南海台风Vongfong(2002)登陆前后内核结构和近海加强原因的数值模拟研究

利用6km细网格区域的显式模拟结果分析了Vongfong(2002)的内核结构;对Vongfong近海加强的动力学机制进行了研究。结果表明:(1)轴对称性结构中,Vongfong最大风速半径(RMW)在强盛期随高度递减。Vongfong在近海时,低层最强的流入在其移行的前方,而流出区在其后方。这些特征与大西洋飓风和西太平洋台风相反。(2)动力场和热力场都有明显的不对称结构。在强盛期,对流西北强、东南弱;强对流云带与最大风速区的位置一致。在加强期,低层西冷东暖、中高层西暖东冷;到强盛期,低层和中高层都有明显的暖心结构。(3)中纬度中上层冷低压系统和台风的相互作用是Vongfong近海加强的重要原因。①由于冷低压系统外围的冷空气从西北侧进入台风的中层,低层有暖湿空气配合,使得位势不稳定能量增加,对流发展。②因为冷低压中心的下沉气流正是二级环流的下沉支,冷低压南移填塞,台风近海加强。两个方面最终通过CISK(第二类条件不稳定)机制来实现。

台风“云娜”(2004)近海加强的数值模拟研究

本文利用非静力平衡的中尺度模式MM5(V3)对2004年14号台风RANANIM("云娜")在登陆前近海加强及登陆初期的过程进行了54 h模拟,并加入人造台风优化初始场。结果表明:MM5能比较好地模拟出台风近海及登陆初期的移动路径及台风中心气压的变化。利用数值模拟结果,讨论了RANANIM(2004)台风在近海加强过程中的环流、动力和热力结构特征。发现在台风RANANIM近海加强的过程中对应有高空200 hPa净辐散场的存在,台风中心气压随净辐散值的增大而降低,反之亦然。净辐散值的减小对台风中心气压的快速升高有着预示的作用;垂直环流在强度和空间分布上发生了明显的变化。台风加强后,台风中心上方出现了明显的补偿性下沉气流;对流层低层存在明显的冷暖空气堆积,且当冷暖空气强度相当时有利于台风的增强;台风中心上方的正涡度柱逐渐发展为东西不对称分布,垂直方向上伸展高度保持不变或升高,而且在量值上也要更大。

台风“韦森特”路径突变和近海加强的成因分析

利用FY2D卫星资料、美国国家环境预报中心(NCEP/NCAR)的再分析资料等,分析了"韦森特"路径突变和近海加强的成因。结果表明,"韦森特"快速偏西行后突然停滞原地长时间打转的奇异路径主要归结于三大因素:西太平洋副高减退导致引导气流明显减弱,使台风路径多变;"韦森特"风场强风速区呈逆时针转移造成台风移向改变;中心重组过程导致中心位置停滞少动。高空强辐散、弱的风垂直切变和中低层强盛的西南气流输送是"韦森特"近海加强的重要原因。较好的湿热条件促进了"韦森特"显著加强。

“百合”台风近海加强成因分析

利用卫星云图、常规观测资料对“百合”台风减弱为低压后在台湾海峡南部海面强度再次加强,又发展成强热带风暴的过程分析诊断结果表明:“百合”台风近海加强的主要原因是台风上层强辐散流场的叠加,加强了台风环流的垂直上升运动;台湾海峡南部的暖洋区的增暖增湿、中低层辐合流场的加强和低层适度冷空气的侵入对台风的加强也起了一定的作用.

