台风登陆前后暖心结构变化的探讨

根据NCEP再分析资料和台风年鉴资料,在2000～2007年期间登陆我国的台风中选取了18个台风为例,对这18个台风温度距平垂直剖面图进行分析。结果发现:在垂直结构上,台风登陆前台风暖心结构图形近似圆形或椭圆形,有规则,且圆滑;当台风登陆后暖心结构发生变化,图形呈不规则、扁平。台风登陆前后暖心面积指数大部分都呈减小趋势,极少数呈增大趋势。台风在登陆前暖中心温度距平值最大值达到最大,登陆后逐渐减少。最终结合18个台风登陆前后暖心面积指数衰减率和登陆点的分布,将登陆台风分为两大类:第一类是在浙江省的东南沿海、福建省的东北沿海(约119°E～122°E)以及广东省的中部偏东沿海(约115°E～116°E)登陆的台风;第二类是其它的地方登陆的台风。

AMSU-A温度反演及其对南海热带低压暖心的分析

采用NOAA极轨卫星先进微波探测器AMSU-AL1B的观测资料，经过卫星天线模式校正和临边调整，再用线性回归及水平方向上逐步订正法得到水平分辨率为0．5°×0．5°、垂直方向1000～0．1hPa共40层的反演温度资料。通过个例分析发现，反演的温度资料可以揭示热带气旋暖心的细致结构。然后，选取了由中高层向下（“自上而下”）发展而来的发展和不发展的南海热带低压，对这些热带低压暖心结构的演变进行对比分析。结果表明：由中高层向下发展而来的南海热带低压都有暖心结构从中高层向下发展到近海面的过程；发展的南海热带低压在暖心向下发展到近海面时，高层暖心突然增强，使得热带低压的暖心在高层和低层同时出现显著增强；而不发展的南海热带低压的暖心结构并没有出现这种现象。因此，通过监测热带低压暖心结构的变化，可能对判别热带低压是否发展有一定帮助。

初始涡旋结构对热带气旋强度变化影响的数值研究

本文利用中尺度WRF模式,通过构造3个位于不同高度上强度相同的初始涡旋暖心中心(分别称为Low试验、Mid试验和High试验),认识暖心垂直结构对热带气旋发展的影响。理想数值试验发现,在积分6h后在Low试验和Mid试验中最大风速半径开始收缩,眼墙内对流发展,高层暖心发展明显比High试验强,强度增加明显快于High试验,达到快速增强的标准。进一步诊断发现,暖心偏低的试验中初始CAPE值较大,低层风垂直切变较强,有利于眼墙内对流发展,非绝热加热在高层暖心形成过程中起重要作用,最大风速半径收缩比High试验快,热带气旋强度快速增加。本研究清楚表明,数值预报模式中构造初始涡旋的暖心高度对模拟热带气旋的强度发展有重要影响。

一次西南低涡暴雨过程的诊断分析与数值模拟

利用常规观测资料、FY-2C卫星云图、NCEP/NCAR再分析资料,对一次西南低涡暴雨过程进行了诊断分析。结果表明,这次暴雨天气过程的主要影响系统有对流层高层南亚高压、中层低涡、低层切变线(低涡)以及台风"天鹅"。该过程是由3个接连发生的中尺度对流云团直接造成的,发生在西南低涡闭合涡旋范围内的非对称处。利用WRF_ARW(The Advanced Research WRF)中尺度模式进行了数值模拟,结果表明,对流层高层南亚高压脊线附近的强辐散、对流层中层低涡的垂直涡度耦合和对流层低层强劲的东风干冷急流与南风暖湿急流在四川盆地内交汇,促使西南低涡发展、加强。对流层高层的强辐散和低层强辐合相配合,有利于西南低涡的增强、发展。温度场上,发展的西南低涡在300hPa附近出现"暖心"结构,在850hPa以下北冷南暖,冷暖空气交界随着高度的增加向北倾斜。低涡中心南北两侧的次级环流圈上升支在低涡中心附近汇合,出现剧烈的上升运动,促使西南低涡增强。随着高层南亚高压的南移、高空急流的南压,高层辐散减弱,西南低涡也减弱。当中层西风大槽主体移过河套地区,其携带的强冷空气沿高原东侧迅速南下,大量冷空气进入四川盆地,促使西南低涡向南移出盆地,最终减弱、填塞。

