台风“黑格比”对城市建筑物破坏调查与成因分析

0814号台风"黑格比"(Hagubit)以15级风力(48m/s)登陆广东省茂名市电白县陈村镇,强风和暴雨给受到台风正面袭击的茂名市和湛江市造成了几十亿的经济损失,对各类建(构)筑物造成了严重破坏。通过对茂名市和湛江市市区以及村镇进行的实地调研,总结出了这次风灾中几类典型损坏严重的建(构)筑物类型,包括老旧砖房、土坯房、木制或竹制简易工棚、轻钢结构工业厂房、其它类型工业建筑、户外广告牌及指示牌、竹脚手架、围墙等。此次风灾造成建筑整体倒塌或局部严重损坏主要是由于结构自身整体性差,没有有效的抗风构造措施,围护构件与主体结构连接不牢固、承载力不足等原因。灾后重建和修复工作应从这次台风中吸取教训,提高新建结构的抗风性能,为今后预防台风灾害、降低损失打下坚实的基础。

0814号强台风(黑格比)引发的珠江口超高潮位与海平面上升关系分析

0814号"黑格比"台风是登陆广东的强台风,引发严重风暴潮,造成珠江口超高水位。由于珠海验潮站仪器受损,未能记录最高潮位。文中采取测量水痕和邻近站差值相似比较法对该站在黑格比台风袭击时最高潮位的出现时间及高程进行后报,估算出珠海站此时间的最高潮位为珠江基面上(274±5)cm,并对该次台风的珠江口异常高潮位与海平面上升及围海造地关系进行分析,旨在为沿海工程高程设计和评估气候变暖海平面上升对风暴潮潮位影响提供参考。

0814号台风“黑格比”快速移动及造成广西持续大范围暴雨成因分析

利用T213、ECMWF数值预报资料和热带气旋历史资料,对0814号强台风"黑格比"快速移动以及造成广西持续大范围暴雨的成因进行分析,表明造成台风"黑格比"快速移动的主要原因是:(1)副热带高压突发性加强西伸,脊线稳定维持在30°N附近,台风与副高脊线之间的东风带宽广且深厚,风速≥12m/s,急流轴随台风从东向西递进;(2)赤道地区的西南气流正处于弱和相对稳定的时期,无明显能量补充到台风环流中;(3)台风结构尺度小,uv分量分析显示,u分量的东西风、v分量的南北风差值极小,环流风对称,即使登陆后还保持这一特点;(4)无"双台风"或多台风的间接影响。造成广西大范围暴雨的主要原因是:(1)台风"黑格比"进入广西内陆后,中心涡度值维持在11.5×10-5S-1以上,强度偏大;(2)台风"黑格比"在广西西南部移速减慢,维持较强的水汽辐合,进入越南前,中心附近的水汽通量散度仍有-60×10-5S-1,与通常台风相比,水汽辐合明显偏强。

0814强台风“黑格比”西折、快速移动和强度分析

利用常规观测资料和NCEP1°×1°格点资料,分析0814强台风"黑格比"的移动路径和强度,发现大陆副热带高压和台风风场中强风区的变化,是"黑格比"移向西折、加速和持续快速移动的关键因素。强劲、持续的越赤道气流向台风卷入、高层强辐散以及弱的水平风垂直切变,都有利于"黑格比"强度迅猛发展和维持。

利用组网雷达资料分析台风“黑格比”结构

基于组网雷达的组网产品组合反射率因子(CR)与回波顶高(ET)资料分析2008年第14号台风"黑格比"登陆期间的结构特征,并比较了CR与ET特征的异同,分析了造成异同的原因。分析结果显示:在登陆过程中,眼区逐渐被填塞,核心区内的对流活动有所增强,之后迅速减弱;各距离圈上的平均CR与平均ET随距"黑格比"中心的距离呈单峰分布的特点,但平均CR与平均ET的单峰分布并不是一一对应,前者峰值较后者更靠近台风眼中心。

台风“黑格比”近海加强成因及对比分析

利用MICAPS4观测资料、常规自动站资料和NCEP再分析资料,总结了2004号台风“黑格比”的基本情况、对舟山的风雨影响实况和路径变化情况,重点研究了该台风近海增强的成因,并与1909号台风“利奇马”所致舟山大风情况进行了对比分析。结果表明:该台风路径主要受副高引导气流控制而西北向登陆;在较高的海温、合适的高低空配置等有利条件下,低层的正涡度平流输入和来自西南、东南2个方向的水汽输入是该台风近海迅速增强的主要原因;该台风结构受外部系统影响小,舟山地区大风由台风本身均匀的气压梯度引起,起风时间符合预期,而2019年台风“利奇马”则由于东侧台风“罗莎”的能量输入,北部结构得到扩大和加强,因而起风时间大幅提前。

台风“黑格比”(2004)近海急剧增强特征及成因分析

利用热带气旋最佳路径数据集、FNL全球再分析资料、FY-2G卫星TBB资料和日本气象厅海温资料,对“黑格比”台风近海急剧增强特征和成因进行了分析。结果表明:“黑格比”台风呈现出明显的非对称性结构特征,对流发展主要位于台风中心东侧,导致其东侧云顶亮温更低、垂直上升运动更强;随着“黑格比”强度急剧增强,其正涡度区和暖心高度不断向上伸展,涡旋特征和暖心结构均得到加强;高层强烈辐散、低层强烈辐合的高低空散度配置增强了台风中心附近的垂直上升运动,这是“黑格比”急剧增强的原因之一;在“黑格比”急剧增强期间,东西两侧上升运动区逐渐合并下移,对流发展高度有所下降,台风结构趋于紧实;“黑格比”强度突然增强与南亚高压、副热带高压强度及位置变化关系密切;较弱的环境风垂直切变(基本小于10m/s)、高海温(29℃以上)、有利的高层气流流出条件和强烈的低层水汽输送为“黑格比”强度突然增强提供了有利的环境条件。

