优化台风模式边界层参数化方案，在台风极端降水可预报性、台风降水非对称性和降水预报误差研究、台风降水云微物理过程等方面取得新进展。

台风模式边界层参数化方案优化。充分考虑边界层湍流分布特征，创新性地提出了用螺旋度表征湍流活动，进而作为边界层高度参数化的新方法（马雷鸣和鲍旭炜，2016，BLM）。多个个例的敏感性试验证明，该新方法可有效改进模式边界层高度，并能改善不稳定能量分布以及对流的发展，从而最终改进台风降水和路径、强度的模拟。

图1 边界层高度参数化新方案对于台风路径和强度模拟的改进（马雷鸣等，2016，BLM）

台风极端降水可预报性取得新认识。通过开展台风极端降水预报对模式分辨率、雷达资料同化、初始场扰动的敏感性研究，从多个角度分析了台风降水的可预报性，发现：随着分辨率的提高，台风强降水的分布由集中向四周扩展，上升运动显著增强，最强上升运动所在的高度降低；雷达反射率同化可使台风环流内的水汽含量显著增加，明显改进环流结构，进而改进强降水预报；大尺度初始场的细微差异对极端降水强度和位置的模拟均会产生较为明显的影响，而且降水强度越大，预报的不确定性也越大（王晨稀等，2017，2018，JTM；鲍旭炜等，2017，JMR）。

台风降水非对称性和降水预报误差研究取得新进展。通过系统性地开展了台风降水非对称分布及其形成机理研究，发现：虽然登陆台风强度不会明显影响最大降水强度及落区，但会影响降水的轴对称平均分布特征；登陆台风降水非对称分布结构主要受环境垂直风切变强弱的控制。在此基础上，提出了环境垂直风切变和海岸线共同作用下的登陆台风降水非对称分布概念模型（喻自凤等，2017, JAMC；2018，专著《Extreme Weather》第四章）。此外，开展了数值模式台风降水预报的目标检验研究，分析台风降水预报误差源，发现50%以上的误差来源于台风降水的分布形态，为改进数值模式台风降水预报提供了思路（喻自凤等，2019，MA）。这些成果分别荣获中国气象学会优秀论文（2016）和优秀报告（2018）。

图2  强（a）和弱（b）环境垂直风切变（VWS，红色箭头所示）和海岸线（粗体黑线所示）共同作用下的登陆台风降水非对称（蓝色填充所示）分布示意图

(喻自凤等，2018，专著《Extreme Weather》第四章）

台风降水云微物理过程提出创新性认识。当前我国正在对气象雷达进行全面的双偏振升级并广泛布设激光雨滴谱观测网，这两类仪器将大大有助于增进我们对降水和云微物理过程的认识和理解。吴丹等（2018, MWR）就利用双偏振雷达数据对登陆台风“妮妲”外雨带强降水的微物理特征开展了研究，发现强降水主要发生在单体成熟期，且冰相过程是粒子增长的主要途径。该项研究发表后受到了国内外学者的广泛关注，目前已获14次SCI期刊论文引用。鲍旭炜等（2019，JGR）利用激光雨滴谱观测资料，研究了登陆台风不同雨带的微物理特征，发现因动力机制差异，在登陆台风不同雨带中的降水微物理特征不同，据此建立了各雨带不同的反射率-降水率（Z-R）关系，提出了雨滴谱估测降水新方案。

图 3 不同降水率的外雨带（红色）和海陆锋对流性降雨（蓝色）的粒子平均浓度（左）和平均直径（右）（鲍旭炜等，2019，JGR）