黄、渤海沿海大风变化特征及影响系统

利用1981—2010年黄、渤海沿海44个气象站大风资料,根据中央气象台对近海海区的划分,分析了近30 a黄、渤海近海5海区大风的气候特征,以及通过天气分型对2008—2012年黄、渤海沿海大风的影响系统进行了统计,结果表明:近30 a黄、渤海沿海5海区日最大风速≥6级和≥8级日数呈递减趋势,1980s大风日数较多,各海区≥6级大风在1981年和1987年前后均有两个峰值。≥6级大风日数随季节变化的峰值,渤海海区出现在春季,黄海南部海区是春季、夏季8月和秋季11月,渤海海峡、黄海北部和中部海区则主要是春季和冬季。渤海海区以偏北风和南南西风为主导风向,与其他海区以北或西北风为主的特征明显不同。冷锋是黄、渤海沿海大风最主要的影响系统,其次是气旋型和高低压型大风。另外以850 h Pa温度平流的强度、冷/暖中心的强度、等温线密集带梯度、地面高/低压强度、地面大风前3 h/24 h最强变压中心强度和地面气压梯度等要素为着眼点,对不同类型的大风指标进行了分析。     

黄、渤海大风的次天气尺度环流特征及其应用

选取2008年12月出现在黄、渤海的一次大风过程,采用常规观测资料和NCEP全球再分析资料,对大风期间的次天气尺度特征及其与天气尺度系统之间的相互作用进行了诊断分析。结果表明,黄、渤海大风区的次天气尺度环流具有明显的波动特征,这种波动结构的维持与否和大风期间的天气尺度背景密切相关。黄、渤海位于高空槽前,波动结构维持,该区域从次天气尺度系统获得正涡度和动能,气旋发展,大风形成。中纬度斜压带东南移至黄、渤海上空,波动结构遭到破坏,消耗次天气尺度系统涡度,气旋减弱,但低层大气仍获得次天气尺度系统动能,大风维持。在与高空槽相互作用的过程中,虽然次天气尺度环流有不同的分布特征,但低层大气若获得次天气尺度动能,则有利于动能输入地区的风速增幅和大风持续,若消耗次天气尺度系统动能,大风停止。次天气尺度动能大值区主要在850hPa以下的低层。     

黄渤海大风统计分析和预报方法

根据多年预报服务经验。针对海上航运作业所需海上大风预报服务，对黄渤海域预报海区的大风气候资料统计分析。归纳出5种海上大风预报模式的预报方法。     

冬季黄渤海大风天气与渔船风损统计分析

选用1987-2006年NECP 500hPa高度场及海平面气压场日平均再分析资料及沿海岸基、石油平台、海岛及船舶实时观测资料,统计分析了冬季造成黄渤海海域8级和10级以上大风天气过程;选用中国渔船安全分析报告1999-2005年风灾船损事故资料,分析了大风和船损灾害的关系.结果显示:(1)冬季影响黄渤海的冷空气过程主要是来自西北路径,占全部冷空气过程的50.4%.(2)造成海上8级以上大风的冷空气过程的天气类型主要是小槽发展型112次,占全部冷空气过程的50.0%;其次是横槽转竖型61次,占全部冷空气过程的27.2%.(3)近20年冬季冷空气大风过程次数呈下降趋势;(4)风灾事故占渔船全损事故的51.85%,冬半年突发性的冷空气大风是导致木质渔船出现风灾事故的主要原因.     

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。     

黄渤海海区风速推算方法及效果评估

为了弥补海上风场监测数据不足,提高对黄渤海海上风场监测能力,针对不同大气环流形势,基于较为稳定的74个沿海和海岛站等陆基站2017—2020年风场观测资料,以及同时段具有一定连续性的21个浮标站和船舶站等海基站观测数据,采用多元线性回归方法,建立由陆基站推算海区风速的模型。利用2021年实况资料对推算结果进行检验评估。结果表明:分别针对全部风力等级和6级及以上大风建立的风速推算模型(以下分别简称CM模型和HM模型)均具有较高的可靠性,其中HM模型对大风推算的准确率更高;8种天气类型中共5种类型发生大风的概率高于60%,其中对西北高东南低类型的推算效果最好,对西高东低型、西南高东北低型和西北低东南高型的6～7级大风推算效果较好,对8级及以上大风的推算效果略差;不同海区大风的推算结果中,对黄渤海大部分海区推算的风速略偏小,仅对渤海西南部海区的部分站点推算的风速略偏大;对黄海北部海区风速推算的平均绝对误差最小(0.95 m·s^-1),对其他海区风速推算的平均绝对误差在1.32～1.70 m·s^-1;在海区观测不连续、不稳定的情况下,推算的风速能够对...     

