留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

热带气旋垂直倾斜度估算及在强度分析中的应用

王新 方翔 刘年庆

王新, 方翔, 刘年庆. 热带气旋垂直倾斜度估算及在强度分析中的应用. 应用气象学报, 2013, 24(6): 714-722..
引用本文: 王新, 方翔, 刘年庆. 热带气旋垂直倾斜度估算及在强度分析中的应用. 应用气象学报, 2013, 24(6): 714-722.
Wang Xin, Fang Xiang, Liu Nianqing. Estimating tropical cyclone vertical gradient parameter and its relationship with TC intensity. J Appl Meteor Sci, 2013, 24(6): 714-722.
Citation: Wang Xin, Fang Xiang, Liu Nianqing. Estimating tropical cyclone vertical gradient parameter and its relationship with TC intensity. J Appl Meteor Sci, 2013, 24(6): 714-722.

热带气旋垂直倾斜度估算及在强度分析中的应用

资助项目: 

公益性行业 (气象) 科研专项 GYHY200906002

国家自然科学基金项目 41105029

详细信息
    通信作者:

    王新, email: xinwang@cma.gov.cn

Estimating Tropical Cyclone Vertical Gradient Parameter and Its Relationship with TC Intensity

  • 摘要: 该文给出了热带气旋暖心垂直倾斜度参数FTC-VGP(TC vertical gradient parameter) 的定义。使用卫星微波遥感的温度垂直分布以及热带气旋最佳路径数据等资料,对2009—2011年典型热带气旋的暖心垂直倾斜度进行计算,并研究其与气旋强度变化的关系。结果表明:暖心垂直倾斜度参数FTC-VGP变化与气旋自身强度变化有较好的对应性,该参数的变化能够明显地指示气旋强度增强、减弱以及强度突变, 能够指示环境场变化 (冷空气侵入) 等;其与气旋强度变化的周期不同,在强度增强或减弱阶段,倾斜度参数是经过快速适应性调整才完成了对热带气旋变化过程的贡献。因此,FTC-VGP参数的计算和研究结果实现了对于热带气旋内部三维结构特征的定量描述,可以准确把握热带气旋强度和变化趋势,并对热带气旋的监测、预报具有一定业务参考价值。
  • 图  1  卫星反演的热带气旋温度距平

    (a) 沿19°N台风灿都 (1003) 上层暖心和螺旋雨带纬向垂直剖面图,(b) 沿124°E台风鲇鱼 (1013) 双暖心结构经向垂直剖面图,(c) 沿120.9°E台风鲇鱼 (1013) 减弱阶段的暖心结构经向垂直剖面图

    Fig. 1  Tropical cyclone vertical temperature anomaly retrieved from satellite data

    (a) cross-section of upper warm-core and rainbands of typhoon Chanthu (2010) along 19°N, (b) cross-section of double warm-core of typhoon Megi (2010) along 124°E, (c) cross-section of the warm-core evolution of typhoon Megi (2010) in the weakening stage along 120.9°E

    图  2  2011年7月25日18:09台风洛坦 (1108) 的极轨卫星云图及微波资料表征的垂直倾斜结构

    (a) 极轨卫星云图,(b) 沿14°N湿度距平纬向垂直剖面,(c) 沿123.4°E温度距平经向垂直剖面

    Fig. 2  Typhoon Nock-ten (2011) cloud image and the unsymmetrical structure at 1809 UTC 25 July 2011

    (a) the cloud image from polar satellite, (b) cross-section of temperature anomaly along 14°N, (c) cross-section of temperature anomaly along 123.4°E

    图  3  FTC-VGP计算方法示意图

    Fig. 3  The schematic diagram of FTC-VGP calculation

    图  4  2009年8月具有异常转折点的热带风暴天鹅 (0907) 暖心垂直倾斜度与最低气压时序图 (a) 及热带风暴天鹅 (0907) 路径轨迹图 (b)

    Fig. 4  The time series of FTC-VGP with center pressure from 4 August to 7 August in 2009(a) and the path of tropical storm Goni (2009) in South China Sea (b) in August 2009

    图  5  2010年10月23日05:30云图

    (a) MTSAT可见光云图及流场分析, (b) FY-2E水汽云导风图

    Fig. 5  The cloud images at 0530 UTC 23 October 2010

    (a) the invisible channel image from MTSAT geostationary satellite and flow analysis, (b) the water vapor image from FY-2E geostationary satellite

