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台风“利奇马”远距离暴雨的关键动力因子和水汽来源

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大气科学学报 2023年第5期46卷 776-789页

作者：刘希曾明剑王亚强张雪蓉魏娜南京气象科技创新研究院中国气象局交通气象重点开放实验室江苏南京210041 中国气象科学研究院人工智能气象应用研究所北京100081

基于地面加密观测、ERA5再分析、ECMWF全球集合预报等多源资料,利用敏感性分析方法、涡度收支诊断方法以及拉格朗日水汽追踪方法,探讨1909号台风“利奇马”造成远距离暴雨的关键动力因子和水汽来源。结果表明,对流层低层短波槽的加深有... 详细信息

基于地面加密观测、ERA5再分析、ECMWF全球集合预报等多源资料,利用敏感性分析方法、涡度收支诊断方法以及拉格朗日水汽追踪方法,探讨1909号台风“利奇马”造成远距离暴雨的关键动力因子和水汽来源。结果表明,对流层低层短波槽的加深有利于台风远距离降水(Tropical cyclone Remote Precipitation,TRP)区南北两侧的气流共同增强TRP区域内的低层相对涡度,从而增强TRP。尤其相对涡度的散度项是影响TRP增强或减弱的关键作用项。在TRP增强阶段,有利于暴雨增强的正涡度主要由散度项贡献。负的散度项贡献导致相对涡度减小,TRP雨强也随即减弱。在水汽方面,TRP雨强和区域内的水汽含量密切相关。500 hPa上TRP区域内的水汽由局地和台风“利奇马”共同贡献;700 hPa的水汽主要由“利奇马”台风贡献;850 hPa的水汽则由局地和两个台风共同输送,其中台风“罗莎”的贡献更大一些。

关键词：台风“利奇马” 远距离暴雨敏感性分析水汽追踪

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2000—2009年夏季东亚热带气旋远距离暴雨统计分析及个例的数值模拟

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热带气象学报 2014年第2期30卷 229-238页

作者：丁治英赵晓慧邢蕊高松南京信息工程大学/气象灾害省部共建教育部重点实验室江苏南京210044 南京信息工程大学大气科学学院江苏南京210044 重庆市气象科学研究所重庆401147

利用2000—2009年6—8月的NCEP 1°×1°FNL数据、TRMM降水数据及JMA提供的《TC最佳路径集》等资料,综合考虑低层水汽通道及TC与中纬度系统相互作用的两个因素,对0°以北150°E以西东亚地区的远距离暴雨进行统计分析,得出这一时期共有4... 详细信息

利用2000—2009年6—8月的NCEP 1°×1°FNL数据、TRMM降水数据及JMA提供的《TC最佳路径集》等资料,综合考虑低层水汽通道及TC与中纬度系统相互作用的两个因素,对0°以北150°E以西东亚地区的远距离暴雨进行统计分析,得出这一时期共有48例远距离暴雨产生,并将其分为5种类型。将各类型合成分析后得到远距离暴雨在850 hPa、500 hPa的主要影响系统有:TC、中纬度槽、副热带高压及水汽通道,其中水汽通道多与印度季风相连接对远距离降水的影响最显著,其次是中纬度槽。形成最多的是北槽、涡-南TC型远距离暴雨占总数的68.8%,而且远距离暴雨多发生在TC路径的右侧(占总数的71%)。200 hPa上多数远距离暴雨发生在高空急流的右后方,并在TC的东西部各有一反气旋性涡旋。当TC东部无反气旋性涡旋时TC较弱。当远距离暴雨发生在TC的西北方向,且西北方向有槽存在时TC较强。利用WRF中尺度数值模式对1104号TC Haima进行敏感性试验表明,TC在此次暴雨过程中起主要作用,通过影响降水区的水汽通道导致降水增强。

