ISSN 1004-4965

CN 44-1326/P

用微信扫描二维码

分享至好友和朋友圈

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

对强台风“纳沙”(1117)登陆海南岛前后降水非对称性的分析

周海波 白爱娟 蔡亲波

周海波, 白爱娟, 蔡亲波. 对强台风“纳沙”(1117)登陆海南岛前后降水非对称性的分析[J]. 热带气象学报, 2017, 33(3): 386-398. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.03.010
引用本文: 周海波, 白爱娟, 蔡亲波. 对强台风“纳沙”(1117)登陆海南岛前后降水非对称性的分析[J]. 热带气象学报, 2017, 33(3): 386-398. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.03.010
Hai-bo ZHOU, Ai-juan BAI, Qin-bo CAI. Analysis on Asymmeric Precipitation ofthe Strong Typhoon Nesat (1117) Beforeand After Landing on Hainan Island[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2017, 33(3): 386-398. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.03.010
Citation: Hai-bo ZHOU, Ai-juan BAI, Qin-bo CAI. Analysis on Asymmeric Precipitation ofthe Strong Typhoon Nesat (1117) Beforeand After Landing on Hainan Island[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2017, 33(3): 386-398. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.03.010

对强台风“纳沙”(1117)登陆海南岛前后降水非对称性的分析

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.03.010
基金项目: 

国科技部国家科技支撑计划项目 2013BAK05B03

详细信息
    通讯作者:

    周海波,男,山东省人,在读硕士研究生,主要从事台风非对称降水的研究。E-mail:1415717502@qq.com

  • 中图分类号: P444

Analysis on Asymmeric Precipitation ofthe Strong Typhoon Nesat (1117) Beforeand After Landing on Hainan Island

  • 摘要: 利用NCEP 1 °×1 °再分析资料和卫星资料,以2011年强台风“纳沙”为例,分析了“纳沙”登陆海南岛前后的降水特征,并分析了“纳沙”周围TBB、湿度、水平风速和垂直速度在其路径两侧分布的不对称性,并从空间结构的分布上讨论了降水分布的可能成因。结果表明:登陆海南岛前后,“纳沙”的降水在其路径两侧的分布呈显著的不对称性,强降水主要集中在其路径左侧。“纳沙”除温度距平的分布较对称外,其它物理量在台风周围的空间结构均表现为显著的不对称性:(1)TBB,在路径左侧的强对流云系的强度和范围均比右侧大;(2)湿度,路径左侧的湿区范围比路径右侧大;(3)水平风速,台风位于海上和登陆时,路径右侧的最大风速比左侧强,台风登陆时其左右两侧最大风速相差20 m/s;在登陆前和登陆后路径右侧的相等大风速区范围比左侧大;(4)垂直速度,路径左侧的上升运动比右侧强,尤其在台风登陆时左侧的垂直上升速度比右侧大-2.4 Pa/s。通过对比上述物理量的非对称分布与降水分布可知,湿度可能是台风降水非对称分布的原因之一,而垂直速度可能是造成“纳沙”非对称降水的主要原因。另外,从垂直风切变作用进一步探究台风降水非对称性的形成机制,结果发现“纳沙”登陆前后的强降水均集中在顺切变方向及其左侧。垂直风切变可较好地解释路径左侧的强垂直上升运动和强降水区。此外海南岛的地形条件也导致“纳沙”在登陆期间海南岛西部的降水显著增加。

     

  • 图  1  “纳沙”23日00时-30日08时每6小时中心位置(台风符号)和中心气压(括号内,单位:hPa)分布字符串前4个数字为时间,如2300表示23日00时。

