台风环流对远距离暴雨水汽输送影响研究

利用NCEP再分析资料,结合WRF模式对2008年7月17—19日发生在山东省的台风远距离暴雨水汽输送过程进行分析。结果表明:台风环流不仅有利于低纬度西太平洋水汽输送到山东内陆地区,而且迫使来自孟加拉湾的气流强度和方向发生变化,进而对远距离降水强度和持续时间产生重大影响;台风环流对鲁东南地区的水汽贡献远大于鲁西南地区,移除台风环流能间接地增强鲁西南地区的水汽供应;台风环流使远距离降水区水汽辐合范围集中,辐合强度增强,从而增强降水强度。     

2016年12月青岛一次持续重污染天气的观测分析与数值模拟

选取2016年12月17—22日青岛一次典型重污染天气,利用大气污染物监测结果、地面气象要素观测资料和欧洲中期天气预报中心（ECMWF）ERA5再分析数据对此次过程中大气污染物及气象场的变化特征进行分析。观测分析表明此次污染过程持续时间长达5 d以上,其中19—21日为重污染天气（PM 2.5 日均质量浓度ρ>150 μg·m-3）。根据气象场和PM2.5质量浓度变化特征,此次污染过程可分为3个阶段：17日02时—19日08时为青岛污染物累积阶段,研究区受西南风控制,PM2.5质量浓度逐渐上升,700 hPa等压面上高空槽的维持及槽前持续的南风、西南风有利于污染物累积,同时近地面相对湿度增加,是此次持续性重污染天气形成的重要条件;19日09时—20日20时为青岛污染维持加剧阶段,相对湿度大、风速很小,污染物扩散条件差,PM2.5质量浓度最高;20日21时—22日08时为青岛污染消散阶段,青岛对流层中下层及地面风速均增大并产生弱降水,有利于污染物扩散稀释和湿清除,PM2.5质量浓度逐渐降低。WRF-Chem数值模式能够较好地模拟出主要气象要素和青岛PM2.5 质量浓度的变化特征,模拟结果表明山东省内污染物排放贡献了青岛PM2.5的49.5%;污染物跨省输送对此次污染事件也有重要贡献,其中来自研究区以南的安徽和江苏的排放对青岛PM2.5的贡献率可达25.5%。     

2014年鲁南一次暖切变暴雪过程的诊断分析

利用常规观测资料、自动站资料及NCEP1°×1°再分析资料对2014年2月4—6日鲁南暴雪过程进行诊断分析。研究表明:(1)500h Pa的短波槽,700h Pa和850h Pa暖式切变线及低空急流是造成这次暴雪的关键影响系统,同时位于华北700h Pa的小高压对强降雪的形成也起到关键作用。(2)东南低空气流的移动跟雨区的移动具有很好的对应关系。第一阶段降雪的水汽辐合主要集中在700h Pa,第二阶段的水汽辐合集中在对流层低层。(3)此次降雪过程降水相态的温度与厚度判据与经验统计预报指标一致。     

1961—2010年平潭大雾的年际特征及雾季环流分析

利用平潭气象站1961—2010年地面观测月报资料,使用小波分析雾日年际特征,结果表明:在1965—1975年和1985—1990年有准3年左右的显著周期,并通过显著性检验;同时经过九点平滑发现年雾日呈波动下降,趋势系数为-0.26天/年;2月为全年唯一雾日和持续时间双增加的月份,4、5月雾日减少明显但持续时间也显著上升。利用NCEP\NCAR资料进行平潭春季多雾年份和少雾年份合成分析,表明春季多雾年的特征为:台湾海峡海表温度偏低,为平流雾的生成提供冷水面,而赤道太平洋地区海温却是明显升高;500 h Pa副高偏强偏西,东亚大槽偏南,利于经向环流输送;沿(115°E,20°N)至(125°E,30°N)垂直流场剖面图表明平潭地区低空盛行下沉气流,利于层结稳定;同时水汽来源于南海和孟加拉湾且在850 h Pa表现最为明显。而春季少雾年的特征却刚好相反,台湾海峡海表温度偏高,赤道太平洋地区海温却是明显下降;500 h Pa副高偏弱偏南,不利于暖空气往北输送;沿(115°E,20°N)至(125°E,30°N)垂直流场剖面图表明平潭地区低空盛行上升气流,利于成云不利成雾;水汽输送仅来自孟加拉湾,低空850 h Pa水汽输送明显减少。     

