摘要：嵌套高分辨率网格对台风模拟有十分重要的影响。基于COAWST(coupled ocean atmosphere wave sediment transport)模式,针对登陆广东、海南的11个台风,设计了2组模拟方案。一组是在9 km分辨率下嵌套3 km分辨率网格,另一组是采用单层9 km分辨率网格。将模拟结果与中国气象局热带气旋资料中心发布的最佳路径数据进行对比,以探讨嵌套高分辨率网格是否可以提高台风模拟的准确性。从台风路径的模拟结果来看,在9 km分辨率下嵌套3 km分辨率网格对台风路径模拟的误差较小,而单层9 km分辨率网格模拟的台风路径误差较大。通过对比两组方案模拟的台风路径、强度和结构,在模拟区域中使用嵌套高分辨率网格方案的模拟准确性有所提高。两种方案模拟的风场以及副热带高压十分接近。相比于单层网格,嵌套了高分辨率网格方案模拟的台风路径、强度误差更小,台风眼更小,位涡更强。

摘要：国家重点研发计划项目“近海台风立体协同观测科学试验”(2018 YFC1506400)针对防台减灾国家需要和缺乏台风直接探测资料这一制约我国台风学科发展和业务预报能力提升的关键瓶颈而立项,经过3年(2018年12月至2021年12月)的研究,全面完成了项目的目标任务。采用目标观测指导外场观测—基于观测资料的诊断和理论分析—数值模拟及观测资料验证—观测研究成果业务应用的技术路线,首次对近年来我国自主研发的新设备高空无人机及平流层飞艇等开展了台风探测适应性改造,完成近海台风“地—海—空—天”多基平台立体协同观测方案设计,组织实施了16个近海目标台风的多基平台协同的外场观测试验,基于多源直接观测资料的分析对台风模式物理过程参数化方案进行了改进,并应用于国家级的台风业务模式,效果显著,实现台风业务模式的路径和强度预报精度提高5%、降水预报精度提高3%~5%的预期目标。构建的台风多平台观测体系及协同观测方案,将为我国近海台风直接观测的业务建设奠定基础,并有望实现由目前的“跟跑”向“并跑”和部分“领跑”迈进。

摘要：积云对流参数化方案对台风模拟的准确性有着重要影响,而在分辨率1~10 km内使用积云对流参数是否能够改善台风模拟仍然存在争议,因此,本研究基于COAWST(coupled ocean atmosphere wave sediment transport, COAWST)耦合模式,针对登陆广东地区的11个西行台风,在9 km分辨率下是否使用KF积云对流参数,设计了2组模拟方案,并将结果与中国气象局热带气旋资料中心发布的最佳路径数据进行对比。从台风路径上看,在9 km分辨率上使用KF方案模拟得到的误差在统计结果中最小,从模拟台风强度的误差来看,2种方案的差距不大,综合考量台风路径和强度可以认为使用KF积云对流参数化方案模拟的效果更佳。KF积云对流参数方案模拟的副热带高压更强,造成模拟的台风路径相对南偏。2种方案的台风内核区对流不稳定的高度接近,是否使用KF积云对流参数化方案与台风强弱没有一定的关系,而台风强度与对流底层的台风眼壁垂直速度有关。

摘要：以GRAPES-TCM为试验模式设计3种集合方案对2011年9个台风进行109次72 h的路径集合预报试验。结果显示:在3种集合方案中,路径预报效果总体最好的是方案1,其路径平均绝对误差与台风移速、移向的总体偏差都最小;方案1和方案2的平均绝对误差与台风移速、移向的总体偏差都小于它们的控制预报的结果,集合预报表现出优于确定性预报的预报能力;与实况比较,3种集合方案预报的台风移向总体以偏右为主,台风移速在积分后期以偏慢为主;方案1的路径离散度最大,方案3最小,3种方案的集合离散度比其合理的离散度都明显偏小;与国内外8个业务数值模式的预报结果比较,方案1的路径预报优于除欧洲中心数值模式以外的7个业务模式的预报,表现出一定的业务应用价值。

摘要：以新一代全球/区域多尺度通用同化与数值预报系统-热带气旋路径数值预报系统(global/regional assimilation and prediction system-tropical cyclone model,GRAPES-TCM)为试验模式,采用组合不同的物理参数化方案(MP)方法和随机全倾向扰动(STTP)方法,生成反映模式不确定性的集合成员,在此基础上设计包含6个成员的3种集合方案,方案1和方案3的成员分别用MP方法和STTP方法生成,方案2的成员同时采用MP和STTP方法生成,用3种集合方案对1109台风"梅花"进行了36次72h的集合预报试验。结果显示:对于路径预报,3种集合方案中预报效果最好的是方案3,其次为方案2,最差的是方案1;对于强度预报,方案1和方案2的预报效果差异不大,都远好于方案3。方案2和方案3的路径预报与强度预报都好于控制试验的预报,方案1的路径预报好于大部分成员的预报,强度预报好于所有成员的预报。3种方案的路径离散度都偏小,方案3偏小最多,其次为方案2;方案3的强度离散度也过于偏小,是3种方案中最小的,方案1和方案2的强度离散度在积分前期明显偏小,积分后期则有偏大的趋势,其中方案2的强度离散度大于方案1。与国内外8个业务数值模式的预报结果比较,对于路径预报,方案1优于5个业务模式的预报,方案2和方案3则优于除欧洲数值以外的7个业务模式的预报;对于强度预报,方案1和方案2优于所有8个业务模式的预报,方案3优于6个业务模式的预报。总体而言,3种集合方案的路径和强度预报都表现出优于确定性预报的预报能力,相对于各业务数值模式都表现出一定的预报优势,具有业务应用的价值,其中同时应用STTP和MP方法的方案2对台风的综合预报效果是最优的。