利用春季黄渤海沿海大风观测资料评估CFSR风场再分析数据

利用2008—2010年春季(3—5月)黄渤海沿海地区34个站点的地面观测风场资料,对CFSR(Climate Forecast System Reanalysis)10m风场再分析数据进行对比分析和检验评估。结果表明:CFSR对逐时风速的平均误差以及平均绝对误差大都在1~2m/s之间,对6级以上大风的平均误差大都在-1~-3m/s,而A平台、成山头、西连岛站为-3~-4m/s。CFSR对逐日风速的平均误差基本在-2~2m/s之间,成山头站最大为-3m/s,对6级以上大风的平均误差基本在-4m/s以内,但西连岛站为-4.7m/s。CFSR对更接近海上的站点以及6级以上大风的评估更加偏小,此外逐日误差比逐时偏大1m/s左右。由北方气旋造成的7级以上大风站点最多,平均误差大都为-4~-5m/s。成山头站在南方气旋和低槽冷锋天气类型下的平均误差都在-5m/s以上。CFSR对各种天气系统产生的西北以及偏北大风的次数及其风向的评估均较好,对北方气旋和东高西低产生的偏南大风评估也比较准确,但对南方气旋产生的东北以及偏东大风评估略差。     

不同天气形势下山东半岛南部沿海大风特征及其成因

以山东半岛南部沿海为例,利用旋转T模态主成分分析方法和欧洲中期天气预报中心第5代大气再分析资料(ERA5)对大风的环流形势和成因进行研究。结果表明：(1)形成大风的天气型有5种,按大风日数从多到少依次为西北路冷高压型、低压槽后型、低压槽前型、江淮气旋型和北路冷高压型,与不同天气型下大风发生的概率大小顺序一致。(2)冷高压型(包括西北路冷高压型和北路冷高压型)的冬季大风最多,低压槽型(包括低压槽前型和低压槽后型)的春季大风最多,江淮气旋型的春、秋季大风最多。(3)高空冷平流、地面冷高压和动量下传是西北路冷高压型大风的成因;高空冷平流和地面冷高压是北路冷高压型大风的成因;高空暖平流、入海高压和东北低压是低压槽前型大风的成因;高空冷平流、地面冷高压和东北低压是低压槽后型大风的成因;受高空正涡度平流和暖平流影响,气旋发展并向东北方向移动在半岛南部形成大的气压梯度是江淮气旋型大风的成因。     

雷州半岛雷暴大风时空分布与环境参数特征

根据2012—2019年雷州半岛110个自动气象站的资料,统计分析了雷暴大风(风力≥17.2 m/s)的时空分布特征,结果表明:雷州半岛雷暴大风主要发生在3至6月,全年呈双峰型分布,其中5和8月各是1个峰值;具有日强夜弱特征,白天主要发生在午后。雷暴大风主要集中在雷州半岛东部和南部沿海,其中3—6月高值区集中在中北部和南部,7—10月高值区位于南部和东部。雷暴大风关键环境参数中值分别为大气可降水量55.9 mm、对流有效位能2555.8 J/kg、下沉有效位能689 J/kg、K指数37℃、潜在下冲气流指数1.4,特征表现较为明显;但垂直风切变整体表现偏弱,0~6 km垂直风切变6.7 m/s。雷暴大风天气背景主要可归纳为3类:槽前切变型和副高边缘南风型、东风扰动型,占比分别为54%、24%和21%。对比发现,槽前切变型环境参数整体差异较为明显,其中CAPE、风暴承载层平均风速在3种天气背景下差异更为显著。     