近海加强台风“威马逊”(1409)环境条件及结构特征的数值研究

利用新一代区域数值模式GRAPES对1409号超强台风"威马逊"强度急剧变化过程进行数值模拟试验,模拟结果较好地再现了台风"威马逊"在南海的路径和强度的变化特征,进一步利用数值模拟结果对"威马逊"发展的环境条件及其结构变化特征展开分析。分析结果表明,"威马逊"急剧发展期间高层辐散低层辐合同时增加,且高层辐散明显强于低层辐合;低层水汽流入增加,主要的流入边界是东南边界,且总水汽净流入量与台风强度变化有较好对应关系;环境风垂直切变较弱,且"威马逊"强度在深层和高层切变减小后24 h达到强盛。台风开始发展前动力和热力结构上均具有显著的不对称性结构,对流运动东南强、西北弱。强盛期南强北弱,东西方向趋于对称发展,且台风低层眼壁迅速收缩,高层有向外扩张趋势;切向风迅速增大,有很强的经向梯度,中高层气旋性环流显著增强。温度场上具有显著的暖心结构,强盛期台风中心正温度距平可达到11℃以上,集中于台风中心高空300~200 h Pa之间,并向高低层传播。低层不断有正涡度流入,台风中心附近正涡度增大,正涡度柱呈铅直发展并向对流层中上层传播。这些结构的变化都有利于"威马逊"强度的发展。

1409号超强台风“威马逊”近海加强成因分析

主要利用常规观测资料、EC、NCEP再分析资料、卫星云图、雷达回波等研究“威马逊”进入南海后,逐渐增强直至登陆海南岛后强度维持的原因。结果表明:副热带高压加强加剧了TC的非对称结构的发展,对TC强度演变产生了影响;充足的水汽输送是TC加强的重要条件,强盛的西南季风和越赤道气流是“威马逊”主要水汽输送带;低层强辐合和高空强辐散促使TC猛烈发展;垂直风切变小、高海温有利于TC强度加强;TC加强过程,云系不断紧密,台风眼越发清晰,且回波结构逐渐紧密、对称,眼区逐渐变圆,减小而清晰,眼壁清楚,眼区回波不断加强。

1714号台风“帕卡”近海加强之特征与成因分析

本文通过综合分析各类气象资料(如卫星云图、雷达回波、Micap3天气图和垂直风切变),对1714号台风“帕卡”近海加强的特征进行分析。主要结论如下:1) “帕卡”形成源自于西太副高南侧的东风波动,副高演变及引起的“北高南低”和“东高西低”的形势与“帕卡”的近海加强与发展密切相关;2) 孟加拉湾的西南季风气流、105?E^110?E附近越赤道气流和西太副高西侧东南气流三支汇合气流,为“帕卡”台风近海加强提供较为充沛的水汽条件,有利于其强度加强;3) 另外,在向西北方向移动的过程中,“帕卡”的垂直风切变都较小,有利于其暖心结构的维持和CISK机制的增强;4) 1713号台风“天鸽”和1714号台风“帕卡”都满足以上条件,呈现出近海加强的特点。

台风“威马逊”近海加强及引发广西异常暴雨分析

利用MICAPS常规资料、中尺度自动站资料以及NCEP、ECMWF等数值预报产品资料,采用天气学诊断分析方法,对1409号超强台风"威马逊"近海加强、造成广西异常暴雨的成因进行分析。结果表明:1"威马逊"经过的海域温度异常偏高,西南季风急流增强,以及垂直风切变小,有利于"威马逊"近海加强;2"威马逊"与季风急流在海南文昌近海相遇,促使台风中心附近潜热能持续增大,暖心结构更趋于完整,是"威马逊"强度突然加强的重要原因;3充沛的水汽输送和水汽辐合、强烈的上升运动是造成"威马逊"异常暴雨的重要原因。