鲁西北持续性暴雨非地转湿Q矢量分析

利用常规观测资料、NECP/NCAR提供的1°×1°FNL全球再分析资料,对2012年鲁西北一次持续性暴雨进行了湿Q矢量方法诊断分析。结果表明:此次持续暴雨出现在有利的环流背景下,降水区域集中并有明显的中尺度特征,湿Q矢量方法是分析强降水落区很好的工具;925~850 h Pa湿Q矢量散度与强降水落区有较好的对应关系,但暴雨并不总是出现在湿Q矢量散度负值区中心,有时出现在湿Q矢量散度梯度大的负值区一侧;700 h Pa湿Q矢量涡度正值中心与散度负值重叠的区域是中尺度低值系统发展有利的区域,与未来6~12 h暴雨落区有很好的对应;湿Q矢量锋生函数差值预报强降水落区明显优于锋生函数。     

上海石化地区向岸风-离岸风的长期特征

水陆交界地区出现的向岸风、离岸风局地环流使海岸附近排放的污染物限制在环流中较长时间,易造成大气高浓度污染状况.本文利用上海石化地面气象常规观测资料,确定了简单易用向岸风、离岸风划分方法,通过对气象数据库中1981～2005年24h逐时风资料分析,获得了向岸风、离岸风的各项长期特征.     

台风“摩羯”(1814)的路径特点与预报分析

2018年8月13—16日台风"摩羯"(1814)及其残余低压环流影响山东,造成区域性暴雨或大暴雨。利用常规气象观测资料和区域自动气象站、天气雷达、气象卫星等资料及数值天气预报产品对此过程进行分析,总结了"摩羯"的路径特点。此次台风"摩羯"路径特殊,并出现突变。通过对"摩羯"的路径预报仔细分析,得出台风路径预报着眼点和部分有指示意义的预报指标。环流形势分析是预报台风路径的一个重要前提,大陆高压显著增强是环流形势调整的一个信号,是预报"摩羯"路径的一个关键因素;台风前进方向的对流层温度脊线和500 h Pa正涡度轴线对台风未来路径有良好的指示作用。分析结果能够为提高山东台风路径预报的准确率提供参考。     

鲁南初冬一次罕见特大暴雪的成因分析

利用常规气象观测资料和NCEP/NCAR逐6 h再分析资料,对2015年11月23—24日山东南部出现的一次罕见特大暴雪天气过程进行诊断分析。结果表明:1)这是一次典型的回流形势降雪,850 h Pa东南风急流影响的鲁南地区降雪强度较大,而东北风急流影响的区域降雪强度较弱。2)700 h Pa强西南低空急流、850 h Pa东南低空急流为鲁南地区降雪提供了充沛的水汽,水汽通量的强辐合区域即为大暴雪的发生区域。3)暴雪区上空散度呈现出弱辐散—强辐合—强辐散的垂直结构;暴雪落区与高空的强辐合中心以及强上升运动中心吻合度较高。4)暴雪期间,850~925 h Pa之间维持一个逆温层;强冷空气使得925 h Pa以下边界层温度锐降导致降雨迅速转雪,降雪持续时间长是鲁南地区产生异常强降雪的重要原因。     

2015年秋季(9—11月)山东天气评述

利用2015年9—11月山东省气温、降水资料以及500h Pa月平均位势高度场、距平场等资料,结合逐日高空环流形势,分析了山东省2015年秋季的天气气候特点、环流特征和主要天气过程,对季内的主要天气及其影响进行了评述。     

2015年夏季(6—8月)山东天气评述

利用2015年6—8月山东省气温、降水资料以及500h Pa月平均位势高度场、距平场等资料,结合逐日高空环流形势,分析了山东省2015年夏季的天气气候特点、环流特征和主要天气过程,对季内的主要天气及其影响进行了评述。     

2014年秋季(9—11月)山东天气评述

利用2014年9—11月山东省气温、降水资料以及500h Pa月平均位势高度场、距平场等资料,结合逐日高空环流形势,分析了山东省2014年秋季的天气气候特点、环流特征和主要天气过程,对季内的主要天气及其影响进行了评述。     

