2022年台风“梅花”影响青岛的特征统计分析

对2022年12号强台风“梅花”影响青岛各雨量站降雨特征和洪水特征进行统计,并与历年台风特征值比较,得出降水量自东向西逐渐递减、降水最大点均发生在崂山区沿海一带等结论,并分析出以上特征形成原因,为今后制定青岛台风预防措施提供了参考依据。

2022年台风“梅花”触发大暴雨天气过程诊断分析

应用常规资料及ERA5再分析资料,对2022年吉林省秋季第12号台风“梅花”结合冷空气造成吉林省大暴雨天气过程进行诊断分析。结果表明:500hPa主要受中纬度浅槽、副热带高压、台风“梅花”和台风“南玛都”共同影响,海上双台风活动,强度均较强,导致副热带高压东退,特别是台风“南玛都”的迅速发展,北上过程中直接导致副热带高压整体东退,有利于台风“梅花”沿着副热带高压后部西南引导气流快速北上;200hPa存在高空急流区,台风处于高空急流入口区右侧,急流给台风环流的高层流出提供了一个高速气流以及一个高层反气旋切变环境,为其发展或维持提供有利环境条件,同时低层东南风急流正好位于高空急流入口区右侧,高低空急流耦合抽吸作用,也为降水产生提供了有利的动力条件;东南急流和偏东风气流在暴雨区形成风速风向辐合,将渤海、黄海、日本海水汽大量向降水区输送;台风北上至中高纬度地区时,弱冷空气入侵,产生斜压不稳定能量,使降水由稳定性降水向对流性降水转变,有利于高效率降水产生。

台风“梅花”(2212)的主要特点和路径预报难点分析

对2022年第12号台风“梅花”的主要特点、路径预报难点问题和路径预报误差特征进行分析,研究主要结论显示:(1)“梅花”登陆次数多、登陆强度强,是首个4次登陆不同省(市)的台风,也是2022年最强登陆台风,造成华东与东北地区长时间、大范围的风雨影响。(2)台风生成初期的中长期时效路径预报是路径预报难点之一,模式对台风主要影响系统的长时效预报存在明显偏差,针对模式的及时检验和订正对预报调整非常重要。(3)双台风或多涡旋情景下,集合预报发散度大,“梅花”陆上路径预报偏西偏慢,其东侧“南玛都”的强度和位置差异对其路径有明显影响。(4)台风变性过程中的移速误差是路径预报极大误差的来源,关注台风是否处于变性过程可作为调整台风移速预报的参考。未来开展多模式交叉实时检验,基于集合预报研发针对转向变性台风路径预报订正技术可为主观预报提供支撑。

上海市应对2212号台风“梅花”措施及建议

2212号台风“梅花”为新中国成立以来登陆上海的最强台风,呈现风力强、潮位高、雨量大、移速快、范围广的特点,给上海带来风、暴、潮“三碰头”影响。介绍了台风“梅花”的防御过程,总结了防御台风过程中的成功经验,有助于加强今后对台风的防范,提升上海防汛防台能力和水平。

台风“梅花”造成东北地区异常强降水的成因分析

利用常规观测资料、台风最佳路径数据集资料、NCEP/NCAR FNL的1°×1°再分析资料、FY-2G卫星逐小时相当黑体亮温资料,对2022年12号台风“梅花”造成东北地区大暴雨的天气过程进行分析。结果表明:台风“梅花”在9月中旬仍能北上在东北地区登陆主要是由于西北太平洋副热带高压脊线位置异常偏北,与大陆高压形成两高对峙形势,台风在两高之间沿着偏南气流北上。台风倒槽和低空急流产生强烈的风向风速辐合,提供了较好的动力触发机制。高空急流的高低空耦合作用加强了低层的动力、热力输送。两条水汽通道将海上水汽向东北地区输送并堆积,使高比湿环境维持时间异常久。短波槽带来的适量冷空气卷入台风使不稳定能量增加,雨强增大。降水在台风倒槽云系影响阶段雨强小,但持续时间长;台风眼壁云系影响阶段,降水效率高且持续时间长;台风变性后降水强度变强,但由于移动迅速,只在吉林和黑龙江造成了暴雨。

基于台风“梅花”的近地层湍流积分尺度实测分析

基于10,20和40m高度处台风"梅花"影响下的上海浦东地区近地风现场实测数据,分析了湍流积分尺度随平均风速、观测高度及平均时距的变化规律.结果表明:湍流积分尺度Lux,Lvx和Lxw会随平均风速和实测高度的增大而增大;10,20和40m高度处,湍流积分尺度均值Lux∶Lvx∶Lxw分别为1∶0.54∶0.07、1∶0.65∶0.11和1∶0.73∶0.1;相同高度处,Lux和Lvx随平均时距的增大而增大,而Lxw受平均时距的影响较小;湍流积分尺度Lxw在不同高度之间的相关系数整体上较Lux和Lvx偏小.

