热带气旋对中国沿海风电开发的影响

利用1961-2006年热带气旋(TC)资料,选取进入距海岸3个纬距左右警戒区的TC为影响中国沿海风电开发的TC;根据风电工程风电机组(WTGS)安全等级,详细分析了影响中国沿海地区TC路径、强度、风力的气候特征,发现进入警戒区后台风和强热带风暴占59.5%,超强台风、强台风占总频数的21.5%;TC造成的10分钟平均最大风速40m·s~(-1)以上的区域集中在珠江口以东的广东沿海和海南东部沿海和浙闽交界处;登陆福建及以北沿海强度达台风以上的常造成≥25m·s~(-1)的强风,而在福建以南登陆并造成强风的为强热带风暴以上;福建中南部沿海TC大风的可利用率达80%以上;TC威胁风电机组安全的区域主要在浙江的中部沿海、浙闽交界处沿海和珠江口以东的广东沿海.     

江苏沿海平均风速空间衰减规律拟合研究

沿海地区的风速在海陆交界处变化极为复杂,其风速规律研究对近海风电场的发展有着极为重要的作用。本文采用江苏沿海40 km范围内38个观测站的2009年7月1日—2011年6月30日近2 a的平均风速实测资料,利用旋转经验正交函数(REOF)对沿海平均风速开展主分量特征分析,进而将江苏沿海地区划分为南北两个区域,开展江苏沿海风速衰减规律分析,风速随沿海向内陆呈现e指数衰减特征。在此基础上,构建了江苏沿海南北两个区域的平均风速在空间上的分布方程,并开展了拟合精度检验和可靠性分析。研究结果表明海陆地形影响的范围大小与海岸线上的风速并非完全成正相关的关系而存在临界值,南区、北区风速临界值分别为18. 2 m·s~(-1)和14. 6 m·s~(-1)。     

广西热带气旋的暴雨统计分析及数值模拟

利用1949～2010年广西88个气象观测站的降水资料和1961～2010年NCEP/NCAR再分析资料,分析了影响广西热带气旋的数量、路径及其影响广西暴雨的特征,通过数值模拟研究了广西大范围暴雨物理量环境场的变化特征,结果表明:影响广西热带气旋个数有显著的减少趋势,并存在着明显的2a、4a和10a周期振荡信号,年日最多暴雨站数有增多的趋势。热带气旋影响下沿海地区发生暴雨的可能性最大,桂北山区最小。热带气旋从沿海地区登陆进入广西,造成广西各站发生暴雨概率最高,其次为从梧州、玉林进入广西的路径,最少的为热带气旋在北部湾西行进入越南。热带气旋的中低层环流中心一般为强降水区域,中心滞留时间越长降雨量越大,极大风速始终位于台风前进方向的右侧,大范围暴雨区域位于急流的左侧。在热带气旋影响日最多暴雨站数发生时中低层风速及高度场在近30年的变化特征:广西的东北面存在一个呈西北-东南向的风速增高带,西南面为风速减弱带;西北面为高度场减弱区,黄海一带为一个显著增强区。     

影响广西沿海风电场的热带气旋特征分析

对影响广西沿海钦州风电场场址区域热带气旋的频数分布、强度特征、影响分类以及湍流强度的变化特征和等级等进行分析。结果表明:65a间进入钦州风电场影响区域的热带气旋共有69个,平均每年1.06个,多集中出现在7~9月;进入影响区域时热带气旋的强度以热带低压的频数最多,其次为强热带风暴和热带风暴,没有超强台风出现;其中有78%的热带气旋为效益型,16%的热带气旋为防御型,6%的热带气旋为破坏型。当热带气旋中心经过风电场附近时,风向由北风转为南风,风速急剧减小,湍流强度出现突增现象;热带气旋影响期间风电场的湍流强度大于A级,建议风电场选择湍流强度为A级的风电机组。     