关键词：热带气旋(TC) 远距离暴雨数值模拟水汽通道

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山东两次台风远距离暴雨对比分析

中国海洋大学学报（自然科学版） 2016年第12期46卷 21-31页

作者：丛春华雷小途陈佩燕山东省气象台山东济南250031 中国台风研究所上海200030

基于气象要素高空探测、地面观测以及NCEP再分析资料,针对2003年8月下旬(0312)和2004年8月下旬(0418)山东省两场发生在不同环流形势下的远距离暴雨过程进行了对比分析。结果显示,台风在两次暴雨过程中均起了重要作用,但机理不同。除台... 详细信息

基于气象要素高空探测、地面观测以及NCEP再分析资料,针对2003年8月下旬(0312)和2004年8月下旬(0418)山东省两场发生在不同环流形势下的远距离暴雨过程进行了对比分析。结果显示,台风在两次暴雨过程中均起了重要作用,但机理不同。除台风东侧低空急流为大暴雨的发生提供充沛的水汽,有利于构建不稳定的大气层结以及加强暴雨区的辐合上升运动等共同点之外,还存在着显著的不同:(1)0312台风远距离暴雨是台风与切变线相互作用的产物,0418台风远距离暴雨则是由台风与冷锋相互作用造成的;(2)在这两次暴雨过程中,直接影响系统和台风所起的作用不同:0312台风远距离暴雨过程中,切变线为暴雨的发生发展提供了原始的正涡度场,而台风东侧的低空急流加强北推进一步加强了切变线附近正涡度和辐合强度,加强了上升运动;0418台风远距离暴雨过程中,台风倒槽顶端生成并分裂发展的气旋式涡旋为暴雨系统的原始涡源,台风东侧低空急流北上在一定程度上加强了暴雨区的辐合和上升运动;(3)两次台风远距离暴雨中,与台风相连的偏南风急流对暴雨区的水汽净流入贡献最大,但最大水汽输送层不同,0312台风远距离暴雨的最大水汽输送层在925hPa附近,而0418台风远距离暴雨的最大水汽输送出现在800hPa上下。

关键词：台风远距离暴雨水汽输送涡度

热带扰动与远距离暴雨关系的统计分析与数值试验

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大气科学学报 2017年第4期40卷 496-507页

作者：丁治英朱静邢蕊南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/大气科学学院江苏南京210044

对2006—2011年5—9月90~150°E、0°~50°N范围内远距离暴雨进行统计与合成分析,并选取典型个例进行诊断分析与数值试验,研究结果表明:1)在有利的大气背景下,强度较低的热带扰动也可以与中纬度系统共同作用引发远距离暴雨,对统计得出... 详细信息

对2006—2011年5—9月90~150°E、0°~50°N范围内远距离暴雨进行统计与合成分析,并选取典型个例进行诊断分析与数值试验,研究结果表明:1)在有利的大气背景下,强度较低的热带扰动也可以与中纬度系统共同作用引发远距离暴雨,对统计得出的21例依据水汽通道的类型分为3类:S型水汽通道、双水汽通道和西北向型水汽通道,其中S型水汽通道发生次数最多。2)低空急流合成分析表明,不论扰动强弱,热带扰动东侧的偏南低空急流是形成远距离暴雨的关键,是联系中低纬度系统的纽带和桥梁,对S型的个例进行诊断分析与数值试验也进一步显示,热带扰动东侧低空急流是中纬度暴雨区水汽输送的主要通道,偏南低空急流的强弱是影响远距离暴雨强度的主要因子之一。3)敏感性试验结果表明,热带扰动也可以引起Rossby波能量向东北方向传播,其强度与扰动强度成正比,从而改变远距离降水分布;去除热带扰动则无法形成波列,不利于能量的传播与远距离降水发展。

关键词：热带扰动远距离暴雨水汽通道能量频散

影响宁夏的热带气旋远距离暴雨特征和预报概念模型

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热带气象学报 2020年第1期36卷 32-41页

作者：闫军王黎娟纪晓玲薛宏宇谭志强任小芳邵建南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044 中国气象局旱区特色农业气象灾害监测预警与风险管理重点实验室/宁夏回族自治区气象防灾减灾重点实验室宁夏银川750002 宁夏回族自治区气象台宁夏银川750002