阿拉伯海热带风暴“PHET”的研究Ⅰ——观测分析

利用客观再分析CSFR资料、最佳路径(Best track)资料、KALPANA-1红外卫星云图和探空站资料等,对2010年5月30日～6月7日发生在阿拉伯海上的热带风暴"PHET"进行了研究;分析了热带风暴的移动路径,强度变化和大尺度环流形势,根据卫星云图的特征,将其演变过程划分为发展阶段、成熟阶段和消亡阶段。对成熟阶段风暴的水平和垂直结构进行了分析,发现垂直方向对流旺盛,各物理量在风暴中心周围分布不对称,"暖心"结构明显。

低纬高原地区一次大暴雨过程M_β CS的数值模拟

利用MM5（V3．6）模式对2003年6月低纬高原地区一次大暴雨过程进行了数值模拟和地形敏感性试验。分析表明：产生低纬高原暴雨的水汽在不同的层次来源不同，低层辐合和高层弱辐散是本次MβCS暴雨的触发因子；700～500hPa强相当位温梯度产生强不稳定能量的积累并迅速释放，高层增暖形成暖中心使高层等压面升高和500hPa有口中尺度气旋性扰动生成，从而导致低层辐合和高层辐散进一步加强；低纬高原地区MβCS的暖心结构维持时间较高原下游地区短，是MβCS生命史相对短，降水突发性强、强度大、历时短的主要原因。

对2005年12月4日日本海极地低压的个例分析

利用GOES(Geostationary Operational Environmental Satellite)-9红外卫星云图和NCEP(National Centers for Environmental Prediction)发行的FNL(Final Analyses)客观分析资料以及潜热通量资料,对2005年12月4日发生在日本海上空的1个极地低压的时空特征进行了研究。首先根据卫星云图特征,对该极地低压的演变过程进行了分析,可以划分为初始、发展、成熟和衰亡4个阶段。极地低压发展前,大气的斜压性较强,高空伴随有很强的冷平流。在卫星云图上,成熟时的极地低压伴随有螺旋云系,并有明显的眼区,眼区为无风区,且眼区中心附近有很强的上升气流。该极地低压具有暖心结构,眼区周围的气压梯度很大,大风区位于低压中心的西侧。在极地低压发展和成熟阶段,其中心附近的潜热通量可达到220Wm2。

2003年12月19日日本海极地低压个例的观测研究

为进一步认识冬季灾害性天气 ,利用尽可能多的观测资料对 2 0 0 3 12 19～ 2 0日在日本海北部发生的 1个中α尺度的极地低压进行了研究 ,并对其时空结构进行了详细分析。该极地低压于 19日 11UTC在 1个天气尺度的低压后部形成 ,2 0日 0 8UTC消亡在日本以东洋面上 ,持续时间约为 2 0h以上 ,卫星云图显示其成熟阶段出现了罕见的“双眼壁”结构。利用高分辨率的NCEP (NationalCentersforEnvironmentalPrediction)的FNL(FinalAnalyses)资料的分析发现 ,来自欧亚大陆的冷空气侵入到日本海上空相对暖的空气中并相互扭缠在一起 ,为极地低压的发展提供了有利的条件 ,在成熟阶段极地低压中心出现了“暖心”结构。

台风“芭玛”(2009)近海突然加强的模拟研究

通过对台风"芭玛"在北部湾近海突然加强过程进行模拟研究,结果表明:台风"芭玛"突然加强过程中其内部暖心结构有显著变化;弱冷空气被不断从台风环流外围卷入到台风低层内部,抬升暖湿气流促进水汽凝结潜热释放;台风"芭玛"在其突然加强过程中存在环流重组情况,其环流内圈包括极大风速等的分布不断对称化发展,并将其外围的螺旋云系进行重新整合,将外围周边的对流云团发展释放的能量不断卷入到台风环流中,同时将外围松散正涡度重新组织到台风内部;综合因子叠加作用使得台风"芭玛"在近海突然加强。