摘要：与飞机探测台风的技术路线不同,中国气象局上海台风研究所联合中国航天科工集团第四研究院,历时3年完成了一种基于火箭弹的台风下投探测新技术的设计和研制.2015年10月3日23时00分(北京时),首枚台风探测试验火箭弹在海南省万宁市试射成功,6 min内即将携带的多枚下投式探空仪"精准"送入200 km之外的强台风"彩虹"内核区域.与车载GPS探空等资料的初步比对分析表明,实时传回的火箭弹下投探测资料质量可靠.试验的成功,为快速而精准地获取台风内部(不同区域、同时刻)精细结构特征提供了有效的直接观测手段,也为实现基于预报的台风目标敏感性观测提供了新途径.

摘要：介绍了美国NOAA和我国台湾地区开展的热带气旋(TC)飞机观测状况,重点介绍了用于TC飞机观测设计的相关技术。利用飞机获取观测资料是近年来观测TC的又一重要手段。美国在1982年就已开展了TC飞机观测试验,并从1997年开始业务化,我国台湾地区从2003年开始也开展了TC飞机观测的DOTSTAR计划。TC飞机观测获得的大量的直接观测资料极大地促进了TC业务预报与研究。目前应用于TC飞机观测设计的技术主要有深层平均风变化(DLM)技术、集合变换卡尔曼滤波(ETKF)技术、奇异向量(SV)技术和伴随敏感引导向量(ADSSV)技术等4种,DOTSTAR从2005年起应用这4种技术进行观测设计,美国NOAA则用DLM技术确定影响TC的敏感区域,飞机同时在TC四周和敏感区域飞行观测。

摘要：为了探究台风影响期间不同大气稳定度条件对近地层风场特性的影响,基于2009年台风“莫拉克”移动路径上的三座测风塔测得的高频三维风速时程,分析了台风影响期间中性、稳定、不稳定三种大气层结状况的分布频率,以及不同稳定度条件下近地层平均风场特性(平均风速和风向)和脉动风场特性(湍流强度、阵风因子、湍流积分尺度和脉动风速谱)。研究结果表明,台风外围雨带区影响期间非中性层结发生概率约44%;在非中性层结影响下,平均风速出现频率最高的区间(10~12 m/s,14~16 m/s)不同于中性层结(12~14 m/s),且湍流强度最高频数分布较为集中(8%~10%);验证von-Karman谱描述不同大气稳定度下台风脉动风速谱的适用性,发现该经验谱对中性层结下的风速谱刻画较好,对非中性层结下的风速谱存在低频段高估、高频段低估谱能量的现象。进行工程结构抗风设计时,需注意非中性大气层结对风速、湍流强度、脉动风速谱等与结构风荷载确定密切相关的参数的影响。

摘要：利用高分辨率大气模式WRF(Weather Research Forecast)耦合了简单的海洋混合层模式,设计了不同海洋初始混合层厚度条件下的数值试验,研究了不同混合层厚度对热带气旋(TC)结构和强度的影响。结果表明,当TC经过海洋混合层厚度较浅海域时,TC对应的海洋底层的冷水更易上翻,最冷中心区出现在TC大风中心右后方160～240km处,海表面温度最大降温值可达-7℃,使其右后方的总表面热量通量交换显著减少,导致TC强度显著变弱;海洋冷却作用还会增强TC结构的非对称性,这与海洋冷却作用的非对称造成TC在边界层附近的涡度和散度平流分布不均密切相关。

摘要：以2005年8月开始运行的、8个成员的上海区域降水集合预报系统为基础,设计2个对比试验方案,进行了3个月(2005年9—11月)的平行对比试验。对比试验将成员从8个增加至12个,系统的8个成员与试验一增加的成员都从预报模式的不确定性出发形成,试验二增加的成员考虑了模式初始条件的不确定性。对试验结果进行了检验与分析,并与控制试验结果进行比较。结果显示:增加集合成员数可以增大系统发散度,但对比试验仍存在系统发散度偏小的问题;同时考虑预报模式与初始条件不确定性的试验二的降水集合平均预报效果与降水概率预报效果都好于只考虑预报模式不确定性的试验一,也好于控制试验,试验一的降水集合平均预报效果总体上则比控制试验差,降水概率预报效果也不理想。采用试验二方案对系统进行改进后的整体预报效果较改进前有提高。