ISSN 1004-4965

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2010年  第26卷  第3期

一种初始涡旋重定位方法及热带气旋路径数值模拟试验
袁金南, 宋丽莉, 黄燕燕, 陈子通, 刘春霞, 丁伟钰
2010, (3): 257-263.
摘要:
采用平滑滤波和柱形滤波技术,从背景场中分离出初始涡旋环流和大尺度环境场,然后把分离出的涡旋环流进行平移和再植入到观测位置,最终得到一种初始涡旋重定位方法。针对2006—2007年7个热带气旋共23个时次,采用背景场直接加入热带气旋bogus模型和背景场进行初始涡旋重定位后加入热带气旋bogus模型2种方案,分别进行了对比模拟试验。结果表明:对背景场进行初始涡旋重定位后加入热带气旋bogus模型的方案模拟的24和48小时热带气旋路径平均误差都相对较小,初始涡旋重定位方法可以减小热带气旋模式因热带气旋初始位置偏差而引起的误差,有助于提高热带气旋模式的路径预报水平,有较好的业务应用前景。
台风“罗莎”低空流场与降水中尺度结构的观测资料分析
刘淑媛, 付凯, 李环宗
2010, (3): 264-272.
摘要:
为了进一步了解台风的水平风场结构和降水雨带的分布特征与台风强度变化的关系,利用观测资料和多普勒天气雷达探测资料对0716号台风“罗莎”的降水云系、反演的水平风场和雷达回波进行分析,结果显示:(1) 在台风减弱为强热带风暴以前,低空卷入台风中心的强回波带开始出现分裂;减弱为热带风暴时,低空的强回波带出现明显的分离和断裂。雷达探测的向台风中心卷入的低空强回波带的分离和断裂,可以为台风减弱预报提供参考。(2) 多普勒雷达探测资料反演的低空水平风场分析显示,虽然所处的环境风场截然相反,我国和美国两地区的热带气旋在低空存在相似的中尺度流场结构。我国东南沿海即将登陆的台风的西南侧外围与环境风场的交汇处,存在一处气流汇合带和气流辐散带,气流汇合带对应台风南侧的强降水中心。(3) 通过多普勒雷达反演的低空水平风场与强度回波的叠加分析显示:台风的螺旋雨带与反演的低空水平风场的中尺度风切变线对应。这种中尺度切变在常规观测中难以发现。
WRF/UCM在广州高温天气及城市热岛模拟研究中的应用
蒙伟光, 张艳霞, 李江南, 林文实, 戴光丰, 李昊睿
2010, (3): 273-282.
摘要:
应用WRF及其耦合的城市冠层模式(UCM,Urban Canopy Model),对2004年6月底—7月初受副热带高压和台风外围气流影响下发生在广州地区的一次高温天气过程进行了数值模拟。考察了WRF/UCM对“城市热岛”及城市高温天气模拟的应用效果。三个不同设计的模拟试验表明,E-UCM试验(新土地利用资料,耦合UCM模式)比E-BPA试验(新土地利用资料,BPA方法)和E-NOU试验(旧土地利用资料,耦合UCM模式)更好地模拟出了城区2 m高度温度的演变,平均绝对误差最小。尤其在夜间,E-UCM试验成功地再现了夜间热岛的形成及分布。城区及郊区地表能量平衡差异的分析表明,日间城区高温与低反射率引起的短波辐射吸收增加有关,由于城区缺少水汽蒸发蒸腾冷却过程,大部分能量收入被分配为感热加热大气。夜间,地表能量收入来自土壤热通量的向上输送,收入能量除部分用于长波辐射之外,由于城区潜热通量小,其余部分仍主要以感热形式加热大气。夜间热岛的形成与感热加热的持续有关,有利于夜间高温的维持。
热带大气季节内振荡与对西北太平洋台风生成数的影响研究
田华, 李崇银, 杨辉
2010, (3): 283-292.
