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受台风鹿莎影响，处在其西侧外围下沉区域的南京地区于2002年8月31日出现了一次大气波导过程，利用大气中尺度模式WRF对其成因进行了详细的数值模拟研究。WRF数值模拟较好地再现了此次波导的演变过程，即波导在31日傍晚开始形成，次日凌晨达到最强，日出后迅速减弱消失。基于数值模拟高时空分辨率的输出结果，对波导成因进行细致分析，结果表明:湿度突变层和逆温层的同时存在导致了波导的发生，前者是其形成的关键因素，而后者的作用主要体现在增强其强度；台风前期流场从海上带来大量的水汽，台风后期流场将北方高空干空气输送到受高压下沉运动控制的南京地区，造成近地层出现下湿上干的剧烈湿度梯度；下沉运动强度并不足以直接导致南京地区的逆温层，但其控制下的晴朗天气非常有利于夜间地面长波辐射冷却而形成逆温。 相似文献
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一种新型的适应性观测资料应用对台风预报的影响试验研究 总被引：8，自引：5，他引：8
近年来，气象界提出了一个“适应性（或目标）观测（adaptive or targeting observation）”的新概念，它是根据数值预报的敏感区在现有的、固定的气象观测网基础上增加的、有目标的特别观测。下投式探空仪（Dropsonde）是适应性观测的重要观测仪器。利用我国新一代数值预报系统GRAPES，初步研究了应用热带气旋适应性观测的下投式探空仪探测资料对台风（2003年杜鹃台风）预报的影响，并进行了敏感性试验。结果表明，数值天气预报中增加下投式探空仪观测资料之后，对台风的移动路径、台风中心位置和强度，以及其它要素的预报都有所改善；敏感性试验还指出，下投式探空仪观测资料的误差结构设置对台风的预报也有明显的影响，该类观测资料在修正背景场的过程中权重并不是越高越好 相似文献
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为了进一步提高国家气象中心区域模式台风数值预报系统（GRAPES_TYM）的预报能力,2016年对模式参考大气廓线以及涡旋初始化方案进行了改进:由模式初始场水平方向平均的一维参考大气代替原来的等温大气,涡旋初始化方案取消了原涡旋重定位并将涡旋强度调整半径由原来的12°减小到4°。对2014—2016年的生命史超过3 d的所有台风进行了回算,路径及近地面最大风速统计误差分析表明:参考大气的改进可以减小模式对台风预报路径预报的系统北偏和平均路径误差,尤其是140°E以东的转向台风。涡旋初始化方案中强度调整半径的减小会进一步减小模式预报路径的北偏趋势,从而进一步减小平均误差。同业务系统预报结果相比,改进后的GRAPES_TYM（包括参考大气和涡旋初始化）可以使平均路径误差分别减小10%（24 h）,12%（48 h）,16%（72 h）,14%（96 h）以及15%（120 h）。同美国NCEP全球模式路径预报相比,GRAPES_TYM在西行、西北行登陆我国的台风路径预报有一定优势。 相似文献
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利用WRF模式模拟在清洁海洋大气和污染大气环境下,气溶胶的云凝结核浓度(Cloud Condensation Nuclei, CCN)对热带气旋的强度变化影响。在污染环境下,云凝结核浓度增多,台风区域云水混合物浓度增大,眼墙附近上升运动减小,而台风外围螺旋雨带对流发展,从而抑制低层入流,台风强度减弱,外围尺度增大。在不同环境场水汽条件下,通过热、动力结构和云微物理量的对比分析,结果表明:环境场水汽条件对台风的发展起到至关重要的作用。当环境场水汽条件较干时,CCN浓度对台风发展影响作用不明显,台风发展缓慢。而在充足水汽条件下,CCN浓度对热带气旋发展有明显的影响。本文结果表明,在考虑污染情形下台风变化,需要综合考虑环境场水汽条件。 相似文献
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下投探空资料在台风莫拉克路径预报的应用试验 总被引：4，自引：0，他引：4
2009年8月7日中国大陆举行了首次利用机载下投式探空仪观测台风的试验,飞机在台风莫拉克与天鹅之间的云带相对稀薄区释放11个下投式探空仪。基于下投探空观测资料、常规探空资料和1°×1°分辨率的NCEP再分析资料,分析下投探空资料的可用性,并以下投探空资料初步分析了两台风间南海上空的风场、湿度场等大气特性;分别进行了有无以同化下投探空为初始场的GRAPES模式的模拟试验,以了解下投探空资料对台风莫拉克预报的影响作用。初步结论表明,台风天鹅与莫拉克之间的南海上空对流层中低层为深厚的西南气流,对流层低层及高层湿度小,中间层大;同化下投探空资料后,观测地区(下投探空点及其附近)800 hPa以下西南风减弱,以上加强,湿度中低层减小;有无同化下投探空资料的初值场差异随模式积分向下游传播,影响台风的环境场,改变了台风的引导气流:同化后500 hPa台风引导气流偏东、偏北分量加强,使台风的路径更接近实况路径,48 h台风路径预报误差比原来减少18%。 相似文献
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西北太平洋台风季节预报的数值模拟 总被引：2，自引：1，他引：1
利用中尺度气象模式WRF（weather research and forecasting）对2006年7月1日-9月30日的西北太平洋夏季台风进行了动力季节预报试验。结果表明：1）在对3个月以内的台风作动力季节预报试验时，WRF模式模拟的台风总个数与实况接近，模式模拟的总登陆台风数与实况相比偏小。从各月模拟情况看，台风总数与登陆数的模拟均与实况有差距。WRF模式对台风强度的模拟总体偏弱。2）WRF在模拟2006年7q月台风以及平均高度场、水平风垂直切变时，7月与实况接近，随时间增长，与实况的差别明显增大．WRF模式具有一定的台风动力季节预报能力，但其预报时限有待探讨。 相似文献
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随着计算能力的提升,台风数值模拟大量采用了大涡尺度模拟,其水平分辨率已达到数10 m的量级,而垂直分辨率提升不大,其问题是数值模式的垂直分辨率对台风大涡模拟的影响如何?因此,本文利用WRF(Weather Research and Forecasting)模式开展理想台风模拟,在不同的模式垂直层次(42,69和90层)情况下,研究并讨论数值模式垂直分辨率对台风大涡模拟的影响。结果表明,42层的垂直分辨率明显不足,而69层和90层的垂直分辨率则都能模拟出细致的台风边界层小尺度结构,龙卷尺度涡旋出现较多。与69层试验相比,90层试验模拟的台风强度要弱、龙卷尺度涡旋数量要少,但模拟的台风强度更稳定,模拟的小尺度涡旋也更精细。 相似文献