黄渤海大风的客观相似预报

以MICAPS资料为基础，海平面气压资料为指标，设计了一种通过计算相似系数查找相似形势，制作黄、渤海地区24h大风的客观预报方法，并建立了包括109个大风历史个例资料库。试验结果表明，风速预报的平均误差在20％以下，满足大风预报业务的要求。相似法具有不需依赖国外资料及计算简单迅速的特点，它不仅是现在日常业务的一个补充，更重要的是，它是一种可以在战争等非常情况下使用的预报方法。     

黄渤海热带气旋检索系统

系统汇集了１８８４年以来国内所能收集到的比较完整的热带气旋历史资料，对一百多年来影响黄渤海的热带气旋进行诊断分析，建立了“黄渤海热带气旋检索系统”，为黄、渤海的热带气旋预报和研究、海上安全生产、运营调度、决策指挥及防灾服务。     

登陆热带气旋入黄渤海强度变化的环境场特征

为了研究登陆热带气旋进入黄渤海域(YBTC)强度变化的规律和环境场特征,利用1949-2007年台风资料和NCEP/NCAR逐6h的客观再分析资料,首先对YBTC强度变化进行统计分析,发现其入海加强比率达49%,9月加强的频数最多、加强幅度最大,登陆福建的YBTC加强比率高,中心最低气压P_(min)和中心最大平均风速V_(max)变化不完全同步,V_(max)加强幅度比减弱幅度大,P_(min)加强幅度与减弱幅度相当。选择入海加强和入海减弱的YBTC各5例,合成诊断、对比分析两类YBTC的大尺度环境条件表明:前者YBTC西北部有深槽移近、YBTC与其锋区入海时逐渐耦合,后者在YBTC西部有浅槽、北部为弱脊。前者副热带高压经向度大利于YBTC与中纬槽系统相互作用加强。前者有强的高空急流快速靠近、YBTC行进到高空急流入口区右侧,而后者位于较弱的高空急流入口区外、没有快速靠近过程。两者都有低空偏南风急流输送水汽,但前者西侧有较强北风带来的干冷空气。前者具有较强的湿斜压性和θ_(se)陡立区适宜倾斜涡度发展。     

黄、渤海气旋暴发性发展的个例分析

对1993年6月初的一个在黄、渤海区达到暴发性发展强度,并形成了一个有明显眼区的温带气旋个例进行了诊断研究。结果表明,温度平流和涡度平流、沿岸锋生以及高空急流的动力作用对气旋暴发性发展有重要贡献。     

渤海北部沿海近岸雾的特征分析

分析了渤海北部沿海近岸营口站和熊岳站海雾的时间分布和地理分布等。结果表明：1954-2007年渤海北部沿海近岸两站浓雾日数呈递增趋势,两站白天递增趋势均强于夜间, 熊岳站通过0.05显著性检验;1954-2007年沿海近岸两站的轻雾日数整日、白天和夜间均呈递增趋势,并通过0.01显著性检验;渤海北部沿海近岸的浓雾逐月分布集中在11月至翌年2月;渤海北部沿岸海雾的逐时分布集中,出现频率最高的时间是06-08时。     

渤海北部东岸海风锋活动及其触发对流特征分析

利用常规观测、雷达、卫星及加密自动气象站等资料,对2015年、2018年和2019年渤海北部东岸海风锋活动及其触发的对流特征进行统计分析.结果表明:不同年份渤海北部东岸海风锋活动的差异较大,海风锋主要出现在6—8月,其中7月最多;海风锋可分为沿山型、北部沿海型和混合型3种,其中沿山型占比70％以上,海风锋东移到达沿山地...     

基于多灰度共生矩阵特征值的黄渤海白天海雾识别算法

本文基于多灰度共生矩阵特征值,即相关性、对比度、同质性和能量,进行联合海雾遥感判识,提出一种高准确率黄渤海白天海雾识别算法。采用第二代静止气象卫星FY-4A可见光、近红外和红外数据,将该算法应用于黄渤海区域白天海雾判识,并利用2019—2020年沿黄渤海气象站点能见度实测数据及CALIPSO卫星数据产品对本算法识别结果进行精度验证。结果表明：海雾识别平均检测率(POD)为92%,误报率(FAR)为27%,临近成功指数(CSI)为69%,可以实现对海雾的动态监测,为海上交通等领域提供较好的数据支持。