台风“麦莎”的强度对台风前部飑线发展过程影响的研究

刘佳 沈新勇 张大林 许映龙 毕明玉

1南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室，南京210044

2马里兰大学大气和海洋科学系, 美国马里兰州20742

3国家气象中心, 北京100081

1 前言

飑线是对流性气团凝聚在一起形成长生命史（＞3 h）的离散的实体。由于飑线侧向排列有许多雷暴对流单体，因此可能会发生暴雨、大风、冰雹等剧烈的灾害性天气。以往的研究指出，飑线是一种准线性的中尺度对流系统，对于它的发生条件已经有许多的研究（丁一汇等，1982；Laing and Fritsch，2000）。国外学者利用雷达回波资料分析了飑线的统计学特征和中尺度对流组织模型（Houze，1977；Chen and Chou，1993; Parker and Johnson，2000），并给出了成熟飑线的概念模型。国内学者也从地面中尺度物理特征、非绝热加热过程、边界层中尺度辐合线、地形对飑线结构的诱发和维持以及初始对流和云物理方案对飑线数值模拟结果的影响（高坤和张大林，1994；翟国庆和俞樟孝，1991；沈杭锋等，2010；Zhang，1992；李鸿洲等，1999；张进和谈哲敏，2008；董昊等，2012；）等方面做了很多的研究。而这些研究大多以中尺度飑线和热带飑线为主要研究对象。

台风前部飑线（简称台前飑线）是产生在台风外围前部的强对流回波带，成弧状的对流群。它与台风外围螺旋雨带不同之处在于台前飑线的传播速度比螺旋雨带快的多。此外，对流发生在台风外围雨带的内部或者尾部，而台前飑线的对流则发生在其引导边缘（Powell，1990）。近年来，雷达、卫星等先进的探测手段提供了大量的实时观测资料。陈永林等（2009）利用多种观测资料，对台风“麦莎”的螺旋云带做了细致的研究，并发现在螺旋云带登陆过程中，不断分离出台前飑线，并且定量的分析了台前飑线的回波特征、组织方式及其带来的大风暴雨的灾害性天气。梁佳等（2009）利用高分辨率模拟资料分析了台前飑线的中尺度特征。Meng and Zhang（2010）对 17例台前飑线做了观测研究和统计分析，得到台前飑线的统计学动力学特征，发现与中纬度飑线相比，台前飑线的生命史较短但是具有更强的回波强度。并通过敏感性试验，台风的尺度和强度增强均对台前飑线发展有利。由于台前飑线是由台风外围螺旋云雨带分离出来的，母体台风对它的发生发展至关重要。关于台风和中尺度气流之间的相互作用已经有所研究（Chen and Pan，2010），台前飑线是台风外围的中小尺度系统，而关于台风具体是怎样影响其台前飑线这方面的研究工作则相对较少。本文在得到较好模拟结果基础上，运用Wang and Zhang（2003）的位涡反演方法，研究母体台风对其台前飑线发展过程的影响。

2 台风“麦莎”台前飑线系统的数值模拟验证

本文使用 WRF (Weather Research and Forecasting) 模式模拟台风“麦莎”登陆前最大强度[5日06时（协调世界时，下同）]到登陆时产生台前飑线（5日16时）以及飑线消亡后的过程。模拟区域为3个，采用双向嵌套，格距分别为18 km，6 km，2 km，模拟时段为24 h （2005年8月5日06时至6日06时）。积分步长60 s。初始场采用1°×1°的NCEP每6 h一次再分析资料。微物理方案采用WSM-3混合冰相方案，仅粗网格采用Kain-Fritsch（new Eta）积云对流参数化方案。行星边界层方案采用YSU方案，大气辐射参数化方案采用 Dudhia的云辐射方案。采用细网格（2 km）的输出结果对这次台前飑线过程进行分析研究。模拟区域设置见图1，相关的模式参数化方案设置见表1。

表1 模式参数设置Table 1 Configurations of the WRF model parameters in the control simulation

