《天气动力学与诊断分析：教案_7 登陆热带气旋降水时空分布及主要影响因子》由会员分享，可在线阅读，更多相关《天气动力学与诊断分析：教案_7 登陆热带气旋降水时空分布及主要影响因子（58页珍藏版）》请在装配图网上搜索。
1、中国科学院大气物理研究所Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences第二部分：热带气旋登陆过程及其异常变化主要教学内容主要教学内容登陆热带气旋降水时空分布及主要影响因子（3学时）中国科学院大气物理研究所Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences登陆热带气旋降水时空分布及主要影响因子全国各测站热带气旋降水记录全国各测站热带气旋降水记录占风雨总记录的百分比占风雨总记录的百分比（1949194920062006） 北京北京 中国科学院大气物理研
2、究所Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences第二部分：热带气旋登陆过程及其异常变化引自 Chen, L. S., Y. Li, and Z. Q. Cheng, 2010: An overview of research and forecasting on rainfall associated with landfalling tropical cyclones. Adv. Atmos. Sci., 27(5), 967-976, doi:10.1007/s00376-010-8171-y. 的 Fig.5中
3、国科学院大气物理研究所Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences第二部分：热带气旋登陆过程及其异常变化引自 Chen, L. S., Y. Li, and Z. Q. Cheng, 2010: An overview of research and forecasting on rainfall associated with landfalling tropical cyclones. Adv. Atmos. Sci., 27(5), 967-976, doi:10.1007/s00376-010-8171-y.
4、 的 Fig.1中国科学院大气物理研究所Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences登陆热带气旋降水时空分布及主要影响因子影响影响登陆热带气旋登陆热带气旋降水分布的因素十降水分布的因素十分复杂，分复杂，地形、下垫面、大尺度环境地形、下垫面、大尺度环境场以及台风移向等因素场以及台风移向等因素的综合作用会的综合作用会导致导致热带气旋热带气旋降水时空分布发生明显降水时空分布发生明显变化，降水强度突然增幅或减弱，降变化，降水强度突然增幅或减弱，降水空间分布呈现明显非对称化水空间分布呈现明显非对称化。中国科学院大气物理研究所I
5、nstitute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences登陆热带气旋降水时空分布及主要影响因子中国科学院大气物理研究所Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences登陆热带气旋降水时空分布及主要影响因子中国科学院大气物理研究所Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences登陆热带气旋降水时空分布及主要影响因子不同垂直风切变和热带不同垂直风切变和热带气旋强度下热带气旋降气旋强度下热带
6、气旋降水分布（水分布（mm/hmm/h），第），第一、二和三圆圈分别为一、二和三圆圈分别为半径半径100,300km100,300km和和500km500km，垂直风切变方向指向，垂直风切变方向指向北。北。(a),(b),(c)(a),(b),(c)为热带风为热带风暴类，垂直风切变值分暴类，垂直风切变值分别为别为5m/s,510 m/s10 m/s；(d),(e),(f)(d),(e),(f)为台为台风类，垂直切变值分别风类，垂直切变值分别为为5m/s,510 m/s 10 m/s 中国科学院大气物理研究所Institute of Atmospheric Physics, Chinese Ac