近似实际风场条件下台风中扰动的稳定性

在与实际台风风场近似一致的环境流场条件下，应用柱坐标中的正压无辐散模式，讨论了台风中扰动的稳定性问题．研究表明，台风暖心结构和台风外围适当强度的冷空气活动有利于台风中扰动发展，且台风愈强（气压愈低），台风中扰动愈易发展．

台风Bogus合成场的质量场调整试验

利用国家气象中心现行的台风路径预报模式系统，引入Kurihara的台风初值化方法，对台风初值形成过程进行了质量场调整的试验.其结果表明，质量场调整有助于改善台风初始质量场与流场间的协调性和初始台风三维结构的合理性，从而有助于提高模式对台风路径的预报能力和水平．

青藏高原东侧一次特大暴雨过程的分析

利用常规物理量场和GMS-5卫星云图逐时资料, 对2002年6月8日发生在青藏高原东侧四川盆地的一次MCC型特大暴雨天气过程进行了分析。结果表明: 本次特大暴雨过程产生在宽槽暖湿区内, 是由西南低空急流组织的两个MCC先后影响所致, 具有低空辐合(正涡度)、高空强辐散(负涡度)的动力结构, MCC及特大暴雨的发展和维持与高空急流入口区同低空急流出口区次级环流上升支的叠加有密切联系。

“0374”南京特大暴雨中尺度对流系统分析

采用常规观测、地面加密降水资料、逐时云顶亮温TBB资料以及高分辨率模式输出资料，对2003年7月4～5日南京特大暴雨过程中尺度对流系统的发生发展、结构特征及成因进行了综合分析。结果表明：①此次暴雨是由两个中0尺度云团合并而成的MαCS产生，期间有2个强降雨时段，每个时段持续5h左右；②MαCS发生在低层切变线南侧的中尺度辐合线（或辐合中心）上，并在减弱阶段演变为明显的低涡结构；③在其发展强盛期，MαCS垂直倾斜的上升气流显示出对流风暴云特点，并在对流层中高层具有一定的暖心结构；④低空急流脉动引起急流左侧出口区非地转风辐合的急剧增强以及凝结潜热释放和边界层干冷空气的侵入，导致了MαCS的发生发展。

台风“摩羯”和“利奇马”经渤海强度变化特征分析

利用FY-4水汽云图、NCEP/FNL资料、自动站资料和ERA-Interim海温资料,分析入海增强台风“摩羯”(1814)和入海减弱台风“利奇马”(1909)经过渤海强度变化特征。结论如下:台风“摩羯”中心入海增强过程伴随着中高层冷空气侵入,冷空气深入“摩羯”云系中心,台风强度减弱并逐渐消亡。台风“利奇马”入海前冷空气已经侵入台风中心,台风入海后强度减弱,暖心结构变得不对称,低层有清晰的斜压特征。“摩羯”入海前渤海上空为强辐散区,“利奇马”入海前渤海上空为弱辐合场,北上前进方向出现高空辐散有利于台风加强。台风登陆前垂直风切变与台风强度反位相分布,北上后台风垂直风切变与台风强度同位相分布。“摩羯”入海后水汽通道出现断裂,其入海增强更多依赖于热力条件和动力条件。“利奇马”水汽通量和水汽通量散度源于自身环流的贡献。台风“摩羯”入海后潜热加热率激增,“利奇马”低层维持弱潜热加热直至台风消亡。

眩晕

热带气旋是发生在热带、亚热带地区海面上的气旋性环流，由水蒸气冷却凝固时放出潜热发展而出的暖心结构。在北半球，热带气旋沿逆时针方向旋转，在南半球则以顺时针方向旋转。热带气旋是大气循环的一个组成部分，能够将热能由赤道地区带往较高纬度。

台风为什么在海上生成

台风是一个深厚的低压系统,具有暖心结构(中心温度比周围高得多)。它们在海上行进时,就像前进中的车轮一样,一边绕自己的中心急速转动,一边随周围大气向前移动。影响中国的台风基本上生成在西北太平洋上。在赤道或极地附近是没有台风的,这是为什么呢?因为在赤道附近,缺乏台风生成的一个关键因素-地转偏向力接近于零;而靠近极地的地方,海水温度太低了,不能给台风的发生、发展提供足够的热量。所以,在这些地方是不会生成台风的。