中国气象局上海台风研究所

中国气象局上海台风研究所目录概述...................................................................................................................................................1一、科研工作进展.................................................................................................................2二、基础条件与科研能力建设..................................................................................12三、野外科学试验..............................................................................................................15四、科研成果转化..............................................................................................................15五、论文发表情况..............................................................................................................16六、学术期刊.........................................................................................................................16七、学术交流活动..............................................................................................................17八、科研合作情况..............................................................................................................17九、人才队伍与团队建设.............................................................................................19十、党风廉政和科研文化建设..................................................................................19十一、大事记............................................................................................................................20附表：机构基本情况............................................................................................................251概述2013年中国气象局上海台风研究所在中国气象局、上海市气象局的正确领导下，围绕2013年的重点工作任务和工作部署，按照年初制订的工作方案，全所职工共同努力，全面完成了年度工作任务，在科研、业务转化、基础条件建设、野外科学试验等方面都取得了显著成绩，主要表现在：在科研方面，2013年，台风所共有在研项目40余项，其中当年立项14项，包括国家级3项、省部级4项；顺利完成台风973项目验收，完成4项国家自然科学基金结题。研究内容涉及台风活动、台风结构和强度、数值预报模式方法研究、台风条件下海气相互作用研究等方面。台风所科研人员积极总结研究成果、参与国内外学术交流，全年共发表第一作者（通讯作者）论文37篇，其中11篇被SCI（E）期刊收录，参加国际会议计13人次；国内会议计70余人次。在业务转化方面，制定适合新预报业务平台的台风和数值预报业务值班流程和后台技术支持人员责任制度，常态化开展汛期台风和数值预报值班。建立和完善台风预警系统诊断模块，并将模块反演的登陆台风强度提供给台风年鉴整编参考。为梅雨、强对流、台风，尤其是菲特台风等重大影响天气提供了准确、及时的台风和数值预报保障，共完成《台风活动专报》15篇，其中《华东重要天气快报》6篇。针对台风菲特进行专家解读，完成“菲特”过程技术总结等。2一、科研工作进展（一）科研立项情况（见表二）2012年，台风所共有在研项目约40项，其中当年立项23项，包括国家级3项、省部级3项；顺利完成验收台风973计划项目，完成国家自然科学基金项目结题4项。研究内容涉及台风活动、台风结构和强度、数值预报模式方法研究、台风条件下海气相互作用研究等方面。（二）成果及获奖情况（见表二）（三）在研项目进展情况（按项目介绍）1、台风登陆前后异常变化及机理研究（结题）台风973项目经各课题近5年的协同研究，已按项目计划任务书及中期评估后调整方案圆满完成各项研究计划，出版专著两部，分别是《台风预报及其灾害》（气象出版社出版社）和《登陆台风异常变化》（科学出版社），部分研究内容和发表论文数均超计划完成任务，截止到2013年11月的统计情况，在国内外核心刊物已发表论文389篇（其中SCI和SCIE共186篇）。