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利用WRF模式设计两个数值试验：敏感性试验（背景场云凝结核浓度为2 000 cm-3）和控制试验（背景场云凝结核浓度为300 cm-3）模拟气溶胶对登陆台风“莫拉克”(2009年第8号台风)降水的影响。结果显示大量气溶胶进入外围雨带中起到云凝结核作用,凝结水汽生成水滴,释放潜热有利于对流发展;气溶胶含量增多引起水滴半径减小,雨滴生成的时间加长,降水时间延后;大量液态水上升至冻结高度以上发生相变释放潜热,固态水物质含量增多;台风外围雨带的中小尺度对流云团增强,降水增加。 相似文献
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The sensitivity of the simulation of tropical cyclone(TC) size to microphysics schemes is studied using the Advanced Hurricane Weather Research and Forecasting Model(WRF). Six TCs during the 2013 western North Pacific typhoon season and three mainstream microphysics schemes–Ferrier(FER), WRF Single-Moment 5-class(WSM5) and WRF Single-Moment6-class(WSM6)–are investigated. The results consistently show that the simulated TC track is not sensitive to the choice of microphysics scheme in the early simulation, especially in the open ocean. However, the sensitivity is much greater for TC intensity and inner-core size. The TC intensity and size simulated using the WSM5 and WSM6 schemes are respectively higher and larger than those using the FER scheme in general, which likely results from more diabatic heating being generated outside the eyewall in rainbands. More diabatic heating in rainbands gives higher inflow in the lower troposphere and higher outflow in the upper troposphere, with higher upward motion outside the eyewall. The lower-tropospheric inflow would transport absolute angular momentum inward to spin up tangential wind predominantly near the eyewall, leading to the increment in TC intensity and size(the inner-core size, especially). In addition, the inclusion of graupel microphysics processes(as in WSM6) may not have a significant impact on the simulation of TC track, intensity and size. 相似文献
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就2009年8月台风"天鹅"对"莫拉克"台风暴雨增幅的影响问题进行客观分析,并通过WRF数值模拟试验的方式进行研究探讨.利用NCEP/NCAR客观再分析资料分析发现"莫拉克"台风从"天鹅"台风环流中获取正涡度和水汽供应,有利于其台风强度的长期维持,是造成台湾地区超强降水的重要条件之一.进一步运用WRF数值模式对剔除"天鹅"台风的敏感性试验进行诊断分析,发现"天鹅"台风向"莫拉克"台风环流中有正涡度及水汽供应,与客观分析较为一致,最终估算出"莫拉克"台风在台湾地区南部造成的超强降水中有近三成来自于"天鹅"台风的动力和水汽贡献. 相似文献
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利用福建龙岩、漳州、泉州新一代多普勒天气雷达和厦门海沧双偏振雷达探测资料,采用动态地球坐标系下双雷达三维风场反演与拼图技术,基于天气研究和预报模式（Weather Research and Forecasting,WRF）及其资料同化系统,对登陆台风“莫兰蒂”（1614）引起的2016年9月14—15日福建强降水过程进行了双雷达风场反演拼图资料检验及其三维变分同化对强降水精细预报影响的数值试验,结果发现:（1）动态地球坐标系下双雷达反演风场能合理反映实际风场分布状况,其误差相对较小。相较厦门翔安风廓线雷达及厦门探空秒级测风数据,反演风风向（风速）平均绝对误差分别为7.8°（2.6 m/s）及3.4°（1.1 m/s）;（2）反演风场水平方向稀疏化对同化及预报结果极为重要,过密的反演风场资料会给同化及预报结果带来负效果。文中采用18、6、2 km 3重嵌套,在3重嵌套区域均进行同化以及仅在2 km区域进行同化两种情况下,均表现为当反演风场资料水平分辨率提高到0.1°时,同化分析及预报的台风环流开始受到负影响;且当反演风场资料水平分辨率越高时,负效果越明显。敏感性试验结果显示,分辨率取0.2°时数值预报效果最好;（3）以美国国家环境预报中心全球预报系统（National Centers for Environmental Prediction/Global Forecast System,NCEP/GFS）0.5°×0.5°分析场为初值,基于3个不同起报时刻（2016年9月14日14时、20时及15日02时）（北京时,下同）模拟的福建省境内台风内核雨带和螺旋雨带逐时演变、台风路径与强度、逐时降水TS评分和空间相关差异显著,其中14日14时起报试验效果最好;而14日20时起报试验效果最差,这与该试验初始台风大风轴风速明显偏大有关;（4）在上述3个不同起报时刻试验基础上,分别增加双雷达反演风场资料的三维变分同化后,福建境内地面风场和台风内核雨带、螺旋雨带逐时分布、逐时降水TS评分和空间相关、台风环流结构以及U、V风垂直廓线分布均有明显改善,最大正影响时效可达24 h;但仅对1—6 h时效内台风路径有改善。 相似文献
