湖北省电线积冰日数气候特征与大气环境异常的关系研究

利用1980—2014年湖北省11个气象台站电线积冰观测资料以及Hadley海温资料、NCEP再分析资料,分析湖北省冬季(11—3月)电线积冰日数的气候变化特征;在此基础上,分析积冰异常年秋冬海气场变化。结果表明,湖北省电线积冰集中在钟祥、荆州、襄樊、仙桃和随州等5站,占11站电线积冰总日数的73%。电线积冰在当年11月至次年3月均有出现,积冰日数在1990年代初出现显著减少趋势。湖北省电线积冰异常偏多年,9—11月热带中东太平洋出现El Nino型异常海温分布,同期冬季孟加拉湾和南海的水汽向北输送至湖北,湖北水汽偏多,同时湖北受贝加尔湖异常反气旋东南侧东北气流和中国东部沿海异常反气旋西北侧偏南气流共同作用,有利于降水发生和积冰出现。     

湖南省近60年雨凇的气候特征

采用湖南97个地面气象站点气象观测资料、运用经验正交函数、旋转经验正交函数、一元线性回归、Mann-Kendall、小波分析等方法分析了湖南雨凇的时空分布特征及变化趋势,并与高山站的变化趋势进行了比较.结果表明:湖南雨凇发生在11月至翌年3月,空间分布特征呈现为南多北少、东多西少、迎风坡多、背风坡少、“三心二带”、高低交错.湖南雨凇日数空间分布既有全区一致性,也存在着南北反向变化的差异,空间分布大致可分为湖南南部、北部及中部、西北部3个异常区.湖南年雨凇日数和南岳高山站年雨凇日数呈现出的周期变化相同,即均存在2a、4a、9a和24 a左右的准周期,2a和4a周期尺度雨凇日数多和少转换频繁,9a周期尺度在1970年代末以前振荡明显,在24 a准周期尺度上经历了1960年代初期、1970年代中期、1990年代初期、2000年代中期4个转折年份.在过去60年全省年雨凇日数呈显著减少趋势,南岳高山站年雨凇日数趋势变化不明显,但存在明显的年际和年代际变化.     

河北省输电线路冰害的气象要素时空分布特征

冰害是电网的主要气象灾害之一,电线积冰与雾凇和雨凇密切相关。利用1980—2009年河北省142个气象观测站的雾凇、雨凇日数和20个气象站的电线积冰、相对湿度、气温、风速及站点海拔高度,以及近年来输电线路冰害事故和附近区域站同期气温、相对湿度、风速等资料,采用逐步回归等统计分析方法,对雾凇、雨凇和电线积冰的时空分布特征、冰害与气象要素的关系进行分析,并构建电线积冰的逐步回归预报模型。结果表明:1980—2009年,河北省雾凇和电线积冰日数均呈现先升后降的阶段性变化特征,1980年代末至1990年代中期为一高峰期,而雨凇日数年变化特征不明显;在空间上,雾凇、雨凇多出现在平原地区,雨凇中心比雾凇中心更偏东。电线积冰与雾凇、雨凇以及站点海拔高度密切相关,相关系数分别为0.988 5、0.760 6、-0.601 8,但仅雾凇日数和站点海拔高度被引入电线积冰日数预报方程。对河北省电线线路冰害事故分析发现,当气温低于3℃时,导线可能出现舞动;导线舞动或冰闪时的相对湿度都在60%以上,舞动时风速大于5 m·s~(-1)。     

江西省电线积冰特征及温度层结分析

利用1970—2010年江西省16个气象站电线积冰监测资料和对应时段周边探空数据,将江西省分为赣北、赣中、赣南,分区合成分析江西省电线积冰特征和温度层结特征,主要结论如下:(1)江西省电线积冰日数逐年减少,90年代以后维持较低水平;(2)全省以雨凇型积冰为主,且赣北、赣中发生较为频繁;(3)赣北雨凇过后容易出现雾凇现象,造成持续电线积冰;(4)赣北、赣中雨凇型积冰温度层结符合"3层模型",融化层平均温度为1.5℃,800~900hPa为较强逆温层;赣南则类似于"1层模型",温度层结存在变化,但整层维持在0℃以下。     

