舟山群岛一次"晴天暴"过程分析

主要使用常规填图资料计算各种物理量,对一次“晴天暴”大风过程进行诊断分析,结果表明此次大风的形成机制是:在强盛的西北急流作用下,急行性干冷锋快速东移南下,形成中低层的强温度梯度和地面气压梯度,高空冷平流与地面加热共同作用,形成大的温度层结递减率,产生不稳定层结,引起垂直动量交换,因此地面出现强风。最后总结出此类大风的预报思路。     

斜压能量转换引起台风暴雨的动力计算

本文以7406与7411号台风登陆后出现突然性大风区引起突然性的暴雨中心为例,从能量的角度出发,对出现大风区引起暴雨中心的物理机制进行了计算分析,结果表明:当台风(指7406和7411号台风,下同)受干冷空气影响前后,有明显的能量转换,即有效位能向动能转换,正能量区对应大风区,大风区的辐合区对应于暴雨中心。这种配置关系是由斜压能量转换引起大风区产生的。     

1917号台风“塔巴”对浙江沿海风场的影响及其成因分析

通过分析浙江省区域自动站加密资料、常规观测资料、NCEP/NCAR 1°×1°和0.25°×0.25°再分析资料以及卫星TBB (Black Body Temperature)资料,研究2019年第17号台风"塔巴"影响期间,浙江沿海风场分布的特点及其成因,以寻找台风影响时浙江沿海风场预报的着眼点。此次台风大风具有影响时间早、持续时间长、影响范围大和大风强度强的特点。台风环流与浙江沿海地面弱冷空气之间形成一定气压梯度的堆积,以及后续随着台风环流的发展加强,两者之间气压梯度进一步增大,是导致此次台风大风提早出现的原因之一。垂直环流有利于水平的动量输送和高层动量下传,导致此次台风大风范围大、强度强。冷空气在这次台风大风中起到非常重要的作用。随着台风外围环流与冷空气距离拉近,部分干冷空气侵入台风环流,冷、暖气团之间θse等值线密集,环流附近风速增强。由于干冷空气的继续侵入,冷、暖空气相互作用累积并释放斜压能。同时台风低层的暖心结构被冷空气占据,高层暖心结构上抬,形成上暖下冷的中心结构,导致台风开始变性减弱。地形的辐合、阻挡和摩擦作用对风场的再分布也有一定影响。     

山东沿海偏北大风的天气学模型和物理量特征

应用观测资料和MICAPS3气象资料显示系统,分析研究了近十年山东沿海7级以上偏北大风的特征。对两年内36次区域性大风个例,以地面影响系统为主,把偏北大风分为四种类型:冷锋型、温带气旋型、回流冷空气型和北上热带气旋型,建立了偏北大风的天气学模型。分月份、分类型统计分析了偏北大风期间地面气压梯度、锋后冷高压强度、锋前低压强度、高低压之间的气压差、850 hPa锋区强度、850hPa偏北风风速、850hPa24h变温,给出了阈值和平均值;分析研究了各类型9级以上偏北大风气象要素的临界值。对各种类型偏北大风的物理量空间结构和形成机理进行了研究,结果表明:冷锋偏北大风在中低层为较强的下沉运动,低层辐散,有高空动量下传,偏北大风主要是快速南下的冷空气、下沉运动造成的辐散风和高空动量下传的共同作用;气旋型偏北大风在高空为正涡度、低层辐合、整层为上升运动,北大风主要取决于快速旋转的气旋性环流和向气旋中心的辐合运动;回流型偏北大风的中高空为上升,近地面层为下沉,偏北大风主要是低层快速南下的冷空气的水平运动。     

1953～2012年间影响浙江的热带气旋大风的气候特征及其影响因素分析

利用1953 ～2012年热带气旋资料、浙江大风实况资料和地面高空图资料,对60a来影响浙江的热带气旋大风进行统计分析;将热带气旋移动路径分为7种类型进行讨论,分析各种路径的热带气旋所产生极大风速的分布特征和强度特征.结果表明:1953 ～ 2012年60 a中影响浙江的热带气旋共有279个,平均每年影响浙江的热带气旋有4.7个,产生8级以上和12级以上大风分别有4.3个和1.9个,造成浙江大风的热带气旋主要发生在7～9月,占80％;登陆热带气旋产生的极大风速与近中心最大风速正相关,且产生的极大风速常比其近中心最大风速大;12级以上大风出现概率较大的依次是登陆浙江沿海、在浙闽边界到厦门之间沿海登陆、近海北上转向、在浙沪边界到鲁辽边界之间沿海登陆的热带气旋.对热带气旋产生大风时的高低空环流形势进行分析,发现副热带高压、大陆高压、地面冷高压常对浙江热带气旋大风有增幅作用.因此,热带气旋大风的预报,除考虑热带气旋自身因素外,也要考虑多系统之间的相互作用.     

