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[成果]北师大全球院赵传峰教授等利用观测揭示了

文章作者:产品测评 上传时间:2019-11-17

近日,大气科学学院赵坤教授课题组在登陆我国的台风降水微物理特征研究方面取得新进展,成果以《Drop Size Distribution Characteristics of Seven Typhoons in China》为题发表于《Journal of Geophysical Research: Atmospheres》。论文第一作者为2013级硕士研究生温龙,赵坤教授为通讯作者,南京大学为论文通讯单位。

  

我国是受台风灾害影响最严重的国家之一,开展登陆台风降水微物理特征的研究,对于提高我国登陆台风降水估计和预报精度,增强防灾减灾能力具有重要的意义。利用架设于江苏和广东的两台高精度二维视频雨滴谱仪的观测资料,课题组对登陆中国南部和东部的7次台风过程的雨滴谱分布特征和雨滴形状特征进行了研究。研究发现,虽然台风DSD和DSR 特征存在个体差异,但登陆中国南部和东部地区的台风雨滴谱参数统计特征的差异很小。受不同微物理过程的影响,中国大陆地区的登陆台风雨滴形状较之台湾地区更趋于圆球形,且其对流性降水由浓度更高的小雨滴组成。基于这些独特的降水微物理特征,该研究拟合了适合中国大陆地区登陆台风降水的Z-R关系、雨滴轴长比关系和μ-Λ关系,有助于提高本地区雷达定量降水估计和模式微物理参数化精度。

  北京师范大学全球院赵传峰教授等利用卫星观测和气象再分析数据,分析了人类污染对西北太平洋地区台风的影响,发现气溶胶能够在牺牲一定台风最大能量的情况下促进台风降水灾害面积的扩大,成果发表在美国地球物理协会期刊《地球物理研究快报》(Geophysical Research Letters),题为“Enlarging Rainfall Area of Tropical Cyclones by Atmospheric Aerosols”(https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1029/2018GL079427)。这项工作合作者加州理工大学Yuan Wang研究员在2014年利用模式研究曾经发现了模式中亚洲排放的气溶胶能够影响西北太平洋台风降水面积,然后一直缺乏基于观测的证据。赵传峰教授等在这项工作中基于卫星观测(MODIS)的气溶胶光学厚度(AOD)、卫星观测的台风路径和TRMM降水反演数据,结合再分析数据(MERRA-2)的气溶胶光学厚度,利用统计方法首次从观测上揭示了气溶胶与台风降水面积之间的关系。研究发现气溶胶对于台风降水面积大小有着非常显著的影响。平均而言,在西北太平洋地区气溶胶每增加0.1,台风降水面积大小(半径)增加9-20公里。这项发现意味着人为气溶胶污染的加重不仅仅能够增加降水强度,还会导致更大面积的台风降水面积,造成更严重灾害。

该研究受到国家重点研发计划(2017YFC1501703)、国家重点基础研究发展计划(2013CB430101,2015CB452800)、国家自然科学基金(41475015,41275031,41322032),以及北极阁开放基金的资助。

  这项研究受国家重点研发计划“重大自然灾害监测预警与防范”项目“气溶胶对流云降水相互作用机理研究及京津冀区域模式应用示范”(2017YFC1501403)、国家自然科学基金(41575143)、青年千人计划、地表过程与资源生态国家重点实验室、中央高校基本科研业务共同资助。

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  西北太平洋是世界上台风爆发频率最多、强度最高的地区,今年频发的台风事件更是受到广泛关注。台风灾害的大小通常取决于2个方面,一个是台风强度,一个是台风大小。相对于强台风,大面积台风导致的灾害因为覆盖面积广而常造成更为严重的生命和财产损失。那么决定台风大小的因素有哪些?与西太平洋相邻的亚洲近年污染严重,是否与台风之间存在关系?

Wen Long, Zhao Kun, Chen Gang, Wang Mingjun, Zhou Bowen, Huang Hao, Hu Dongming, Lee Wen-Chau, Hu Hanfeng, Drop Size Distribution Characteristics of Seven Typhoons in China. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 123.

图1. 登陆中国台风的Z-R关系,雨滴形状关系,μ-Λ关系。

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