其中台风所承担第六课题“台风登陆过程数值预报方法研究及应用”，参与了其他课题的研究。研发了循环涡旋初始生成技术、卫星资料与涡旋初始化相结合的VIRV技术和基于TBB的湿度Nudging技术；除涡旋循环技术已应用于业务外，VIRV技术和湿度Nudging技3术的实际个例检验表明具有业务应用的潜力；研发的考虑海-气-浪-潮汐相互作用的区域台风模式耦合系统，该系统具有改善台风强度、海温模拟的性能；研发的GRAPES台风模式边界层拖曳参数化方案，对台风登陆过程的预报具有正效果；针对台风边界层结构特征提出的用入流层确定边界层高度的方案有改善台风降水模拟的性能；提出的适用于台风模式的对流参数化方案触发新机制，已在GRPAES-TCM台风模式中业务应用，并在美国NCAR/WRF模式（V3.3版本）中被引用；提出的考虑多云系条件下的辐射参数化方案，已在美国JAS、JQSRT等SCI期刊发表；基于初始场和物理过程扰动形成集合成员,建立了台风集合预报系统，该系统具有提供台风路径等概率预报信息的能力，同时研发了基于多模式超级集合预报系统,其产品已在国家气象中心业务应用；针对我国沿海海岸带的特征，研发的基于无结构网格的台风风暴潮模式可用于研究登陆台风不同结构引发风暴潮的特征及影响机理；研发的多种数值预报技术提高了GRAPES-TCM等台风模式的预报性能，路径预报误差比项目执行前明显降低，2011-2012年全年24h路径预报误差与国际先进的日本预报误差相当。基于MICAPS和网页发布的数值预报产品在国家气象中心、华东、华南实现业务示范应用，为我国台风预报决策提供了重要参考。2、高分辨区域台风模式关键技术研究及应用3DVAR+EnKF的混合资料同化系统:建立了GSI混合同化系统与GRAPES模式的直接接口，实现了GSI混合同化在GRAPES中的直接应4用，建立的系统可同化卫星辐射率等多种非常规资料。通过单点试验和实际台风个例试验验证了系统的正确性。GRAPES-TCM模式的涡旋初始化:制定了涡旋初始化流程框架；GFS分析场插值到模式区域网格；从GFS分析场中移除台风涡旋部分，留下大尺度环境场；解决了GRAPES与HWRF在模式网格和垂直坐标中的差异；完成了大部分GRAPES台风模式的测试脚本。GRAPES-TCM模式的动力框架：提高了并行计算的效率；在GRAPES中加入了旋转坐标，把模式区域移离极地地区，获得较为均一的网格；将二维科氏力增加为三维科氏力；采用了垂直速度的隐式Rayleigh衰减作为垂直传播重力波在模式（刚性）顶层虚假的反射的处理方案；将气压插值到等高度面上再进行气压梯度力的计算，有效的减小了气压梯度力的计算误差；采用了稳定的上游点外插方案和二阶精度的半拉格朗日时间离散方案；完成了两时间层稳定外插方案和Helmholtz方程7点FiniteVolume离散方案的理论推导工作；完成了Helmholtz方程系数矩阵的通用组成算法。GRAPES-TCM模式物理过程：在GRAPES单柱模式平台下，对HWRF发布的物理过程组合与目前GRAPES区域预报系统的物理过程组合进行对比试验；引入了最新的GFS整套物理过程，发现，GFS的整套物理过程模拟的降水比HWRF物理过程结果更为合理，近地面通量更接近观测。利用GFS物理过程，表明GFS过程在3D模式中能稳定运行，结果合理。同时，也实现了GFS物理过成在GRAPES区域模式实际个例中的稳定计算，结果合理。5GRAPES-TCM后处理与检验：完成2个台风标准测试个例的初始场等资料，用于各课的敏感试验；开发完成了标准环境下的通用后处理包，完成基本产品绘图并在网页显示，实现了对试验结果进行快速分析。3、西北太平洋热带气旋活动的年循环变异机理研究（结题）热带气旋活动的季节预测是目前国内外短期气候预测业务的一项重要内容，但其预测技巧普遍不是很高。一方面原因是在气候尺度上，热带气旋的活动表现为一次次事件的统计特征，由于天气尺度特征明显而其年际变化受到年内尺度变化的影响十分明显。本项目从热带气旋年循环特征及其年际变化特征着手，对热带气旋活动的年内变化与年际变化的关系进行了研究。结果表明，西北太平洋热带气旋的年循环可分为5种类型（一种正常型和四种异常型），这5种类型之间的迁移呈现出年代际尺度的特征。进一步的分析表明，ENSO循环对西北太平洋热带气旋活动的影响主要侧重于年际尺度，而东亚夏季风的影响主要在于年内尺度（季节内－季节尺度）。ENSO循环的影响可使西北太平洋热带气旋源地在西北和东南象限之间发生年际尺度上的迁移；而东亚夏季风的季节进程则可使得热带气旋的源地在西南和东北象限之间发生季节尺度的迁移。进一步的分析表明，全球热带气旋活动的地域分布和各海域热带气旋的年循环特征受到海陆热力差异的调控，这也是决定热带气旋活动的基本物理条件（低层涡度、垂直风切变、海洋热状况、对流稳定性和相对湿度）的根本因素。海陆热6力差异使得不同海域的热带气旋活动呈现出不同的季节变化特征。通过本项目的研究，明确了东亚夏季风和ENSO循环对热带气旋活动影响的不同之处，并形成了清晰的物理图像。4、台湾地形所致中尺度次生涡旋对热带气旋结构和强度变化影响的机理研究（结题）利用历史观测资料和数值模拟发现热带气旋过台湾岛时可在岛西侧产生副中心（或中尺度次生涡旋），且在岛西北和西南侧产生的副中心在生成机制上有明显不同。早期研究表明，当热带气旋靠近台湾岛时，其偏东气流越过台湾北部山脉时由于降压增温作用可在岛西北侧（背风侧）产生次生低压（有暖心结构的低压中心），随次生低压的发展最终成为具有暖心结构、闭合环流且有低压中心的副中心（特性与热带气旋基本一致），项目组将次生低压生成机制称为热力机制。但是，项目组发现在西南气流较强的背景条件下，当热带气旋靠近台湾东部沿海时，台风环流可以绕过北部山脉南下到达台湾海峡南部且与西南气流交汇产生辐合气流并吹向台湾南部山脉。受南部地形的阻挡可向北偏折并回流产生闭合的环流（或称次级涡旋：具有闭合环流的涡旋中心），随该次级涡旋的北上发展