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1、第九章 熱帶氣旋預報一、熱帶氣旋的分類和定義二、熱帶氣旋氣候概況1、TC的時間分佈特徵（1）時間分佈特徵我国把进入180E以西、赤道以北的西太平洋和南海，且近中心最大风力大于8级的TC，按每年出现的先后顺序编号。据19492008年共60年资料统计，进入上述地区的编号（命名）TC年平均约有27.4个，但是分布很不均匀，最多的1967年多达38个（含我国编号的TC和我国未编号但国外命名的TC），而最少的1998年编号TC仅有14个，是半个世纪以来最少的年份。 在西太平洋地区，全年均有TC形成，其中，710月份TC个数占全年TC总数的68.8。（2）空間分佈特徵据统计，如果将热带低压计算在内，西北
2、太平洋（含南海）海域从106180E，0.540N内均有TC形成，其中在南海海域形成的TC约占整个海域TC总数的三分之一。TC的空间分布很不均匀，在4N以南与30N以北，110E以西与170E以东，很少有TC形成；在10N附近TC形成最多，但在南海海域TC形成最多的纬度是1617N附近。TC的高形成区分布在以下三个海域：南海中北部偏东洋面（114120E，1418N）、菲律宾以东至加罗林群岛之间洋面（128134E，1014N）、加罗林群岛一带（136152E，812N）。其中加罗林群岛源地东西跨度最大，TC形成数最多，是TC形成的一个主要源地，在这一源地中又以加罗林群岛中部TC形成数最多。
3、从19722001年30年平均TC活动（隔6h定位）出现频数的地理分布图（图9.2）可以看出，TC最频繁活动的纬度在1219N之间，其中活动最频繁的两个区域分别为：南海中北部海面和菲律宾东侧洋面。2、登陸TC的統計特徵我国东邻太平洋，南临南海，有着长达18000km的海岸线，是TC频繁登陆的国家之一。每年79月份是我国登陆TC最活跃的季节，其间登陆数占全年总登陆数的75，其中7月份登陆最多，8月份次之，其余依次是9、6、10、5、11月；19492008年，4月登陆我国的TC总数和12月登陆我国的TC总数都只有2个，而13月尚未有TC登陆我国。由于我国沿海海岸线的分布和部分TC路径等因素，少数
4、TC会出现多次登陆的现象，因此，登陆我国的TC年均8个，但年平均登陆次数达11次。按平均登陆次数统计，我国沿海自北向南均有TC登陆，其中广东是登陆最多的省份，约占35.2。然后依次为海南、台湾、福建、浙江和广西，其余各沿海省市TC登陆次数很少。一般地说，从春到夏，我国TC登陆点的纬度逐渐北移，8月到达最北，登陆点的平均纬度在24N左右，9月份开始又逐渐南移。台风登陆点平均纬度的季节变化与控制台风路径的西太平洋副热带高压（简称副高，下同）从春到夏逐渐北移、从夏到秋逐渐南移的季节变化是一致的。三、熱帶氣旋形成的條件及其預報1、TC形成的基本條件 有足够广阔的热带洋面，从表面到60m深的海温在26以
5、上； 从海面到对流层中层有深厚的高湿度层，促进深厚积云对流和对流层垂直运动的发展以及云中降水，进而有利于潜热的释放； 对流层上下弱的风速垂直切变，有利于气柱内凝结潜热的集聚和暖心结构的形成，进而导致地面气压的下降，形成低压环流； 高空存在辐散，有利于TC的发展； 有强的和经常出现的对流不稳定（se/P0）； 低层正的绝对涡度。这与低层的相对涡度有关，观测表明，低层的涡度场为正的区域才有可能形成TC，TC总是由热带洋面上的初始扰动（热带低气压或水平尺度为56个纬距的云团）发展而成，特别是在热带辐合带（ITCZ）中形成的。另外，在赤道附近没有地转偏向力的作用，不能形成气旋性涡旋。2、TC形成的理論
