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台风“杜苏芮”过境期间边界层风场的多源观测与演化特性研究

台风边界层；风场观测；测风激光雷达；风廓线雷达；多源数据融合

主题2 大气物理、化学、环境 > 专题2.4 大气垂直结构探测技术和过程研究

台风边界层的风场精准观测对提高台风的路径和强度预报水平具有重要意义。为了研究台风边界层的风场垂直结构，基于福建省厦门市两个站点部署的相干多普勒测风激光雷达、风廓线雷达仪和自动气象站 3种仪器，提出了一种多源数据风场融合方法，以获得无盲区、覆盖整个大气边界层的连续风廓线。针对雷达遥感观测的近地盲区，通过结合自动气象站的观测数据以获取盲区内的风速；相干多普勒测风激光雷达在弱降水天气下提供边界层内的高精度、高时空分辨率的风速垂直剖面连续观测，但台风过境带来的强降水会导致激光雷达的探测距离严重衰减，此时结合风廓线雷达的观测结果可有效获取高空的风廓线。在台风“杜苏芮”过境期间，将多源数据融合后的平均风廓线与多种经典风廓线模型进行了比较，结果表明，在台风登陆造成风速迅速变化之前，实测风廓线与拟合的幂律模型具有较好的一致性；但经典风廓线模型在台风登陆期间和登陆之后难以准确描述风场的垂直变化，特别是当风速基本不随高度变化或存在风切变/低空急流时会造成较大的误差（最高可达73%)。因此，对于台风边界层风廓线的精确观测对于改进现有风廓线模型，提升台风的路径和强度预报准确性仍十分重要。在此基础上，完整分析了台风“杜苏芮”登陆期间边界层风场的精细结构和演化过程，并对水平风场分布和风速随距台风中心距离的变化进行了统计分析。