發(fā)布時間：2020-06-30 23:17

【摘要】：臺風極端降水致災事件在我國發(fā)生十分頻繁,隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,國家和社會在應對自然災害上的脆弱性大大增加,對臺風極端降水進行有效的預報預警是我國防臺減災戰(zhàn)略的迫切需要。高分辨率的區(qū)域數(shù)值天氣預報模式正逐步表現(xiàn)出對臺風降水預報的優(yōu)勢,但仍有很多科學問題有待進一步研究。本研究選取影響我國的典型熱帶氣旋個例,對其降水的極端特性進行分析,開展數(shù)值模擬試驗,探討高分辨率區(qū)域數(shù)值模式的極端降水預報能力,并重點關注初始場不確定性的可能影響,為進一步認識熱帶氣旋極端降水的可預報性提供參考。首先,使用百分比法對“單站熱帶氣旋極端降水閾值”和“中國熱帶氣旋極端降水閾值”進行了定義,并選用中國氣象局《熱帶氣旋年鑒》資料,對熱帶氣旋極端降水的閾值進行了計算分析。在此基礎上,研究了兩個典型個例“菲特”(1323)和“蘇迪羅”(1513)臺風降水的極端特性,結果表明:“菲特”和“蘇迪羅”臺風均在華東沿海地區(qū)造成了極端性降水。其中,“菲特”臺風的日降水量、小時雨強和過程降水量都有相當大范圍達到了極端降水級別,幾乎覆蓋了浙江省以及上海全部區(qū)域,有些站點降水甚至達到了歷史極值�！疤K迪羅”臺風在浙閩交界處所致強降水在多個站點超過各自的“單站熱帶氣旋極端日降水閾值”,并達到十年一遇的標準,在個別站點甚至達到百年一遇的標準。選取“蘇迪羅”臺風在浙閩交界處所致極端降水過程為研究對象,采用WRFV3.6模式進行了水平分辨率為9km和3km的二層嵌套網(wǎng)格模擬。模擬試驗很好地再現(xiàn)了“蘇迪羅”臺風的路徑和強度,也很好地再現(xiàn)了浙閩交界處的極端降水過程。模擬降水的分布與實際觀測基本一致,對逐6h降水的模擬強度偏弱,但對24h降水的模擬強度與觀測相當,降水極值中心位置與實況存在100-200km的偏差。選用片段技巧評分(Fractions skill score,FSS)方法進行極端降水預報的定量評估,并對關鍵參數(shù)進行了敏感性測試,包括評分總區(qū)域、片段格點數(shù)n和降水累積時段,發(fā)現(xiàn)FSS評分隨著分析范圍的增大而減小,隨著n的增大而增大。對于不同時長的降水預報效果也有所不同,時長越長,FSS評分越高,即預報效果越好。對水汽通量場和位渦場的分析表明,這兩個物理量與降水的分布尤其是極端降水的分布有著較強的對應關系,區(qū)域平均的水汽通量和位渦與降水存在顯著的超前相關關系,說明“蘇迪羅”臺風的極端降水過程是在良好的動、熱力和水汽條件背景下發(fā)生的。在控制試驗基礎上,進一步設計實施了大尺度初始場擾動的集合預報試驗,發(fā)現(xiàn)大尺度初始場的細微差異對極端降水強度和位置的模擬均會產(chǎn)生較為明顯的影響,而且降水強度越大,預報的不確定性也越大。各集合成員的24h降水極值預報最大達755mm,最小514mm,相對控制試驗的均方差為116mm。在降水最強時段的24h FSS評分最高為0.87,最低0.74。對各集合成員的超前/滯后相關分析表明,對于此次臺風降水過程,水汽通量較位渦具有更好、更穩(wěn)定的提前預示作用。
【學位授予單位】：中國氣象科學研究院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P426.6;P444

【參考文獻】

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本文編號：2735960