现。结果显示:两场台风暴雨模拟结果的径流演算连续性误差分别为1.076%和0.692%,流量演算连续性误差为-0.135%和-0.004%,模拟结果较合理。结果表明:两场台风暴雨产流量分别为5.7亿m^(3)和7.6亿m^(3),重点河道断面水位涨幅在1.2~2.6 m之间,未发生溢流现象;中心城区典型易涝点分别有35处和38处产生积水,管网平均满管率为87.4%和97.5%。两场台风期间,河道水位处于安全状态,表明河道行洪调蓄能力较好;管网节点多处产生溢流积水、管道满管率较高,说明管网排水能力有限不足以应对高强度台风暴雨。为应对未来台风暴雨,应保持对河道的疏浚维护,进一步加强中心城区的防涝排涝能力。

波流耦合作用下渤海及北黄海风暴潮增水及海浪过程的数值模拟

本文基于三维波流耦合FVCOM-SWAVE数值模式,采用Jelesnianski参数化风场与再分析数据集ECMWF风场数据叠加而成的合成风场作为外力驱动力,模拟了1818号“温比亚”台风引起北黄海及渤海海域风暴潮增减水及波浪的生长与消减过程,进而分析该海域在“温比亚”台风作用下波浪对流速垂向分布的影响。研究结果表明:合成风场得到的风速最大值及出现时刻与实测数据符合较好,合成风场较为合理,能够为模拟波流耦合机制下海域水动力变化提供准确的风场条件;几个测站的风暴潮增水模拟结果与实测数据较为吻合,FVCOM-SWAVE耦合系统合理地再现了“温比亚”台风在黄渤海引发的风暴潮增水以及台风浪过程。此外,计算结果显示“温比亚”期间黄渤海海域最大有效波高分布于台风中心外围,且位于台风前进方向上,波浪最大有效波高值与台风强度有关;在台风过境期间,波流相互作用对近岸海域流速的垂向分布具有一定影响,考虑波流相互作用可有效提高台风风暴潮数值模拟精度。研究结果对台风灾害预报、防灾减灾及港口建筑选址具有一定的参考意义。

濮阳金堤河流域“8·18”暴雨洪水分析

2018年8月17日至19日,受18号台风“温比亚”影响,濮阳金堤河流域出现了大到暴雨,暴雨强度较大、覆盖面广,造成了部分地区的洪涝灾害。从雨情上看,这次降雨特点为面广、总量大、强度大且时段集中;从水情上看,洪水覆盖面广、涨幅大,洪水来源为大范围降雨及金堤河干支流来水。