全球升温1.5℃与2.0℃情景下中国东南沿海致灾气旋的时空变化

将造成经济损失的热带气旋定义为致灾气旋。基于气象观测站的逐日气压、风速和降水量数据确定致灾气旋阈值,结合区域气候模式COSMO-CLM(CCLM)在1961—2100年的输出资料,预估致灾气旋发生频数及其风速与降水量,分析全球升温1.5 ℃与2.0 ℃情景下,中国东南沿海地区致灾气旋时空变化特征。结果表明:(1) 1986—2015年,东南沿海地区致灾气旋发生频数共计180个,整体呈上升趋势,平均风速和降水量分别为8.7 m/s和129.8 mm,对浙江东部及广东东部沿海影响最严重。(2)全球升温1.5 ℃,2020—2039年致灾气旋频数将由基准期(1986—2005年)的111个上升至138个,增加区域主要位于广东省西南地区及福建省南部地区;平均风速和降水量分别上升15%和17%,至8.4 m/s和109.9 mm,以福建省沿海地区增加最明显。(3)全球升温2.0 ℃,2040—2059年致灾气旋频数较1986—2005年增加33%,将达148个;风速上升32%,以浙江省东部、福建和广东省接壤的沿海地区及广东省南部增幅最大;降水量上升35%,以福建与广东省接壤的沿海地区及广东省西南地区增加明显。(4)相比升温1.5 ℃,全球气温额外升高0.5 ℃,东南沿海地区致灾气旋频数及其风速与降水量将分别上升9%、17%和18%。努力将温升控制在1.5 ℃,对降低致灾气旋频率和强度增加所导致的影响具有重要意义。      

福建热带气旋灾害精细化危险性评估

根据1981—2021年福建省热带气旋风雨资料,采用极差标准化、相关系数客观赋权法和自然断点法建立热带气旋致灾因子危险性评估模型,评估结果表明:选择降水7个因子和大风4个因子作为评估指标体系合理;雨高危险性区域位于沿海,南平和三明地区雨危险性较低;风较高危险性区域明显窄于雨较高危险性区域,危险性等级向内陆降低远快于降水,其中罗源湾至崇武沿海因受台湾岛地形屏障保护,危险性比沿海南北部小1个等级;风雨综合致灾危险性,沿海县市皆为较高危险性区域,其中中部沿海高危险性区域小,沿海南北部大,另外登陆粤东热带气旋沿海北上滞留在闽西上空的低压云团造成闽西北部存在较高危险性区域;在热带气旋登陆影响过程中,精细化致灾因子危险性评估更具有针对性,且与灾情相符,为气象灾害决策服务提供了更有价值的参考信息。     

影响普宁市热带气旋的气候特征

统计分析普宁市1959~2008年的热带气旋相关资料得出:1)近50年普宁市受热带气旋影响的频率为3.18个/年,严重影响频率为1.98个/年,是热带气象灾害出现的高频区;2)热带气旋给普宁市带来的灾害以强降水为主,大风天气相对较弱势;3)近50年来影响普宁市的热带气旋呈减少的趋势;4)影响普宁的热带气旋中最多是在汕头以东区域登陆,占总数的48.4%。而严重影响普宁的热带气旋主要是在汕头-海丰登陆;造成6级以上大风或暴雨以上降水的,占该区域登陆并影响普宁的热带气旋的76.9%。     

1949—2009年影响粤东沿海的热带气旋特征及最大强度计算

根据1949-2009年热带气旋路径资料,分析影响粤东沿海地区的TC气候特征,包括TC频数、路径趋向及强度变化等气候特征。结果表明,影响粤东沿海地区的TC频数自1982年以来呈减少趋势,台风季缩短;TC移动路径的主导方向为西北偏西（WNW）,出现频率为36．9％;自1982年以来,无论是在TC生命史阶段,还是进入影响区后．达到台风量级的TC数量占总数的比例均有所上升,而强台风和超强台风的比例则均明显下降。文章最后根据历年TC资料建立极端TC风速、气压序列,利用皮尔逊-Ⅲ型概率分布法,计算了影响粤东沿海的可能最大热带气旋（PMTC）中心附近最大风速和中心最低气压,计算得到的100年一遇最大风速和最低气压分别为67．9m．s-1和914．0hPa。     

热带气旋登陆地段与湛江市风雨的相关统计分析

湛江市每年5～11月份都可受到热带气旋的影响,每个热带气旋造成风力、降水的大小,与热带气旋的登陆地段、登陆时的强度及登陆后的移动路径密切相关.本文利用50年来在广东台山至海南省南部沿海地区登陆或影响该地区的热带气旋资料与湛江市的风雨关系进行统计分析,从中找出相关规律,为热带气旋风雨预报提供参考.     