利用JMA最佳TC路径资料和NCEP/NCAR再分析资料,普查了19612010年宁夏的暴雨个例,并对影响宁夏的热带气旋远距离暴雨进行了统计和合成分析。结果表明:宁夏各测站远距离暴雨日数在暴雨总日数中普遍占比达30%~46%,是宁夏暴雨类型里十分重... 详细信息

利用JMA最佳TC路径资料和NCEP/NCAR再分析资料,普查了19612010年宁夏的暴雨个例,并对影响宁夏的热带气旋远距离暴雨进行了统计和合成分析。结果表明:宁夏各测站远距离暴雨日数在暴雨总日数中普遍占比达30%~46%,是宁夏暴雨类型里十分重要的一类。远距离暴雨主要集中发生在8月,较宁夏暴雨气候多发期推迟10~20天。台湾岛及其以东洋面和海南岛附近是宁夏产生远距离暴雨的热带气旋高频影响关键区,在两个TC高频影响区域之间还存在一个少台风甚至无台风影响的海域。进一步诊断分析表明,热带气旋、中纬度槽(涡)、副热带高压、水汽通道及高空急流是产生远距离暴雨的主要影响系统。根据诊断特征将远距离暴雨分为两类,揭示其环流差异主要体现在热带气旋和副高位置、水汽输送通道及海平面气压场,并在此基础上归纳了两类远距离暴雨的预报概念模型。

关键词：热带气旋远距离暴雨统计特征预报概念模型宁夏

中纬度高空槽—台风相互作用对台风“利奇马”远距离暴雨的影响

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气象科学 2022年第1期42卷 89-98页

作者：李美颖李艳林曲凤向纯怡南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室南京210044 烟台市气象局山东烟台264003 国家气象中心北京100081

利用NCEP提供的0.25°×0.25°FNL资料和国家气象信息中心提供的高分辨率三源融合降水资料,以台风“利奇马”为研究个例,从动力和热力因素两个方面研究了中纬度高空槽与台风之间的相互作用对台风远距离暴雨的影响。研究认为中纬度高空... 详细信息

利用NCEP提供的0.25°×0.25°FNL资料和国家气象信息中心提供的高分辨率三源融合降水资料,以台风“利奇马”为研究个例,从动力和热力因素两个方面研究了中纬度高空槽与台风之间的相互作用对台风远距离暴雨的影响。研究认为中纬度高空槽—台风的相互作用是此次台风远距离暴雨的主要原因之一。在高空槽—台风的相互作用中,随着弱正PV异常从中纬度高空槽向台风区域的水平平流,台风西北部地区逐步处于高空槽前西南急流的次级环流的上升区域,而对流层深厚的暖平流恰好位于台风西北部3~5个纬距的地区,此热成风暖平流的作用增强了台风西北地区的上升运动。另外,中纬度高空槽后的干冷空气的逼近,促进了在台风西北部地区的中纬度斜压锋生,斜压锋面进一步增强了台风远距离暴雨处的动力抬升作用。同时还发现当台风与中纬度槽的距离大约是10个纬距时其相互作用最为显著。