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以三个西北太平洋热带气旋（TC）为例,利用WRF（Weather Research and Forecasting）模式进行了一系列海表温度（SST）敏感性数值试验,揭示了西北太平洋SST增暖对TC的强度、尺度及潜在破坏力的影响及其机理。结果表明,在距TC中心100 km以内区域的SST升高有利于TC强度增加,但会减小TC内核尺度;而在距TC中心100 km以外的SST升高并不会使TC强度明显增加甚至使TC强度减弱,但同时会增加TC内核尺度。伴随着低层向眼墙的入流,升高的外区SST会使TC区表层的大气温度和湿度升高,造成眼墙附近海气温差和湿度差及向内的气压梯度力减小,进而减少进入TC眼墙内的感热和潜热,不利于TC增强,但有利于眼墙向外移动,使TC内核尺度增加。内区SST升高与外区SST升高对TC强度及尺度变化的作用机理相反。因此,当TC移过冷或暖洋面时,TC的强度和尺度的变化不仅取决于局地洋面的冷或暖状况,还取决于TC内区和外区SST的差异。由于TC内区和外区SST对TC强度和内核尺度的不同作用,可能存在一个临界范围,当暖池范围在这个临界范围之内时TC潜在破坏力随暖池范围的扩大而增大,但当暖池范围超过这个临界范围时TC潜在破坏力便不会随着暖池范围的继续扩大而增大,甚至会有所减小。 相似文献
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Intensity forecasting is one of the most challenging aspects of tropical cyclone (TC) forecasting. This work examines the impact of assimilating high-resolution all-sky infrared radiance observations from geostationary satellite GOES-13 on the convection-permitting initialization and prediction of Hurricane Joaquin (2015) with an ensemble Kalman filter (EnKF) based on the Weather Research and Forecasting (WRF) model. Given that almost all operational global and regional models struggled to capture Hurricane Joaquin (2015)’s intensity, this study examines the potential in improving Joaquin’s prediction when assimilating all-sky infrared radiances from GOES-13’s water vapor channel. It is demonstrated that, after a few 3-hour cycles assimilating all-sky radiance, the WRF model was able to forecast reasonably well Joaquin’s intensity, including its rapid intensification (RI). The improvement was largely due to a more realistic initial hurricane structure with a stronger, warmer, and more compact inner-core. Ensemble forecasts were used to further explore the important physical mechanisms driving the hurricane’s RI. Results showed that the RI forecasts were greatly impacted by the initial inner-core vortex structure. 相似文献
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GU Jianfeng Qingnong XIAO Ying-Hwa KUO Dale M. BARKER XUE Jishan MA Xiaoxing 《大气科学进展》2005,22(3):415-427
Using the recently developed Weather Research and Forecasting (WRF) 3DVAR and the WRF model, numerical experiments are conducted for the initialization and simulation of typhoon Rusa (2002).The observational data used in the WRF 3DVAR are conventional Global Telecommunications System (GTS) data and Korean Automatic Weather Station (AWS) surface observations. The Background Error Statistics (BES) via the National Meteorological Center (NMC) method has two different resolutions, that