盘县近50a来雨凇天气过程气候特征分析

利用盘县国家基本气象站1960—2008年的雨凇观测资料,对盘县近50 a来的雨凇天气过程的时空分布特征作了较为全面的分析,结果表明:①盘县年平均雨凇日数为5.7d,雨凇最早出现时间为12-10,最晚结束时间为次年的03-05,过程最长持续时间20d,年最多雨凇日数高达31d。②盘县以20世纪60年代出现雨凇最为频繁,20世纪80年代和21世纪初次之,20世纪90年代出现最少。③盘县雨凇均发生在12月—次年的3月,以1月出现最多。④雨凇存在的特点与冬季气温有关,相对冷冬年份的雨凇日数比相对暖冬或正常年份的雨凇日数偏多。⑤当雨凇天气发生时,气象条件基本满足气温≤0℃,日降水量为0.6mm左右,相对湿度≥85%,风速在0~3m/s之间。     

贵州冬季冻雨的大尺度环流特征及海温异常的影响

利用1981-2013年贵州冬季冻雨资料、NCEP/NCAR再分析资料和NOAA海温资料等,分析了影响贵州冬季冻雨日数的大尺度环流系统,讨论了海温异常对冬季冻雨日数的可能影响。基于赤道中东太平洋海温异常建立冬季冻雨日数的预测模型,并检验了模型的预测能力。研究表明:贵州冬季冻雨日数偏多(少)年,大气环流异常呈现出西伯利亚高压偏强(弱)、东亚地区海陆气压差偏大(小)的强(弱)东亚冬季风环流特征,同期印缅槽偏强(弱)、东亚副热带急流偏强(弱)。贵州冬季冻雨日数多寡与ENSO事件存在密切联系,秋、冬季赤道中东太平洋冷(暖)海温发展有利于冬季冻雨日数偏多(少)。前期秋季赤道太平洋Ni?o区海温异常是显著影响贵州冬季冻雨日数的年际预报信号,对贵州冬季冻雨日数的多寡具有较好的预测指示意义。     

长江中下游三市夏季高温异常变化特征及其与海温异常的可能联系

选取长江中下游城市武汉、合肥、南昌3站1970—2009年夏季高温资料,分析3市夏季高温特征。3市夏季高温日数有增加的趋势,平均气温也逐步上升,但平均日照时数减少。计算1970—2009年武汉、合肥、南昌夏季高温日数与1、3、5月海表温度场相关系数,结果表明:若1月热带中太平洋、北印度洋海表温度偏高(低),则武汉、合肥、南昌夏季高温日数偏多(少),若3、5月中太平洋、北太平洋海表温度偏高(低),则武汉、合肥、南昌夏季高温日数偏多(少)。     

1986-2015年6月上海虹桥机场低云日数的年际变化及原因分析

利用1986-2015年上海虹桥机场低云资料、ERA-Interim再分析资料以及NOAA海面温度资料,对虹桥机场6月低云日数的年际变化进行了研究,并对导致其年际变化的原因进行了探讨。结果表明：虹桥机场低云在6月出现的天数最多,且6月低云日数具有显著的年际变化特征。影响虹桥机场6月低云日数年际变化的主要原因是：当副热带西风急流位置异常偏北时,虹桥机场处于急流入口区右侧,异常的上升气流有利于虹桥机场上空出现低云;当东南季风异常偏强时,来自低纬的水汽和来自北方的偏北气流能够在长江中下游地区聚汇,使得虹桥机场上空低云日数偏多。此外,ENSO对虹桥机场6月低云日数的年际变化具有重要影响。赤道中太平洋异常偏冷时,其上空的局地对流活动受到抑制,导致西北太平洋低纬地区对流层低层出现异常反气旋,该异常反气旋通过局地的风-蒸发-海面温度的正反馈过程得到增强,并在前期冬季形成后能够一直维持至6月,该异常反气旋有利于来自海洋的水汽在其南部偏东气流的输送下到达长江中下游地区,导致长江中下游地区降水偏多,有利于虹桥机场低云日数偏多。     

