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基于热带气旋风圈半径的海上风电场灾害预警时间估计方法研究及应用

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海洋预报 2023年第3期40卷 66-74页

作者：杜梦蛟刘瑞雪钟权加李响易侃中国长江三峡集团有限公司科学技术研究院北京100038 武汉中心气象台湖北武汉430074 中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室北京100029 中国气象局上海台风研究所上海200030 国家海洋环境预报中心自然资源部海洋灾害预报技术重点实验室北京100081

利用2001—2019年美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的热带气旋最佳路径数据集,统计分析了西北太平洋上影响我国沿海的热带气旋的移速、强度和风圈半径等气候特征。结果表明:8级、10级和12级热带气旋风圈半径的平均值分别为198.2 km、111.... 详细信息

利用2001—2019年美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的热带气旋最佳路径数据集,统计分析了西北太平洋上影响我国沿海的热带气旋的移速、强度和风圈半径等气候特征。结果表明:8级、10级和12级热带气旋风圈半径的平均值分别为198.2 km、111.6 km、70.6 km,且风圈呈现不对称性,东北象限风圈半径最大,西南象限最小;风圈半径与强度变化呈现正相关关系;热带气旋移速、强度和风圈半径在各海域的空间分布特征明显不同,且8级和12级风圈半径随纬度变化存在显著差异。在气候特征分析的基础上,基于风圈半径、移速、强度和离岸距离等变量,提出一种针对海上风电场的热带气旋灾害预警时间估算方法,并根据不同风圈半径给出其预警时间的空间分布特征,为有效利用海上风能和开展抗台风措施提供参考。

关键词：风圈半径海上风电热带气旋预警

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基于强风圈半径的台风风场模型研究

基于强风圈半径的台风风场模型研究

作者：张余得厦门大学

学位级别：硕士

本文对应用比较广泛的几种台风风场模型进行了分析比较,将这几种台风风场模型计算的10级风圈半径、7级风圈半径与气象部门的发布值进行比较,发现均存在较大的误差,其中10级风圈半径最大绝对误差达到351km,7级风圈半径最大绝对误差达到11... 详细信息

本文对应用比较广泛的几种台风风场模型进行了分析比较,将这几种台风风场模型计算的10级风圈半径、7级风圈半径与气象部门的发布值进行比较,发现均存在较大的误差,其中10级风圈半径最大绝对误差达到351km,7级风圈半径最大绝对误差达到1161km。鉴于此,本文提出一种基于最大风速半径、10级风圈半径、7级风圈半径的台风风场模型,该模型在台风内域分两段描述,在台风外域分三段描述。新模型的10级风圈半径和7级风圈半径与气象部门的发布值是一致的,风速分布相比其他几种模型的风速分布更接近实况。同时,为了进一步验证新台风风场模型的适用性,本文建立了宁波近海风暴潮数值模型,并选取对宁波市影响较大的0509号台风“麦莎”和0515号台风“卡努”,分别采用不同台风风场模型,模拟了宁波沿岸的风暴潮增水过程。模拟结果表明：采用本文提出的新台风风场模型模拟的风暴潮增水过程与实测比较,平均绝对误差和增水峰值绝对误差分别为27.8cm和18.7cm,比采用J-1台风风场模型的结果(43.1cm和79.2cm)小得多,模拟结果更符合实况。可见,新的台风风场模型更适用于台风暴潮增水的数值计算。

关键词：台风参数风圈半径台风风场模型风暴潮数值模拟

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中国沿海地区热带气旋危险性分析

地理空间信息 2024年第2期22卷 92-96页

作者：张昆黄全义栗健华东师范大学地理科学学院地理信息科学教育部重点实验室上海200241 自然资源部超大城市自然资源时空大数据分析应用重点实验室上海200241 清华大学公共安全研究院北京100084 清华大学工程物理系北京100084

基于1980—2016年的西北太平洋热带气旋尺度资料,采用2种方法分析了热带气旋灾害的危险性。第一种方法根据热带气旋的风圈半径,用GIS生成了每个气旋的影响范围,对于登陆中国沿海的227个热带气旋,用叠加法得到了其影响范围与频次。第二... 详细信息

基于1980—2016年的西北太平洋热带气旋尺度资料,采用2种方法分析了热带气旋灾害的危险性。第一种方法根据热带气旋的风圈半径,用GIS生成了每个气旋的影响范围,对于登陆中国沿海的227个热带气旋,用叠加法得到了其影响范围与频次。第二种方法侧重热带气旋引发的风暴潮灾害,用潮位模型估算了热带气旋登陆时的潮位数据,提出了H3指标,该指标用潮位、风速和中心气压3个因子计算潮位点的风暴潮危险性,并根据H3指标得到了海岸线的危险性综合指标。分析结果表明,福建、广东两省受热带气旋的影响最为严重。37 a间,福建省有80%的面积(约9.8万km^(2))受热带气旋影响的频次超过20次;广东省则有70%的面积(约12.6万km2)受热带气旋影响的频次超过20次。受风暴潮危害大的海岸线主要位于广东、广西、福建、浙江四省,危险性指标在30以上的有广东的湛江市、茂名市、江门市、阳江市和珠海市;广西的北海市、防城港市和钦州市;福建的福州市以及浙江的台州市和温州市。