摘要:
用典型年合成方法分析研究了1979—2006年西北太平洋多台风年和少台风年热带大气ISO的影响。结果表明,热带大气ISO对西北太平洋台风的生成具有明显的调节作用。多台风年,菲律宾以西地区大气季节内振荡较弱,东传不明显;菲律宾以东地区积云对流较强,热带大气30~60 d低频振荡也偏强,与台风生成相关的传播特征为源自赤道140~160 ?E附近季节内振荡的西北方向传播。这种异常的30~60 d低频振荡对周围大气环流有正反馈的作用,从而导致积云对流的进一步加强,这种强的积云对流会引起赤道西风异常,产生异常Walker环流,在菲律宾附近形成风场的低层辐合、高层辐散,增强那里的上升气流,有利于台风生成。少台风年,菲律宾以西地区低频活动较强,东传明显,菲律宾以东的低频活动较弱。这种西强东弱的低频活动形式,使得大气低层在菲律宾以西地区为低频东风异常,菲律宾以东地区为低频西风异常,导致在菲律宾以东的西北太平洋大气产生低层低频风辐散、高层辐合的形势,增强下沉运动,不利于台风的生成。
西北太平洋热带气旋降水特征分析
韦青, 任福民, 张庆红, 王长金
2010, (3): 293-300.
摘要:
利用1997—2006年GPCP(Global Precipitation Climatology Project)逐日卫星降水资料、上海台风研究所西北太平洋热带气旋资料,研究了近10年西北太平洋热带气旋降水的时空分布特征。发现整个西北太平洋区域多年平均TC(tropical cyclone)降水为175 mm,TC降水占总降水的比率为12%。年均TC降水场有两个极大值区域,分别位于菲律宾北部和菲律宾以东洋面。纬带平均的经向分布显示,总降水呈双峰分布,主、次峰值分别出现在6 °N和35 °N;而TC降水呈单峰分布,峰值出现在16 °N。10年中TC降水以2004年最强;El Ni?o年TC降水在135 °E以东偏多,而在南海中部和菲律宾至台湾等地区偏少;La Ni?a年TC降水在南海地区偏多,在菲律宾以东地区则显著偏少。
强热带风暴“风神”(0806)螺旋雨带中尺度结构双多普勒雷达的研究
周海光
2010, (3): 301-308.
摘要:
利用广州和深圳新一代多普勒天气雷达时间同步探测资料进行双多普勒雷达风场反演,分析了强热带风暴“风神”(0806)螺旋雨带的三维动力结构。螺旋雨带内部强回波区的低层有强辐合区,最大辐合超过-15×10-4 s-1;雨带的高层以辐散气流为主。雨带内部上升和下沉气流共存,最大上升气流为4 m/s,最大下沉气流超过-1 m/s。在沿着风暴中心的垂直剖面内,螺旋雨带外侧低层有较强的内流,气流从雨带外侧低层进入,最强内流位于1 km高度以下;雨带内侧有明显的外流。两支气流在雨带强回波区辐合,水汽在此处辐合抬升;这种动力结构对于强降水的维持具有重要作用。切向速度呈逆时针旋转,最大速度在3 km高度层,速度值随高度的增加逐渐减小。
4月台风“利奥”和“浣熊”的对比分析
卢山, 吴乃庚
2010, (3): 309-316.
摘要:
利用常规气象观测资料、NCEP/NCAR-2再分析资料和NOAA的向外长波辐射(OLR)资料,比较分析了近60年来登陆我国大陆的两个4月台风9902(LEO,利奥)和0801(NEOGURI,浣熊) 的生成发展背景、路径变化和风雨分布特征。结果表明:(1) 4月台风“利奥”和“浣熊”均是在La Ni?a事件下发生,在此背景下南海地区偏强的对流活动、弱的水平风垂直切变和高层辐散条件有利于4月台风的形成;“利奥”由季风低压发展而成,“浣熊”由东风波演变而成;(2) “利奥”路径多变与大陆冷高压强盛和副热带高压偏弱多变有关;“浣熊”移动则受偏强且稳定的副高环流影响,路径以稳定西北行为主;(3) “利奥”和“浣熊”登陆时强度和地形条件相似,热带气旋带来的强降水量级差异主要受水汽输送和动力抬升大小及持续时间的影响。
台风“海高斯”过程及登陆减弱后再次加强的影响因素分析
舒锋敏, 罗森波
2010, (3): 317-324.
