浅析沙尘暴与副热带锋区、极锋锋区的关系

沙尘暴是强风卷起大量沙尘,使能见度恶化的沙尘天气,是干旱和沙漠化气候环境的产物。沙尘天气的产生尤其是强沙尘暴须同时具备沙、尘源,强风和不稳定的大气层结三个条件。强风是沙尘暴产生的动力,沙、尘源是其物质基础,而不稳定的热力条件是利于风力加大、对流发展,夹带更多的沙尘,并卷扬更高,从而形成强沙尘暴天气。而风力的强弱与锋区强度密切相关。因此沙尘暴与锋区有极其密切的关系,在极有利的大尺度环境、     

环渤海区域强风过程的气候特征模拟分析

采用欧洲中期天气预报中心ERA-interim再分析资料驱动WRF模式,对环渤海区域1981—2012年123次强风过程进行了模拟,并对不同天气系统形势下环渤海区域强风过程的气候特征进行了分析,得到以下结论：1）WRF数值模式可以较好地模拟环渤海区域强风过程的发展演变特征。2）西北路冷锋过程引起的环渤海区域强风强度较其他过程偏强,强风集中在辽东半岛西部、渤海海峡和山东半岛东部。黄河气旋引起的强风过程与冷锋相比,分布特征有着明显的不同,强风主要集中在山东半岛东部及黄海海域,渤海海域的强风相对偏弱。3）强风过程存在明显的季节变化,秋冬季强风持续时间长,风速大,春季次之,夏季最弱。4）强风过程在渤海海域的最大风速呈增加趋势,而在渤海海峡以东海域和山东半岛南部呈减小趋势。     

冷空气强风在大型城市中的精细结构和形成机制

地面强风可直接造成人员伤亡和经济损失,严重影响出行安全、工农业生产等社会秩序。强风的发生与天气系统和复杂下垫面的共同作用密切相关,在城市区域尤为明显。受数值模拟技术和计算资源的限制,对实际天气条件下大范围城区的强风现象进行建筑物分辨率的大规模数值模拟研究仍是一个挑战。本研究利用中尺度气象模式嵌套流体计算动力模式的超高分辨率局地气象预报系统,对强冷空气过程造成广州市区的一次强风事件进行数值模拟,深入探讨强风的精细结构和形成机制。结果表明,伴随着强冷空气入侵,广州市区的平均风速和风场高频扰动均明显增强,且在城市冠层顶尤为明显,呈现区域不均匀的三维结构,数值模拟与地面观测相一致。较大范围的强风速和阵风主要出现在建筑物较为低矮的老城区上空,并持续影响下游河道等开阔区域。在高层建筑密集的新城区,虽然整体风速明显减弱,但能在平行风向的街道狭管和下游区域形成局地强风。特别是,超高层建筑群引起显著的垂直环流,导致强风扰动向下传播,造成最大风速达8 m s?1的地面局地强风,阵风指数接近2。上游建筑群引起的风场扰动呈现大尺度湍流结构,能沿着平均气流传播影响数公里之远的下游地区。当风场扰动经过广州塔等单体超高层建筑时,可在其两侧绕流区再次加强,形成局地强风。局地强风和阵风还出现在垂直于风向排列的沿江高层建筑群的侧边,与建筑屏风的阻挡效应和缺口溢出有关。研究结果促进认识城市强风的时空特征和物理机制,有助于提升城市气象的精细化预报水平。     

北部湾北部海面强风成因及其中期预报探讨

对北部湾北部海面强风的成因分析后，建立强风中期天气过程模式，与数值预报产品相结合选取有物理意义的预报因子，建立强风中期预报判别规则和预报方程，使强风预报时效提前到3～5天，过程预报准确率可达80％以上。     

北部湾北部海面强风成因及其中期预报探讨

对北部湾北部海面强风的成因分析后，建立强风中期天气过程模式，与数值预报产品相结合选取有物理意义的预报因子，建立强风中期预报判别规则和预报方程，使强风预报时效提前到３－５天，过程预报准确率可达８０％以上。     