    图  6  2010年10月23日06:14台风鲇鱼 (1013) 温度距平沿117.5°E纬向垂直剖面图

    Fig. 6  The cross-section of temperature anomaly of typhoon Megi (2010) at 0614 UTC 23 October 2010

    图  7  2010年10月17—23日台风鲇鱼 (1013) 暖心垂直倾斜度与最低气压时序图

    Fig. 7  The time series of typhoon Megi (2010) FTC-VGP with center pressure from 17 October to 23 October in 2010

    图  8  FTC-VGP在2009年8月4—10日台风莫拉克 (0908) 增强阶段和减弱阶段的快速适应性调整过程

    Fig. 8  FTC-VGP fast adaptive adjustment of typhoon Morakot (2009) in the enhancing and the weakening stages from 4 August to 10 August in 2009

    表  1  2009—2011年部分典型热带气旋微波数据

    Table  1  The part of tropical cyclones samples captured by microwave from 2009 to 2011

    热带气旋生成区域热带气旋编号名称微波数据覆盖热带气旋时间长度/h
    西北太平洋1108洛坦6
    1013鲇鱼6
    0908莫拉克11
    南海1003灿都4
    0907天鹅8
    下载: 导出CSV

    表  2  2009年8月热带风暴天鹅 (0907) 的FTC-VGP与强度的变化过程描述

    Table  2  Description of tropical storm Goni (2009) FTC-VGP and intensity evolution in August 2009

