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(接上篇)
News & Views
Calculation of Viewing and Solar Geometry Angles for the Fengyun-4B Geostationary Satellite
Yang, D., Y. H. Ma, Y. Cao, L. Yang, and H. Zhang, 2026: Calculation of viewing and solar geometry angles for the Fengyun-4b geostationary satellite. Adv. Atmos. Sci., 43(4), 736−743, https://doi.org/10.1007/s00376-025-5699-4
摘要: 观测几何与太阳几何角度的计算,是从静止卫星观测数据中反演大气和地表参数关键的第一步。尽管静止卫星的观测角度不随时间变化,但太阳位置计算的一个主要误差来源是使用单一时间戳。由于像元扫描时间在整个观测圆盘内可能存在显著差异(例如,风云四号B星的扫描时间差异约为13分钟),这种做法会导致太阳天顶角出现高达±2°的误差,这相当于大气层顶辐照度出现±50 W/m2的误差;而太阳方位角的误差可能超过±100°。除了扫描时间,本研究还量化了其他输入参数——包括海拔、地表气压、气温、地球时与UT1的时差以及大气折射——对最终计算角度的影响。将我们的精确计算结果与国家卫星气象中心的官方L1_GEO产品进行比较,显示其精度在0.1°以内,证实了该方法对于大多数反演任务的实用性。为了在需要时实现更高精度,本研究同时发布了相应的卫星及太阳定位代码,提供R和Python两种版本。
关键词: 风云四号B星, 观测与卫星几何角, 太阳定位算法, 静止卫星, 代码, 风云四号B星, 观测与卫星几何角, 太阳定位算法, 静止卫星, 代码
Evaluating the Shanghai Typhoon Model against State-of-the-Art Machine-Learning Weather Prediction Models: A Case Study for Typhoon Danas (2025)
Niu, Z. Y., W. Huang, Y. H. Yang, M. Q. Yang, L. Deng, H. B. Wang, H. Li, and X. Zhang, 2026: Evaluating the Shanghai Typhoon Model against state-of-the-art machine-learning weather prediction models: A case study for Typhoon Danas (2025). Adv. Atmos. Sci., 43(4), 744−750, https://doi.org/10.1007/s00376-025-5464-8
摘要: 本文回顾了上海台风模式(SHTM)由传统物理模式向数据驱动的台风预报系统演进的技术路径。在过去的两年中,上海台风模式通过升级初始场与边界场,并引入机器学习天气预报模型(MLWP)提供的大尺度约束,构建了物理—机器学习融合的混合台风预报模型。在台风“丹娜丝”(2025)个例中,上海台风模式的路径预报误差显著小于欧洲中期天气预报中心综合预报系统(ECMWF-IFS)及主流MLWP模型(如盘古、伏羲等气象大模型);其平均路径误差在预报时效达108小时内可稳定保持在200公里以下,表明预报精度取得较大提升。本文同时提出从物理模式向完全数据驱动台风预报系统过渡的技术路线,并强调完善物理建模框架仍是提升下一代数据驱动台风模型性能的重要基础。
关键词: 上海台风模式, 机器学习天气预报模型, 混合预报模型
Original Paper
Balanced Evolution of the Vertical Tilt of Simulated Tropical Cyclone Vortices in a Sheared Environment
Zhou, X. Y., L. G. Wu, and Y. C. Feng, 2026: Balanced evolution of the vertical tilt of simulated tropical cyclone vortices in a sheared environment. Adv. Atmos. Sci., 43(4), 751−768, https://doi.org/10.1007/s00376-025-4505-7