综合识别法去除风廓线雷达地物杂波的可行性研究

以杂波谱极小值连线的思想为基础,针对强风天气条件下的风廓线雷达地物杂波信号,提出一种综合识别杂波的去除方法,并与常规的地物杂波抑制方法相比较。结果表明:利用该方法对强风天气下的地物杂波有更好的抑制效果,水平风速得到了明显增强,与地面观测数据相比,雷达产品更趋于真实风速。     

钦州港海域大风日数时空分布特征分析

根据钦州港海域自动气象站逐日极大风速观测数据,利用统计学方法,分析了2013~2017年钦州港各海域强风、大风日数的时空分布特征。结果表明:(1)钦州港海域强风日数夏季多,春季少;大风日数冬季多,春季少。(2)钦州港中部海域年平均强风日数和大风日数最多,北部海域最少。(3)春季强风日数自北向南逐步减少,大风日数中北部海域多,南部海域少;夏季强风日数和大风日数中南部海域多,北部海域少;秋季强风日数中南部海域多,北部海域少,大风日数中北部海域多,南部海域少;冬季强风日数中南部海域多,北部海域少,大风日数中部海域多,南北部海域少。     

强风事件识别及预报订正方法研究

以如东海上风电场升压站激光雷达测风资料为基础,提出了一种强风事件识别方法,设计并比较了三种预报强风事件识别方案。基于决策树和一元线性回归方法,分别开展了针对强风事件的订正方法研究。结果发现:三种预报强风事件识别方案中,等分位阈值方案明显更优,事件命中率达到76.1%,匹配时长命中率达到87.6%;采用消偏阈值方案和等分位阈值方案预报的强风事件时长会更接近观测强风事件时长;等分位阈值方案识别的事件基本可以覆盖到各次观测强风事件的全程;两个订正模型相对于模式预报都有一定提升与改进,其中决策树比一元线性回归模型更优,其平均绝对误差、相对误差和均方根误差明显更小。     

台风“莫拉菲”登陆期间深圳排牙山周边风场结构的数值模拟研究

以计算流体力学软件FLUENT为工具,模拟台风“莫拉菲”登陆期间深圳大鹏半岛排牙山周边的风场三维结构。通过研究得到了强风条件下山地风场的概念模型,并得到以下结论:(1) FLUENT可较合理地模拟出强风条件下复杂地形的三维风场结构,描述山体对于风场和湍流场的影响;(2) 山体的动力学效应可使高大山体迎风侧和山顶之上的局地风速加大;(3) 高大山体背风侧为弱风区、风速强切变区和强湍流区。      

粤东海面冷空气强风的统计分析与预报

近年粤东海面强风日数比过去偏少,分析粤东海区不同季节强风天气形势,气压差与海面风的相关性表明,随着时间后延,相关系数极大值从东南沿海向西北方向延伸,6、12、24、48 h相关性最好地区分别位于福建沿海、浙江沿海、长江中下游、河套地区.确定强风预报指标,用统计方法建立了强风的回归预报方程.     

一次低空水平风切变的小尺度特征分析

低空风切变对日益繁忙的机场越来越构成威胁，为了解其发展过程和规律，就青岛机场2002年3月20日06时37分左右（UTC）发生的一次强低空风切变进行了小尺度特征的分析，揭示了这种风切变产生的小尺度风压场调整过程的特征。分析的资料是从机场的自动观测系统中提取的风切变前后10分钟的数据。分析发现，在此过程中，最强风切变阶段主要表现为风向的强气旋式切变，而在开始和结束阶段则以跑道南北两侧水平风速切变为主。在风向切变急剧加强阶段，风场向气压场的调整过程占优，导致气压的快速升高，而当气压场向风场的调整过程占优时，跑道南北两侧的风向差又迅速减小。这种局地小尺度水平风切变的产生和发展，是由风场和气压场之阃的相互调整以达到平衡的过程决定的，而这种小尺度的风压场相互适应过程所需要的特征时间则决定了风切变的持续时间。同时还分析了产生这种低空风切变的大尺度天气形势的特点，旨在探索产生强风切变的诱因，有助于预测低空风切变的产生，对飞行人员和航管人员都具有十分重要的意义。     