is, a 210-km horizontal grid space from the NCEP global model and a 10-km horizontal resolution from Korean operational forecasts. To improve the performance of the WRF simulation initialized from the WRF 3DVAR analyses, the scale-lengths used in the horizontal background error covariances via recursive filter are tuned in terms of the WRF 3DVAR control variables, streamfunction, velocity potential, unbalanced pressure and specific humidity. The experiments with respect to different background error statistics and different observational data indicate that the subsequent 24-h the WRF model forecasts of typhoon Rusa‘s track and precipitation are significantly impacted upon the initial fields. Assimilation of the AWS data with the tuned background error statistics obtains improved predictions of the typhoon track and its precipitation. 相似文献
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台风初始化方案最大的困难在于其只能根据有限的观测资料（台风中心位置、最低气压、最大风速和大风半径等）来构造一个与模式动力-物理过程协调的涡旋模型。首先根据实际观测资料对背景场中的涡旋扰动进行重定位和风速调整,然后将分析增量更新（Incremental Analysis Update,IAU）技术应用于台风初始化方案中,将调整后的涡旋当作一个强迫项逐渐加入到模式预报过程中,通过模式自身调整来得到一个协调性较好的台风初始结构,从而改善模式对台风的预报性能。对“山竹”台风的多次预报结果表明:（1）台风初始化对于台风路径误差影响较小,对于强度预报改进则比较明显。特别是在台风生成初期,台风初始化技术能够有效地增强全球模式分析场中的涡旋强度,并解决预报过程中强度较弱的问题。（2）根据预先给定的三维风场,IAU技术能通过模式自身预报过程对其他变量进行调整,从而得到一个热力和动力协调的初始涡旋结构。相对于仅对初始风场的调整,它对24 h之后的路径和强度预报误差会有更进一步的改善。（3）对IAU中的松弛时间进行参数敏感性试验,发现该变量取3—6 h效果较好。 相似文献
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通过浮标资料和模拟试验,对比不同路径下台风的10 m风场的时空演变规律。结果表明,由于登陆台湾岛位置不同,三种路径的台风在台湾海峡内风场随时间变化差异较大,北路台风在海峡内风向转变最早,中路台风风速极值出现最早,南路风速被削减最明显。在中尺度数值模式(Weather Research Forecasting, WRF)模拟试验中,YSU边界层参数方案模拟效果最优,对于中路台风的模拟效果最好。模拟结果表明,北路台风在过岛过程中,大风圈从北部绕过海拔较高的地形,风速减弱不明显;中路和南路台风由于中低层环流难以过山,强风中心通过动力减压作用出现在背风坡,并范围逐渐增大,取代原中心。地形敏感性试验表明,受中央山脉影响,在靠近台湾岛时迎风面大气堆积风速增强,南路台风的风场在登陆福建前受地形阻挡削减最大,中心风速减小幅度为20 m·s-1。 相似文献
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Studies on tropical cyclone(TC) inner-core size have become increasingly active in recent years. However, few studies have investigated the trend of TC inner-core size. Here, we introduce a new index to measure TC inner-core size and calculate the observed trend. This index can greatly reduce the influence of data heterogeneity and uncertainty. It also considers public concern because the new index is mainly determined by the inner-core size of strong TCs, which attract more public attention than weak TCs. The results show that in the past decades, TC inner-core size has a significant downtrend that is significant above the 99% confidence level when the new index is used. We also show that this trend is probably related to the increase in TC intensity and relatively small inner-core size of strong TCs. Moreover, relative sea surface temperature(SST) is assumed to make contributions to the downtrend of TC inner-core size, which has a significant negative correlation with the new index. 相似文献