摘要: 在切变环境下,热带气旋涡旋垂直方向对齐是其加强的关键因子。基于两个在近似恒定东风垂直风切变(分别约6 m s-1和10 m s-1)下的理想化数值试验资料,利用非线性平衡框架下的位涡反演结果,证明了准平衡环流在很大程度上可以解释模拟中涡旋垂直倾斜的演变特征。该准平衡环流与先前研究所描述的涡旋罗斯贝波特征高度一致。同时,倾斜涡旋的平衡响应可引发内核区域的绝热上升运动,并进一步触发非对称对流的发展。具体而言,倾斜的台风涡旋会产生波动的一波结构热力场(等位温面起伏),空气质点沿起伏的等位温面作气旋式环流时发生绝热抬升,从而触发深对流;随后凝结潜热释放进一步加强对流活动。上述结果表明,热带气旋对环境垂直风切变的响应可以理解为涡旋倾斜、内核非对称结构和对流活动之间的耦合反馈过程,而这一过程在很大程度上可由平衡动力学框架加以刻画。
关键词: 热带气旋, 涡旋倾斜, 平衡动力学, 非对称对流
Enhancing Rainfall Prediction Affected by the Northeast China Cold Vortex Using FY-4B GIIRS Radiance Data in CMA-MESO
Pan, X., D. Q. Li, W. Han, R. X. Liu, and H. Wang, 2026: Enhancing rainfall prediction affected by the Northeast China Cold Vortex using FY-4B GIIRS radiance data in CMA-MESO. Adv. Atmos. Sci., 43(4), 769−787, https://doi.org/10.1007/s00376-025-4526-2
摘要: 东北冷涡是东北地区常见的切断低压系统,常在初夏引发局地强降水、大风和雷暴等天气过程。本研究将风云四号B星干涉式红外探测仪(GIIRS)48个长波通道的晴空辐射率数据,同化至中国气象局区域中尺度数值预报系统(CMA-MESO)中,以评估其对东北冷涡发展及降水预报的影响。结果表明:同化GIIRS辐射率数据后,东北冷涡在200 hPa高度处的暖中心和850 hPa高度处的冷中心均有所增强,850 hPa的干侵入现象也更加明显。这些变化使得未来24小时内东北冷涡强度增强,降水强度和落区更接近实况观测,较未同化GIIRS辐射率数据的试验呈现显著改进。进一步分析发现,降水预报的改进与对流层中下层冷空气活动增强密切相关,冷空气与地面气旋输送的暖湿气流交汇,触发强降水。该研究结果表明GIIRS数据同化在提升东北冷涡引发的极端天气预警预报能力方面具有重要价值。
关键词: FY-4B GIIRS, 东北冷涡, 资料同化, CMA-MESO
On the Onset of Rapid Intensification of Typhoon Hato (2017) under Moderate-to-strong Vertical Wind Shear: Roles of Multi-timescale Interactions
Shi, D. L., G. H. Chen, and J. N. Feng, 2026: On the onset of rapid intensification of Typhoon Hato (2017) under moderate-to-strong vertical wind shear: Roles of multi-timescale interactions. Adv. Atmos. Sci., 43(4), 788−804, https://doi.org/10.1007/s00376-025-5084-3
摘要: 基于观测和再分析资料,本研究探讨了多时间尺度天气系统相互作用对2017年台风“天鸽”(Hato)快速增强(RI)过程的影响机制。“天鸽”生成于一支呈西北—东南走向的天气尺度(周期<10天)波列中,并处于季节内振荡(周期10–90天)对流活跃位相及西北太平洋季风槽(周期>90天)加强东伸的背景下。在持续增强的垂直风切变作用下,“天鸽”在较长时间内维持了显著的非对称对流结构。在RI发生前,天气尺度环流及其内核的非对称对流显著增强,此二者是触发RI的关键因素。多时间尺度扰动动能收支分析结果表明,季节内环流与季风槽相关的风场辐合导致了显著的正压能量转换,从而大幅强化了天气尺度的气旋性环流。此外,在RI发生前,逆切变方向的中层相对湿度(RH)与海面潜热通量(LHF)显著增加,前者主要受强盛的季节内与天气尺度湿度距平驱动,后者则归因于低层风速的增强。增大的LHF与中层RH,以及天气尺度风与季节内/低频风之间下切方向的辐合增强,共同促进了“天鸽”的非对称对流发展,最终导致RI。总体而言,本研究表明,多时间尺度的相互作用能够共同营造有利的动力与热力条件,促进如“天鸽”(2017)这类高度非对称热带气旋的快速增强过程的发生。
关键词: 快速增强, 非对称对流, 多尺度相互作用, 台风 |
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