袁慧玲教授课题组在台风“利奇马”降水研究方面取得进展


发布时间:2023-01-03浏览次数:10



登陆台风暴雨是大气科学研究的重点问题之一。近期,我院袁慧玲教授课题课题组从集合预报和雨滴谱分布两个方面对2019年第9号台风“利奇马”浙江地区的强降水进行了研究,并发表了相关的研究论文。

集合预报是研究登陆热带气旋路径及降水预报误差的重要方法,而初边界条件和模式物理方案均是预报误差的重要来源。同时,雨滴谱分布是模式云微物理过程与降水特征之间的重要联系,但数值模式对雨滴谱的模拟表征仍有很大的不确定性。

课题组利用全球模式集合扰动和三种微物理方案构造了含63个成员的WRF模式对流尺度集合预报。结果表明,集合预报对初边界条件的敏感性高于微物理方案,且台风路径和降水对副高强度及引导气流具有很高的相关性。以集合预报中的优势成员为研究对象,发现不同登陆阶段的台风螺旋雨带、眼区及核心区结构等对降水分布影响较大,同时地形强迫作用及水凝物的模拟也是降水预报的重要误差来源。该成果以“Convective-scale ensemble forecasts of the heavy precipitation of typhoon Lekima (2019) in Zhejiang Province”为题录用于《Atmospheric Research》,第一作者为博士生徐凡宇。

另外,课题组基于“利奇马”登陆期间沿海密集的雨滴谱组网观测资料,评估了WRF模式内ThompsonMorrisonWDM6三种微物理方案对台风不同雨带的雨滴谱特征的模拟表现。结果表明,三种方案均高估了雨滴平均直径而低估了数浓度,且模拟雨滴谱在台风眼墙和雨带之间的变化幅度小于观测事实。此外,有别于观测的雨滴谱特征,模拟会产生大量有高数浓度且较大雨滴平均直径(2 – 2.5 mm)的降水样本,也导致了模拟地面强降水的高估。该成果以“Evaluation of the raindrop size distribution representation of microphysics schemes in typhoon Lekima using disdrometer network observations”为题发表于《Atmospheric Research》,第一作者为硕士生林立旻。

以上两项研究受到国家᯿点研发计划项目(2021YFC3000800)、国家自然科学基金面上项目(42075053, 42075187)和上海台风研究基金(TFJJ201905, TFJJ202014)等项目的支持。



1预报(a)前期、(b)中期和(c)后期500百帕副热带高压5880位势米等高线(黑色实线为GDAS分析场,彩色实线为预报场,虚线为GEFS提供的边界场)及台风中心位置(黑色点为中国气象局最佳路径,彩色点为预报)。蓝、绿、红色分别表示预报路径准确、偏南和偏东的集合成员平均。

2  台风“利奇马”在(a)外雨带(COR)、(b)内雨带(CIR)、和(c)眼墙(CER)区域内的对流性降水的Dmlog10Nw(质量加权平均直径-标准化数浓度截断参数)的联合概率分布。散点表示Dmlog10Nw样本,等值线分别表示25%50%的联合概率,填色表示联合概率超过50%的区域。(d)合成的眼墙(实线)、内雨带(虚线)和外雨带(点线)的对流性降水的Dmlog10Nw联合概率分布。等值线表示联合概率超过25%。(a)–(d)中观测和三个模拟用不同的颜色表示,圆点,三角和正方形符号分别对应外雨带,内雨带和眼墙的样本的中位数。(d)中黑色虚线分别对应5102550 mm·hr-1的降水率。



相关论文:

Lin, L., H. Yuan*, X. Bao, W. Chen, S. Zhang, F. Xu, 2022: Evaluation of the raindrop size distribution representation of microphysics schemes in typhoon Lekima using disdrometer network observations. Atmospheric Research, 278, 106346. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2022.106346

 Xu, F., H. Yuan, L. Lin, W. Chen, 2023: Convective-scale ensemble forecasts of the heavy precipitation of typhoon Lekima (2019) in Zhejiang Province. Atmospheric Research. 278, 106543. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2022.106543


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