    图  2  海南省的地形(阴影,单位:m)和测站名称及28日08时-30日08时的降水量

    (测站名下方数字,单位:mm)分布

    图  3  TRMM卫星3B42资料显示的不同时次的“纳沙”近地表降水率分布(等值线,单位: mm/h)与“纳沙”中心位置、中心气压(单位:hPa)及垂直风切变(箭头方向表示顺切变方向,箭头长度表征数值大小)

    a. 2820中心位置:114.8 °E,18.2 °N;b. 2908中心位置:112.4 °E,19.5 °N;c. 2914中心位置:111.1 °E,19.7 °N;d. 3002中心位置:109.0 °E,20.7 °N。

    图  4  图 3,但为TBB显示的“纳沙”云系(单位:℃)演变与“纳沙”路径

    虚线为过台风中心邻近整数格点且与路径相垂直的剖面基线。

    图  5  图 4中基线对应的温度距平(等值线与阴影,单位:℃)的垂直剖面

    说明同图 3

    图  6  图 4中基线相对应的相对湿度(单位:%)垂直剖面

    说明同图 3

    图  7  图 4中基线相对应的水平风速(单位:m/s)的垂直剖面

    说明同图 3

    图  8  图 4中基线相对应的垂直速度(单位:Pa/s)的垂直剖面

    说明同图 3

    图  9  9月29日14时850 hPa的水平风场(风向杆,单位:m/s)和水汽通量(等值线,单位:g/(cm·hPa·s))和地面降水量(阴影,单位:mm)分布

    说明同图 2

    图  10  9月29日14时沿19 °N水平风速(风向杆,单位:m/s)和垂直速度(等值线,单位:Pa/s)的纬向-高度剖面垂直剖面以及地形高度(阴影)

