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台风(热带气旋)的主要灾害往往是在登陆(landfalling)前后造成的。台风登陆前引起的沿海大风和外围云系在近海造成的暴雨是其造成灾害的主要方面,随着卫星和雷达等非常规探测技术的不断发展,以及数值预报模式的不断改进,目前对于台风登陆前其路径和风雨分布的预报能到达一个相对较高的水平。台风登陆后,由于受地面摩擦耗散的影响,以及环境水汽供给的急剧减少,导致台风的强度和路径变化变得相当复杂,因此也是台风预报中的难点。需要利用多种方法从不同的侧面对登陆台风进行深入的研究,以不断提高登陆台风风雨分布的预报。
本研究基于NCEP/NCAR全球对流层l°×1°格点再分析资料,中国740个常规观测站的降水资料(浙江省部分),以及由上海台风所负责整编的台风年鉴资料,从众多台风个例众筛选出1949年以来对我省有重大影响的多个登陆台风个例,对登陆台风影响浙江省台风降水的不同分布类型进行分型研究。所得研究结果如下:
(1)对浙江省产生重大影响的登陆台风引起的降水分布表现出明显的分型特征,根据不同登陆台风在浙江省的过程降水分布的不同区域可以划分为登陆台风降水Ⅰ型,登陆台风降水Ⅱ型,登陆台风降水Ⅲ型,和登陆台风降水Ⅳ型共四种类型,其中,不同的登陆台风降水类型与台风登陆点和相应的台风路径有较好的对应关系。具体表现为:(i)对于在台州及其以北登陆的台风,其移动路径大都为登陆后沿西北行或在浙北转向,对应的降水分布为Ⅰ型,即降水主要出现在浙江省东北部象限内,降水中心一般有两个,一个位于温、台地区,另一个降水中心在天目山区一带。(ii)在浙江东南部温州登陆的台风,其陆上路径一般沿西行穿过浙江省南部后在江西东南部转向北行,生命史相对较短,移动较慢。降水分布为Ⅱ型,即降水主要出现在浙江省西南象限,有东、西两个降水中心。(iii)在浙闽交界及其以南附近地区登陆的台风,其登陆后的陆上路径以西偏南方向为主,陆上生命史较短。降水分布为Ⅲ型即降水主要沿浙江省海岸线分布,降水大值区出要出现在浙江省东南沿海,同时在杭州湾一带也出现一个降水相对大值区。(4)在浙闽交界登陆的台风(或是在台州北部登陆的弱台风),登陆后在浙江温州至丽水一带转向北行穿越浙江省中北部后入海或是沿偏西方向进入江西中南部后转向北行(对台州北部登陆的弱台风则因为地形阻挡作用出现西南折路径)。这类台风(除较弱台风外)陆上生命史相对较长,在转向后均能到达渤海湾一带,其降水分布为Ⅳ型,即这类台风在整个浙江省范围内均会带来较大降水,降水中心出现在温州至宁波一带。(v)所有台风个例降水分布均在温州至宁波一带产生一个强降水中心以及天目山区一个相对较弱的降水中心,说明下垫面地形和海岸线在登陆台风影响浙江降水过程中起着至关重要的作用。
(2)影响浙江降水的登陆台风的强度变化在登陆前6小时基本上均表现出一致的衰减趋势(个别个例除外),在台风登陆前24小时至登陆前6小时,不同类型的台风强度变化表现为不同的波动特征。而台风的结构变化则表现出有涡旋相互作用等的多样性。
(3)通过计算不同类型登陆台风登陆前24小时扰动动能的波动特征,表明由台风涡旋激发的不稳定扰动的向外传播有明显的波列特征,波列结构的波动中心与台风未来的移向有密切关系。
(4)根据以上研究,给出一个预报登陆台风影响浙江省降水分型特征的预报模型:首先,对欧洲中心(或T213)6小时的形式预报场进行尺度分析,求出台风登陆前24小时的不同对流层中低层扰动动能场分布(6小时扰动动能场、12小时扰动动能场和24小时扰动动能场)。然后根据不同类型台风移动路径与扰动动能场波动中心传播的相互关系,确定出台风的移动路径属于以上4类中的哪一种类型。之后,根据给出的台风路径预报确定相应的降水类型。最后,根据台风强度和结构的演变情况,以及水汽输送特征等,给出台风降水的范围和强度预报。