连云港沿海近地层湍流强度特征

在对连云港沿海15个各类气象观测站2000—2009年8级以上强风样本统计分析基础之上,利用6座沿海梯度测风塔2005—2007年测风资料,探讨了连云港沿海近地层风湍流强度的时空分布规律及特点,并重点对不同类型天气系统引起的强风湍流演变特征及其对风电场影响进行剖析。研究结果表明:①风湍流强度具有很强的季节性,冬季小、夏季大,随高度增加而减小;②海面动力粗糙度对海上强湍流变化的影响有别于无强风及下垫面是陆地时;③在热带气旋影响区域,同一时段内可能会出现风速和湍流强度瞬时骤变现象;④海上强湍流出现在30m以上高度,陆地出现在底层,这一现象在不同天气系统引起的强风湍流变化中都有发现;⑤风机轮毂高度处有2.1%～3.8%的湍流强度特征值超过目前风机最大抗湍流强度设计标准,建议华东中、北部沿海地区风机抗湍流强度参数调整为0.31～0.41。     

江苏沿海大风特征及其变化分析

利用1981—2010年江苏沿海地区的大风资料,分析30 a沿海大风气候特征,结果表明:江苏沿海地区最大风速≥6级和≥8级大风,呈逐年递减趋势。夏季,江苏沿海大风以东南风为主;秋、冬季,以偏北风为主;而春季,沿海大风以偏北风为主,东南风次多。冷空气偏北大风以冬季最为常见,低压(气旋)大风和入海高压后部大风易发生在春、夏两季,雷雨大风主要发生在夏季,台风大风主要发生在夏季和秋季。     

9902号热带气旋简析及数值预报产品应用体会

9902号热带气旋,在南海北部经历了热带气旋发生、发展完整的生命史全过程,于5月2日减弱成热带低压在惠东县沿海地区登陆并减弱消失.本文拟从对9902号热带气旋的生命史分析着手,探讨冷空气对该热带气旋移动路径及其对天气的影响,并就部分数值预报产品在该热带气旋移动路径及影响天气预报中的指导作用进行初步探讨.     

近30年影响我国东南沿海的热带气旋降水强度变化特征分析

利用中国地面台站逐日降水资料和中国气象局上海台风研究所整编的热带气旋最佳路径资料研究了1978～2007年影响我国热带气旋降水强度的变化及其对我国东南沿海盛夏降水变化的影响.近30年影响我国东南沿海盛夏的热带气旋降水增加是导致我国东南沿海盛夏降水显著增加的主要原因.仅从热带气旋降水来看,东南沿海和内陆(包括江西、湖南东部和湖北南部)热带气旋降水强度显著增加,而影响热带气旋降水频次略有增加.通过对雨量站与引起降水热带气旋的中心距离的变化分析发现:内陆地区影响热带气旋距离显著下降,近距离热带气旋引起降水的增加,是该区域热带气旋降水强度增加的主要来源;而东南沿海地区近距离热带气旋降水增加不明显,热带气旋降水强度的增加主要由于同距离热带气旋降水强度的增加.热带气旋经过频次的空间的变化结果证实,近30年经过中国沿海的TC个数变化不大,仅福建沿海一带略有增加,而内陆地区则增加明显,且经过该区域时热带气旋移动速度变慢,这均与该区域近距离热带气旋降水的增加一致.     

福建热带气旋风雨空间分布特征及风险评估

根据1961—2010年热带气旋资料,按登陆地段或移动路径将登陆影响福建的热带气旋分为11种路径,分析各种路径的致灾因子空间分布特征,结果表明:热带气旋雨灾最严重的区域位于北部和中部沿海,风灾最严重的是南部沿海;从路径来看,降水强度最强是登台入闽北路径,强风区域最大的是直接登陆闽南路径和登台入闽中部路径,风力最强的是登台入闽南路径。采用相关系数客观赋权法建立了致灾因子风险评估模型,分析不同热带气旋路径致灾因子风险等级,登台入闽中和登台入闽北路径风险最大,其次是直接登陆闽南和登陆珠江口及以东路径;高风险区域 (包括次高危险和高危险区) 集中在沿海地区、闽西和闽北的局部。     

基于信息扩散理论的热带气旋灾害风险评价

利用广西沿海地区1991～2003年的热带气旋灾情资料,应用基于信息扩散理论的模糊数学方法,对广西沿海热带气旋灾害风险进行研究,得到不同灾害等级的风险水平,比较表明,概率风险理论估算值与实际灾害情况比较吻合,该方法为热带气旋灾害风险评价提供了一种有效的途径.     