摘要:
运用实况资料及NCEP/NCAR再分析资料,对台风“海高斯”的移动路径多变和登陆减弱后再次加强的原因进行探讨,结果表明:强大的带状副高和风暴形成的东西向螺旋云带是“海高斯”前期稳定西行的强信号;西风槽东移南下,副高减弱东退是“海高斯”后期转向北上的主要影响;“海高斯”登陆减弱后重新加强的主要原因有:低层偏南气流持续的水汽输送,弱冷空气的侵入,500 hPa槽前的正涡度平流,高空辐散的加强,登陆后移经对流层垂直切变较小区和特殊的下垫面等。
南海夏季风撤退的气候特征Ⅱ——年代际变化
王安宇, 梁建茵, 冯瑞权, 林建恒, 吴池胜
2010, (3): 325-329.
摘要:
南海地区夏季风撤退期有明显的年代际变化,与南海夏季风维持期相类似,在1970年代末期有明显的突变。所以分析工作以1978年为界,主要是将前20年情况与后20年进行对比。前20年夏季风撤退较早,撤退期降水较少,对流活动较弱;后20年则与此相反,夏季风撤退较晚,撤退期降水较多,对流活动较强。南海地区夏季风撤退期的年代际变化与PDO和太阳磁循环的气候变化比较一致。
1977—2007年影响南海的热带气旋强度变化特征
李勋, 赵声蓉, 李泽椿, 李英, 王勇
2010, (3): 330-338.
摘要:
应用东京台风中心(RSMC Tokyo)提供的1977—2007年影响南海的热带气旋(TC)最佳路径资料,统计分析了影响南海的不同初始强度的TC强度变化的时空分布特征,以及迅速加强(RI)和缓慢加强(SI)样本的大尺度统计特征。主要结果为:(1) 热带风暴(TS)和强热带风暴(STS)以增强和稳定为主,台风(TY)减弱为主。初始强度越强,增强观测次数越少,变化率越小;减弱观测次数越多,变化率越大。(2) 00时(世界时,下同)增强样本最多,增强率最大,12时减弱样本最多,减弱率最大。(3) 增强状态下,南海东北部TS最多,中东部STS最多,中部TY最多。减弱样本分布在我国海南岛、越南近岸以东洋面、菲律宾近海以西洋面,TS和STS在南海中部有部分减弱样本。(4) 7、9和10月RI样本较多。RI样本的平均纬度偏南,垂直切变相对较小,200 hPa纬向风东风分量稍弱,15.4 m/s风圈半径更小。SI样本的海温略高。
夏季风爆发前后南海地区降水性质的变化
宋明坤, 李耀东, 胡亮
2010, (3): 339-348.
摘要:
利用1998—2006年共9年4—6月的TRMM卫星2A25资料,选取南海中北部地区(110~120 °E,10~20 °N)为关键区域,分别对比分析了夏季风爆发前后南海地区降水特性的差异。结果表明:⑴ 南海夏季风爆发后,对流和层云的降水比面积均有明显增加,且层云的降水比面积增加幅度更大。夏季风爆发后的对流降水比降水量减小,而层云降水比降水量增加。⑵ 南海夏季风爆发后,强降水所占的比重比爆发前有所增加,而弱降水所占比重减小。⑶ 南海夏季风的爆发使南海地区降水场的水平分布发生变化,降水中心发生偏移。⑷ 夏季风爆发后,南海地区降水的垂直结构也相应发生变化。降水率随高度的变化率加大,释放出更多的潜热,并通过正反馈机制使得对流降水变得更加深厚,层云降水的冻结层高度也得到一定的提升。
1998年南海夏季风爆发过程中副热带高压减弱的诊断分析
黄辰洁, 蓝光东, 徐敏贞, 陈训来, 王安宇, 吴池胜
2010, (3): 349-356.
摘要:
1998年南海夏季风爆发于5月21日。利用NCEP再分析资料,用Zwack-Okossi涡度方程诊断分析引起季风爆发前后南海-西太平洋副热带反气旋脊迅速减弱的物理因子,结果表明:在夏季风爆发前,华东-华南沿岸附近高空槽前的正涡度平流区随高空槽的东南移动向南海和菲律宾中部附近地区推进;正涡度平流是引起上述地区850 hPa气旋性涡度增大的最主要的物理因子,其次是暖平流。在夏季风爆发后,潜热加热项的作用迅速增大至与正涡度平流项大小相当,这两项是引起区域平均气旋性涡度增加的最主要的物理因子;它们和暖平流项一起抵偿了辐散项和绝热项的负贡献,令季风区的气旋性涡度得以发展/维持。因此,正涡度平流是直接导致南海-西太平洋副热带反气旋脊迅速减弱最重要的物理因子。
ENSO事件期间热带印度洋和太平洋地区大尺度海气相互作用联系的研究
邓北胜, 刘海涛, 丑纪范
2010, (3): 357-363.