1604号台风“妮妲”近海加强垂直结构的诊断分析

1604号强台风"妮妲"(强台风级)于2016年8月2日03:35在广东省深圳市大鹏半岛登陆。采用中央气象台台风强度路径数据、NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料,计算出台风"妮妲"中心附近的环境风垂直切变、相对涡度垂直切变、垂直速度、水汽通量等物理量,结果表明:1)台风"妮妲"具有明显的近海加强特征;"妮妲"中心附近存在呈纬向分布的垂直切变密集带,登陆前12~0 h密集带接近最密程度,"妮妲"中心垂直风切变平均值减小,台风强度增强,垂直风切变平均值增大,台风强度维持。2)"妮妲"中心附近相对涡度垂直切变增大,台风强度增强,相对涡度垂直切变减小,台风强度维持;"妮妲"中心附近垂直速度增大,台风强度维持或增强。3)"妮妲"中心上空的1 000~850 h Pa之间存在最大水汽通量净入流区。

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。

1522号台风“彩虹”近海加强成因初探

利用常规观测资料、卫星云图等从环境流场的基本气流、大气温压场的分布及他们的配置和相互作用入手．对台风“彩虹”进入南海后快速加强的过程分析诊断。结果表明：台风上层强辐散流场的叠加．加强了台风环流的垂直上升运动和上层的辐散出流；西太副高的加强及其引起的“东高西低”的形势与台风环流增强发展密切相关：来自盂湾的西南季风急流、越赤道气流、副高西南侧的东南气流、台风北侧东北气流四支气流的共同作用，为“彩虹”提供了强大而稳定的水汽和能量，是造成其加强的重要因素；暖洋区的增暖增湿和台湾海峡南部低层适度冷空气的侵入对台风的加强起了一定的作用，

华南近海急剧加强热带气旋及其环流综合分析

在给出近海急剧加强热带气旋定义的基础上,对1949～2004年在华南近海急剧加强的46个热带气旋的区域和源地、路径和强度、风雨分布等进行分析,得到一些有意义的统计事实。综合分析还发现:热带气旋近海急剧加强主要发生在东高西低、北高南低和弱背景环流中;不同的环境背景下,西南季风、越赤道气流、东风波、弱冷空气、西风槽是诱发近海急剧加强的主要系统。

台风“巨爵”近海急剧加强的特征及成因分析

源自东风波动的0915号台风“巨爵”在自东向西靠近广东沿海时出现了近海急剧加强的异常现象.利用热带气旋定位资料、NCEP全球同化分析资料、卫星云图以及海上平台自动站探测资料等对“巨爵”近海加强特征和成因进行了诊断分析.结果表明：“巨爵”形成源自于西太副高南侧的东风波动,副高演变及引起的“北高南低”和“东高西低”的形势与“巨爵”环流增强发展密切相关;弱的垂直风切变、高空明显的辐散出流以及台风中心正涡度增大并向对流层中上层拓展有利于“巨爵”强度增强;低层弱冷空气南下,一方面从增加气压梯度和温度梯度来加强台风环流和暖心结构,另一方面通过触发外围对流云团发展并往台风中心输送进而对“巨爵”近海加强产生重要的触发作用;孟加拉湾西南季风气流、105°～110°E附近越赤道气流和西太副高西侧东南气流3支气流汇合为“巨爵”近海加强提供了充沛水汽条件.

超强台风“天鸽”(1713)近海急剧加强特征及诊断分析

利用常规气象观测资料、卫星云图和NECP再分析资料,采用天气学诊断分析方法,对2017年第13号台风"天鸽"在近海急剧增强并达到超强台风级的特征进行了分析,讨论了其强度在近海急剧增强的原因。结果表明,南亚高压、西太平洋副高和低空急流的相互作用是"天鸽"近海急剧增强的主要影响系统;低层辐合与高层辐散、弱的环境风垂直切变和异常偏暖的近海海面温度是"天鸽"近海急剧加强的原因;100h Pa南亚高压南侧的东风急流显著加强有利于高层辐散和台风高层的出流。