从模拟结果来看，模拟得到的台风路径与实况基本一致（图2），误差不超过60 km。比较实况和模拟的台风中心最低气压及最大风速（图 2）可以看出，前12 h，最低气压和实况较为吻合。12 h之后，模拟的最低气压比实况偏强一些。整个模拟过程最大风速与观测最大风速非常吻合。

图1 模式模拟区域Fig.1 Domains of the numerical simulation

陈永林等（2009）利用卫星、雷达及自动站资料，详细的分析了台风“麦莎”螺旋云带和台前飑线在登陆过程中的回波特征。从实况的雷达回波图[见陈永林等（2009）图5] 可以看出：5日12时在台风东北象限海上有若干对流单体生成，随后向西北方向运动并迅速发展成为成熟的台前飑线（5日15时32分）。由于模拟的台风登陆时刻比实况晚了3 h左右，所以模拟的飑线生成时刻比实况晚了3 h左右，使得模拟的飑线每个阶段都比实况晚了3 h。且模拟的台前飑线位置也比实况偏南约40 km。尽管模拟的台前飑线与实况有一些差异，但是较为准确的再现了该系统的发展过程。成熟时刻回波东西宽约300 km，南北宽约20 km。生命史内平均移动速度为 13 m s–1，约为台风移动速度（3.8 m s–1）的3.3倍。35 dBZ回波区与母体台风完全分离，最大回波强度达65 dBZ，符合Meng and Zhang (2010)对台前飑线的定义。

3 台前飑线的生成条件和典型结构特征

3.1 台前飑线生成环境条件

5日10时（即飑线生成前6 h），“麦莎”处于登陆前期，中心最低气压为 950 hPa。500 hPa 上5880 gpm线主体位于台风环流东北侧（图3a），使得初始对流发生区域处于副高外围的对流活跃区内。此时副热带高压与台风低压环流之间很强的气压梯度形成了较强的偏南风低空急流。此急流带南北长800 km, 东西宽300 km, 把“麦莎”南侧海面上的暖湿气流源源不断的向北输送，这也是其东侧象限中尺度对流天气系统多发的重要原因之一（高帆和王洪庆，2008）。而高层的高空急流位于37°N，120°E附近，没有形成低空急流和高空急流相互配合的天气形势。可见这一个例中、低空急流对于台前飑线的影响比高空急流重要。稳定的副高和台风环流使得这种有利的天气形势一直维持。5日16时，在低空急流的西南侧、台风东北侧螺旋雨带外围有若干对流单体排列成行，这些对流单体中存在一些相对独立的较小尺度的上升运动中心（也是暖湿中心）。分析此时台风前沿 3个纬度内各层假相当位温θse（图略）可以看出，对流单体区域900 hPa高度上有一中心值为350 K的高θse向上伸展，700 hPa以下为θse的大值区，以上为θse的小值区，这意味着潜在不稳定有利于对流的发展。从图 3b可以看出，700 hPa和 850 hPa 之间的θse差值（700-hPaθse－850-hPaθse）最大达到－20 K，且与对流初始化的位置很好的对应，表明低层大气的不稳定能量有了一定程度的积累。

图2 台风麦莎的模拟和实况（a）路径、（b）最低气压和最大风速对比Fig.2 Comparison of (a) the typhoon track and (b) time series of the minimum sea-level pressure and the maximum surface wind from model simulation and observational data

图3 2005年8月5日（a）10时、（b）16时模拟的背景场。阴影：700 hPa和850 hPa 之间θ se的差值（700-hPa θ se－850-hPa θ se），单位：K；粗实线：副高位置；箭矢：＞10 m s–1的850 hPa风速（低空急流）；虚线：＞40 m s–1的200 hPa风速（高空急流）Fig.3 The background fields at (a) 1000 UTC and (b) 1600 UTC on 5 Aug 2005.Shaded area: 700-hPa θ se－850-hPa θ se, unit: K; thick solid line: position of the subtropical high; arrow: wind speed ＞10 m s–1 at 850 hPa; short-dashed line: wind speed exceeding 40 m s–1 at 200 hPa

