南海弱台风结构特征与初值方案研究

Based on weak typhoon over South China Sea, the feature of typhoon structure will be analyzed by using anaysisl data and satalite and radar observation, to obtain further understanding of weak typhoon and get a clue for model improvements. The structure of weak typhoon will be compared with typhoon bogus model. According to the differences, the bogus model will be redesigned or reconstructed to accord with characteristics of weak typhoon. The initial scheme for weak typhoon will also be studied. The corresponding numerical experiments will be performed to test the validity of the initial scheme.

针对南海弱台风，利用包括卫星、雷达等多种观测资料和分析资料，对其结构进行分析，获取弱台风动力、热力结构特征。对比弱台风结构与目前bogus方法构造的台风模型的差异，探索弱台风模型的构造方案,建立符合南海弱台风结构特点的bogus环流模型。针对弱台风探索适用于数值模式的初值方案，并通过数值模拟分析初值方案对弱台风路径和强度预报的影响。

针对南海弱台风，结合同化了大量卫星、雷达的高分辨ECMWF再分析资料和多年南海台风模式，建立了南海弱台风环流模型样本库，分析对比了合成涡旋与Bogus模型的结构差异，获取了南海热带风暴、强热带风暴和台风三类涡旋动力、热力结构特征。据此改进原方案提出了新Bogus模型方案、结合合成涡旋和分析涡旋的混合初值方案，并开展试验分析与评估。.研究有6点成果：（1）揭示南海弱台风结构与Bogus方案构造的模型有显著差异，指出目前采用的Bogus方案不适合用于南海弱台风的数值预报。（2）发现初始结构偏差对路径预报有重要影响；而强度预报精度则与海温关系更密切，指出改善强度预报的途径——提高海温的准确性。（3）获取热带风暴、强热带风暴、台风三类涡旋具有最强辐合位于底层、最强辐散位于150-100hPa、最大风速区位于涡旋中心西北侧等共同点，同时存在暖中心位置不同等差异。（4）揭示南海台风结构与西北太平洋台风差异明显：高层不存在强反气旋，最大风速区位于中心西北侧（而不是东北侧），暖心较弱偏低，具有西倾的斜压结构。（5）获取了适应不同强度南海弱台风结构特点的环流模型，而不须再借用一般台风模型。（5）建立了面向南海台风模式的弱台风混合初值方案，将该方案应用于业务预报偏差显著、不显著的台风个例和批量试验，路径预报误差都比控制试验显著减小，强度误差也有所减小。可将该方案应用于南海台风模式，以期提高模式对南海弱台风的预报性能。