一次近海快速增强型台风引发金华东部极端强降水成因分析

利用多种观测资料和ERA5逐时再分析资料,对2020年第4号台风“黑格比”(Hagupit)登陆后引发金华东部极端强降水成因进行分析。结果表明:(1)台风主体环流内部中小尺度对流系统的活动是金华东部强降水事件发生的直接原因。棠溪站位于对流活动中心区域(TBB≤-50℃),附近回波强度一直维持在35 dBZ以上,最大回波顶高≥15 km,≥45 dBZ的强回波伸展高度在5 km左右,低于0℃层高度,符合热带海洋型强降水回波特征。(2)低空急流和地形抬升作用是本次强降水过程发生的重要原因。(3)高低空散度的良好配置增强了棠溪站上空的垂直上升运动,促使雨强猛增。(4)低空尤其是925 hPa强烈的水汽输送为强降水的产生和维持提供了充沛的水汽条件。(5)充足的不稳定能量也为强降水的发生提供了有利的环境条件。棠溪站处于假相当位温高能区(>356 K),且K指数一直维持在37℃以上,有利于对流活动的发生和强降水的出现。本次极端强降水过程是在强烈上升运动、水汽的持续输送、地形抬升和不稳定能量释放的共同作用下引起的。

台风雷达三维组网产品显示系统研制

在台风组网产品生成系统的基础上,根据台风监测预警的实际情况,开发台风雷达三维组网产品显示系统。该显示系统兼顾实时处理和历史数据分析的需求,实现了台风三维组网产品的实时监测、动画显示、风场叠加等多种功能,并运用切面插值算法、台风非对称性方向识别算法实现了最大对称轴和非对称轴的自动定位及其切面显示、台风不同距离的平均RHI切面显示。介绍显示方法、相关算法和主要功能模块,并使用"黑格比"台风作为实例,结合图像分析台风的非对称性和移动路径、强回波区、螺旋雨带的对应关系,取得良好的应用效果。

2020年04号台风特征分析

利用2020年7月28日至8月8日的中国测站资料、日本气象厅的台风资料以及NCEP/NCAR (National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research)提供的1˚ ×1˚的再析资料,对台风路径、台风导致的降水过程的降水时空分布、台风登陆前后的环流形势、强降水相关的物理量进行分析。结果表面:1) “黑格比”自生成以来路径较为稳定、台风强度的发展变化较快;2) 台风导致的降水具有明显的区域性,降水中心随着台风中心的移动而移动,并且在台风生成期间有良好的热力条件;3) 台风的强降水过程形成的原因主要是由于登陆时台风的本体云系影响所产生;4) 强降水中心的降水量与垂直上升运动速度的最大值有一定关联性,位置也相匹配。总体而言,对台风进行特征分析有利于更好地应对台风天气所带来的灾害,更准确地对台风信息进行预报。

强台风“黑格比”登陆过程中近地风场特性

为准确研究低矮房屋的风载特性,基于建造在强台风"黑格比"登陆地点的低矮房屋原型实测房,对强台风"黑格比"登陆的全过程进行了监测,获取了在强台风登陆过程中近地风场及实测房屋表面风压的实测数据。通过对台风登陆过程的风速及风向、阵风因子、湍流度、湍流积分尺度和风速谱等参数的分析,研究了强台风"黑格比"登陆时的近地风场特性,同时介绍了实测房屋及测压系统。结果表明:强台风"黑格比"的最大瞬时风速达到56.7/s,10m in最大平均风速为40.2m/s;台风登陆前,风速及风向脉动变化很大;台风登陆后,湍流度及阵风因子明显减小;风速变大,阵风因子与湍流度有减小的趋势;实测风速谱与von Karman谱吻合较好。研究结果将增进对强台风近地风场的理解和认识,可为今后改进低矮房屋的抗风设计提供参考。

强台风“黑格比”作用下低矮房屋风压特性

根据强台风"黑格比"登陆过程近地风场的实测结果及实测房屋表面测点在强台风登陆全过程监测获取的风压数据,分析了低矮房屋迎风屋面屋沿局部测点的平均、脉动及极值风压系数的变化规律,总结了其对应风场状况下的屋面体型系数。同时,利用等压线图分析了6种风场下的屋面平均、脉动及极值风压系数的分布规律。结果表明:在接近强台风"黑格比"风眼区域,由于明显交替变化的上升及下沉气流,导致低矮房屋迎风屋面屋沿及角部等局部区域形成强大的吸力及高压区,迎风屋面最小、最大体型系数值分别达到了-6.56、3.42;屋沿各测点风压谱相互吻合较好,当频率达到4Hz后,谱能急剧下降;迎风墙面测点在3/4墙高处压力最大,背风墙面各测点风压值基本一致,湍流积分尺度对平均风压系数的影响不大,但脉动风压系数和峰值风压系数随湍流积分尺度的增大而增大。