北半球夏季大气季节内振荡对中国东南沿海热带气旋暴雨的影响

本文采用美国台风联合警报中心整编的1981—2012年的best-track热带气旋资料、中国大陆743站逐日降水数据、亚太经合组织气候中心的北半球夏季季节内振荡(BSISO)指数和美国国家环境预报中心及大气研究中心的再分析资料,分析了中国东南部地区热带气旋暴雨特征及其与BSISO 8个位相的联系。结果表明:7、8月,中国东南沿海地区的热带气旋暴雨发生的频次最多,多个站点热带气旋暴雨占总暴雨频次的比例达40%以上。7、8月热带气旋暴雨主要发生于BSISO1的第1、2、7、8位相,发生的暴雨频次占总频次的78.4%,主要分布于福建省沿海地区和西南部;BSISO2的第5、6、7位相热带气旋暴雨发生的频次也较多,占总频次的73.6%,主要分布于福建省沿海地区及西南部和广东省西南沿海地区。对发生较多热带气旋暴雨的BSISO1和BSISO2位相背景下的环流合成异常的诊断显示,西北太平洋伸向中国东南沿海地区,大尺度引导气流为显著的异常东风带,有利于热带气旋登陆中国大陆;显著异常的纬向东风切变、气旋性相对涡度和整层水汽的异常辐合,有利于热带气旋登陆过程强度的维持,促使热带气旋暴雨发生在中国大陆。     

珠江口海域热带气旋气候特征及最大风速计算

根据1949～2011年热带气旋路径资料,统计分析了影响珠江口海域的热带气旋气候特征,包括热带气旋频数、强度及路径趋向等特征,结果显示,在近63a间共有75个热带气旋样本影响珠江口海域,有3个年份出现多达4个热带气旋影响该海域;出现12级以上强风的台风样本约占总数的3成;热带气旋的移动方向以西北和偏西方向为主,约占总数的7成.分别采用x2检验和Колмогоров法对热带气旋样本频数及最大风速序列分别进行拟合适度检验,结果表明,影响珠江口海域的热带气旋最大风速服从Poisson-Gumbul复合极值分布,计算影响珠江口海域的热带气旋中心附近的概率风速,得到的50a一遇10min平均风速为51.1m.s-1,100a一遇10min平均风速为56.8m/s.     

山东半岛大风的统计与分析

为了更好地预报海上和近海陆地大风,统计了山东半岛1981—2010年的大风资料,从统计结果看,沿海地区冬、春季的大风日数最多,秋季次之,夏季最少。通过逐日气象观测站资料对山东半岛沿海的大风日数进行统计,结果表明:秋、冬季偏北大风海上平均风力和极大风力较北部沿海地区偏大1～2个量级,较南部沿海地区偏大2～3个量级;春季偏南大风海上风力较北部沿海地区相当,较南部沿海地区偏大1～2个量级。西北路冷空气对山东半岛造成的大风最强,持续时间长,当冷锋前有气旋时,容易出现强风。     

近15年来影响肇庆地区的热带气旋统计分析

采用2000—2014年肇庆地区的降水和大风资料,以及登陆粤闽琼3地的热带气旋资料,统计分析对肇庆有影响的热带气旋,结果表明:1影响的台风共52个,年平均3.5个,最多7个,最少1个,大部年份3~5个,总体上呈微弱的上升趋势。2影响时间主要集中在7—9月,最早出现在6月23日,最晚为10月7日。3登陆时强度主要为强热带风暴级和台风级,共36个,占69.2%。4对肇庆有影响的热带气旋有3种情况:热带气旋在福建或粤东沿海附近登陆后向西北或偏西、偏西南方向移动,且强度在10级以上;热带气旋在珠江口附近或电白到珠江口之间沿海地区登陆;热带气旋在海南文昌或湛江登陆后向西北到偏北方向移动,且登陆时强度在8级以上。     

基于历史资料的热带气旋大风定点预报及检验

热带气旋是沿海地区最具破坏力的自然灾害之一。研究近海热带气旋对深圳三个重点港湾码头站的定量阵风预报。在前人研究的基础上,除了考虑热带气旋强度、热带气旋相对于气象台站的距离、方位角等热带气旋特性因素外,进一步详细分析了热带气旋尺寸对热带气旋引发重点区域的定点阵风预报影响。研究使用2014年以前的港湾码头站在热带气旋影响期间的小时极大风观测记录与各热带气旋特性因素建立预报模型,用2015—2018年的14个近海热带气旋对港湾码头站的小时极大风影响来检验预报模型的实用性。结果发现在进一步考虑了热带气旋尺寸因素对热带气旋引发定点大风影响后,预报模型可以精准地预报重点区域的最大阵风值,其预报结果可为行业气象风险评估提供有价值的参考。