登陆前后台风降水的演变及其机理研究

Different from the previous works those focused on the impacts of environmental conditions on convection distributions of quasi-statistic tropical cyclones, this project will study the temporal and spatial variations of tropical cyclone convections, as well as the evolution of associated spatial and vertical structures of precipitation at different time (prior to, at the time and after landfall) for landfalling tropical cyclones. Further, it will examine the key dynamic processes and energy terms that control the convection change of tropical cyclones during landfall. The understanding of the above problems will deepen the understanding of the complex physical progresses which control the rainfall change of landfalling tropical cyclones, and help to improve the accuracy of the rainfall forecast of tropical cyclones.

为进一步了解我国典型天气形势下，登陆前后台风降水的演变过程及其机理，不同于以往只关注环境条件对准静止热带气旋对流分布影响的研究，本项目重点探讨从登陆前到登陆后，台风对流活动的时空变化，其对应的降水水平及垂直结构的演变，以及登陆前后台风对流变化的关键动力学和能量学机理，为深入了解登陆台风降水的演变规律以及提升台风降水预报水平提供一定的科学依据。

热带气旋（Tropical cyclone，下文简称为TC）降水一直是业务预报的国际难题。我国是世界上受台风侵袭最严重的国家之一，登陆TC降水预报一直是我国气象防灾减灾的重中之重。然而，由于对影响登陆TC降水物理过程不够了解，登陆TC降水预报仍存在很大的困难。首先，登陆TC产生不同降水分布的本质原因还不够清楚。其次，登陆过程特有的一些物理过程如陆地干空气卷入是否以及如何影响TC降水还未被揭示过。本项目在以上两方面均取得了进展：1）从天气学角度指出，TC登陆前后所处的不同天气系统的配置，是导致其产生不同降水分布、不同移动路径的本质原因，并进一步揭示了不同天气系统配置下，登陆弱TC产生暴雨、登陆干TC产生强降水的物理过程及其天气学概念模型，这为业务预报提供了科学依据和参考。2）不同于以往仅关注TC降水水平分布的视角，本项目还从TC降水垂直结构出发，揭示了干空气影响登陆TC降水结构的过程及其机理。研究发现，登陆干空气的侵入加剧了登陆TC降水分布的不对称性；干空气从中层侵入后，抑制TC强对流的发展，但却通过诱发中低层下沉运动，促进层云结构的形成，从而导致TC层云降水的增加。这一现象及其机理在以往研究中还尚未被揭示，对登陆TC降水预报具有一定应用价值。..在本项目的资助下，上述成果以4篇高水平学术论文（均发表在国际地球科学领域的Nature Index期刊）、多次重要国际论坛邀请报告、国际会议分会场召集、国际国内会议口头报告、获得科技奖励等形式展现。这些成果对加深理解登陆TC降水物理过程、提高TC降水预报准确率以及防灾减灾均具有重要的意义。.