1409超强台风“威马逊”近海急剧加强特征及成因分析

运用实况资料、NCEP/NCAR六小时再分析资料以及2014年CMA热带气旋最佳路径数据集,对1409号超强台风"威马逊"近海急剧加强的特征及成因进行探讨分析,结果表明:高空华北槽东移,引导地面冷空气南下,副高西退略北抬,与"威马逊"形成了"东高西低"和"北高南低"的形势,增大两者间梯度,使"威马逊"强度加强;近海急剧加强24h内,台风暖心对称化结构加强,强暖中心往高低层扩展,低层偏南暖湿气流输送持续加强,对流层上层辐散不断增强,台风高层环流的西侧和北侧亦是辐散的大值区,台风西行北上的过程中利于其强辐散的维持和加强;台风中心正涡度柱急剧增大,并向对流层上层扩展,配合弱的垂直切变,利于台风的急剧加强;另外,物理量的分析也表明,"威马逊"近海急剧加强前24h内,台风环流附近大气层结不稳定度有增大的趋势。

1720号台风近海强度变化原因分析

利用常规卫星、雷达资料及NECP客观分析资料,分析1720号台风“卡努”近海强弱变化的原因,结果表明:台风“卡努”近海过程中,高空具有强辐散,且西南急流输送显著加强,较好的高空辐散和湿热条件是其加强的重要原因.另外,弱冷空气从北侧侵入台风,导致该处锋区加强,台风对流发展,降水能力增强,同时使环境风垂直切变减小,台风强度进一步加强;“卡努”靠近徐闻时迅速减弱是因为弱冷空气从台风西南侧卷入,使台风填塞,同时使其中心南部的垂直风切增大,不利于台风强度的继续加强.更重要的是,近岸过程中,台风西南急流输送明显减弱,台风的水汽获取主要依靠本体旋转辐合作用在其周围洋面上获得,“卡努”强度维持和加强所需的温湿条件逐渐被切断.

1510号台风“莲花”近海强度增强成因分析

从高层散度、垂直风切变、越赤道气流、近海海温四个方面出发,对1510号台风"莲花"近海强度增强的成因进行分析,得出以下结论:高空强辐散加强了"莲花"中层上升运动,上升运动又通过加强低层辐合使"莲花"强度增强;环境风垂直切变减弱及近海海温升高,对"莲花"近海强度加强有一定作用;西南暖湿气流的加强,有利于"莲花"暖心结构的维持,也为其发展提供了充足的能量。

1010号台风“莫兰蒂”路径和强度特征分析

1010号台风“莫兰蒂”路径曲折，近海加强，强风范围极小，预报难度大。本文分析自动站、卫星云图、雷达和常规观测等资料，认为：副热带高压、热带辐合带和对流云团等的变化和相互作用是造成“莫兰蒂”前期路径曲折的原因。在海温条件并不利于“莫兰蒂”的加强盼情况下，“莫兰蒂”近海加强为台风的主要原因是涡能的并入、弱干冷空气的侵入和台湾海峡狭管效应等因素造成。

2020年西北太平洋台风活动特征和预报难点分析

利用1949—2019年中国气象局台风最佳路径资料、2020年中央气象台的台风路径和强度实时预报资料、欧洲中期预报中心的ERA-Interim逐6 h再分析资料(水平分辨率为0.25°×0.25°),以及NCEP RTG_SST海温分析产品等,对2020年西北太平洋台风活动的主要特征和预报难点进行了分析。结果表明:2020年度,台风生成和登陆个数偏少、强度偏弱;台风生成源地偏西;台风活动的阶段性、群发性特征突出和近海快速加强特征明显。对2020年度的预报误差进行分析,结果显示:24、48、72、96、120 h台风路径预报误差分别为70、117、169、222、276 km,各时效误差均较2019年有所减少;24、48、72、96、120 h台风强度预报误差分别为3.9、5.1、5.5、6.2和6.3 m·s^(-1),较2019年也明显减小,24 h误差连续4年小于4.0 m·s^(-1)。另外,2020年度最主要的台风预报难点在于,一是近海快速加强台风的强度预报,二是北上台风登陆后的陆上强度维持。