一次罕见黄渤海大风天气成因分析

利用气象常规资料、风廓线资料和NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料,对2015年10月1日黄渤海罕见大风天气成因进行分析。结果表明:较强冷空气与快速发展的入海气旋相互作用形成强气压梯度是导致此次海上强风的主要原因。对流层中低层强冷平流区与地面变压风大值区有较好的对应关系。上下相接的整层冷平流有利于地面形成强气压梯度和变压梯度。气压梯度在大风形成的初期起主导作用,变压梯度有利于强风的维持。本次过程出现明显动量下传现象,大风形成初期,500~1000m出现低空动量下传并影响地面风场,高空槽过境后,2000m以上的高空动量能够影响地面风场。风廓线观测到低层强风并伴有强的下沉运动,可以作为海上大风临近预警的指标之一。     

2001年春季中国北方沙尘暴的环流动力结构分析

通过对2001年春季中国北方5次沙尘暴的高度场，涡度场，散度场和风场的分析，研究了沙尘暴强盛期的环流动力结构。结果表明，在5次沙尘暴强盛期有相似的环流动力结构特征。在沙尘暴强盛期的高度场上，蒙古国有深厚的低值系统，乌拉尔高压发展，其间的强气压梯度是沙尘暴的动力源；低值系统有正涡度中心支持，外围是负涡度区，其间有强涡度梯度带；低值中心伴随有低层辐合高层辐散的垂直结构，易于发生近地面大风和上升气流，有利于地面起沙上扬，形成沙尘暴，大风区与强涡度梯度带一致，强风带切变形成的涡度输送有利于加强低值系统，进而增强风场。     

我国登陆台风引起的大风分布特征的初步分析

用1949～2001年我国台风大风实测纪录对此期间台风引起的大风进行研究,具体分析了台风引起的6级及以上、8级及以上大风的频数,和大风风速的平均值、极端最大值的分布特征,并对台风登陆的地段、季节对上述要素的影响和台风登陆前、后上述要素的变化做了进一步分析.结果表明:在引起我国境内大风天气的台风中,有62%在我国登陆;而登陆我国的台风中,有89%会引起大风过程.台风引起的我国境内大风主要出现在东南沿海,等频数线几乎与海岸线平行,向内陆急剧减小,在杭州湾以北地区较少出现8级以上的台风大风,而极端最大风速与大风频数有类似的分布;在华南登陆的台风引起的大风频数明显高于华东和华北,华东又高于华北,引起的大风风速的大值区与登陆地段较为一致;登陆台风在4～8月间逐渐增多,引起的大风范围逐步向北推进,在9～11月间登陆台风逐渐减少,大风范围逐步往南消退;台风登陆前引起的大风主要集中在沿海地带,登陆后台风大风出现范围明显扩大.     

渤海冷空气大风过程中3次风速波动的原因分析

根据FY-2G卫星遥感监测资料、常规气象观测资料和NCEP逐6h1°×1°再分析资料,分析2014年12月31日至2015年1月1日渤海大风过程中风速的3次波动特征以及影响系统,并对大风期间物理量进行了诊断分析,揭示了冷空气影响过程中渤海大风的突增以及波动性成因。结果表明:当冷空气影响渤海时,冷暖空气对比使低空锋区迅速加强,风力突增明显。大风期间高层深厚的冷平流自上而下形成了一条西北东南向后倾式的冷平流传输通道,平流分3次传送到底层对应着大风期间的3次波动峰值。整个过程动量下传起了重要的作用,下沉气流的径向度越大,高层下沉运动越强,对应地面的风速越大。     