关键词：台风中纬度高空槽远距离暴雨

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高空槽对台风快速增强及远距离暴雨的影响

高空槽对台风快速增强及远距离暴雨的影响

作者：李美颖南京信息工程大学

学位级别：硕士

本文利用ECMWF(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts)提供的大气再分析资料以及IBTr ACS(International Best Track Archive for Climate Stewardship)提供的最佳路径资料对快速增强(Rapid Intensification,RI)过程不同高空出流的台风进行统计分析、合成分析以及诊断分析。偏北(东)出流型有65(21)个时次,纬度偏低(高),以西北(东北)路径为主。中纬度高空槽与台风相互作用的高度主要在150-300h Pa。当高空槽前西南急流与台风的相对距离约5-10个纬距且台风附近环境风垂直切变较弱时有利于台风增强。随高空槽与台风逐渐靠近,西南急流引起的辐散带动了台风高层辐散发展,扩大了台风外流通道范围;西南急流入口区的次级环流促进了台风对流层尤其是低层的对流发展,多种因素共同作用促使台风快速增强。研究南海海域RI过程高空外流型为Sp(single channel towards the polar)型台风发现:当高空槽前急流入口与其南侧台风之间的距离在10个纬距之内,槽后冷平流尚未影响到台风发展,台风所处850-200 h Pa环境风切低于10 m·s时,槽前西南气流能够带动台风高层朝北的出流,扩大台风外流层出流通道,促进了台风高层辐散发展。RI前12h高空槽就与“黛蒂”(9318)发生明显相互作用,特别是RI前6h台风高层辐散以及REFC(Eddy flux convergence of relative angular momentum)突然增强对台风之后的快速增强有明显预警作用。RI开始后随高空槽与“蝴蝶”(1321)的距离逐渐缩小,两者相互作用逐渐增强。因高空槽与台风相距超过40个纬距,槽前西南急流无法促进台风高层辐散发展,所以高空槽对“山神”(1223)快速发展未有明显影响。本文利用NCEP(National Centers for Environmental Prediction)提供的0.25°×0.25°FNL(Final Operational Global Analysis)资料和国家气象信息中心提供的高分辨率的三源融合降水资料,从动力和热力因素两个方面研究了中纬度高空槽与“利奇马”(1909)之间的相互作用对台风远距离暴雨的影响。随着弱正PV(Potential Vorticity)异常从中纬度高空槽向台风区域的水平平流,台风西北部地区逐步处于高空槽前西南急流的次级环流的上升区域,而对流层深厚的暖平流恰好位于台风西北部3-5个纬距的地区,此热成风暖平流的作用增强了台风西北地区的上升运动。中纬度高空槽后的干冷空气的逼近,促进了在台风西北部地区的中纬度斜压锋生,斜压锋面进一步增强了台风远距离暴雨处的动力抬升作用。

关键词：台风高空槽单通道朝向极地快速增强远距离暴雨

热带扰动与远距离暴雨关系的统计以及诊断分析与数值试验

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热带扰动与远距离暴雨关系的统计以及诊断分析与数值试验

作者：朱静南京信息工程大学

学位级别：硕士

本文对2006-2011年5-9月00-50°N,90°-150°E范围内热带扰动与远距离暴雨的关系进行统计与合成分析,并选取典型个例进行诊断分析与数值试验,研究结果表明：在有利的大气背景下,低于热带低压强度的热带扰动也可以与中纬度系统共同作用... 详细信息