陕西省电线积冰特征

选用陕西省宝鸡、华山、洛川、吴旗、榆林5站1980—2005年电线积冰观测资料, 分析了陕西省雨凇、雾凇及混合凇的分布特征与物理特性。结果表明:陕西省华山电线积冰最多、最大、最重。电线积冰以雨凇最多, 雾凇次之, 混合凇最少, 分别占55.2%, 27.9%和16.9%。各地积冰日多出现在11月至次年3月。雨凇、雾凇、混合凇的平均等效直径为10~25 mm, 极大值为78 mm; 平均质量为86~236 g/m; 华山积冰质量极值最大, 为1290 g/m; 积冰平均密度为0.22~0.34 g/cm 3, 混合凇最大, 雾凇最小。南北向等效直径的平均值、积冰质量、密度均大于东西向。近26年, 年最大积冰质量有增加的趋势。     

水城县半个多世纪雨凇气候特征分析

选取水城县1956—2008年11月—次年3月雨凇资料,分析了水城县雨凇出现日数及年一次最长持续时间的变化特征。结果表明:水城县53 a来雨凇出现日数呈减少趋势,冬季气候变暖的特征趋于明显;12月雨凇出现日数呈减少趋势,1月呈略增多趋势,2月呈明显减少趋势;20世纪80年代冬季气候最为异常,雨凇出现日数最多和最少均发生在该年代,相对冷、暖气候特点非常明显。     

大连机场典型低空风切变的成因分析

风切变是指空间两点之间的风的矢量差,风切变分为水平风切变和垂直风切变。航空气象学中,低空风切变通常是指近地面600 m高度以下的垂直风切变,低空风切变严重危害航空活动安全,尤其是在飞机起飞和着陆阶段。为了提高对低空风切变的预报准确率和提前预警时间,利用大连机场话音方式航空器报告统计大连机场出现的低空风切变特点。大连机场低空风切变出现最多的季节是秋末和春季,其中以西北大风和偏北大风造成的低空风切变最为典型,这种切变常常出现在地面风向为360°或350°、平均风速9 m·s^-1、阵风风速16 m·s^-1的观测时次附近。选取3个大连机场典型低空风切变的天气个例,利用NCEP/NCAR FNL(1°×1°)资料分析大连机场出现典型低空风切变时的天气形势特点,利用WRF模式输出资料,分析了大连机场出现典型低空风切变时低层的风场特征。分析结果表明,WRF模式输出的风场变化较小,不能体现低空风切变的突变特征,利用模式输出资料计算得到的反映偏差风相对大小的I值与风切变的出现有明显关系,当I大于0.5且逐渐增加时,容易出现低空风切变,当I小于0.5且逐渐减小时,不易出现低空风切变,可以利用I值及其变化情况进行风切变的预报预警。     

利用激光雷达判别机场晴空风切变事件成因

为了研究高原机场的风切变特征,本文利用丽江机场自动观测站资料、NCEP再分析资料,引入三维激光雷达测风资料,对丽江机场2020年3月29日晴空低空风切变特征进行分析。结果表明,此次低空风切变过程主要是受地面变压风辐合、地面增温湍流加强以及动量下传等因素共同影响而形成的。风切变发生期间低空环境风场与地面风场变化基本吻合。5次低空风切变事件中,出现在11:00—12:20风向转变期间的2次风切变为侧风风向切变,出现在12:20—14:20风速逐渐增大期间的3次风切变为风速切变。风切变指数均大于0.1(1/s),切变强度为中度及以上,严重影响飞行安全。研究结果为机场风切变的激光测风雷达监测预警提供了参考依据。     

宁波机场附近一次孤立强雷暴大风事件分析

利用区域自动气象站资料、天气雷达资料、宁波机场AWOS(automated weather observation system)资料和NCEP再分析资料等对2017年7月22日发生在宁波机场附近的一次孤立强雷暴大风环境条件和雷达回波特征进行分析。结果表明：1)雷暴大风发生在较强的对流有效位能、弱的垂直风切变和上层干燥近地面暖湿的大气层结配置下,海风锋是主要触发系统。2)雷暴大风发生时,地面出现明显冷池和中尺度雷暴高压。3)强反射率因子顶部高度快速下降,中层径向辐合达到18 m·s-1,低层速度辐散超过25 m·s-1等指标,对雷暴大风预警具有较好的指示意义。     

