台风“暹芭”(2203)残涡陆上维持并引发大范围降水过程的成因

利用中国气象局上海台风研究所最佳路径数据、 FNL 0.25°×0.25°再分析资料和NOAA 0.5°×0.5°全球日降水数据分析了登陆台风“暹芭”残涡长时间维持并且产生大范围降水的成因。结果表明,第一阶段(2022年7月3-4日)“暹芭”残涡维持的主要水汽来源是偏南风低空急流,第二阶段(2022年7月5-6日)主要是偏南风低空急流和边界层东风急流共同作用,这使得大气可降水量达到罕见的75 mm。双低空急流的耦合形成的垂直风切变和水汽辐合为暴雨的发生和维持提供了良好的动力条件。冷空气开始入侵“暹芭”残涡后,在其西侧近地面形成冷池,这使得“暹芭”残涡逐渐变性为温带气旋,斜压动能发生显著增长。利用位势散度诊断发现,由于“暹芭”残涡不断北上接近副热带高空西风急流增大了高低层垂直风切变,高空冷涡携带的冷空气侵入“暹芭”残涡使其斜压性增大,边界层东风急流使得850hPa以下层结不稳定度显著增大,这为暴雨的发生和维持提供了不稳定能量条件。

2203号台风“暹芭”的路径预报偏差及思考

针对2022年第3号台风“暹芭”的主要特点和预报难点问题进行分析和研究,得出如下主要结论:“暹芭”是2022年首个登陆我国的台风,在华南登陆减弱后,其残余环流继续北上,与西风带系统共同影响我国华中、华东、华北及东北等地的部分地区;累计雨量大、风雨强度强;台风外围出现多个龙卷。主要的预报难点问题有:弱台风准确定位问题表现突出,引进新的卫星产品有助于提高定位精度;72 h路径预报的偏差问题主要是由于模式对东台风、大陆高压和南压高压、西风急流等关键系统的预报偏差引起;台风登陆后北上长时间维持(含减弱后的残涡)的预报问题需关注持续的水汽通道和高层出流条件变化。

北上台风“暹芭”强降水成因分析及预报检验

2022年第3号台风“暹芭”停编后北上再次加强引发辽宁地区大范围降水天气过程,但业务数值模式对其预报存在一定偏差。为深入了解数值模式对于北上台风的预报性能,利用ERA5再分析数据、ECMWF模式预报等资料对北上台风“暹芭”再次加强产生的极端暴雨进行预报检验和诊断分析。结果表明:经传统和MODE检验,CMA-MESO 3km模式在强降水阈值(50.0 mm)下的TS评分值比ECMWF模式高,同时其漏报率较高,ECMWF模式预报的强降水落区与实况最相似,但二者对于辽宁东部暴雨均出现漏报;副热带高压西进与高空槽之间西南急流建立,引导暖湿气流向北输送,有利于台风“暹芭”北上再次加强;冷暖平流交汇处的能量锋区对强降水有较好的指示作用,但模式预报的冷暖平流强度偏弱,锋生区较实况偏东南;辽宁中西部有一条呈西南—东北向的强水汽辐合带,ECMWF模式对于辽宁东部地区的强水汽辐合中心预报偏弱。

台风“暹芭”引发南海区强降雨的环境条件分析

利用常规气象资料、NCEP再分析资料、ECMWF的ERA5再分析资料等,对2022年7月2日午后到3日早晨南海区强降雨的环境条件进行分析,结果表明:台风“暹芭”螺旋雨带与宽广的季风区相连,在低空急流的作用下为南海区强降雨提供了充沛的水汽和能量;水汽通量强度强、厚度高及水汽辐合增强是南海区出现强降雨的重要原因;垂直上升运动强,维持时间长,高低空辐合辐散场配置较好,为强降雨发生提供了有利的动力条件;低层不稳定能量充足,500 hPa以下中低层存在对流不稳定,南海区强降雨在这种对流性不稳定条件下发生,低空急流输送的水汽和不稳定能量为强降雨的维持提供了有利的暖湿条件。