Meng and Zhang（2010）指出：天气尺度的抬升不再是产生对流的最直接的强迫因子，而其减弱的对流有效抑制能（CIN）和增强的对流有效位能（CAPE）则为对流发展提供了有益的环境。对比对流单体生成前6 h（5日10时）及生成时（5日16时），环境CAPE从2200 J kg–1增加到2400 J kg–1，而对流单体生成位置的 CAPE则从 2200 J kg–1增加到 3000 J kg–1（图 4a，b），可见此时大气的对流不稳定性极大地增强。相应时刻的 CIN值则非常小，约为24 J kg–1左右（图略）。对比两个时刻的地面散度场可以看出（图略），5日 10时，对流单体相应位置地面上基本没有辐合辐散，而5日16时对流单体相应位置地面上则有明显的辐合。这是由于对流单体内的上升运动造成的。且在其附近右侧（对流单体的后侧）是辐散结构。这种配置使得冷出流快速嵌入暖湿入流的下部，两者之间的密度锋区抬升加速入流（姚建群等，2005），加强上升气流，使得对流单体迅速发展。地面温度露点差（T－Td）达到 4°C，是较为饱和的湿区，为对流单体的发展提供了有利的水汽条件。

由此看出，稳定维持的台风环流和副高之间形成的强的低空急流将南部充沛的水汽源源不断的输送到台风东北侧的气旋环流中。低层水汽增加导致了CAPE的增加，大气不稳定能量积累，同时低层辐合的增强都为对流单体的生成提供了重要的条件，与Meng and Zhang（2010）得到的台前飑线生成时期的统计学特征相吻合。

图4 模拟的地面有效位能（阴影，＞1800 J kg–1）和温度露点差（等值线，＞2°C）：（a）2005年8月5日10时；（b）2005年8月5日16时Fig.4 The simulated CAPE (shaded, ＞1800 J kg–1) and temperature–dewpoint spread (T−Td) (contour, ＞2°C) at the surface at (a) 1000 UTC and (b) 1600 UTC on 5 Aug 2005

3.2 成熟飑线的发展过程及其三维结构

此次模拟很好的再现了台前飑线的整个发展过程。模拟的雷达回波图显示：5日 16时，海上30°N，124°E附近出现若干点状回波（图5a）。1 h后点状回波强度增强，范围扩大（图 5b），并向西北偏西方向移动，移动过程中在其前方陆上也有点状回波生成，此时回波较为离散（图5c）。5日19时，离散的点状回波继续向西运动，同时强度增强，在海上和陆上分别形成两个短弧回波。这些短弧回波迅速发展并向西快速移动（图 5d），移动前方同时有新的短弧回波生成，回波强度也进一步增强。20时到21时，这些短弧回波在运动过程中通过合并使得范围扩大，强度不断增强，最大回波强度达65 dBZ，形成成熟时刻的台前飑线（图5e、f）。发展成熟的时期有中尺度辐合线与强回波带对应（图略）。

选取5日20时台前飑线成熟时刻诊断分析台前飑线系统的三维结构。由于台前飑线位于强的台风环流之中，因此5日20时海平面气压场上并没有像中纬度飑线或热带飑线强度的雷暴高压中心，但是台前飑线区域有两个弱的变压中心（变压1.2 hPa），分别与雷达回波强中心对应。过最强雷达回波中心（图5e中ab直线）的垂直剖面图（图6a，b）可以看出：飑线发生在等θse线漏斗区域。其前部7 km以下均为正涡度，最大涡度中心位于3 km左右。飑线后部1.5 km、5 km均有负的涡度中心。7 km以上飑线前后均为负涡度中心。飑线前部有两条入流，一条位于低层1 km附近，是θse值较大的暖湿空气入流。通过辐合上升进入飑线内部，而在其后部低层则有很强的干冷气流流出，在后部低层形成了辐散区。这与王晓芳等（2010），梁建宇和孙建华（2012）的研究结果一致。和中纬度飑线热带飑线相比，由于台风带来的充沛的水汽，台前飑线具有更强的低层暖湿空气入流。另一条位于中层3～5 km处，是θse值较小的干冷空气入流，这条入流通过飑线中层的辐合上升在飑线后部高层流出。与台风外围中尺度系统的高空出流在高层形成高空急流（孙建华等，2006）不同的是，台前飑线的出流在高层没有形成高空急流。

