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辽东半岛的大暴雨多由登陆北上热带气旋经过黄渤海域所致。北上至辽东半岛及黄渤海域的热带气旋与中纬度西风带系统相互作用,其结构由于冷空气的侵入将发生剧变,这种变性(Extratropical Transition)过程中常伴有中尺度系统活动。过去因探测技术和资料的限制,对此缺少系统研究。近十年来,由于观测技术的发展,高分辨率资料丰富,北上热带气旋暴雨和变性问题已成为我国灾害天气研究领域的重点和难点。这一领域研究内容广泛,包括北上热带气旋结构、强度、运动及其变化过程,下垫面的影响,变性过程等。热带气旋与冷空气相互作用的变性过程是辽东半岛热带气旋暴雨研究的重点。登陆北上热带气旋由于下垫面的摩擦作用其强度通常迅速减弱,由于冷空气的侵入导致热带气旋变性,特别是变性加强过程所产生的强风暴雨可能超过登陆时的灾害,这是热带气旋变性成为国际台风研究界攻关热点的原因,也是本文研究的目标之一。本文用观测研究、诊断分析和数值模拟对辽东半岛热带气旋暴雨进行了较为系统的研究,得出的结果希望对实际预报有所帮助。 本文利用1971~2000年常规资料和热带气旋年鉴资料,对30年来影响辽东半岛及黄渤海域热带气旋运动、强度、变性、路径及灾害的一般特征进行分析,揭示了辽东半岛热带气旋暴雨的主要影响路径、降水分布及所造成的灾害特征。如热带气旋活动有着明显的年际变化;热带气旋源地不同,对研究区域的影响程度不同;热带气旋在自南向北的移动过程中,强度和移动速度变化显著;热带气旋移动路径和灾害天气分布也存在较大差异;热带气旋活动具有群集性,在产生风暴潮、暴雨的同时,常引发洪涝灾害、泥石流、滑坡等次生灾害,加重了灾害程度。 辽东半岛热带气旋暴雨与热带气旋北上期间的大尺度环流密切相关。利用NCEP全球分析资料分析了副热带高压、高低空急流和冷空气的特征。结果表明,热带气旋影响期间,有利、稳定的副热带高压使低值系统偏北移动,并靠近中纬度斜压锋区,使低值系统得到发展的同时并阻挡着其东移出海;高空辐散低层辐合相叠置,高空急流在35°N以北,呈非纬向,有利于垂直上升运动的加强和热带气旋的向北移动;辽东半岛地区为低空急流水汽输送辐合区;登路北上过程中,中纬度斜压锋区穿过热带气旋,使其获得斜压能量变性加强,有利于辽东半岛强降水的产生。 在有利的大尺度条件下,热带气旋云带上的降水并不均匀,雨带上中尺度对流云团的形成、发展有利于所经地区的暴雨增幅。分析辽东半岛热带气旋暴雨发现,南方中尺度云团的卷入或北方有斜压云系移近,有利于低值系统的发展加强。 热带气旋的趋暖性使其向海温暖舌区域偏折,辽东半岛热带气旋暴雨与黄渤海海面温度(SST)有直接关系。数值试验结果表明,黄海北部海温升高使强辐合中心更靠近辽东半岛,低层辐合和水汽输送明显加强,降水量显著增加。海温增温越大,热带气旋降水越强。黄海北部海温降低,低层辐合和水汽输送略有减弱,降水量减少不明显。 辽东半岛周边复杂地形对登陆北上影响辽东半岛的热带气旋都有不同程度的影响。本文针对泰山、辽东半岛和朝鲜半岛的地形进行了数值试验,研究其对辽东半