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项目申报书作品名称：鞍型场对热带气旋移动影响的研究申报单位：学员旅二队申报者姓名：刘志红王望军指导教员签名：姜勇强作品类别：■自然科学论文类□软件制作类□发明制作类解放军理工大学气象学院训练部“海天杯”大学生科技创新竞赛鞍型场对热带气旋移动路径影响的研究1必要性和发展现状1.1必要性我国是世界上台风灾害最为严重的国家，台风给我国东南沿海各省市的工农业生产、交通运输和人民生命财产的安全造成严重威胁，其伤亡人数之多在各自然灾害中高居首位。如果能够对台风准确预报并且采取防御措施，可以降低其带来的损失。因此，准确预报热带气旋的移动路径和登陆地段，对沿海地区防灾减灾具有重大意义。但是，台风周围天气尺度系统（如双台风、高空冷涡、东风波、西风槽或冷锋等）对台风运动具有重要的作用。这种作用会产生台风运动的突然西折、突然北翘、打转和摆动运动，这类异常运动将使台风预报变得更加困难。所以，对热带气旋移动路径的预报，特别是异常路径预报的研究，具有十分重要的意义。大尺度环境流场对热带气旋的移动具有引导作用，它对未来气旋的移动方向有指示意义。而鞍型场不同于独立的气压中心流场，是由两个高压和两个低压构成，因此在鞍点附近气压梯度很小，风场很弱，引导气流不明显。所以，一旦气旋进入鞍型场，其移动方向很难预测，对热带气旋的移动路径预报带来更大困难。综上所述，对热带气旋路径异常(包括方向突然转折、速度的突增和突减)的研究是不可缺少的，而对鞍型场对热带气旋移动路径影响的研究，更具有重要的意义。1.2国内外发展现状热带气旋路径的预报方法，综合起来可以分为四类：1)利用天气图，配合卫星云图和雷达资料进行综合诊断分析；2)热带气旋路径的统计预报方法；3)动力学方法，是热带气旋路径客观预报的重要方法；4)统计—动力方法，其特点是在统计方法中使用动力模式的输出参数，使统计和动力相结合。目前中国气象局中央气象台业务中使用的热带气旋主客观预报有多种，主观预报产品有中央气象台主观、关岛主观和日本主观3家，有关路径和强度的模式预报有中国GMTTP、中国RMTTP、日本全球模式、日本台风模式、英国模式；形势场预报有T213L31、欧洲中心模式、德国模式、NCEP模式等；而区域预报有上海区域气象中心的台风预报模式(ETCM)、广州区域气象中心的台风预报模式(STCM)等。这些产品对于热带气旋业务预报有很好的指导作用。对热带气旋的客观预报主要有天气学方法、外推法、引导气流法、相似预报方法、统计预报、统计动力预报和集合预报等多种预报方法。如国内台风所的统计动力方法——吴中海，PC法——徐一鸣；浙江、江苏的逐步回归方法——金一鸣、钟元、郑和文；福建、广东、广西的统计方法；中央气象台的相似法——张驯良，秦慰尊；辽宁的正压动力模式——王达文等。一些国家已建立了热带气旋业务数值预报系统，在热带气旋预报的精度方面已经取得了很大成功。如美国联合台风警报中心采用集成平均方法，对各个模式的预报结果进行合理平均，制作了预报时效为72h的热带气旋路径集成预报系统。Goerss利用3个全球模式和2个区域模式制作多模式集成预报技术时发现，集成预报的平均误差小于每个单一模式所作预报的误差，并且集成预报为最精确或次精确的占所有预报个例的70%.Kuma等应用多家数值预报产品进行权重集成预报平均(称为超级集合预报技术)，制作太平洋1998,1999,2000年的台风路径和强度预报，也反应了集合预报优于单个模式预报的结果，而且表明超级集合预报优于集合平均的特点。当前支持向量机(SupportVectorMachine。SVM)成为国际上继神经网络研究之后新的研究热点．该方法建立在一套坚实的理论基础之上。有希望解决小样本学习以及许多传统神经网络算法原本难以解决的问题。1.3我军现状及需求分析目前我军对热带气旋路径的研究正处于快速发展阶段，而且一些产品成果也达到了较高水平，对一些台风路径的预报已经较为准确。总之，国内外对于热带气旋异常路径的预报还非常困难，对于鞍型场对热带气旋移动路径影响的研究也很少见。因此，开展这项研究，可以提高热带气旋异常路径预报的精度，以满足我军联合作战气象保障的需求。2用途及研制总要求利用浅水模式，采用理想试验对热带气旋进入鞍型场后的移动路径进行数值模拟分析。项目的研究可以为热带气旋异常移动路径的预报提供新的方法和理论基础，进一步提高我国热带气旋移动路径预报的水平。3主要研究内容及技术指标课题的研究内容主要有：（1）影响热带气旋移动路径的因子分析；（2）鞍型场对热带气旋移动路径的个例分析；（3）鞍型场对热带气旋移动路径的数值模拟；（4）鞍型场对热带气旋移动路径影响的机制分析。研究过程中需要掌握的技巧和能力也可以归纳为如下四个方面：（1）对热带气旋形成和运动机制的基础知识要充分熟悉；（2）熟练掌握FORTRAN编程语言的使用，能用其编出较为复杂的实用程序；（3）学会分析和处理大量数据的技巧和方法，如各类统计方法的使用；（4）能够利用专业气象绘图软件GRADS绘制出各种不同的气象要素图形；4初步技术方案和实施途径4.1初步技术方案课题的研究过程，大致分为如下几个步骤进行：（1）调试二维浅水模式，选取合适的参数；（2）构造理想的鞍型初始场，作为热带气旋运动背景场；（3）只考虑动力因素，构造简化的热带气旋风场和气压场模型；（4）将热带气旋加入鞍型场进行数值模拟，研究处于不同位置其移动路径的差异；（5）构造不同尺度的热带气旋，观察其移动路径的差异；（6）选择几个发生的典型的受鞍型场影响台风个例，应用模式模拟出路径，与实际路径进行对比，验证模型结果的合理性；（7）分析鞍型场对移动路径影响机制。4.2实施途径采用如下几个主要途径实现:(1)利用军网上的数据库资源与互联网上的资源查询相关文献与资料；(2)经常与指导教员沟通，学习做研究的基本方法以及一般思路；(3)利用FORTRAN语言编程实现对路径的数值模拟预报；(4)利用GRADS绘图软件绘出路径图，以便直观分析影响机制。(5)经常与组员探讨议论，独立完成论文。5推广应用前景鞍型场是我国常见的气压场形式，而且我国受热带气旋影响较多，所以研究鞍型场对热带气旋移动路径的影响，可以提高我国热带气旋异常路径预报的准确度，研究的结果具有一定的推广价值。6成果形式论文形式。7研究周期和进度安排时间内容2011.11至2010.12资料搜集、软件学习2011.12至2012.04建立模型、编程作图2012.04至2012.06分析结果、撰写论文8申报人情况9申报经费序号内容金额（元）备注1项目研制500购买资料及软件2国内外相关问题研究进展300网上查询3地铁、公交等100交通费等合计：900元序号姓名专业单位年级分工1刘志红军事气象学2队本科四年级分析建模、编程作图2王望军军事气象学2队本科四年级资料搜集、论文撰写