7、ademy of Sciences登陆热带气旋降水时空分布及主要影响因子不同垂直风切变和热带不同垂直风切变和热带气旋强度下热带气旋降气旋强度下热带气旋降水分布（水分布（mm/hmm/h），第），第一、二和三圆圈分别为一、二和三圆圈分别为半径半径100,300km100,300km和和500km500km，垂直风切变方向指向，垂直风切变方向指向北。北。(a),(b),(c)(a),(b),(c)为热带风为热带风暴类，垂直风切变值分暴类，垂直风切变值分别为别为5m/s,510 m/s10 m/s；(d),(e),(f)(d),(e),(f)为台为台风类，垂直切变值分别风类，垂直切变值分别为为5m/
8、s,510 m/s 10 m/s 强降水主要位于顺切变方向左侧，并且这一分布特征在强降水主要位于顺切变方向左侧，并且这一分布特征在强度相对较弱的强度相对较弱的热带风暴热带风暴类中要强于台风类。垂直风切变大于类中要强于台风类。垂直风切变大于5 m/s5 m/s并且并且TCTC强度为热带风暴类时，最强降强度为热带风暴类时，最强降水主要位于距离水主要位于距离TCTC中心中心100100300km300km之间，而之间，而TCTC强度为台风类时，最强降水则主强度为台风类时，最强降水则主要位于距离要位于距离TCTC中心中心100km100km以内的内核区域。对于同一类以内的内核区域。对于同一类TCTC强
9、度，垂直风切变值强度，垂直风切变值越大，降水位于顺切变方向左侧的趋势越明显。离越大，降水位于顺切变方向左侧的趋势越明显。离TCTC中心中心300300500km500km，甚至，甚至500km500km以外的降水都偏向于落在顺切变方向的左侧和正前方，特别是以外的降水都偏向于落在顺切变方向的左侧和正前方，特别是TCTC强度在强强度在强热带风暴以下并且垂直风切变在热带风暴以下并且垂直风切变在5 m/s5 m/s以上时，这一特征表现得更明显以上时，这一特征表现得更明显。中国科学院大气物理研究所Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of S
10、ciences登陆热带气旋降水时空分布及主要影响因子中国科学院大气物理研究所Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences登陆热带气旋降水时空分布及主要影响因子降水轴对称分量与垂直风切关系不大，而与降水轴对称分量与垂直风切关系不大，而与TCTC强度关系密切，强度越强，能量越大；强度关系密切，强度越强，能量越大；径向方向上，最大均在径向方向上，最大均在TCTC内核区域。内核区域。一波非对称降水是一波非对称降水是TCTC降水空间分布的一个最显著特征，垂直风切变越大，最强一波能降水空间分布的一个最显著特征，垂直风切变越大，最
11、强一波能量离量离TCTC中心越远；在同一径向距离处，一波能量随垂直风切变的增大而增大。在中心越远；在同一径向距离处，一波能量随垂直风切变的增大而增大。在TCTC强强度大于台风量级的情况下，一波能量最强均出现在眼壁或度大于台风量级的情况下，一波能量最强均出现在眼壁或TCTC内核区域。在海盆中，一内核区域。在海盆中，一波非对称主要受环境垂直风切影响，当波非对称主要受环境垂直风切影响，当TCTC登陆时，登陆时，TCTC降水分布影响因素更加复杂，但降水分布影响因素更加复杂，但垂直风切对降水非对称性分布仍具有重要作用，特别是垂直风切对降水非对称性分布仍具有重要作用，特别是TCTC强度不是很强强度不是很强
12、时。时。中国科学院大气物理研究所Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences 温州雷达温州雷达 S S波段波段 五分山雷达五分山雷达 S S波段波段 分辨率：分辨率：1 km 1 km * * 1 1，6 min6 min 分析时间：登陆前分析时间：登陆前1818小时小时-登陆后登陆后6 6小时小时中国科学院大气物理研究所Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences编号台风名称登陆时间UTC （月/日/时）登陆地点登陆时中心气压/最大风速
13、(hPa/ms-1)移 动 速 度（m/s）移动方向0414云娜(Rananim)8/12/12浙江温岭950/456.82308.70509麦莎(Matsa)8/5/19浙江玉环950/453.94320.80515卡努(Khanun)9/11/06浙江台州945/506.61326.40608桑美(Saomai)8/10/09浙江苍南919/607.2293.50713韦帕(Wipha)9/18/18浙江苍南950/456.0303.30716罗莎(Krosa)10/7/07浙江苍南975/334.49325.5中国科学院大气物理研究所Institute of Atmospheric Ph