海岛测站大风资料代表性的数值模型分析

对大风情形下实际海岛的风场结构进行数值模拟,结果表明海岛测风明显受海岛地形的影响。通常运用对数或指数风廓线公式,对海岛测风资料作简单高度换算以得到海面10 m风速的订正方法一般是不合理的。通过海岛测站观测值与模拟值的对比分析,说明借助数值模拟寻求测风资料订正方法的必要性与可能性。     

梅雨期高层流场对低层急流及中尺度系统影响的数值试验

用中尺度模式对一次江淮流域暴雨过程进行了数值试验，并研究了对流层高层青藏高压东侧偏北大风的强弱与低层流场及中尺度系统发生及至降水过程的影响。试验不仅较成功地模拟了本次暴雨过程及相应的系统，而且揭示出较强的高空偏北大风将引起对低空急流的加强。而更为重要的是低层切变线的出现以及其上中尺度涡旋的发生。上下风场所构成的垂直反环流圈大大有利于对流的发展，特别是在切变线地区的上升支，带有明显的中尺度特征。     

A NUMERICAL STUDY ON THE INFLUENCE OF WIND FIELDS AT UPPER LEVELS IN THE MEIYU PERIOD ON THE DEVELOPMENT OF LOW LEVEL JET AND MESOSCALE SYSTEMS*

Using a mesoscale model,a numerical study on a heavy rainfall case occurring in the Changjiang-Huaihe River Basin is made in this paper.The influence of the intensity of northeasterly wind in front of the Qinghai-Xizang high at upper level on the low level wind field and development of mesoscale systems as well as heavy rainfall is investigated.The model well reproduced the heavy rainfall process and the weather systems associated.And it indicates that the strong northeasterly flow around the high at upper troposphere will bring about not only the strengthening of low level southeasterly wind,but also the appearance of shear-line and mesoscale vortex at low level.The coupling of northerly wind at upper level and southerly wind at lower level constructs a vertical indirect circulation which is most favourable for the development of convective motions.Its ascending branch in the shear-line area is very strong and shows a pronounced mesoscale characteristic.     

A NUMERICAL STUDY ON THE INFLUENCE OF WIND FIELDS AT UPPER LEVELS IN THE MEIYU PERIOD ON THE DEVELOPMENT OF LOW LEVEL JET AND MESOSCALE SYSTEMS

Using a mesoscale model,a numerical study on a heavy rainfall case occurring in theChangjiang-Huaihe River Basin is made in this paper.The influence of the intensity ofnortheasterly wind in front of the Qinghai-Xizang high at upper level on the low level wind fieldand development of mesoscale systems as well as heavy rainfall is investigated.The model wellreproduced the heavy rainfall process and the weather systems associated.And it indicates that thestrong northeasterly flow around the high at upper troposphere will bring about not only thestrengthening of low level southeasterly wind,but also the appearance of shear-line and mesoscalevortex at low level.The coupling of northerly wind at upper level and southerly wind at lowerlevel constructs a vertical indirect circulation which is most favourable for the development ofconvective motions.Its ascending branch in the shear-line area is very strong and shows apronounced mesoscale characteristic.     

台风“莫拉克”影响期间浙江大风成因分析

利用常规资料、浙江省自动站加密资料、NCEP/NCAR1°×1°每日4次再分析资料和多普勒天气雷达资料对2009年第8号台风“莫拉克”影响期间浙江大风的成因进行了分析。此次台风大风影响具有影响时间早、持续时间长、影响范围大和大风强度强的特点。副热带高压快速加强西进是造成台风大风提早出现的主要原因之一。鞍型场、3个台风相互影响使得“莫拉克”台风移速减慢,导致台风大风对浙江沿海的影响时间增长。“莫拉克”登陆福建后其西北侧华北高压以及东南侧海上高压的存在使得地面气压梯度维持,导致大风影响时间增长和影响范围增大。垂直方向环流将高层动量下传导致低层风速猛增。多普勒天气雷达径向速度产品VCP21进行速度退模糊后可以作为台风大风分布范围和极大风速预测的一个参考依据,预测时其在沿海海面效果要较内陆好。