关键词：热带气旋风圈半径风暴潮潮位危险性指标

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基于HY-2B散射计的热带气旋定位定强研究

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海洋学报 2021年第11期43卷 146-156页

作者：刘思琦林文明王志雄郎姝燕南京信息工程大学海洋科学学院江苏南京210044 国家卫星海洋应用中心北京100081 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 广东广州511458

热带气旋灾害是最严重的自然灾害之一,其影响程度主要取决于气旋的中心位置和强度。提高热带气旋中心位置及强度监测水平对于改进热带气旋分析预报精度、减少热带气旋的灾害影响具有重要意义。本文以HY-2B散射计为例,分析了散射计风场... 详细信息

热带气旋灾害是最严重的自然灾害之一,其影响程度主要取决于气旋的中心位置和强度。提高热带气旋中心位置及强度监测水平对于改进热带气旋分析预报精度、减少热带气旋的灾害影响具有重要意义。本文以HY-2B散射计为例,分析了散射计风场散度和旋度的分布特征,发现气旋中心附近风场的散度或旋度具有显著的分布规律,由此提出了一种新的气旋中心定位方法,并与传统的直接定位法进行比较研究。在此基础上,进一步提出了热带气旋风圈大小估计的方法,用于评估气旋的强度。最后,利用台风“范斯高”和“博罗依”的遥感数据对文中的方法进行验证,结果表明,使用新方法定位的气旋中心位置与最佳路径之间的差异小于20 km,散射计17 m/s风圈大小的变化一定程度上反映了气旋的发展规律。

关键词：散射计热带气旋中心定位风圈半径海洋二号B星

基于HY-2A微波散射计海面风场资料的台风风剖面信息提取研究

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海洋学报 2020年第1期42卷 102-112页

作者：张路胡潭高张毅张登荣李瑶沈黎达杭州师范大学遥感与地球科学研究院浙江杭州311121 浙江省城市湿地与区域变化研究重点实验室浙江杭州311121 广西壮族自治区环境保护科学研究院广西南宁530022 自然资源部空间海洋遥感与应用研究重点实验室北京100081

台风风剖面信息是直观反映与台风中心不同距离的各点与平均风速关系的曲线,它是确定各级台风风圈范围的重要基础。本文利用HY-2A微波散射计海面风场资料,结合Holland风场模型提出了一种新的台风风剖面信息提取方法,并选取2012–2017年期... 详细信息

台风风剖面信息是直观反映与台风中心不同距离的各点与平均风速关系的曲线,它是确定各级台风风圈范围的重要基础。本文利用HY-2A微波散射计海面风场资料,结合Holland风场模型提出了一种新的台风风剖面信息提取方法,并选取2012–2017年期间16期典型台风进行应用。结果表明:34 kt与50 kt风圈半径的平均均方根误差为37.6 km与18.3 km,该方法具有较好的适用性和精度。本研究对于描述台风结构特征及潜在的破坏力和台风可能的影响范围具有一定的现实意义。

关键词：海洋二号卫星台风形状系数风圈半径散射计风场产品台风风场模型

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海南岛附近区域热带气旋低层风场的变化特征

气候与环境研究 2018年第3期23卷 299-310页

作者：薛霖李英王丙兰周荣卫中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 南京信息工程大学南京210044 中国气象局公共气象服务中心北京100081

利用1979~2015年JTWC(Joint Typhoon Warning Center)最佳路径资料(2001~2015年资料用于台风风圈结构分析)及ERA-interim(0.5°×0.5°)再分析数据,统计分析我国海南岛附近区域(15.5°N^23.5°N,106°E^116°E)热带气旋(Tropical Cyclone,简称TC)低层风场的变化特征。结果表明:(1)年均5.5个TC于4~12月主要以西偏北路径进入该区域,其中海南岛东南侧海域TC出现频率最高且强TC比例最多,而岛西北区域出现频率最低,强TC比例最少。(2)TC中心位于海南岛不同方位时,其外围低层风场分布具有不同的非对称特征,且大风出现比率也各有差异;TC中心位于海南岛上时出现大风比率最高,位于岛南侧时次之,位于岛北侧时最小。(3)该区域TC平均最大风速半径(RMW)为58.3 km;TC位于岛上时RMW最大,而位于岛西南侧最小。(4)TC近中心最大风速由海上向陆地急剧减小,其高值中心主要位于雷州半岛东侧及西侧海域。(5)研究区域内TC的34节风圈半径在TC环流的东侧大而西侧小,强TC大而弱TC小。(6)不同区域TC变形程度有所差异。平均而言,位于岛西南侧TC变形最大而位于岛东南侧时变形最小。