14、ysics, Chinese Academy of Sciences登陆热带气旋降水时空分布及主要影响因子中国科学院大气物理研究所Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences登陆热带气旋降水时空分布及主要影响因子共同特点：登陆前、后眼墙回波均明显增强共同特点：登陆前、后眼墙回波均明显增强并逐渐内缩，至登陆后台风眼填塞并逐渐内缩，至登陆后台风眼填塞。中国科学院大气物理研究所Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences登陆热带气旋降水时空分布及
15、主要影响因子（a a）登陆前）登陆前1818小时至登陆前小时至登陆前9 9小时、（小时、（b b）登陆前）登陆前9 9小时至登陆时、（小时至登陆时、（c c）登陆时至登陆后）登陆时至登陆后6 6小时环状平均回波值时间平均。（小时环状平均回波值时间平均。（d d）所有）所有6 6个个热带气旋热带气旋环状平均回波值的时间平均环状平均回波值的时间平均中国科学院大气物理研究所Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences登陆热带气旋降水时空分布及主要影响因子（a a）登陆前）登陆前1818小时至登陆前小时至登陆前9 9小时、（
16、小时、（b b）登陆前）登陆前9 9小时至登陆时、（小时至登陆时、（c c）登陆时至登陆后）登陆时至登陆后6 6小时环状平均回波值时间平均。（小时环状平均回波值时间平均。（d d）所有）所有6 6个台风环状平均回波值的时间平均个台风环状平均回波值的时间平均登陆前登陆前18189 9小时，轴对称回波均呈双峰形式，最大值对应台风眼墙，次小时，轴对称回波均呈双峰形式，最大值对应台风眼墙，次大值对应外围雨带，接近登陆时降水内缩增强，并且一直持续至登陆后大值对应外围雨带，接近登陆时降水内缩增强，并且一直持续至登陆后，内缩程度同内缩程度同热带气旋热带气旋强度相关，强度越强，内缩越慢。强度相关，强度越强，内
17、缩越慢。中国科学院大气物理研究所Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences登陆热带气旋降水时空分布及主要影响因子热带气旋登陆前后降水会发生显著变化热带气旋登陆前后降水会发生显著变化热带气旋热带气旋雨雨强概率径向强概率径向分布，横轴分布，横轴表示到表示到热带热带气旋气旋中心距中心距离（单位：离（单位：kmkm），纵轴），纵轴表示雨强表示雨强（单位：（单位：mm/hmm/h），色），色标代表雨强标代表雨强发生概率；发生概率； (a)(a)登陆前登陆前1818至登陆前至登陆前9 9小小时；时；(b)(b)登陆登陆前前9
18、9至登陆时；至登陆时；(c)(c)登陆时至登陆时至登陆后登陆后6 6小时小时中国科学院大气物理研究所Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences登陆热带气旋降水时空分布及主要影响因子利用利用Z-RZ-R关系，将雷达反射关系，将雷达反射率因子转换成降水率。率因子转换成降水率。登陆前登陆前18189 9小时，眼墙外小时，眼墙外所有半径上，均有两个雨所有半径上，均有两个雨强发生概率中心，分别位强发生概率中心，分别位于于3 3和和0.2mm/h0.2mm/h附近。眼墙附近。眼墙区，最大降水超过区，最大降水超过60mm/h60
19、mm/h，降水概率极值除了降水概率极值除了3 3和和0.2mm/h0.2mm/h这两个中心外，在这两个中心外，在202030mm/h30mm/h处还存在另一处还存在另一大值中心大值中心，眼区降水强度眼区降水强度几乎都小于几乎都小于1mm/h1mm/h，最大，最大概率降水在概率降水在0.20.20.3mm/h0.3mm/h。登陆前登陆前9 9小时至登陆时，眼小时至登陆时，眼墙外降水分布出现明显变墙外降水分布出现明显变化，化，250km250km以外，以外，2mm/h2mm/h的的降水所占概率下降，降水所占概率下降，0.20.20.3mm/h0.3mm/h降水所占概率增加，降水所占概率增加，外围雨