台风“暹芭”引起宁德市远距离暴雨过程分析

利用ECWMF再分析资料、新一代天气雷达、地面及高低空常规观测资料,对2022年第3号台风“暹芭”登陆期间在宁德市引起的远距离暴雨进行分析。结果表明,此次远距离暴雨由台风“暹芭”外围环流与副高之间形成的低层东风急流共同作用形成,暴雨持续时出现东风波,为此过程提供了一定的动力条件。此次远距离暴雨有两个暴雨中心,一个在福鼎、霞浦、柘荣交汇处,另一个在蕉城和福安沿海一带。此过程CMA-MESO模式具有一定的预报能力,其余模式的量级预报均偏小。

台风“暹芭”不同阶段的大暴雨雨滴谱特征分析

以国家气象观测站雨滴谱资料为主,结合雨量计、雷达和ERA5再分析资料,分别选择江永站和宁乡站代表倒槽、低压阶段,分析2022年台风“暹芭”影响湖南不同阶段的大暴雨雨滴谱特征。研究表明:①层状云降水频次远高于对流云降水,江永站降水稳定连续而宁乡站降水随时间波动明显,直径0~1 mm的粒子数浓度最大,高于东亚普通对流性降水;②直径0~1 mm的雨滴对数浓度贡献最大,雨量贡献以直径1~3 mm粒子为主,直径大于1 mm的粒子对宁乡站对流降水贡献最大;③江永站平均尺度谱谱宽与雨强成反比,宁乡站大滴端“上翘”且小雨滴谱浓度和谱宽与雨强成正比;④江永站对流云降水的平均lg_(10)N_(w)-D_(m)值偏向海洋性对流,宁乡站介于海洋性对流和大陆性对流;⑤江永站的μ-λ关系式为λ=0.02μ^(2)+0.48μ+3.58,宁乡站是λ=-0.01μ^(2)+0.9μ+1.59;根据降水类型选择Z-R关系反演的雨强与真实雨强更接近,可改善强降水估计精度。

多源数据驱动的台风动态风险评估

灾害动态风险评估是灾前风险管理的重要依据。文章基于2009—2022影响中国东南5省的108个台风案例近4000个县级灾情,融合30类多源风险要素指标,建立台风动态风险评估样本库,并利用随机森林算法建立了6个台风灾害风险评估模型,用于灾害事件发生前对受灾人口、紧急转移安置人口、农作物受灾面积、倒塌和严重损坏房屋、直接经济损失等风险等级以及综合风险等级进行评估。通过实际灾情与模型结果进行验证,灾害风险评估结果准确率整体达到80%以上,表明该模型具有较好的泛化能力,可用于实际灾害评估工作。实验对比发现,训练样本量提高1~2个数量级能使模型评估准确率提升3%~14%,表明灾害风险大数据的积累对灾害风险评估研究具有重要意义。

两个登陆粤西的相似台风降水成因分析

对相似台风1311号台风“尤特”和2203号台风“暹芭”登陆粤西前后给华南带来了大范围持续性强降水的成因进行分析,结果表明:(1)两个台风均与当年最强盛的西南季风结合,强盛的季风通过低空西南急流向台风环流持续不断地输送水汽,使得广东地区有充足的水汽供应和强烈的水汽辐合;(2)两个台风登陆后产生的次级环流有利于粤西云雾山地区降水的维持和增强,为该地区极端强降水的发生提供了有利的动力条件。(3)强烈的上升运动将低层的对流不稳定向上层输送,导致对流不稳定层增厚,同时假相当位温平流随高度减弱也使得局地对流不稳定性增强,二者共同导致了广东地区大气不稳定层结长时间维持。

漳州市中南部一次大暴雨过程的成因分析

文章利用常规气象探测资料、雷达资料、自动站等多源资料,对2022年7月5日至6日发生在漳州市中南部沿海的大暴雨过程进行分析。结果表明:(1)台风“暹芭”外围环流、低空急流维持、边界层辐合维持是此次沿海大暴雨的主要影响系统;(2)低空急流为强降水提供了源源不断的水汽输送,配合特殊地形的摩擦、强迫作用,在诏安、云霄境内形成了明显增幅作用;(3)降水回波呈现明显“列车效应”,且回波方向平行于移动方向,低质心和最大反射率因子高度低的特征说明此轮降水属于热带海洋型降水。