摘要:
利用大气环流三维分解方法研究了1979—2008年ENSO事件期间热带印度洋和太平洋地区海气相互作用的机制。研究表明ENSO事件期间存在明显的三维“齿轮式”耦合特征;在ENSO事件盛期,与NCEP再分析资料的垂直运动相比,大气环流三维分解方法揭示的东印度洋-西太平洋地区的下沉运动更强,范围更宽。大气环流三维分解方法把垂直速度分解为纬向分量和经向分量两部分,纬向分量表现为很强的下沉运动,而经向分量表现为上升运动,垂直速度的纬向分量和经向分量相互抵消了一部分,综合的结果表现为很强的下沉运动。在热带地区,垂直速度ω*的纬向分量ωW要大于其经向分量ωH,ωW反映了ω*的主要特征;在分析垂直运动方面,与NCEP再分析资料中的垂直速度相比,大气环流三维分解方法具有一定的优点。
北半球夏季对流层顶气压与气温的年(代)际变率与趋势分析
朱保林, 管兆勇, 程智
2010, (3): 364-370.
摘要:
利用NCEP/NCAR再分析月平均资料,研究了1979—2002年夏季全球对流层顶气压和气温的分布特征与变化趋势。选取了夏季北半球对流层顶年(代)际变率最大区域来定义气压指数和气温指数。分析结果表明:(1) 全球对流层顶气压和气温在北半球随纬度的增加而增大,在南半球随纬度先增大再减小,而在整个热带地区对流层顶气压和气温的分布则较为均匀。(2) 全球平均的对流层顶气压和气温在分析时段内呈减小趋势,但在中高纬度地区对流层顶气压和气温存在大范围增大现象,表明二者的趋势并不是全球一致的。(3) 对流层顶年(代)际变率最大值出现在北半球的中纬度地区和南半球的副热带及高纬度地区,最小值则出现在热带地区。气压指数和气温指数显示出准10年和准3~5年周期。
基于SSA-AR方法的MJO指数预报模型试验
朱红蕊, 江志红, 张勤, 鞠晓慧
2010, (3): 371-378.
摘要:
采用奇异谱分析(SSA)与自回归向量(AR)预报模型相结合的方法,对热带地区大气季节内振荡(MJO)指数向量作自适应滤波意义下的预报试验。结果表明,通过对MJO原始序列进行SSA的分解重建,无论采用对重建的分量序列进行AR(P)建模的方案,还是利用对重建合成序列进行AR(P)建模的方案,均可得到两周以上的MJO指数预报能力,其提前20天指数预报值与实况之间平均相关系数达到0.5,与直接对MJO原始序列进行AR建模相比较,该方法有较高的预报技巧和超前预报能力,预报效果也较稳定,故将SSA-AR方案进一步完善,可望作为MJO指数业务预报的有效模型。
两类强对流天气过程的模式模拟及其比较
周后福, 郭品文, 翟菁
2010, (3): 379-384.
摘要:
基于雷达探测数据和地面天气现象,应用MM5模式对冰雹大风和龙卷两类强对流天气过程进行数值模拟,分析模式模拟回波和雷达实际回波,研究模拟的微物理和动力特征,探讨两类强对流天气微物理和动力特征差异之间的可能原因。结果表明:(1) 在雷达回波的模拟方面,两类强对流天气过程的模拟效果较好,模拟的雷达回波具有一定的可靠性。(2) 冰雹大风过程的微物理模拟说明,雪晶位于0 ℃层以上;与雨水情况相对应的回波带等值线较为密集;云水含量主要分布在0 ℃层以下,呈分散分布形态;雨水含量在0 ℃层上下皆有分布。由龙卷过程的微物理模拟可知,云水含量主要分布在0 ℃层以下,基本连片分布;雨水含量在0 ℃层以下有所分布,但主要分布在0 ℃层以上,且数值大,等值线密集;云冰含量也是呈现零星分布。(3) 从动力特征的模拟来看,强对流天气过程对应于强的上升运动,但是较强的上升运动区域并不分布在回波带的固定位置。