选取飑线系统经过的一定点（图 5e中的 O点），做飑线过境前后物理量场时间高度剖面图（图7a、b），可以看出：12时到 19时，飑线经过该点之前，4 km以下始终保持∂z＜0的位势不稳定状态，上下层差值约为18 K，非常有利于对流的发展。低层3 km以下均为相对湿度85%以上湿区，而中高层则相对湿度较小。陶诗言等（1980）指出暴雨过程的强盛期常对应湿垂直运动的中心区，此次飑线过程也不例外。20时飑线经过该点时，垂直方向存在着深厚的等区，即湿垂直运动的中性区，低层湿区向上延伸到7 km高度处。此时低层2～6 km均为正涡度，高层有负涡度，相应低层辐合高层辐散。这种垂直结构使得低层入流进入飑线内部后形成深厚的上升运动，平衡低层辐合和高层的辐散，加快飑线后部的两条流出气流，使得飑线迅速的发展。6日00时，飑线移出该点，由于飑线尾部小对流单体的影响，低层只有较弱的辐散。

4 台前飑线影响因子敏感性试验

研究台前飑线的方法除了与中纬度飑线和热带飑线对比研究以外（因为关于中纬度飑线和热带飑线的构成类型、运动、生命史等的特征都有了较多、较完善的研究），由于台前飑线是发生在台风环流环境中的准线性中尺度对流系统，有必要考虑台风会对它的发展起到怎样的作用。因此我们通过敏感性试验，分析研究母体台风对其台前飑线发展过程的影响。

图5 2005年8月5日16～20时模拟的850 hPa雷达回波（单位：dBZ）：（a）5日16时；（b）5日17时；（c）5日18时；（d）5日19时；（e）5日20时；（f）5日21时。ab线段为图6中的剖线；O点是图7的定点Fig.5 The simulated radar reflectivity (unit: dBZ) at 850 hPa at (a) 1600 UTC, (b) 1700 UTC, (c) 1800 UTC, (d) 1900 UTC, (e) 2000 UTC, (f) 2100 UTC on 5 Aug 2005.Line ab indicates the location of cross section shown in Fig.6; point O indicates the position of cross section shown in Fig.7

图6 5日20时沿着图5e中ab直线的垂直剖面：（a）散度（阴影，单位：10–5 s–1）、风场（箭矢：(u，w×10)，u和w单位：m s–1）；（b）涡度（阴影，单位：10–5 s–1）、θ se（实线，单位：K）Fig.6 Vertical cross sections along line ab in Fig.5e at 2000 UTC 5 Aug 2005: (a) Divergence (shaded, unit: 10–5 s–1); wind vectors (u，w×10), units of uand w: m s–1); (b) relative vorticity (shaded, unit: 10–5 s–1), θ se (contour, unit: K)

图7 2005年8月5日12时至6日03时（a）散度场（阴影，单位：10–5 s–1）、θ se（等值线，单位：K）和（b）涡度场（阴影, 单位：10–5 s–1）、相对湿度（等值线，实线：＜55%；虚线：＞85%）在定点O的时间—高度剖面Fig.7 Time–height cross section at point O from 1200 UTC 5 to 0300 UTC 6 Aug 2005: (a) Divergence (shaded, unit: 10–5 s–1), θ se (contour, unit: K); (b)relative vorticity (shaded, unit: 10–5 s–1), relative humidity (solid lines: ＜55%, dashed lines: ＞85%)