2014年冬季(2014年12月—2015年2月)山东天气评述

利用2014年12月—2015年2月山东省气温、降水资料以及500h Pa月平均位势高度场、距平场等资料,结合逐日高空环流形势,分析了山东省2014年冬季的天气气候特点、环流特征和主要天气过程,对季内的主要天气及其影响进行了评述。     

山东一次持续性平流辐射雾过程特征及成因分析

2017年1月1—5日,山东出现了一次大范围的平流辐射雾过程。利用山东地区自动气象站观测资料、青岛探空站资料、风廓线雷达资料和NCEP/NCAR再分析资料,通过分析此次连续大雾过程的大尺度环流背景场、温湿场特征,地面、高空气象要素条件,揭示了其形成原因、维持机制和消散机理。结果表明:中高纬度平直的大气环流、静稳的垂直结构是此次大雾形成的背景条件;水汽输送阶段变化造成的低层水汽浓度变化是大雾阶段变化的原因;两次弱低槽冷锋过程显著增加了雾的强度和范围,也使雾的性质由平流雾变为辐射雾。当低层水汽持续减少,中低层东风气流增强并破坏了大气的稳定层结时,大雾逐渐消散。     

渤海西部2次赤潮过程的气象因子对比分析

利用加密自动站资料、NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料、海表温度(SST)资料和常规观测资料等气象资料,对2009年5月31日—6月13日和2012年5月18—28日发生在渤海西部海域的2场相似气象因子影响下的典型高影响赤潮过程进行了对比分析。初步结果表明:(1)2场高影响赤潮过程都发生在春末夏初的赤潮高发期,持续时间在10天以上;(2)赤潮爆发前期,伴随有暖湿气流影响形成适度降水,渤海西部的周平均海表温度(SST)升温明显,且SST≥16.2℃,赤潮发生海域为SST的暖脊控制,对赤潮过程的潜势预报有明显的指示意义;(3)850 h Pa以下层次的温度迅速上升,近地层西南暖湿气流的加强和地面6 m/s以下偏南、东南气流在渤海西部海域的汇合,利于渤海西部海洋浮游生物积聚和突发性繁殖,是赤潮形成的重要气象因子特征。     

南四湖对鲁西南气温分布的影响

利用1981—2015年鲁西南25个气象站35 a整编资料及2015—2019年部分区域气象站逐小时数据资料,系统分析了鲁西南气温分布特征及南四湖在其分布中的贡献,揭示出：年平均气温在东南部湖区呈现出与南四湖东南—西北走向一致的暖舌,南四湖改变了气温通常的南高北低态势,使得鲁西南的月平均气温分布呈现出了东高西低型和过渡调整型;湖区是最高气温分布的低值区,最低气温分布的高值区,年气温日较差平均值偏小;相对于鲁西南同经度和同纬度区域,湖区的月气温日较差平均值和月气温日较差最大值均偏小,秋季差异最明显,夏季差异最小,气温日变化曲线较平稳,白天气温较高时段偏低,夜间气温较低时段偏高,日最高气温出现时间约迟1 h,在同一天气条件下,湖区气温日变幅总是偏小,不同天气条件下,日最高气温的差值和日最低气温的差值表现为晴天最大、阴天次之、雨天最小。     

1522号强台风“彩虹”近海急剧增强特征及机理分析

利用NECP的FNL再分析资料,对1522号强台风"彩虹"在近海急剧增强的特征及机理进行分析。结果表明:"彩虹"强度变化与南亚高压、副热带高压的环流配置存在密切的联系,南亚高压由西部型调整为东部型,并且在我国东部沿海台风中心上方形成一个很强的高压中心,有利于高空辐散的增强,同时500 h Pa副热带高压西伸北抬海上水汽输送加强,为"彩虹"的发展提供有利的环境条件;介于-4~4 m/s弱的200 h Pa和850 h Pa高低层环境风垂直切变是"彩虹"急剧增强的必要条件,并且"彩虹"强度的急剧变化与低层弱的垂直风切变存在显著的滞后相关;台风的暖心结构在台风急剧增强的过程中迅速加强,暖心结构维持较好也是其强度维持的重要因素之一。     