6、（1）第二類條件不穩定理論（CISK）目前，受到比较广泛支持的是用第二类条件不稳定理论（CISK）作为TC发展的物理解释。CISK强调了积云对流尺度运动和大尺度运动之间的相互作用，既考虑了主要环流和次级环流间的相互促进，也考虑了天气尺度扰动与积云对流之间的正反馈过程。CISK假设可以简单地表达为：热带扰动中积雨云细胞区通过潜热释放略增暖，这种加热又使地面气压略下降，从而增强底层气旋性环流；由于边界层的摩擦作用，就会造成低层的大量热湿空气辐合流入并且抬升，形成更多的积云对流，释放更多的潜热，使地面气压继续下降，如此循环下去，低压扰动就不断发展。要使得进行得更加有效，就要求对流层风速垂直切变要很小
7、，才能使释放出来的潜热集中。从这个理论可知，TC中的对流活动和潜热释放不是随机的，而是受中尺度和天气尺度运动制约的，即天气尺度扰动产生水汽辐合，把积云组织起来，并维持其不断的增长和发展，而扰动中的积云对流所释放的潜热能供给天气尺度扰动运动的能量。这种相互作用的过程使对流层中上部不断增暖，扰动中心气压不断降低，从而导致TC的不断发展。然而，CISK理论中并没有考虑基本气流的作用，而实际上TC的发生发展与环境流场特别是切变基本气流有关。（2）多尺度組合理論多尺度组合理论对TC形成的物理过程的解释大致如下：在热带大气中，当两个或两个以上的中尺度深厚对流云系位于偏离赤道58以外宽广温暖的洋面上，而且处
8、在有利的大尺度天气背景（如ITCZ）中，平均气流的垂直切变小。由于大尺度环境气流的作用，如东风波、赤道反气旋北移、南半球冷空气向北爆发等，使得这些深厚的中尺度对流云系互相趋近而达到一个合适的距离（大约300km）以内，或者在它们形成时已处于合适的距离以内。这时风场由分离的涡旋突变成具有单一中心的气旋性环流系统，尺度明显增大，最大风速也明显增大，于是TC的前期低压环流形成，CISK过程开始起作用。然后温度场向风场适应，经过一个适应调整过程，一个新的具有暖中心的温度场开始出现，地面气压开始下降，同时CISK过程也越来越起着重要的作用。由于新暖中心的反馈作用，大大地加强了低压环流。同时由于辐合气流的
9、推动，使得仍然处于分离的中尺度深厚对流云系向中心靠拢，因而最大风速增加，最大风速半径向中心收缩。这时的CISK过程越来越强烈，这种联合作用的结果，使得TC有一个迅速猛烈的发展时期，最后发展成为一个成熟的TC。按传统的科学方法及合成分析，对TC发生发展的多尺度组合理论进行验证的结果表明，多尺度组合理论比仅仅有CISK过程的推论更符合观测事实。可以认为，用TC发生发展的多尺度组合理论来推论、预测TC由早期的热带云团热带低压台风的发生发展过程，并能较好地解释其发展过程中的一个急剧加深阶段。3、TC形成的主要過程TC的形成是一个非常复杂的过程。根据陈联寿等的研究和一些观测结果，在西太平洋和南海地区，T
10、C的形成可归纳为如下几种过程。（1） 切變流場的不穩定在西北太平洋，由ITCZ中的热带云团形成的TC占总数的近80。在有利条件下，ITCZ可相继或同时形成多个TC。以135E为中心的10个经距范围内ITCZ的活跃区，也是TC形成的密集区。ITCZ较强的年份往往当年多TC活动。ITCZ又分为季风辐合带和信风辐合带，在季风辐合带中，较容易有低压或涡旋发展成TC，而信风辐合带中形成的TC要少得多。（2） 熱帶波動（東風波、赤道波）形成TC据王蔚等（2008）用19952004年资料统计，东风波形成TC约占10。一种情况是东风波作为初始扰动最后发展成TC；另一种是东风波移到一个已存在的低层扰动之上，激