20、带（外围雨带（100100250km250km）小雨强（小雨强（0.5 mm/h 12 m/s0800 BT July 13, 2006 0200 BT July 15, 2006中国科学院大气物理研究所Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences登陆热带气旋降水时空分布及主要影响因子115 E上850 hPa纬向风时间变化阴影 6 m/s沿赤道700 hPa经向风距平时间变化阴影 0 m/s中国科学院大气物理研究所Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy o
21、f Sciences登陆热带气旋降水时空分布及主要影响因子2417.437.152006年6-8月华南地区850 hPa纬向风分量30-60天滤波曲线(a)和区域平均降水逐日演变(b,单位：mm)华南(18-25N,110-120E) 850hPa纬向风小波功率谱 （阴影区为通过显著性检验的区域）中国科学院大气物理研究所Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences季风涌(水汽)副高南亚高压登陆热带气旋暴雨增幅宏观动力过程成因中国科学院大气物理研究所Institute of Atmospheric Physics, C
22、hinese Academy of Sciences登陆热带气旋降水时空分布及主要影响因子（1 1）中纬度系统对登陆中纬度系统对登陆热带气旋热带气旋降水分布的降水分布的影响影响（2 2）季风涌与登陆季风涌与登陆热带气旋热带气旋暴雨增幅暴雨增幅（3 3）水体下垫面水体下垫面对登陆对登陆热带气旋热带气旋暴雨的影响暴雨的影响（4 4）地形对登陆地形对登陆热带气旋热带气旋降水的影响降水的影响中国科学院大气物理研究所Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences中国科学院大气物理研究所云降水物理与强风暴实验室 下垫面下垫面对登陆
23、热带气旋对登陆热带气旋暴雨突然暴雨突然增幅增幅的影响的影响6小时降水超过100mm20012001年第年第9 9号热带低压引发号热带低压引发上海局地大暴雨过程上海局地大暴雨过程中国科学院大气物理研究所Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences登陆热带气旋降水时空分布及主要影响因子中国科学院大气物理研究所Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences登陆热带气旋降水时空分布及主要影响因子中国科学院大气物理研究所Institute of Atm
24、ospheric Physics, Chinese Academy of Sciences中国科学院大气物理研究所云降水物理与强风暴实验室 下垫面下垫面对登陆热带气旋对登陆热带气旋暴雨突然暴雨突然增幅增幅的影响的影响控制试验控制试验和和“将杭州湾水体下垫面变为陆地的将杭州湾水体下垫面变为陆地的”敏感性试验敏感性试验模拟的模拟的850hPa850hPa相对涡度分布，相对涡度分布，V1V1、V2V2和和V3V3为造成上海强降水的主要系统（单位：为造成上海强降水的主要系统（单位：1x101x10-5 -5 s s-1-1）6小时降水超过100mm20012001年第年第9 9号热带低压引发号热带低压
25、引发上海局地大暴雨过程上海局地大暴雨过程合并合并无合并无合并杭州湾水体下垫面对热带低压及其周围新生中尺度涡发展、合杭州湾水体下垫面对热带低压及其周围新生中尺度涡发展、合并所造成的上海暴雨过程有重要影响，它为中尺度涡新生和发并所造成的上海暴雨过程有重要影响，它为中尺度涡新生和发展提供了重要的水汽来源和感热、潜热能量供应。展提供了重要的水汽来源和感热、潜热能量供应。 中国科学院大气物理研究所Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences登陆热带气旋降水时空分布及主要影响因子（1 1）中纬度系统对登陆中纬度系统对登陆热带气旋
26、热带气旋降水分布的降水分布的影响影响（2 2）季风涌与登陆季风涌与登陆热带气旋热带气旋暴雨增幅暴雨增幅（3 3）水体下垫面对登陆水体下垫面对登陆热带气旋热带气旋暴雨的影响暴雨的影响（4 4）地形地形对登陆对登陆热带气旋热带气旋降水的影响降水的影响中国科学院大气物理研究所Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences登陆热带气旋降水时空分布及主要影响因子热带气旋热带气旋登陆过程中，会与地形发生登陆过程中，会与地形发生复杂相互作用，影响其内部中小尺度复杂相互作用，影响其内部中小尺度系统结构和演变，引起降水异常变化。系统结构