4.1 位涡反演方法和敏感性试验设计

自1985年Hoskins et al.（1985）详细阐述了位涡反演的性质以来，位涡反演方法逐步发展成熟。Charney（1955）提出的非线性平衡基础上的位涡反演方法得到了广泛地应用。然而这种方法也有不少的缺点，最主要的一点是略去了辐合辐散而不能够很好的反演出中尺度系统。Wang and Zhang（2003）提出了PV–ω反演方法。其做法是在通过PV方程和非线性平衡方程反演得到平衡流场的基础上，利用准平衡ω方程得出准平衡条件下的垂直运动和辐散风分量，使得位涡反演方法能够很好的应用于中尺度系统的诊断，也使得反演技术在包含天气尺度和中尺度大气运动的理解、诊断和预测方面表现出很强的应用背景。

为了研究台风对台前飑线发展过程的影响，我们运用 Wang and Zhang（2003）的 PV–ω位涡反演方法，通过改变某一时刻的相应范围内的位涡值，从而达到改变TC的目的。并将改变强度后的台风涡旋做为初始条件，再次放到模式主模块里面积分，得到敏感性试验的模拟结果。本文中我们选取控制试验的初始积分时刻作为位涡反演的时刻，分别设计三组敏感性试验，三组试验采用同样的边界条件：

第一组：以台风中心为圆心，半径550 km区域内的位涡扰动减小为原始位涡扰动的0.25倍；

第二组：以台风中心为圆心，半径550 km区域内的位涡扰动减小为原始位涡扰动的0.5倍；

第三组：以台风中心为圆心，半径550 km区域内的位涡扰动增大为原始位涡扰动的1.5倍；

反演后，初始时刻的台风变化如表2所示：

表2 控制和敏感性试验中台风中心最低气压、最大风速的对比Table 2 Comparison of the control-simulated minimum sea-level pressure and maximum surface wind to those in sensitivity simulations

4.2 台前飑线影响因子敏感性试验

分析敏感性试验1的雷达反射回波（图略）可以看出，当台风强度减小到一定程度时，没有台前飑线产生。可见母体台风对台前飑线的发生发展过程起重要的作用。下面将通过敏感性试验 2、3的结果，分析讨论母体台风对台前飑线发展过程的影响。

分析敏感性试验 2、3的雷达反射回波可以看出：与控制试验相比，试验2中（图8a、b）由于台风中心最低气压增加15 hPa，眼墙及其外围区域的回波范围减小了很多。5日14时，台风东北象限海上有若干对流单体生成，之后的4 h中，一部分对流单体消亡，一部分对流单体向西移动进入陆上。这些离散的对流单体逐渐发展并向西偏北方向移动，在移动过程中与新生成的对流单体合并发展。到了成熟时刻形成一长约为200 km，宽70 km的回波带，长宽比约为3，35 dBZ以上的大值回波区较为连续，基本符合台前飑线的定义。

图8 850 hPa雷达反射回波：（a）敏感性试验2，5日14时；（b）敏感性试验2，6日01时；（c）敏感性试验3，5日14时；（d）敏感性试验3，6日01时Fig.8 The simulated radar reflectivity at 850 hPa: (a) 1400 UTC 5 Aug in sensitivity experiment 2; (b) 0100 UTC 6 Aug in sensitivity experiment 2; (c) 1400 UTC 5 Aug in sensitivity experiment 3; (d) 0100 UTC 6 Aug in sensitivity experiment 3

试验3中（图8c、d），台风中心最低气压减小了25 hPa，眼墙及其外围区域的回波范围和强度均有明显的增加。台前飑线生成时刻（5日14时），台风东北象限海上30.5°N，123°E附近的对流单体成线状排列，回波较强。其西侧台风螺旋雨带外围也有若干对流单体排列成行。随后的几小时内（5日15时至6日01时），这些线状的对流单体迅速发展，像西北偏西方向移动，在移动的过程中逐渐合并。形成了长度达到500 km，宽度达80 km的成熟时刻的台前飑线，长宽比约为 6，最大回波强度达65 dBZ，生命史持续了10 h，是一条剧烈的台前飑线。