本文对2006-2011年5-9月00-50°N,90°-150°E范围内热带扰动与远距离暴雨的关系进行统计与合成分析,并选取典型个例进行诊断分析与数值试验,研究结果表明：在有利的大气背景下,低于热带低压强度的热带扰动也可以与中纬度系统共同作用引发远距离暴雨,对统计得出的21例依据低层850hPa水汽通道的类型分为三类：S型水汽通道、双水汽通道和西北向型水汽通道,其中S型水汽通道发生次数最多,占总数的52%,远距离暴雨发生在7月的次数最多,占总数的38%。合成分析表明,远距离暴雨的形成与中纬度系统、热带扰动及副高共同构成的环流形势密切相关,中纬度环流系统提供有利于暴雨产生的环流背景场,远距离暴雨形成于水汽通量大值区内,水汽输送是形成远距离暴雨的一个重要因素。对有无远距离暴雨时的低空急流合成分析表明,不论扰动强弱,热带扰动东侧的偏南低空急流是形成远距离暴雨的关键,是联系中低纬度系统的纽带和桥梁。S型水汽通道典型个例诊断分析表明,热带扰动、中纬度系统(西风槽、低涡等)和副高共同作用形成远距离暴雨。降水位于西风槽前、高空急流入口区右侧,为暴雨的发生发展提供了有利的大尺度背景场,切变线、低涡的发展为降水的形成提供了有利的辐合上升条件：暴雨过程中,高层高空槽耦合低层切变线、低涡系统,并不断东移,伴随着低层切变线、低涡系统的生成、发展、移动和消弱,不断有不同尺度不同强度的中尺度对流系统生成、发展、移动和减弱,导致了不同的强降水阶段;诊断分析也表明热带扰动和副热带高压间的低空急流,成为暴雨区的主要水汽通道和能量通道,为远距离暴雨的发生发展提供了充沛的水汽供应和能量累积。对S型的个例进行数值试验也进一步显示,热带扰动东侧低空急流是中纬度暴雨区水汽输送的主要通道,偏南低空急流的强弱是影响远距离暴雨强度的主要因子之一。敏感性数值试验结果显示,此次暴雨过程中,热带扰动不仅影响向北的水汽输送,也通过影响暴雨区水汽的辐合辐散从而影响远距离暴雨。敏感性试验结果还表明,热带扰动也可以引起Rossby波能量向东北方向传播,其强度与扰动强度成正比,从而改变远距离降水分布;去除热带扰动则无法形成波列,不利于能量的传播与远距离降水发展。

关键词：热带扰动远距离暴雨水汽通道能量频散

海上台风转向加强过程中远距离暴雨个例的中尺度机制分析

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海上台风转向加强过程中远距离暴雨个例的中尺度机制分析

作者：王金梅南京信息工程大学

学位级别：硕士

本文主要利用WRF模式及FNL数据对2011年8月1日12时-4日00时山东地区的暴雨天气过程进行了数值模拟,研究台风在转向并加强过程中与大尺度环流的相互作用对远距离地区暴雨的影响。结果表明:1)受台风“Muifa”与中纬度系统相互作用的影响,... 详细信息

本文主要利用WRF模式及FNL数据对2011年8月1日12时-4日00时山东地区的暴雨天气过程进行了数值模拟,研究台风在转向并加强过程中与大尺度环流的相互作用对远距离地区暴雨的影响。结果表明:1)受台风“Muifa”与中纬度系统相互作用的影响,山东地区出现了一次暴雨天气过程。山东境内大雨以上降水为—东北—西南向的带状分布,有4个暴雨中心。此次强降水的发生是高低空急流、低空冷涡、副热带高压和热带气旋“Muifa”共同作用的结果。高空急流的增强转竖加强了辐散抽吸效应,低空急流增加了低层的水汽、热量的输送,台风倒槽北侧和副高西南侧的偏南风气流加强了山东地区的水汽输送,为强降水的产生提供充沛水汽。2)强降水发生时台风倒槽伸到山东南部,随着台风加强,倒槽内有中尺度低涡生成并发展,山东半岛东部也有一中尺度低涡生成、发展,降水位于倒槽的西侧,两个中尺度低涡之间。强对流发生在中尺度低涡发展过程中,台风倒槽对本次天气过程中暴雨的产生起到了重要的作用。3)台风转向加强过程中,加强前暴雨区为风速大值区,低层辐散;加强时,暴雨区风速减弱,江苏的偏南风和台风北侧的东南气流增强,台风北侧的东南气流增强更为明显,强对流发生时,台风北侧的东南急流和北支槽前低空850hPa西南急流两支气流在暴雨区辐合。随台风的加强,两支气流加强、汇合并在山东辐合,利于水汽、能量向山东的输送和辐合。4)分析干冷空气的影响可知,暴雨发生前大气为上干下湿的大气层结,高低空风的垂直切变较大。暴雨加强时300hPa上西风槽后的干冷空气已经从河北南伸抵达山东西部地区,并缓慢东移,在强对流发生的时段,干冷的大气层结与台风北侧850hPa低层东南气流输送的暖湿空气形成暴雨区的不稳定层结。

关键词：台风远距离暴雨中尺度机制