台风“梅花”影响下近地风脉动特性研究

由建立在上海东海岸边的40m测风塔对台风'梅花'影响过程中的风速、风向等信息进行了全程记录,获得了10m、20m、30m及40m高度处的实测数据。通过对湍流度、阵风因子、峰值因子等脉动风特性参数的分析表明:当风速较低时,湍流度和阵风因子均随平均风速的增大而减小,但当平均风速超过其临界值时,湍流度和阵风因子基本不随平均风速而变化,两者的临界风速分别约为10m/s和12m/s;纵向和横向阵风因子随相应湍流度的增大而增大,并且通过最小二乘拟合得到了它们之间的经验公式;峰值因子(阵风持续时距t=3s)基本上不随10min平均风速的变化而变化,10m、20m和40m高度的各时段峰值因子的均值分别为2.21、2.12和2.00,峰值因子均值随阵风持续时距的变化关系与Durst研究结果较为吻合。

基于台风“梅花”的近地层脉动风速功率谱及相干性研究

基于10m、20m和40m高度处台风"梅花"影响下的上海浦东地区近地风实测数据,分析了脉动风速自功率谱、互功率谱及相干特性,并基于Kaimal互功率谱提出了纵向与竖向以及纵向与横向分量之间脉动风速互功率谱模型。结果表明:纵向脉动风速功率谱与Von Karman经验谱吻合较好,而横向和竖向脉动风速功率谱与Von Karman经验谱在高频段有所偏差;实测脉动风速互功率谱与本文提出的Kaimal修正谱符合较好;纵向、横向和竖向风速脉动分量相干函数的指数衰减系数均值分别为10.71、7.43和8.63,并且发现实测两点的脉动风速空间相干系数符合Davenport经验公式的计算结果。

台风“梅花”路径转折期间的结构特征分析与模拟

利用多种资料对2011年第9号热带气旋"梅花"的两次路径转折过程进行诊断分析和数值模拟,结果表明:副热带高压、中纬度槽和越赤道气流等外部大环境场的变化对路径转向有影响,第一次路径转折期间,眼墙和螺旋云带分布变化不大;第二次路径转折前后,台风眼墙从双眼墙结构演变成明显的非对称结构,台风眼区发生了眼墙置换与合并,以及螺旋云带与眼墙合并过程。机制的定量分析表明:第一次转向期间,环境风场的纬向和经向分量对引导气流的贡献在83%以上,表明外部环境风场对其路径转向的影响较大,内部的风暴尺度风场对其路径转折的影响程度较小;第二次转向期间,风暴尺度场的纬向分量对引导引流贡献的百分比从23%上升到36%,经向分量对引导引流贡献的百分比介于35%~47%之间,表明内部非对称结构与外部大尺度环境流场对第二次路径转折都有影响。

超强台风“梅花”(1109号)的转向原因与预报分析

使用高空探测资料、FY-2C卫星云图、CIMSS气象卫星云图分析资料、历年台风路径、NCEP再分析资料,以及欧洲气象中心全球模式(EC)、日本气象厅全球模式(JMA)、国家气象中心全球模式(T639)、上海台风模式(SHTM)等预报资料,基于对2011年第9号台风"梅花"路径以及台风相似路径的预报等,分析影响台风"梅花"移动路径的环境系统演变,从中找出影响台风"梅花"移动转向的关键系统,分析和检验各数值模式对台风路径预报的结果;同时,研究台风路径相似预报方法。结果表明,位于日本的副热带高压南伸并与"梅花"东南侧的弱反气旋打通,引导气流中偏南风分量逐渐加大是"梅花"路径转向以致不在我国登陆的关键点;对数值模式预报的路径,应根据实况天气形势演变订正其预报误差;根据前期路径选多个关键区找台风相似路径更具参考性。

基于EMD分解法台风“梅花”的近地风特性分析

在EMD分解结果上处理得到非平稳时段的湍流强度、阵风因子、湍流积分尺度和脉动风速谱。结果表明,和传统方法处理结果相对比,基于EMD分解法更加适合风速处理。

台风“梅花”对大连机场产生暴雨的过程分析及气象保障

2011年入夏以来大连地区先后经历两次台风影响,一次是6月26日台风"米雷",一次是8月8日台风"梅花"。台风带来的强降水和大风严重影响飞行安全,造成飞行不正常。本文以台风"梅花"为例浅析影响台风路径和降水强度预报因子,以及台风天气下的气象保障服务。

台风“梅花”影响山东省的卫星云图特征分析

利用常规资料和卫星云图资料,对台风"梅花"影响山东省期间其演变过程中的卫星云系特征进行了分析,发现冷空气通过台风环流卷入台风内部,使台风强度减弱较快,台风云系的不对称性加强;台风云系的强度变化与高空急流位置、各层的垂直运动分布和层结稳定度有密切联系;水汽图像的干湿区分布,可以较早地反映出高空系统的演变,对台风的移向有一定的指示意义。