27、和演变，引起降水异常变化。我国地域辽阔，地形复杂，地形对登我国地域辽阔，地形复杂，地形对登陆陆热带气旋热带气旋降水的影响降水的影响十分显著十分显著。中国科学院大气物理研究所Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences登陆热带气旋降水时空分布及主要影响因子强降水主要分布在沿海山体迎风坡上强降水主要分布在沿海山体迎风坡上 中国科学院大气物理研究所Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences登陆热带气旋降水时空分布及主要影响因子20072007年
28、年1010月月6 6日日9 9时时8 8日日1414时热带时热带气旋罗莎过程降气旋罗莎过程降水量（雷达变分水量（雷达变分估测）估测）体现了沿海地形体现了沿海地形对热带气旋降水对热带气旋降水有明显的增幅和有明显的增幅和阻滞作用阻滞作用 中国科学院大气物理研究所Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences登陆热带气旋降水时空分布及主要影响因子地形对登陆热带气旋降水有明显作用，但由于地形是相对固定不变的，因此起作用的地形对登陆热带气旋降水有明显作用，但由于地形是相对固定不变的，因此起作用的具体结果要与地形周边环流（流场）变
29、化结合起来考察。具体结果要与地形周边环流（流场）变化结合起来考察。中国科学院大气物理研究所Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences登陆热带气旋降水时空分布及主要影响因子中国科学院大气物理研究所Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences登陆热带气旋降水时空分布及主要影响因子(a)(a)和和(b)(b)分别为分别为9 9月月2 2日日0808时和时和3 3日日0808时的时的24h24h观测降水；观测降水；(c)(c)和和(d)(d)分别
30、为控制实验模分别为控制实验模拟的拟的2 2日日0808时和时和3 3日日0808时的时的24h24h降水，单位为降水，单位为mmmm中国科学院大气物理研究所Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences登陆热带气旋降水时空分布及主要影响因子(a)(a)、(b)(b)、(c)(c)和和(d)(d)分别是去掉武夷山、庐山、大别山以及同时去掉庐山和大别山分别是去掉武夷山、庐山、大别山以及同时去掉庐山和大别山地形高度的敏感性实验结果地形高度的敏感性实验结果（I I区降水）区降水）。中国科学院大气物理研究所Institute o
31、f Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences登陆热带气旋降水时空分布及主要影响因子需要注意的是：需要注意的是：利用数值模式开展敏感性试验（去除、抬高、利用数值模式开展敏感性试验（去除、抬高、降低地形高度等），来研究地形对降水的影降低地形高度等），来研究地形对降水的影响，是目前开展较多的针对地形对降水影响响，是目前开展较多的针对地形对降水影响的研究方法。的研究方法。但地形的改变（敏感性试验）并不能完全反但地形的改变（敏感性试验）并不能完全反映真实情况，地形作用的研究方法需要改进映真实情况，地形作用的研究方法需要改进和突破。和突破。中国科学院
32、大气物理研究所Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences登陆热带气旋降水时空分布及主要影响因子各种地形各种地形季风季风中纬度系统中纬度系统下垫面下垫面中国科学院大气物理研究所Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences参考文献 登陆台风异常变化，端义宏等，2015，科学出版社中国科学院大气物理研究所Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences谢谢Thanks for your attention
天气动力学与诊断分析：教案_7 登陆热带气旋降水时空分布及主要影响因子
