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西行台风影响期间福建近海海区风场分布特点1、引言我省业务和服务需求1、引言——研究的意义1、引言——国内外发展现状1、研究方法——建立台风气压模型（缺乏一个更具普遍性的台风风场模式）——数值模拟研究（初始资料问题、数值模式内部物理过程描述的不完全）2、有关研究结果：——登陆台风大风与台风结构中小尺度对流系统——冷锋与台风环流——登陆台风的风速和大陆环流系统（大陆大范围热低压,登陆前东北风风速有减弱趋势,登陆后,台风后部西南风风速很强。大陆大范围高压,登陆台风前部东北风风速会突然增强）——福建台风大风天气成因（气压梯度、地形、冷空气、变压梯度）登陆或未登陆台风，大风的分布和台风本身结构以及与周围环境场之间关系密切相关福建台风风场的特殊性台湾岛特殊地形造成台风风场的变形，复杂多样。1.台风环流结构、路径变化2.近海海域风场出现非对称分布3.空心结构4.台风远离福建，大风天气出现1、引言——国内外发展现状台湾岛中央山脉(CMR)——大武到宜兰之间；平均高度在2000公尺以上；水平形式近于椭圆型，平均宽度不足一个纬距，长轴长近3个纬距；东北—西南走向，倾角约为20°——CMR在花莲市附近一带五主峰的平均高度达到3426公尺，就最接近海边之七处山峰（约距山脚６公里以内）求山脉坡度，平均达到40.7%，花莲以北附近之清水断崖的坡度更大。这一带是CMR对台风阻挡作用最明显的区域。台湾海峡——北端平潭岛到富贵角连线为界，南端南澳岛到鹅銮鼻连线为界。南北长约300公里，东西宽约170公里，面积6万多平方公里。1、引言——地形特点1、引言——台湾研究成果外圈:指无“涡度”部分，即风切变和曲率所产生的涡度相反，特别台风前进方向的右半部，风切变和曲率小，视为“近平直气流”。入流角：风流入方向和CMR的交角2、资料说明和处理方法•研究年限2000——2005年。•上海台风所编辑的历年的台风年鉴，省台台风情况汇报，整理获取6年内登陆或影响福建的台风资料。•选择西太平洋西行对福建省沿海产生大风天气的台风。•利用美国NCEP的1*1再分析资料，通过GrADS气象绘图软件绘制图形，分析实况风场特征，进行归类。•选择典型个例,进行数值模拟3、台风的概况32个台风给福建及沿海带来明显的大风天气。台湾岛东侧转向、南海台风和一些复杂路径台风。（例如：0116百合等小概率过程以及0102“飞燕”微型台风）登陆福建有8个台风，其中6个先登陆台湾岛。强度比较弱的热带气旋，风场分布特点不明显。A、近西行登陆台湾中部B、台湾岛北侧西行C、台湾岛南侧穿巴士海峡西行D、登陆台湾南部4、各种路径下的风场分布特点路径B——北侧西行。台风多在26°N附近穿越台湾岛北面，进入东海南部0216台风“森拉克”为例台风中心在CMR的东北面，若台风7级风圈的范围已包括福建北部海域，福建北部海域就会出现较大风天气。台风偏西移动，靠近福建，福建大风范围向中部海域扩大，整个中北部的风逐渐加大台风中心在CMR西北侧时，台风前方大风圈区域内出现偏北大风，而其南侧的海域逐渐出现南大风。台风登陆后，福建海域开始转南大风。路径C——南侧西行。台风多在20°N附近穿过巴士海峡，进入南海北部0313“杜鹃”为例A：福建中部近海海区先出现大风；台湾海峡的东南部或台湾海峡东部海区出现一个风速低值中心。B：台风西行靠近，福建沿海海区的大风由中部扩展到南部C：台风在南海北部,大风区为两块，一是海峡北部出口到东海南部，另一是从台风环流的东北侧即海峡南部出口附近。D：台风继续西移，最大风区出现在台风东北侧的偏东气流下。0010“碧利斯”为例。A：台风中心在CMR东南侧时，即CMR切入台风外圈环流的西北象限时，路径D的台风有些类似于C台风，福建的中部沿海海区较早出现大风天气。B：台风即将下岛时，大风由北呈舌状延伸到海峡南部，最大风区主要集中在中北部海区。C、D:台风登陆大陆后，CMR切入台风外圈环流的东南象限，中北部海区维持一较大风速区；台湾海峡上空西南大风形成另一大风中心；在两个高风速中心过渡带，形成一弱风区。路径D——登陆台湾岛南部路径A——登陆台湾岛中部台风在CMR东面时:中北部海区及海峡的西部出现大风天气。CMR影响到台风的内圈时:出现断裂过山的现象;但台风外圈环流仍以绕流为主,大风由北呈舌状延伸到海峡南部。台风在海峡上时:中北部海区维持一较大风区；海峡上西南大风形成另一大风中心；在两个大风区过渡带，形成一弱风区。0513泰利•其他路径南面登陆，由南到北斜穿台湾岛以0407台风“蒲公英”为例。其特点是前期接近台湾时，风场分布与南侧西行路径相类似;登陆上岛后与登陆台湾岛南部路径相似。北面登陆比较类似的是0418号台风“艾利”近距离经过台湾岛北面，风场上的分布类似于北侧西行路径所显示的特点。当台风在福建沿海往南落时，风场分布比较类似台风中心在海峡上时的分布特点。