11、发其发展成TC。例如，2004年7月2526日，南海东北部海面存在一个热带扰动，当一个东风波从西太平洋经台湾上空移到华南近海上空时，这个热带扰动27日在粤东近海突然加强成第13号热带风暴。根据广东的经验，在南海海面，由东风波形成的TC，需具备3个条件： 700hPa高度上的波动较强，波上的东南和东北风风速10m/s； 南海中南部西南风风速12m/s； 东沙、汕头为负变压和成片雨区。（3） 弱冷空氣南下形成TC在过渡季节，冷空气入侵致使TC形成，其作用如下：使不稳定空气发生明显扰动，形成大范围降水，引起潜能大量释放，加速上升移动；增加了TC外围的气压梯度，加强了热带扰动北侧的东北或偏东风；由于冷
12、空气造成的斜压性，存在较强的温度梯度和部分斜压能量的释放；冷锋产生大量对流云是热带扰动发展的有利环境条件。（4） 在熱帶對流層上部槽（TUTT）作用下形成TC太平洋中部的TUTT一般由中纬度西风槽振幅加大而伸展到热带形成。TUTT南侧或西南侧的辐散气流叠加在低层热带扰动上空，在东北方和西南方各有一条流出通道（图9.4），使其发展成TC。TUTT内的冷涡势力较强时也会伸到地面，诱发出东风波和低压扰动，这些扰动在有利的环境条件下可以发展并形成TC。但这种方式形成的TC在西太平洋并不多。冷涡从冷心变成暖心的过程目前也不十分清楚。4、南海TC形成的條件及主要過程（1）條件南海TC形成的基本条件与其他海
13、域基本是相同的，但南海毗邻我国大陆，是TC频繁形成的海域之一，而且TC一旦形成，就会直接对海上船只和海洋石油平台构成威胁，也会较快影响华南沿海地区。长期以来，华南地区的预报员和香港天文台的预报员都结合南海地区的特点，对南海TC形成的条件进行总结研究，提出了下列8个条件： 闭合的扰动低压位于8N以北的南海海域； 海温达2731C最有利于TC的形成。秋季，当海温24C，TC明显减弱；海温24C，TC维持或略有加强； 对流层中、下部的湿度增大，se/P0（位势不稳定），并出现成片的不稳定降水； 低压区的上空（500200hPa）出现2C的温度正距平，地面气压在24 h内下降2hPa以上； 热带低压的
14、南北两侧风速加大到12m/s，其高层（200hPa）有与急流相联系的气旋中心或明显辐散区； 200hPa与850hPa纬向风速差8 m/s； 输入云带宽广，低气压中心越靠近浓密云团中心，越有利； 105115E处有明显的越赤道气流。（2）天氣過程南海是季风活动最活跃的海域，过渡季节常受到东北季风和西南季风交替影响。因此，除了9.3.3提到的几种天气过程外，下列两种情况也可在南海形成TC。 切变类低压发展成TC。在初夏的过渡季节（56月），南海西南季风活跃，同时，东亚沿岸有大振幅的高空槽不断南侵，引导冷空气南下，在地面和低空形成近乎东西向的切变线，云带从日本以南洋面伸到南海(图9.5a)。如果西
15、太平洋副高西伸，或者在500hPa华南上空形成高压，与切变线联系的云系就会断裂，云带气旋性曲率加大，低压区逐渐发展成TC（图9.5b）。1987年6月中旬后期，8702号台风就是由南海的切变发展形成的。 华南低涡入海发展成TC。夏半年，中低层（850700hPa）具有明显的斜压结构的气旋性涡旋有时会从华南大陆移入南海，在有利的条件下发展成TC。这些低涡后部都有冷中心或冷槽配合，有分析认为，500hPa偏北气流移入南海后会出现变性，斜压能转变成潜热能，冷性结构变成暖性结构，从而形成TC。低涡入海发展成TC要具备3个条件：500hPa西风脊并入西太平洋副高，造成副高西伸，爆发北上的赤道反气旋在南海北部形成活跃的辐合带；850hPa低涡附近地区东西风低空急流建立和增强，TC形成于纬向水平切变最大的区域；低涡入海前（12d），850hPa南海北部的se80，低涡入海后，垂直方向形成一个高能柱。7405号热带风暴是冷涡入海形成南海TC的个例。5、“近海形成”TC的分析與預報（1）特點“近海形成”的TC从形成到登陆和消亡时间非常短，水平范围较小，直径200300 km，往往由于猝不及防而造成较大的损失。如0411号TC是南海东北部海面的一个热带低压快速发展而