超强台风“梅花”非对称结构分析

本文通过FY-2C卫星遥感TBB资料和美国国家环境预测中心(NCEP)再分析资料对1109号超强台风"梅花"结构进行分析,发现:"梅花"进入东海后强度稳定,但其对流发展、潜热能和动能分布均呈现出明显的非对称特征;对流发展和垂直累积动能的非对称结构早于垂直累积潜热出现。为分析产生非对称结构的原因,本文计算了环境风垂直切变、温度平流和水汽通量散度,结果表明:(1)"梅花"环境垂直风切变使得其下风方及左侧对流强于上风方及右侧;(2)非对称结构程度与垂直风切变大小呈正相关;垂直风切变的增大与低层西太平洋副高加强导致低层的南风加大有关;(3)高空冷平流入侵使得"梅花"西部象限对流发展受抑制;(4)低层水汽通量散度的不均匀分布有利于"梅花"非对称结构的形成。

“梅花”台风期间江苏辐射沙洲海域风暴潮增水研究

通过建立的黄海海域天文潮与风暴潮耦合模型,分析在"梅花"(Muifa)台风作用下,江苏辐射沙洲海域流场变化及增水空间分布特征。结果表明,当台风中心位于辐射沙洲中部外海时,南部外海流场不再向弶港辐聚,而向南流;当台风中心到达废黄河口以北时,辐聚点南移至遥望港附近。在辐聚-辐散的流场作用下,最大增水和高潮位最大涨幅均出现在两大潮波汇聚的弶港附近,分别为2.72 m和0.95 m。

信息技术赋能地理实践力培养的“台风”教学设计

2022年9月起,上海市普通高中全面实施新课标并使用新教材。根据《普通高中地理课程标准(2017年版2020年修订)》以及高中地理上海版新教材,依托“台风路径实时发布系统”和“Wentusky风雨气温图”两个WebGIS信息技术平台,引导学生关注并解决台风“梅花”真实情境下的相关链式问题,探索高中地理台风专题的深度学习方式,以期实现信息技术赋能地理实践教学从而提升学生学科核心素养的目标。

光流法对2011年“梅花”台风期间500hPa高度场预报的检验释用

利用光流技术，对2011年台风“梅花”期间ECMWF（简称EC）和T639两个数值天气预报模式的500hPa高度场预报进行了检验和释用。结果发现，EC的24、48和72h预报具有稳定的误差。EC的24h预报强度误差比观测低2～9gpm，角度误差在180°和240°之间（极坐标系），也就是西到西南向；EC的48h预报强度误差比观测低8～18gpm，角度误差同样在180°和240°之间。EC的72h预报强度误差比观测低-25～26gpm，角度误差在170°和290°之间。作为比较，T639的预报强度和预报角度误差则没有那么稳定。对预报位移误差而言，EC和T639的预报误差都比较稳定。利用基于光流技术的数值预报释用方法，将24h的预报误差用来订正48h的预报，结果表明，订正预报场比预报场本身更近似于观测场。

2011年“梅花”台风过程波浪模拟研究

利用具有实测气象资料同化功能的WRF模型和MCT实时耦合SWAN-FVCOM模式,对"梅花"台风过程的风、浪、流进行数值模拟,计算结果与实测结果对比表明,数模结果能较好描述台风路径、台风风场以及波浪场。将台风期间大连损毁海岸工程附近海域波浪特征与50年一遇设计波浪进行了对比,建议在我国东部沿海受台风影响的沿岸设计波浪要素的确定中进一步加强对较长周期波浪的研究。

上海地区近地台风实测分析

基于10 m、20 m、30 m和40 m高度处台风"梅花"影响下的上海浦东地区近地风实测数据,对平均风速与风向、阵风因子随阵风持续时距的变化、脉动风速分量的概率分布及其之间相关性进行了分析。研究结果表明:10m高度处,12m/s以上时段纵向阵风因子随阵风持续时距变化的曲线与Durst曲线较为符合,而12m/s以下时段实测曲线与Krayer-Marshall曲线基本符合;当阵风持续时距小于某一临界值时,10 m高度处横向和竖向阵风因子较20 m和40 m处的结果明显偏大,而大于此临界值后,三者较为接近,横向和竖向对应的临界值分别约为100 s和10 s;不同时段及高度处各向脉动风速分量均服从高斯分布;纵向与横向脉动风速自相关系数的衰减速率随实测高度的增大而减小,并通过拟合给出了相应的经验表达式;脉动风速分量之间互相关系数随平均风速的变化趋势不明显。

上海市苏州河高水位成因分析及对策研究

近年来,上海市苏州河水位抬升趋势明显,高水位屡次超历史纪录。为分析苏州河高水位抬升趋势和2212号台风“梅花”期间高水位成因,探索高水位变化对策,采用趋势检验法对水位年极值序列进行了趋势检验,并用模型反演台风“梅花”期间水情过程。通过分析,在现状工情水情下,台风“梅花”期间暴雨和风暴潮增水2种影响因子对高水位的影响比例为8∶2。未来,待苏州河西闸和苏州河深隧建成后参与调度,苏州河最高水位可降低0.26 m,若新建黄浦江河口闸,苏州河最高水位可降低0.55 m,可显著提升苏州河两岸尤其是上海市中心城区的防洪排涝能力。