台风影响期间福建近海海区风场分布形态的不同与台风中心相对于CMR位置的不同密切相关5、数值模拟0313“杜鹃”0513“泰利”模式MM52003年9月1日08时为初始场（此时台风中心在125.2°E，20.7°N，中心最大风速40米/秒，中心气压960hPa），模拟计算48小时。方案CD：BogusTCv=50m/s；台湾地形不变0313“杜鹃”•风场演变依据台风中心相对CMR的位置不同，划分为三个阶段。第一阶段:1日08时台风中心在CMR的东南侧,大风天气出现早，集中在中北部海区尤其是中部海区。第二阶段:2日02时台风中心在CMR的南侧,海峡东部大风区随台风逐渐向西北方向推进，靠近福建中北部沿海地区。第三阶段:2日11时台风中心在CMR的西南侧,一大风区为台风自身内圈环流，另一大风区在海峡北部。二者中间为一弱风区。三个阶段模拟的1000hPa全风速（单位:m/s）分布图•成因分析第一阶段：1日08时台湾岛的东面形成一浅槽波动;大风方向从平行逐渐转垂直CMR;1日11时海峡的中南部出现低值中心。第二阶段：2日02时台风倒槽在台湾海峡上空。2日05时随着台风中心西移倒槽也西移。第三阶段:2日11时台风中心进入南海北部海面上，高度场上在海峡的中部出现一新的低中心方案CD模拟的1000hPa高度场和风场成因分析随着入流角逐渐增大,位于CMR背风坡的台湾岛西侧的地形低值系统形成，使得等高度线密集区集中在低压的北部，造成了大风区主要分布在这一带。•修改台湾地形的各种方案设计方案CFCGCHBogusTCV=50m/sV=50m/sV=50m/s地形高度改变1/2倍2倍向东北方向延长•修改地形模拟的风场比较分析地形对大风的出现的贡献是随着地形高度的增加而增加的。增加地形高度后大风区范围及极值都明显增大，而降低地形的大风区范围和极值都减小。方案CH模拟的风场三个阶段：模拟的变化不大，大风区北推到加长地形的北端。方案CH模拟的海平面气压场相对最高地形的背风面，形成非常清楚的两个低中心，北部大风区形成是低压和其北面系统之间较大气压梯度所引起。•修改地形方案模拟风场的成因分析(1)•修改地形方案模拟风场的成因分析(2)海平面气压场：方案CF模拟出地形倒槽，方案CD模拟出闭合的低值中心，值为997hPa；方案CG模拟的闭合值达到990hPa，低值环流的范围也大于方案CD的低值环流范围。说明地势越高越是有利于台湾岛西侧的低涡生成。9月1日14时方案CF、CD、CG模拟的海平面气压分布图“泰利”:主要是探讨当CMR切入台风内圈时对福建近海海区风场分布的影响。以2005年8月31日14时为初始场模拟计算48小时。0513“泰利”数值模拟方案设计:方案ABBogusTCV=60m/s地形不变0513“泰利”•风场模拟结果比较分四个阶段:阶段Ja:台风内圈远离CMR——明显的带状大风区沿海峡分布，较大风速中心在海峡的中北部阶段Jb:台风内圈接触到CMR即台风过山阶段Jc:台风在海峡上——大风区又成两块分布，海峡中部出现弱风区，福建北部海区和台风南部的海峡南部海区出现大风。阶段Jd:台风登陆福建在福建境内西移——在台风登陆后，台风东部的西南风与台风东北面的东风气流基本相连，大风区呈现螺旋状分布•阶段Jb:8月31日23时——9月1日08时内圈环流大风区接触到CMR范围明显减小，CMR西面的风区发展。A:8月31日23时B:9月1日02时C:9月1日05时D:9月1日08时7、小结台湾岛上的中央山脉对西行台风给福建近海海域带来的大风分布起主要的原因。山脉对台风气流主要为两种形式上的作用：阻挡和绕流。其中由于阻挡作用产生的地形诱生低压效应，使得在中尺度上气压场产生调整，气压梯度密集区集中在福建北部和台湾海峡北部海域，造成这一带海域大风偏大其他海域。此外台湾海峡所带来的狭管效应也加大了这一带的大风。以台风中心与山脉之间的相对位置，归纳出福建省近海海区的大风落区分布六种类型。台风中心在CMR东北面或北面，较大风区在福建北部海区.台风中心在CMR的东面，较大风区在福建北部海区和海峡北部。台风中心在CMR的东南面，较大风区在海峡北部即我省中部海区。台风中心在CMR的西南面，一在海峡北部到福建北部海区的南部区域，另一是台风自身环流内的大风分布区。台风中心在海峡上，大风区一在台风中心的南侧，一在台风中心的北侧,中间为弱风区。台风中心登陆大陆后，大风分布成螺旋带状。8、存在的问题•个例比较有限，虽具有一定的普遍性，但却不能面面俱到。特别是海上资料的缺乏，也影响了对研究结果的检验。•仅研究了西太平洋西行影响福建的台风，对于南海台风或另外一些复杂路径的台风并未涉及，将来需要进一步的进行研究。•初步分析风场形成的机制，尚未做到量化结论，只是提出了概念分型，•未研究周围大尺度环境场对风场分布的贡献，象近海西行台风多是北高南低的大环流背景下发生的，其本身存在的气压梯度差就有加大大风天气的可能性，相信随着将来进一步的深入研究，结合周围环境场继续深入研究风场的分布特点，可大大提高福建省对台风带来的大风天气的预报能力。谢谢！