对比台前飑线生成时期的环境条件可以看出，控制试验中（图9a、b），飑线生成时期（5日14时到16时）对流单体位置及附近区域均有地表辐合，只不过附近区域的辐合较弱。而敏感性试验2中仅在对流单体位置（29°N，123°E）附近有较弱的辐合（图9c、d），对比地面水汽混合比，虽然数值达到21×10–3g kg–1，但水汽范围较小。而控制试验中水汽范围更大。敏感性试验3中飑线生成时刻（图 9e、f）地表辐合强度强，范围大。水汽混合比（Qv, water vapor mixing ratio）的强度和敏感性试验2相当，但是范围大许多，为台前飑线创造了有利的生成条件。从敏感性试验中台前飑线成熟时期的环境条件可以看出，对比控制试验（图10a、b），较弱的台前飑线（敏感性试验 2）对应较弱的冷池（图 10c、d），降温约为 3°C，而较强的台前飑线（敏感性试验3）对应较强的冷池（图10e、f）,降温达到6°C。控制试验和敏感性试验的水汽强度相当，只是强的台前飑线对应的水汽范围更大。上述分析表明，强的台风为台前飑线对流发生时提供了更加充沛的水汽和地表的辐合条件，增加环境输送，从而给飑线提供更多的外部强迫使其迅速发展。

图9 模拟的地面散度（阴影，单位：10–5 s–1）、水汽混合比（等值线，单位：10–3 g kg–1）。（a）控制试验：5日14时;（b）控制试验：5日16时；（c）敏感性试验2：5日14时；（d）敏感性试验2：5日16时；（e）敏感性试验3：5日14时；（f）敏感性试验3：5日16时Fig.9 The simulated divergence (shaded, unit: 10–5 s–1) and Qv (contour, unit: 10–3 g kg–1) at the surface: (a) 1400 UTC and (b) 1600 UTC on 5 Aug in control experiment; (c) 1400 UTC and (d) 1600 UTC on 5 Aug in sensitivity experiment 2; (e) 1400 UTC and (f) 1600 UTC on 5 Aug in sensitivity experiment 3

图10 模拟的地面温度（阴影，单位：°C）、水汽混合比（等值线，单位：10–3g kg–1）。（a）控制试验：5日20时；（b）控制试验：6日01时；（c）敏感性试验2：5日20时；（d）敏感性试验2：6日01时；（e）敏感性试验3：5日20时；（f）敏感性试验3：6日01时Fig.10 The simulated temperature (shaded, unit: °C) and Qv (contour, unit: 10–3g kg–1) at the surface: (a) 2000 UTC 5 Aug and (b) 0100 UTC 6 Aug in control experiment; (c) 2000 UTC 5 Aug and (d) 0100 UTC 6 Aug in sensitivity experiment 2; (e) 2000 UTC 5 Aug and (f) 0100 UTC 6 Aug in sensitivity experiment 3

