基于雷达多普勒速度的短时路径预报―0908"莫拉克"台风
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[摘要]利用雷达多普勒速度资料利用蓝金模式模拟环境风的方法，对0908"莫拉克"台风路径进行分析，结果发现研究近海台风的短时路径预报方法针对环境风对近海台风短时路径预报有很好的实用价值。
[关键词]雷达 蓝金模式 近海台风 环境风
[中图分类号] P429 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-10-218-1
0前言
近年来，台风路径的预报水平虽有较大提高，但大多应用数值预报和卫星资料的分析方法，预报时间较长，对近海台风异常路径的短时预报仍缺乏有效手段，应用多普勒雷达速度资料，从中提取影响台风路径的环境风场信息，并用于判断台风的短时移动路径，对近海台风的短时路径预报有很好的指导意义。
1雷达多普勒速度场环境风提取
大量观测资料和研究结果表明，台风风场实际上由围绕其中心旋转的气旋性环流风场、影响台风移动的天气尺度环境风以及朝（背）向台风中心的辐合（散）风这三种不同类型的风组成的。以台风而言，由于其台风为涡旋分布，且一般切向风远大于径向风，因此在台风的多普勒速度场中将呈现特殊分布。可以给定类似蓝金模式（Rankine Vortex）的速度分布。
研究结果发现，径向风（内外流）与环境风对于零速度线弯曲情形及风场的对称性有很大的影响。径向风导致的零速度线的弯曲程度小，范围小。而环境风所导致的零速度线弯曲程度将因环境风的大小、方向有显著的变化。根据实际台风的多普勒速度特征，和上述的模拟特征进行对比，可以大致估计环境风的风向风速，从而估计台风的移向移速，并对其路径进行短时预报。
2.1受台湾岛中央山脉的阻挡，台风穿过台湾岛时，高层与低层产生分离。高层中心直接越过中央山脉，进入南投境内，而低层中心由于山脉的阻挡及气流的引导作用，沿山脉北上，在台北县境内逐渐消散，高层越过山脉后在台中附近形成新的低值中心，并缓慢移动北移入海。
2.2莫拉克”在移动路径上基本为西北方向，但是存在从台湾陆地进入海峡以后右折，在北上后又转为西北左折的现象。（图1）
“莫拉克”台风前，整体的移动路径相对稳定，登陆之前1小时从台湾五分山雷达2009年8月7日23：01的0.5o仰角的多普勒速度场上可以看出，雷达站北侧的速度零线呈现向着负速度大值区方向弯曲的状态。利用蓝金模型的涡旋分布特征，当模拟的环境风风向140o，风速为8m/s时，台风中心的位置偏向负速度方向，负速度极值明显大于正速度极值，测站北侧零速度线随距离增加而弯向负速度区，与实际观测结果相比较一致。可见，台风将在偏东风气流的引导下向偏西方向移动，实况的结果为2个小时后台风路径从原来的向西转向西北。
岛后，台风中心快速分裂，其上层结构越过台湾岛的中央山脉，下层沿山脉北上。在越过山脉后，在台中附近形成新的低压中心，低压中心滞留，然后再转向往北移动，但其整体的移动方向还是西北方向。
“莫拉克”台风由桃园方向出岛前3小时（08日14时由台湾桃园县出海进入海峡）的五分山雷达0.5o仰角的多普勒速度场（11：03）可以分析看出，雷达站北面的速度零线已经明显向右偏到90o的位置，近而模拟环境风为风向180o，风速5m/s。考虑受环境风的影响及其风速较小的特点，预计台风出台湾岛后的移动方向将会转向偏北，而实况的信息为台风出岛后5个小时后（16：00），台风路径转为向正北，与预报的结果一致。
“莫拉克”进入台湾海峡后并往北移动过程中，前期路径稳定，一直往北移动。分析08月8日20：17五分山雷达1.5o仰角的速度图，发现雷达站北部的速度零线逆时针旋转至50o方向，这个特征表明环境风的方向也在顺时针方向旋转。根据特征参数模拟环境风风向145o，风速6m/s与实况较为一致，其表征在未来的2-3小时以后台风将出现向左的偏折。实况“莫拉克”的移动方向在23：00开始想左偏转并向西北方向移动，与预报吻合。
在“莫拉克”在登陆福建前，路径上有一个向左折的过程，从08月09日13：01长乐雷达的1.5o仰角的多普勒速度场可以看出（图略），雷达站北面的零速度线继续逆时针旋转，表明环境风的方向也在逐渐的顺时针旋转。模拟可得环境风的风向为110o，风速11m/s。台风路径则在2小时后（15：00）出现左折，分析此次出现路径改变的时间比之前几次分析的时间要短的原因在于环境风风速较大，对台风路径的影响要较前阶段来的大。
4总结
通过前期研究与0908“莫拉克”的路径分析表明：利用蓝金模式模拟影响台风移动方向的环境风，应用多普勒雷达速度图像与不同环境风向模拟图像进行比较的方法，能够实时监测环境风向及其变化；而环境风能用来比较准确地监测台风的移动路径，这是大尺度气象资料所难以做到的；而且环境气流往往变化在前，台风移动路径的改变在后，其影响的效果有几个小时的时滞，时滞的时间长短与环境风的风速有关，环境风的风速越大，影响的时滞就越小，反之，环境风的风速越小，影响的时滞就越大。
在近海台风的雷达观测中，此种方法的应用将对台风路径的短时临近预报具有重要的意义。
参考文献
[1] 魏应植，汤达章，许健民，吴陈锋.2007.《多普勒雷达探测"艾利"台风风场不对称结构》应用气象学报.
[2]周仲岛.2010《多普勒雷达在台风环流中尺度结构分析的应用》台湾大气科学.