    表  1  “纳沙”28日20时—30日14时每6小时的强度等级和移速的分布

    时间/(日时) 2820 2902 2908 2914 2920 3002 3008 3014
    台风强度 TY TY STY STY TY TY STS TS
    速度/(m/s) 7.1 6.3 6.9 6.8 5.4 6.7 5.4 6.7
    下载: 导出CSV
  • [1] 朱佩君, 郑永光, 郑沛群.华东登陆台风的对流非对称结构分析[J].热带气象学报, 2010, 26(6): 651-658.
    [2] CHAN JL, LIU KS, CHING S E, et al. Asymmetric distribution of convection associated with tropical cyclones making landfall along the South China Coast[J]. Mon Wea Rev, 2004, 132(10): 2 410-2 420.
    [3] MARKSJr F D, HOUSE Jr R A, GAMACHE J F. Dual-aircraft investigation of the inner core of Hurricane Norbert, Part Ⅰ: Kinematic structure[J]. J Atmos Sci, 1991, 49(11): 919-942.
    [4] WILLOUGHBY H E, F D MARKS Jr, FEINBERG R J. Stationary and moving convective bands in hurricanes[J]. J Atmos Sci, 1984, 41(22): 3 189-3 211.
    [5] 陈镭, 徐海明, 余晖.台风"桑美"(0608) 登陆前后降水结构的时空演变特征大气科学[J]. 2010, 34(1): 105-119.
    [6] JONESRW. A simulation of hurricane landfall with a numerical model featuring latent heating by the resolvable scales[J]. Mon Wea Rev, 1987, 115(10): 2 279-2 297.
    [7] 张建海, 沈桐立, 薛根元, 等.台风Rananim登陆后引发强降水成因和暴雨分布的诊断分析[J].海洋学研究, 2007, 25(2): 1-12.
    [8] MARKS F D. Evolution of the structure of precipitation inHurricane Allen (1980)[J]. Mon Wea Rev, 1985, 113(6): 909-930.
    [9] CHAN J C L, LIANG X. Convective asymmetries associated with tropical cyclone landfall, Part 1: F-plane simulations[J]. J Atmos Sci, 2003, 60(4): 1 560-1 567.
    [10] MILLER B I. Rainfall rates in Florida hurricanes[J]. Mon Wea Rev, 1958, 86(1): 258-264.
    [11] QIAN C H. Analysis and numerical simulation of Morakot rainfall[C]//Special lecture, 42 Typhoon Committee Meeting. 2010.
    [12] 石顺吉, 林秀斌, 吴陈峰, 等.强热带风暴"莲花"(0903) 非对称降水结构分析[J].海洋预报, 2010, 27(5): 64-71.
    [13] 林小红, 刘爱鸣, 刘通易, 等. 2013年"苏力"与"潭美"相似路径台风大暴雨落区差异分析[J].热带气象学报, 2015, 31(4): 517-525.
    [14] LONFAT M, MARKS F D, CHEN S S. Precipitation distribution in tropical cyclones using the Tropical Rainfall Measuring Mission(TRMM)Microwave Imager: A global perspective[J]. Mon Wea Rev, 2004, 132(7): 1 645-1 660.
    [15] 陈联寿, 智勇.中国热带气旋研究十年进展[J].大气科学, 2001, 25(3): 420-432.
    [16] RODGERS E B, CHANG S W, PIERCE H F. A satellite observational and numerical study of precipitation characteristics in western North Atlantic tropical cyclone[J]. J Atmos Sci, 1994, 33(1): 129-139.
    [17] 徐辉. 2011年以来登陆我国最强台风"纳沙"[N]. 中国天气网, [2011-10-05].
    [18] 王远超, 梁祥毅, 林宝亭, 等. 1117号强台风"纳沙"造成广西持续大范围暴雨诊断分析[J].安徽农业科学, 2012, 40(26): 13 019-13 022.
    [19] 王志春, 植石群, 丁凌云.强台风纳沙(1117) 近地层风特性观测分析[J].应用气象学报, 2013, 24(5): 595-605.
    [20] 郑艳, 蔡亲波, 赵付竹, 等.强台风"纳沙"暴雨中尺度特征分析[J].自然灾害学报, 2014, 23(4): 134-141.
    [21] 杨仁勇, 闵锦忠, 郑艳.强台风"纳沙"引发的特大暴雨过程数值试验[J].高原气象, 2014, 33(3): 753-761.
    [22] 赵付竹, 郑艳, 李勋.强台风"纳沙"的路径和降水诊断分析[J].气象研究与应用, 2013, 34(1): 17-20.
    [23] PALMERCK, BARNES GM. The effect of vertical wind shear as diagnosed by the NCEP/NCAR reanalysis data on northeast Pacific hurricane intensity[C]//American Meteorological Society25th Conf on Hurricanes and Tropical Meteorological. San Diego: American Meteorology Society, 2002: 122-123.
    [24] RODGERS E B, PIERCE H F, CHANG S W. A Satellite Observational and numerical study of precipitation characteristics in Western North Atlantic Tropical Cyclones[J]. J Atmos Sci, 1994, 33(1): 129-139.
