台风凤凰与灿鸿暴雨强降水特征对比研究

论文总字数：17046字

目 录

摘要

1 引言…………………………………………………………………………1

2 资料和方法…………………………………………………………………1

3 台风凤凰与灿鸿基本特征…………………………………………………2

汉字3.1 台风登陆过程…………………………………………………………………………………2

汉字3.2台风暴雨特征…………………………………………………………………………………3

4 台风凤凰与灿鸿环流背景与结构特征……………………………………4

汉字4.1 环流背景对比…………………………………………………………………………………4

汉字4.2 水汽条件异同 ……………………………………………………………………………… 7

汉字4.3 要素垂直分布诊断……………………………………………………………………………9

汉字 4.4不稳定性分析………………………………………………………………………………13

5 其他影响因子…………………………………………………………15

汉字5.1 地形的影响与作用………………………………………………………………………15

汉字5.2 海温的影响与作用………………………………………………………………………16

6结论与讨论……………………………………………………………16

参考文献……………………………………………………………………18

致谢……………………………………………………………………20

台风凤凰与灿鸿暴雨强降水特征诊断研究

杨心宜

，China

Abstract：This paper analyzes heavy rainfall in Zhejiang due to Cham Hong (1509) and Fung wong (1416), including the circulation background and structural characteristics of the two typhoons. The results showed that: precipitation is mainly concentrated on the right path of two typhoons, with a nearly circular precipitation area around Cham Hong. Instead, precipitation caused by Fung wong is surrounded of the eye area with most of large number in the northeast quadrant of the typhoon. The heavy rainfall in central and northeastern Zhejiang Province with a large collection of water vapor before Chan Hung landfall, a strong convergence typhoon circulation and terrain interaction caused by ascending movement is responsible to heavy rain here. Cham Hong which is compact and mature, with an eastern path was affected by the mid-latitude westerly trough rapidly moving away from Zhejiang Province. Precipitation caused by Fung wong mainly concentrated in the eastern coastal Zhejiang Province. As the Fung wong has experienced several landfalls, its structure was loose with great asymmetry. Precipitation mainly is in favor of the convergence of rising windward and moisture-richness in eastern coastal areas.

Key words：typhoon Cham Hong and Fung wong typhoon rainfall rainfall characteristic diagnostic analysis

1 引言

热带气旋是形成在热带或副热带洋面上、具有有组织的暖心结构天气尺度系统。热带气旋是影响浙江省的主要自然灾害之一，大风强降水严重威胁人民生命和财产安全。我们希望通过提高台风路径强度和降水的预报水平，及时作出应急反应，减少灾害带来的损失。

台风暴雨主要有三种：（1）出现在台风云墙，螺旋云带区域，随台风移动而移动的降水，主要由台风自身环流造成，（2）台风与其他系统共同作用，如热带云团卷入台风环流，在台风后部造成的强降水（3）受地形强迫形成的降水。^[1,2,7]

台风暴雨中地形作用主要体现为强迫辐合和强迫抬升，程正泉和钮学新等人的数值实验证明地形通过影响某些物理量，对降水幅度和落区产生影响^[1,20,24]。充足的水汽输送是形成台风暴雨的基本条件。根据第二类条件不稳定，边界层辐合和低层水汽输送，水汽凝结释放的潜热使得高空增暖，进一步降低地面气压，使得台风结构得以保持，是台风登陆后能够继续维持的主要能量来源。数值实验也证明水汽辐合与平均降水率有很高的相关关系。

目前研究还肯定了引导气流对台风路径的指示作用^[1,7,12],高空冷空气配合和高空维持强辐散使得台风内垂直运动强盛，水汽凝结增加，使得台风降水增加^{[12,15,18,19]} ,弱的环境水平风垂直切变有利于前期台风增强增加降水，临近登陆过程中减小的水平风垂直切变有利于凝结潜热停留，维持向上扰动以增加降水^{[1,7,8,22,23]}。不稳定能量大值区指出对流能量大值区，以及湿位涡等物理量正负值的变化表征大气热力结构变化的作用^16,19,14]。本文通过重点分析两个典型影响浙江的热带气旋降水,及其动力热力结构和环境影响因子在台风降水分布特征中的作用， 以期加深对台风降水机制的理解。

2 资料与方法

本文利用中国气象台提供的台风路径数据集和NECP/NCAR2.5︒*2.5︒逐6小时再分析资料以及TRMM3B42系列降水资料，对2015年和2014年登陆浙江的台风“灿鸿”和“凤凰”的降水特征进行诊断分析，探讨环境场中各要素对台风降水的影响。计算水汽通量，散度涡度，风的垂直切变，湿位涡等物理量进行诊断分析，讨论环流背景，台风周围天气系统，水汽输送条件，地形等因子对台风降水分布的影响。

文中使用的公式：

公式一：水平风垂直切变。^[8]，其中u为纬向风速，v为经向风速，下标代表高度层次。

公式二：水汽通量Q相关计算公式。本文计算850hPa ~925hPa的平均水汽总量，计算110︒E~130︒E，15︒N~45︒N区域的水汽通量。^[7]( u为纬向风速，v为经向风速,q为比湿，下标含义l:选取区域左边界，r: 选取区域右边界，u选取区域上边界，v选取区域下边界)

湿位涡(MPV)的表达式，其中为比容，为相当位温，绝对涡度：

湿正压项(MPV1)和湿斜压项(MPV2)：

3 台风凤凰与灿鸿基本特征

3.1 台风登陆过程

“1509灿鸿”和“1416凤凰”为近年在浙江省登陆的两个台风（路径图1）。“灿鸿”生成后以西北路径接近我国；“灿鸿”生成后经过多次登陆，主要以北进路径接近我国。

2015年9号热带风暴“灿鸿”于7月1日升格为热带风暴并正式编号 ,7日3日升格为台风。最强时中心气压925hPa,近中心最大风力17级(58m/s)。“灿鸿”生成后一直向西北偏西方向移动,9日02时后折向西北。7月10日（约登陆前35h）上午十级风圈半径突然增大，在登陆之前体量基本保持不变；登陆前3h前，距离陆地约70km时，十级风圈半径基本不变，十二级风圈突然缩小，11日下午穿过舟山群岛东部后,折向北偏东方向移动,强度迅速减弱, 体量减小并远离中国大陆。12日夜间登陆朝鲜后变性为温带气旋,中央气象台于13日05时对其停止编报。“灿鸿”造成的狂风暴雨，造成浙江东北部不同程度的受灾，特别是农业。^[25] 2014 年第16 号台风“凤凰”于9月18日升格并正式编号，19日在菲律宾登陆，之后在巴士海峡停留，进行结构调整后表现出台风眼，但是结构遭到了一定程度的破坏；21日两次略过台湾岛，台风体积变小，强度减弱；22日晚在浙江省东部沿海登陆；23日上午在上海登陆，之后路径折向东北，台风再次入海，变性为温带气旋。“凤凰”在经过两次登陆之后，强度体积有所减弱，台风的基本结构仍然完整。这次台风造成浙江省局地特大暴雨，近海大风，特别是渔业。

3.2 台风暴雨特征

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