环境垂直风切变作用下地形对登陆台风降水的影响研究

Past researches paid little attention on the combined impact of environmental vertical wind shear and terrain on the landfalling typhoon rainfall. During landfall process, typhoon would definitely confront both complicated environmental wind field and terrain conditions. However, under the combined effect of environmental vertical wind shear and terrain, their relative contribution and their combined effect on the landfalling typhoon rainfall are so poorly understood. This project will adopt ideal simulation, high-resolution numerical simulation of real case, and sensitivity test, combined with dynamical diagnosis to do research on the above mentioned questions. The key research areas include: 1) impact differences between environmental vertical wind shear and terrain on landfalling typhoon rainfall; 2) combined effect of environmental vertical wind shear and terrain on landfalling typhoon rainfall. The results would intensify the knowledge of the typhoons rainfall dynamics during landfall, and also provide scientific basis for rainfall forecasts of landfalling typhoons in China.

以往有关登陆台风降水的研究很少关注环境垂直风切变与地形的共同影响。在登陆过程中，台风势必面临复杂多变的环境风场和地形条件，然而在环境垂直风切变和复杂地形的共同作用下，二者对登陆台风降水的相对贡献、共同影响问题目前仍知之甚少。本项目拟采取理想模拟、个例高分辨率数值模拟及敏感性实验，结合动力学诊断分析的方法对以上科学问题开展研究，主要研究内容包括：1）环境垂直风切变与地形对登陆台风降水的影响差异；2）环境垂直风切变与地形对登陆台风降水的共同影响。研究成果将有助于加深登陆台风降水动力学的认识，为提高我国登陆台风降水预报提供科学依据。

在登陆过程中，台风势必面临复杂多变的环境风场和地形条件。本项目对环境垂直风切变作用下地形对登陆台风降水的影响开展研究。采取观测资料统计分析、高分辨率数值模拟，结合动力学诊断方法，主要研究以下内容：1）登陆台风降水结构（包括轴对称、非对称）特征；2）环境垂直风切变对登陆台风降水落区分布的影响；3）环境垂直风切变作用下地形下垫面对登陆台风降水的影响。主要研究结果表明：1）在中国登陆的台风，登陆点从南海往东海改变，台风的最大降水落区主要位于顺风切左侧，并呈现出一个气旋性旋转特征，这主要源于台风与中纬度西风系统相互作用的差异导致环境垂直风切变方向的气旋性旋转。2）地形等下垫面会对登陆台风降水非对称产生显著影响，尤其当环境风切变较弱时，这种影响更加明显。3）台风的平均降水特征（包括平均降水强度、降水面积、总降水）与台风强度强弱关系密切，但台风的最大降水（包括最大降水的强度、落区等）与台风强度的关系不大。4）研究还利用整体降水区域检验法（CRA）对近4年的登陆中国台风降水数值预报检验评估，发现台风降水的强度与结构预报是当前业务模式预报中的最大难点。项目研究成果将有助于加深登陆台风降水动力学的认识，为提高我国登陆台风降水预报提供科学依据。