白云机场低空风切变的时空特点及其大气环流形势分析

本文通过对白云机场附近近年多起低空风切变的大气环流形势进行了统计分析,发现风切变的发生与高压脊、脊后槽前、锋面低槽和热带气旋环流4种主要天气形势密切相关。预报业务中利用这4种分型对提前发布低空风切变预警趋势,确保飞行安全有一定的参考价值。     

基于自动气象站和风廓线雷达资料的大理机场风切变分析与应用

根据2016—2017年大理机场航空器报告的风切变事件,利用同时段的自动气象观测资料、风廓线雷达资料对大理机场风切变进行了统计和分析。结果表明:①风切变均发生在每年的11月至次年4月,1月、2月最多;主要发生于07:00—13:00,一半出现在晴天;发生在350m以下占83%。②100m以下的风切变,地面均有阵性风,最大最小风速差6m/s;发生在15～91m的6次风切变,5次报告风切变的一端风向变化超过180°,南北两端地面风出现对头风,风速差异明显。AWOS(Automated Weather Observation System)捕捉到风向风速的明显变化可为近地层风切变预警提供参考。③发生在高度较高的风切变,雷达资料在遭遇风切变高度的上下层存在≥8m/s风速差,能确定上下层风不连续的准确高度、开始时间和结束时间。④机场区域常出现地面风速大而上空风速小或地面风速小而上空风速大的情况,结合地面风和风廓线雷达资料可为今后低高度风切变的初步预警提供参考。     

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。     

青岛流亭机场海风特征分析及对飞行的影响

通过分析2008—2016年青岛流亭机场(简称青岛机场)各季节地面风向日变化规律,发现有两支海风环流影响青岛机场：一支是西支海风,风向210°～230°,一般上午影响机场,午后发展至最强,下午消失;另一支为南支海风,风向150°～170°,午后影响机场,下午取代西支海风,傍晚发展至最强,夜间逐渐减弱消失。两支海风夏季最为明显,南支海风强度季节性差异强于西支海风。海风对机场飞行的影响主要体现在两支海风引起的三种海风锋型低空风切变,分别为西支海风锋引起的侧风切变、两支海风环流相互作用引起的侧风切变以及南支海风引起的顺风切变,其季节及日变化规律为：夏季出现概率最大,春、秋季次之,冬季几乎不会发生;一天中最可能发生时段分别为08：00—11：00、12：00—15：00和15：00—17：00,具体时段在各季节略有差异。     

乌鲁木齐机场雷暴天气的风切变特征

对乌鲁木齐国际机场1984～2003年出现的典型雷暴天气过程,利用常规观测资料和机场跑道自动观测系统的实时观测资料,分析了机场雷暴天气的类型和雷暴天气下机场跑道附近气象要素演变及风切变,给出不同天气形势下机场雷暴的风切变特征。     

上海浦东国际机场低层大气垂直风场特征研究

风廓线雷达资料具有较高的时间和空间分辨率,但多集中于强对流性天气的预报和分析。文章主要将该资料应用于低层大气风场结构的研究和分析中。利用2009年1月至2010年6月共计18个月的上海浦东国际机场LAP 3000边界层风廓线雷达探测的水平风速风向资料,根据差值后的每小时平均的风速、风向进行统计分析（垂直分辨率50 m）,发现风速极大值出现的高度具有重复性,主要出现在1000、600、500、450、550和250 m,相邻两层之间的风矢量变差的极大值主要出现在250和300 m之间。按照国际民航组织建议的的水平风的垂直切变强度标准,将各个层次之间的风矢量进行统计分类,有轻度、中度、强烈、严重四个等级的风切变,同时发现不同等级的风切变的发生具有明显的季节特征。对于浦东国际机场区域的低层垂直风场的特征及演变情况初步的分析和探讨,为今后可以更好地结合AMDAR资料、电子探空仪、微波辐射计等探测手段针对机场区域甚至是内陆部分机场关于风切变的精细化预报、预警服务的研究奠定了一定的基础。     

AMDAR资料在机场天气预报中的应用

介绍了我国航空器空中报告（AMDAR）的下传及应用情况，包括AMDAR的数据特点、资料的实时分析及应用。重点介绍了AMDAR资料在机场临近预报中的应用，包括在风场分析、颠簸的诊断及警报以及在天气分析中的应用。