    序号时间中心最低气压/hPa相对于上一时次的强度发展趋势FTC-VGP/(rad)指示的热带气旋结构对称程度
    104T06:00980略有增强1.01热带气旋强度略有增强或基本维持,垂直倾斜度减小
    204T18:00980基本维持0.72
    305T06:00985正在减弱 (于08-04T22:00在广东台山登陆)0.52热带气旋登陆后,结果不对称性有一个突变,垂直倾斜度开始增大
    405T18:00985基本维持 (在广东境内继续西行)0.56受地形影响,垂直倾斜度增大
    506T06:00985基本维持0.67受地形影响,垂直倾斜度增大
    606T18:00983强度略有增强0.54高层云系已经进入洋面,倾斜度减小
    707T06:00972强度再次加强 (进入北部湾海面)0.40中心进入洋面,倾斜度继续减小,垂直结构趋于较对称
    807T18:00985强度再度减弱 (在北部湾打转,受到周围地形影响)1.00倾斜度再次增大,垂直结构再次向不对称发展
    下载: 导出CSV
  • [1] 伍荣升.台风研究中的一些科学问题.南京大学学报:自然科学版, 2007, 43(6):567-571. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-NJDZ200706000.htm
    [2] 许映龙, 张玲, 高拴柱.我国台风预报业务的现状及思考.气象, 2010, 36(7):43-49. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXXX201007010.htm
    [3] Dvorak V F.Tropical cyclone intensity analysis and forecasting from satellite imagery.Mon Wea Rev, 1975, 103(5):420-430. doi:  10.1175/1520-0493(1975)103<0420:TCIAAF>2.0.CO;2
    [4] Kidder S Q, Goldberg M D, Zehr R M, et al.Satellite analysis of tropical cyclones using the advanced microwave sounding unit (AMSU).Bull Amer Meteor Soc, 2000, 81:1241-1259. doi:  10.1175/1520-0477(2000)081<1241:SAOTCU>2.3.CO;2
    [5] 刘学刚, 罗哲贤, 滕代高, 等.不同发展阶段台风大气边界层暖区变化特征.南京气象学院学报, 2007, 30(3):320-327. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-NJQX200703004.htm
    [6] 钟颖旻, 徐明, 王元.Chaba (0417) 台风变性前后热力结构特征.应用气象学报, 2008, 19(5):588-594. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20080510&flag=1
    [7] Yu H, Chan Johnny C L, Duan Y H.Intensity estimation of tropical cyclones over Western North Pacific with AMSU-A temperature data.J Meteor Soc Japan, 2006, 84:519-527. doi:  10.2151/jmsj.84.519
    [8] 王瑾, 江吉喜.用AMSU资料揭示的不同强度热带气旋热力结构特征.应用气象学报, 2005, 16(2):159-165. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20050234&flag=1
    [9] 邱红, 谷松岩, 朱元竞.星载微波估计热带气旋中心气压的研究.电波科学学报, 2004, 19(4):393-398. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DBKX200404002.htm
    [10] 邱红, 方翔, 谷松岩, 等.利用AMSU分析热带气旋结构特征.应用气象学报, 2007, 18(6):810-820. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=200706123&flag=1
    [11] 林毅.9608台风内区云系结构演变与路径变化.气象科学, 1997, 17(4):350-357. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXKX199704005.htm
    [12] 徐文慧, 倪允琪.登陆台风环流内的一次中尺度强对流过程.应用气象学报, 2009, 20(3):267-275. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20090302&flag=1
    [13] 陈联寿.热带气旋研究和业务预报技术的发展.应用气象学报, 2006, 17(6):672-681. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=200606116&flag=1
    [14] 黄新晴. 台风形成及登陆过程中三维结构演变特征的初步分析. 南京: 南京信息工程大学, 2007.
    [15] 杨军, 董超华, 卢乃锰, 等.新一代风云极轨气象卫星业务产品及应用.北京:科学出版社, 2011. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SYQY201603027.htm
    [16] CMA-STI西北太平洋热带气旋最佳路径数据集说明. [2012-03-01]. http://www.typhoon.gov.cn.
    [17] Kurihara Y, Tuleya R E. 热带风暴发生的数值模拟//台风译文集 (三). 北京: 海洋出版社, 1988: 165-188.
    [18] Velden C S, Smith W L. 使用诺阿卫星的微波探测资料监视热带气旋//台风译文集 (三). 北京: 海洋出版社, 1988: 311-318.
    [19] 毛绍荣, 黄敏辉, 曾沁, 等.南海低压倾斜结构的特征分析.热带气象学报, 2002, 18(4):345-350. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-RDQX200204006.htm
    [20] 河惠卿, 王振会, 金正润.不对称环流对台风强度变化的影响.热带气象学报, 2008, 24(3):249-254. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-RDQX200803008.htm
    [21] Veldden C S, Goodman B M, Merrill R T.Western North Pacific tropical cyclone intensity estimation from NOAA polar-orbiting satellite microwave data.Mon Wea Rev, 1991, 119(1):159-168. doi:  10.1175/1520-0493(1991)119<0159:WNPTCI>2.0.CO;2
    [22] 黄荣成, 雷小途.环境场对近海热带气旋突然增强与突然减弱影响的对比分析.热带气象学报, 2010, 26(2):129-137. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-RDQX201002001.htm
    [23] 雷小途.热带气旋的结构对其移动影响的动力分析.海洋学报, 2002, 24(1):35-46. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SEAC200201004.htm
    [24] 付驹, 董贞花, 谭季青.台风登陆前后暖心结构变化的探讨.科技通报, 2011, 27(1):18-24. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KJTB201101006.htm
    [25] Demari A M.The effect of vertical shear on tropical cyclone intensity change.J Atmos Sci, 1996, 53(14):2076-2087. doi:  10.1175/1520-0469(1996)053<2076:TEOVSO>2.0.CO;2
    [26] 何洁琳, 管兆勇, 万齐林, 等.冬季登陆我国的0428和7427号台风过程的冷空气作用和水汽特征.热带气象学报, 2009, 25(5):541-551. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-RDQX200905004.htm
    [27] 韩瑛, 伍荣生.冷空气入侵对热带气旋发生发展的影响.地球物理学报, 2008, 51(5):1321-1332. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQWX200805007.htm
    [28] 狄利华, 姚学祥, 解以扬, 等.冷空气入侵对0509号台风"麦莎"变性的作用.南京气象学院学报, 2008, 31(1):18-25. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-NJQX200801003.htm
    [29] 李忆平, 罗哲贤.南海台风暖心结构形成的个例研究.中国科技信息, 2008, 17:29-32. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10300-2007127509.htm
    [30] 许映龙.超强台风鲇鱼路径北翘预报分析.气象, 2011, 37(1):821-826. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXXX201107007.htm
    [31] 刘喆, 李万彪, 韩志刚, 等.利用AMSU-A亮温估测西北太平洋区域热带气旋强度.地球物理学报, 2008, 51(1):51-57. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQWX200801009.htm
  • 加载中
图(8) / 表(2)
计量
  • 摘要浏览量:  2518
  • HTML全文浏览量:  1022
  • PDF下载量:  1160
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2012-12-25
  • 修回日期:  2013-09-09
  • 刊出日期:  2013-12-31

目录

    /

    返回文章
    返回