关键词：热带气旋低层风场风圈半径海南岛

基于微波散射计海面风场资料的热带气旋强风圈提取方法与优化

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基于微波散射计海面风场资料的热带气旋强风圈提取方法与优化

作者：张路杭州师范大学

学位级别：硕士

台风(热带气旋)是全球发生频率最高、危害最严重的灾害之一。中国位于西北太平洋沿岸,东南部拥有绵长的海岸线,是世界上少数几个遭受台风影响最严重的国家之一,每年因台风袭击造成上百亿人民币的损失。其中,强风圈是指示台风大风区范围... 详细信息

台风(热带气旋)是全球发生频率最高、危害最严重的灾害之一。中国位于西北太平洋沿岸,东南部拥有绵长的海岸线,是世界上少数几个遭受台风影响最严重的国家之一,每年因台风袭击造成上百亿人民币的损失。其中,强风圈是指示台风大风区范围的关键参数。它以台风中心为圆点,不同等级的平均风速对应的平均半径即该等级风速的风圈半径,风圈半径能够直观的反映台风的影响范围。本文提出了一种基于微波散射计海面风场资料的热带气旋强风圈提取方法。以国产海洋卫星(HY-2A)微波散射计风场产品为主,首先生成海面风场图,然后基于风场图提取台风中心经纬度、台风近中心最大风速、台风最大风速半径等主要台风结构信息参数。并将上述参数分别代入Willoughby与Vickery两种台风形状系数模型以获取对应的台风形状系数,并结合Holland风场模型,拟合台风风速剖面曲线,提取台风风圈半径信息。最后,利用该方法对台风“珊瑚”、“菲特”、“灿鸿”的34 kt与50 kt风圈半径进行提取,结果表明:以Willoughby模型为基础,计算得到的台风形状系数对应的Holland风圈半径更为准确,34 kt风圈半径平均RMSE为25.38 km,MAE为19.83 km;50 kt风圈半径平均RMSE为20.52 km,MAE为18.33 km。由于Willoughby与Vickery两种模型及其他主要的台风形状系数模型都不是专门针对西北太平洋热带气旋构建,因此直接用于拟合西北太平洋热带气旋的台风形状系数过程中会存在一定的误差。本文针对西北太平洋地区,以JTWC最佳路径数据集中的参数为基础,进行了台风形状系数拟合实验,提出4个拟合度较高的优化模型,并将其与Willoughby模型进行对比。通过选取2012年至2017年间共16个台风为例,验证优化模型的反演精度,结果表明:本文提出的优化模型计算得到的风圈半径比Willoughby模型精度更高,即对应的台风形状系数精度更高。其中,最优模型的34 kt风圈半径总平均RMSE为29.62 km,总平均MAE为25.90 km;50 kt风圈半径总平均RMSE为19.20 km,总平均MAE为18.29 km。本研究为提取西北太平洋地区的台风风圈提供了新思路。

关键词：微波散射计热带气旋风圈半径 Holland风场模型台风形状系数

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热带气旋风圈统计及业务应用

广东气象 2020年第4期42卷 56-59页

作者：郭春迓程正泉李泳泽林芳妮吕华锋广东省气象台广东广州510640 汕尾市气象局广东汕尾516600 广州昊鹿信息科技有限公司广东广州510640

利用2003—2019年的中央气象台台风实况报文资料,进行了统计分析,结果表明:7级风圈半径频率峰值集中在300 km左右,10级风圈半径为100 km左右,而12级风圈则在40 km左右;7、10、12级风圈半径的频率峰值分别对应着不同的风速,7级风圈频率... 详细信息

利用2003—2019年的中央气象台台风实况报文资料,进行了统计分析,结果表明:7级风圈半径频率峰值集中在300 km左右,10级风圈半径为100 km左右,而12级风圈则在40 km左右;7、10、12级风圈半径的频率峰值分别对应着不同的风速,7级风圈频率峰值对应的风速介于28~40 m/s,10级介于35~50 m/s之间,12级介于42~52 m/s之间;各级风圈半径大小基本随热带气旋强度的增加而增加;在此基础上给出了业务中可供预报员参考的、不同台风风圈半径下各级风速对应的百分位风圈数值。

关键词：应用气象热带气旋风圈半径