    [25] KUOHC, YANG T T, CHANG C P. Typhoon Morakot(2009): Interplay of southwest monsoon, terrain, and mesoscale convection[C]//IntConfon Typhoon Morakot(2009). Taiwan: TTRFI, 2010.
    [26] 许向春, 于玉斌, 王式功, 等. "达维"(2005) 台风经过海南岛过程非对称降水的成因分析[J].热带气象学报, 2012, 28(5): 687-697.
    [27] MADDOX R A. Mesoscale convective complexes[J]. Bull Amer Meteor Soc, 1980, 61(11): 1 374-1 387.
    [28] 游景炎, 段英, 游来光.云降水物理和人工增雨技术研究[M].北京:气象出版社, 1994: 202-205.
    [29] 赵付竹, 王凡, 郑艳. "纳沙", "尼格"强度和结构差异对海南暴雨分布的影响[J].广东气象, 2013, 35(2):14-20.
    [30] 钟敏, 吴翠红, 舒斯, 等. 湖北省冷锋型中尺度暴雨合成分析研究[C]//中国气象学会年会论文集. 北京: 中国气象学会, 2013.
    [31] JONESSC. The evolution of vortices in vertical shear, Part Ⅰ: Initially barotropic vortices[J]. Q J Roy Meteor Soc, 1995, 121(524): 821-851.
    [32] DEMARIA M. The effect of vertical shear on tropical cyclone intensity change[J]. J Atmos Sci, 1996, 53(14): 2 076-2 087.
    [33] BENDER M A. The effect of relative flow on the asymmetric structure of the interior of hurricanes[J]. J Atmos Sci, 1997, 54(6): 703-724.
    [34] WILLOUGHBY H E. Mature structure and evolution[M]//Global Perspectives on Tropical Cyclones. Elsberry R L, Ed, World Meteorological Organization Rep, 1995, TCP-38: 21-62.
    [35] MARKS Jr F D, HOUZE Jr R A, GAMACHE J F. Dualaircraft investigation of the inner core of Hurricane Norbert, Part Ⅰ: Kinematic structure[J]. J Atmos Sci, 1992, 49(11): 919-942.
    [36] FRANKLIN J L, LORD S J, FEUER S E, et al. The kinematic structure of Hurricane Gloria(1985) determined form nested analyses of dropwinsonde and Doppler wind data[J]. Mon Wea Rev, 1993, 121(9): 2 433-2 451.
    [37] 陈国民, 沈新勇, 刘佳.垂直风切变对热带气旋强度和结构的影响[J].气象研究与应用, 2010, 31(1): 1-4.
    [38] 余贞寿, 陈敏, 叶子祥, 等.相似路径热带气旋"海棠"(0505) 和"碧利斯"(0604) 暴雨对比分析[J].热带气象学报, 2009, 25(1): 37-47.
    [39] 李瑞, 李本亮, 胡鹏, 等.环境垂直风切变对0509号台风"麦莎"的影响分析[J].海洋学研究, 2014, 32(2): 14-22.
    [40] FRANK W M, RITCHI E. Effects of environmental flow upon tropical cyclone structure[J]. Mon Wea Rev, 1999, 127(9): 2 044-2 061.
    [41] WINGO M T, CECIL D J. Effect of vertical wind shear on tropical cyclone precipitation[J]. Mon Wea Rev, 2010, 138(3): 645-662.
    [42] CORBOSIERO K L, MOLINARI J. The relationship between storm motion, vertical wind shear, and convective asymmetries in tropical cyclones[J]. J Atmos Sci, 2003, 60(1): 366-376.
    [43] CHENS S, KNAFF J A, MARKS F D. Effects of vertical wind shear and storm motion on tropical cyclone rainfall asymmetries deduced from TRMM[J]. Mon Wea Rev, 2006, 134(1): 190-208.
    [44] UENO M. Observational analysis and numerical evaluation of the effects of vertical wind shear on the rainfall asymmetry in the typhoon inner-core region[J]. J Meteor Soc Japan, 2007, 85(2): 115-136.
    [45] SHAPIRO L J. The asymmetric boundary layer flow under a translating hurricane[J]. J Atmos Sci, 1983, 40(8): 1 984-1 998.
    [46] 杨仁勇, 闵锦忠, 郑艳.强台风"纳沙"引发的特大暴雨过程数值试验[J].高原气象, 2014, 33(3): 753-761.
    [47] 陈瑞闪.台风[M].福州:福建科学技术出版社, 2002: 375.
    [48] 郑艳, 蔡亲波, 程守长, 等.超强台风"威马逊"(1409) 强度和降水特征及其近海急剧加强原因[J].暴雨灾害, 2014, 33(4): 333-341.
    [49] 祝芳. 1223号强台风"山神"过程分析[J].科协论坛, 2013(8): 134-135.
  • 加载中
图(10) / 表(1)
计量
  • 文章访问数:  1143
  • HTML全文浏览量:  72
  • PDF下载量:  554
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2015-11-16
  • 修回日期:  2016-05-16
  • 刊出日期:  2017-06-01

目录

    /

    返回文章
    返回