德州一次沙尘天气过程成因及气溶胶粒子的输送路径分析

利用NCEP 1°×1°再分析资料分析了2017年5月4日浮尘和5月5日扬沙天气的成因。结果表明:3日20时—4日08时,蒙古气旋在有利的环流背景下迅速发展,配合冷锋在内蒙古中部和东部形成大范围的强沙尘天气;4日20时—5日08时沙尘通过高空气流输送到华北地区,在自身沉降和较强下沉气流的共同作用下,迅速沉降形成华北地区大范围的浮尘天气;5日08—14时由于西北路冷空气影响,横槽转竖,冷锋加速南下,将大量沙源地的沙尘输送到德州造成扬沙天气。通过HYSPLIT模式对本次过程中气团后向轨迹的模拟,证实以上两个阶段沙尘天气过程中的输送方式及路径。通过分析影响系统、物理量和气象要素发现,蒙古国、我国内蒙古中部沙源地天气系统强度、位置的变化直接影响沙尘天气的类型,高层气流变化与沙尘天气的类型有很好的对应关系。     

“23·12”山东半岛特大海效应暴雪特征及成因

采用地面气象观测站、多普勒天气雷达、闪电、积雪深度人工加密观测资料、常规观测及欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF）第五代大气再分析（ECMWF Reanalysis v5,ERA5）资料,对2023年12月15—22日山东半岛特大海效应暴雪过程的降雪特征及极端性成因进行了分析。结果表明：（1）此次过程有4站积雪深度突破本站历史极值,有1站2 d的日降雪量为山东半岛海效应降雪有气象记录以来的最大值,文登积雪深度达74 cm,超过山东所有国家级地面气象观测站纪录,是一次极端海效应暴雪事件。（2）欧亚中高纬度阻塞形势下两次异常强冷空气持续影响渤海和山东半岛地区,850 hPa温度最低降至-21~-20 ℃,冷空气强度明显强于往年12月海效应暴雪过程,造成降雪持续时间长、累计降雪量大。异常强冷空气是此次极端暴雪过程产生的关键因素,渤海海面温度（简称“海温”）异常偏高是有利的海温背景。（3）冷空气强、海温偏高造成海气温差偏大,700 hPa以下产生对流不稳定,使得降雪强度大;强降雪发生在海气温差快速增大阶段。（4）925 hPa以下存在来自渤海的北—东北风与内陆地区的西北风构成的切变线,产生强上升运动,切变线长时间维持形成“列车效应”。（5）主要降雪时段强垂直上升运动、高相对湿度层的温度为-20~-12 ℃,适宜树枝状冰晶形成和维持,有利于产生大的积雪和降雪含水比;2 m气温持续低于-5 ℃,0 cm地温在降雪开始时即降至0 ℃以下,且两次强降雪过程仅间隔1 d,均有利于降雪累积产生极端积雪深度。     

山东深秋一次暴雪过程雪水比影响因子分析

利用地面气象观测站资料、加密地面观测资料和欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF）第五代大气再分析数据（ECMWF Reanalysis v5,ERA5;分辨率为0.25°×0.25°）逐小时资料,对山东2021年11月6—8日极端暴雪过程雪水比影响因子进行研究。结果显示：此次暴雪过程平均雪水比分布总体呈“北大南小、西大东小”的分布特征,降雪初期产生的雪水比小,降雪中后期产生的雪水比大;温度偏高、云内液态水含量较高的地区雪水比较小,温度偏低、云内液态水含量较低的地区雪水比较大;雪水比与地面气温、地表温度呈负相关,地面气温与雪水比的相关性最大,积雪产生之后地表温度与雪水比变化无明显相关。     

一次东北季风过程下珠江口磨刀门河口环流研究

根据2003年12月9日至15日的大、中潮同步水文观测资料及江门市斗门县气象局关于风的气象资料,结合Ecomsed三维斜压模型,对东北季风过程下的磨刀门垂向环流进行研究。通过理论分析和模型计算,表明向海的冬季风对河口垂向环流的形成起着重要的作用。风的作用有加强径流效果,加大了表层水体向下游的流动,同时底层水体的上溯使该地区形成了稳定的垂向环流。统计气象资料推断,枯季期间磨刀门水道出现垂向环流现象的时间约占总天数的51%。