登陆热带气旋中龙卷和超级单体的时空分布和发生发展环境特征

Tropical cyclones (TC) may cause more intense meso to small scale severe convective systems such as tornadoes, in addition to the widespread strong wind and heavy rain disasters. Although being quite small, TC-tornadoes often cause focused life and property losses upon occurring. However, TC-tornadoes have not been paid enough attention relative to their apparent TCs or their mid-latitude counterparts. Our skills in detecting and monitoring, forecasting and warning these systems are very limited currently worldwide. This project is aimed to disclose the spatial and temporal distribution features of TC tornadoes in China, explore the spatial and temporal distributions, radar signatures, and formation environmental features of TC supercells in situations of with and without tornadoes, different TC quadrants, and different underlying surface conditions. This project tries to find the key physical process in the formation of TC tornadic supercells, examine the predictability of TC tornadic supercells, as well as their differences in different ocean basins.

热带气旋（TC）除了造成大范围风雨灾害，还会造成龙卷等更加激烈的中小尺度强对流天气。TC龙卷虽然尺度小，但一旦发生，往往带来集中的生命财产损失。然而相对于TC或中纬度龙卷, TC龙卷往往被忽视，国际上对其监测、预警和预报能力还极其有限。本项目即针对我国登陆TC龙卷和超级单体的研究和业务服务空白，通过对新一代多普勒天气雷达网、高时空分辨率的卫星和地面资料的观测分析、以及云分辨的实际和理想数值模拟等手段，揭示我国登陆TC环境下龙卷的时空分布统计特征， 考察超级单体的时空分布、雷达信号、和发生发展环境特征及其在有无龙卷、不同TC象限、不同下垫面情况下的差异，识别龙卷性超级单体发生发展的关键物理过程，探讨龙卷性超级单体的可预报性，并在此基础上考察不同海域的差异。本项目的研究将为我国登陆TC龙卷的监测、预报和预警系统建设提供重要理论依据和技术支撑，具有重要科学意义和实际应用价值。

热带气旋（TC）除了造成大范围风雨灾害，还有可能造成龙卷这种更加激烈的中小尺度强对流灾害性天气。TC龙卷一旦发生，往往会带来很大的生命财产损失。相比于中纬度龙卷，TC龙卷尺度小、强度弱、生命史短、多镶嵌于螺旋雨带中因而雷达对其难以进行有效的探测和识别，国际上对其监测、预警和预报能力以及发生发展机理的认知还十分有限。 本项目紧密围绕登陆TC的龙卷和其母体超级单体的时空分布和发生发展环境特征展开研究，取得了如下主要成果：1）建立了2006-2017基于雷达观测质量控制的高质量龙卷数据库；2）揭示了我国TC所致龙卷及其母体雷暴的时空分布、环境背景特征以及发生发展的关键物理过程，发现TC龙卷及其母体超级单体主要发生在其东北象限螺旋雨带的上游端，这主要是由于东北象限具有较大的ECAPE以及0~1km风暴相对螺旋度和综合强龙卷指数；3）揭示了我国和美国TC龙卷以及龙卷高发区的统计特征差异及其环境成因；4）揭示了TC龙卷的可预报性，并提出了一种WRF真实模拟和CM1理想模拟相结合的龙卷预报方法。本项目的研究成果填补了我国全国TC龙卷统计分析之空白，加深了对TC环境下龙卷及其母体雷暴发生发展的机理以及地区差异的科学认识，为提高我国TC龙卷的预报预警能力提供了重要理论基础和技术支撑。本项目执行期间共发表学术论文10篇（第一、第二资助的论文7篇），其中SCI论文9篇。Web of Science 总被引用 50次。项目成员做邀请报告或讲座16次，联合组织国内外学术会议10次。主持人被授予美国气象学会会士，受邀担任Monthly Weather Review编委，作为实验室主任与广东省气象局联合申请并获批“中国气象局龙卷风重点开放实验室”，两次获得《中国科学》期刊优秀编委奖。项目培养研究生6名，其中毕业博士3名，毕业硕士1名，在读博士2名。项目骨干成员荣获佛山市领军人才、中国气象局青年气象英才、首届“名家讲科普”活动全国杰出科普视频奖、江苏省“双创”博士称号以及厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室杰出博士后资助。