以往的研究表明，地面冷出流与环境切变的相互作用经由前沿新单体的再生促成了对流系统的组织化和维持（Rotunno et al., 1988；Weisman and Davis, 1998）。Laing and Fritsch (2000) 指出低空垂直风切变对对流风暴的发展有重要的影响。由于台前飑线发生在台风背景中，在台风北部区域生成，因此我们选取台前飑线生成到发展成熟阶段内母体台风北部2纬度范围内700 hPa、850 hPa、900 hPa等压面上水平风的u、v分量做区域平均，计算得到低空垂直风切变。飑线生成前图（11a），低空垂直风切变的方向由西北指向东南，切变强度约为11 m s–1，到成熟时期（图11b），切变方向变化不大，而强度减小到7 m s–1。整个过程中切变减小了4 m s–1。从敏感性试验中的低空垂直风切变可以看出：敏感性试验2中，当台风较弱时，飑线生成前（图 11c）的低空垂直风切变方向由北指向南，切变强度约为9 m s–1，到了成熟时期（图11d），低空垂直风切变方向转为自西北指向东南，切变强度减小到 6 m s–1。而敏感性试验 3中，当台风较强时，飑线生成前（图 11e）的低空垂直风切变方向由西北指向东南，切变强度约为15 m s–1。到了成熟时期（图11f），低空垂直风切变方向基本不变，强度减小到9 m s–1。姚建群等（2005）指出：若垂直风切变较小，使得下沉气流不能与上升气流分开，下沉气流的出现和增强导致上升气流的减弱，雷暴的生命周期结束，不能进一步维持。对比控制试验和敏感性试验的低空垂直风切变可以看出，在台前飑线生成时刻，低空垂直风切变相对较大，且较强的台风使得的低空垂直风切变更大，非常有利于对流单体的发展。随着台前飑线发展成熟，较弱台风的低空垂直风切变减小到6 m s–1，不利于台前飑线的继续发展维持。而当台风较强时，低空垂直风切变虽然减小了6 m s–1，但是切变强度仍然有9 m s–1，因此其台前飑线的生命史维持的时间更久。

图11 低空垂直风切变：（a）控制试验，5日12时；（b）控制试验，5日21时；（c）敏感性试验2，5日12时；（d）敏感性试验2，5日21时；（e）敏感性试验3，5日12时；（f）敏感性试验3，5日21时。拐点对应等压面依次为950 hPa、850 hPa、700 hPaFig.11 The area-averaged hodographs from the model-simulated winds at 950 hPa, 850 hPa, 700 hPa: (a) 1200 UTC and (b) 2100 UTC 5 Aug in control experiment; (c) 1200 UTC and (d) 2100 UTC 5 Aug in sensitive experiment 2; (e) 1200 UTC and (f) 2100 UTC 5 Aug in sensitive experiment 3

5 结论

本文通过数值模拟发生在2005年8月5日16时至6日00时的一次台前飑线过程，诊断分析了其生成的环境条件和成熟时期三维结构，并通过敏感性试验分析了台风强度对台前飑线发展过程的影响，得到以下结论：

（1）台风为台前飑线提供了有利于产生对流的天气尺度环境场，这些有利条件包括：副高与台风低压间很强的气压梯度形成的强低空急流，把南侧的暖湿气流源源不断的向北输送，造成台风东侧象限中尺度对流天气系统多发。强的不稳定环境存在很大的对流有效位能以及地表辐合。

（2）成熟台前飑线的变压强度比中纬度飑线和热带飑线小，仅存在弱的变压中心（变压1.2 hPa）与雷达回波强中心对应。台前飑线发生在等 θse线漏斗区域。具有更强的低层暖湿空气入流，并通过辐合进入飑线内部倾斜上升，在其后部低层形成很强的干冷气流流出。而中层的入流是一支范围宽的θse值较小的干冷空气入流，这条入流通过飑线中层的辐合上升在飑线后部高层流出。

（3）敏感性试验结果表明：较弱的台风其台前飑线的强度较弱，移动速度较慢且生命史较短。而较强的台风，其台前飑线的强度强，移动速度快生命史也更长。较弱的台风为台前飑线的生成提供了较弱的水汽条件和地表辐合。而较强的台风则为台前飑线提供了强度大范围广的水汽及和地表辐合条件。由于强台风使得中层冷空气入流增强及飑线中蒸发冷却的强下沉气流增强使得飑线的冷池更强。强的台风使得低空垂直风切变更强，因此台风强度大更有利于其台前飑线的发展。随着台前飑线发展成熟，低空垂直风切变逐渐减小，不利于台前飑线的继续发展维持，加之低空水汽输送的减少，使其趋向衰亡。

本文通过数值模拟和敏感性试验，研究了母体台风对于其台前飑线发展过程的影响。这一个例中台前飑线产生在台风螺旋雨带的前沿，如果台前飑线在远离螺旋雨带的位置产生，其结构会发生怎么样的变化？这将是未来值得深入研究的问题。

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