江苏沿海“7.26”飑线大风过程诊断模拟分析

利用加密自动观测资料、EAR5 0.25°×0.25°再分析资料、常州和盐城SA天气雷达资料等和基于三维变分技术（3DVAR）的多雷达风场反演技术,并利用WRF数值模式,对2022年7月26日发生在江苏的一次大范围飑线大风过程进行了分析。结果表明：在此次飑线大风过程中,高空出流区辐散、低层低涡切变辐合,上干冷下暖湿的环境并且配合低空西南急流源源不断输送水汽,为对流的触发和组织化发展提供了较好的动力、水汽条件;飑线入海前,不稳定能量、垂直风切变、垂直上升和水汽条件均较好,而飑线入海后,众物理量配置较差,这与飑线在陆上的组织化发展、强度维持及入海后强度减弱的变化对应较好;飑线入海后,底层后侧入流减弱,使得干空气减少,不利于飑线维持,导致海上大风强度减弱。同时,纬向海陆热力差异变小使得海风的强度也逐渐减小,导致风场辐合效果变差,这可能是飑线系统入海减弱和其引发的海上大风风力变弱的原因之一,数值试验成功模拟了减小纬向热力差异会引发飑线对流系统的减弱。     

西太平洋低纬地区东风波个例分析

东风波可产生强烈的飑线和大风、暴雨天气,与低层热带扰动相叠加可迅速发展成为台风。本文利用ECMWF数值产品、卫星云图、高空气象探测及NECP再分析资料,详细分析了西太平洋一次东风波的结构特征及发生发展机制。结果表明:南半球越赤道气流是此次东风波形成的初始扰动条件,波槽前为正涡度,槽后为负涡度,属于发展较强的不对称涡旋模式。中低层暖湿和干冷空气团交界处与波槽位置对应较好,潜热释放可能是东风波维持并发展的一个重要原因。     

一次冷涡背景下次天气尺度系统对强对流环境场的影响

在同一东北冷涡背景下,2016年6月12—13日山西境内连续2 d出现强对流天气,12日为分散性对流而13日为大范围强对流。基于多源资料通过对比探讨次天气尺度系统及其演变对风暴环境进而对风暴结构的影响,得出以下结论：（1）两日风暴强度和风暴结构差异显著。6月12日对流孤立分散且回波强度小于55 dBZ,而13日准线性风暴发展成尺度较大的弓形回波引发大范围强对流天气,回波强度达60 dBZ。（2）此次过程的关键影响系统为冷涡背景下的次天气尺度低涡。12日次天气尺度低压扰动开始出现,距离远而未影响山西;13日低压扰动东移发展为次天气尺度切断低涡,低涡相关的地面冷锋及850 hPa切变线触发山西上游对流。（3）12日低层水汽含量低,0~3 km垂直风切变弱,13日低涡前偏南水汽输送使低层显著增湿,叠加中层干冷空气形成不稳定层结,受低涡影响0~3 km风垂直切变增强至5.0×10^-3 s^-1,冷锋触发的对流风暴在上述环境下强烈发展并产生阵风锋,阵风锋组织风暴形成飑线,冷池与0~3 km风切变相互作用使飑线维持。（4）13日有利于飑线发展的环境要素与东北冷涡西侧的次天气尺度切断低涡系统密切相关,次天气尺度低涡是飑线形成发展的关键系统。     

星载散射计资料反演带有气旋及锋面的复杂风场

气象预报在确定热带气旋中的大风（风速17．2～20．7m／s）半径时，由于热带海洋地区在恶劣气候下缺乏现场数据，往往过高地估计了大风半径。星载散射计在探测海面上的风矢量的同时，也探测到许多热带气旋。本文利用Seasat－A卫星上的散射计（SASS）资料反演计算海面风暴的风矢量，并利用风速等值线进行风向多解排除，计算结果表明：星载散射计能探测到大风的阈值（17～18m／s），其准确度为2m／s或±10％（取大者）。     

北部湾海面夏季一次持续性西南大风的成因分析

根据近45 a涠洲岛气象站近地面测风资料统计北部湾海面夏季西南大风的气候特征,并用NCEP/NCAR再分析资料对2015年7月下旬出现的一次持续性西南大风进行成因分析。研究结果表明:(1)北部湾海面西南大风是一种低压(或低涡)大风,造成此次持续性西南大风产生的根本原因是中南半岛-南海西南季风持续增强;(2)西南季风增强起源于南半球澳大利亚北岸冷空气活动;与90°～110°E越赤道气流、南亚高压的加强东扩和西太平洋副热带高压的加强西伸有密切关系;(3)北部湾海面不断有南海热带低压、西南低涡和北部湾低涡等低值系统生成发展或移近或移入。     

“130318”渤海强风天气成因分析

应用国家自动气象观测站资料、常规观测资料和NCEP 1°×1°气候预测系统再分析资料,分析了2013年3月18日发生在渤海海域的一次强风天气过程,并剖析了其成因。结果表明:此过程为冷锋影响下的偏北大风,大风影响过程中,自上而下形成了冷平流的传输通道,冷空气向低层迅速传播,造成近地面层强冷平流,是强风产生的重要原因,同时冷空气影响时,强烈变压引起的变压风是强风产生的另一重要原因。另外,前期增温使得冷锋来临时锋区强度加大,从而引发强风。当冷锋过境,垂直锋面的次级环流导致强烈的动量下传也是造成瞬时强烈阵风的重要原因之一。     

COARE算法估算海气界面热通量的个例对比分析

本文先对NCEP分析风、QSCAT/NCEP混合风、MM5中尺度模式分析风场进行了比对分析,发现具有高分辨率的QSCAT/NCEP混合风资料给出的高风速数值较好,但给出的高风速开始时间相对较早;NCEP分析风资料给出的高风速数值明显偏小;MM5分析风场较为可信,只不过模拟的高风速数值还是相对偏小.使用COARE算法（版本3.0）计算了四种资料情况下的渤、黄海海域一次冷空气大风过程的海表面湍流热通量,并与MM5诊断分析结果进行了对比分析.结果发现相同资料情况下,MM5结果跟COARE算法所算海气热通量（包括感热和潜热）在区域分布和时间变化规律上均较为一致,中、低风速情况下,结果比较接近;但是高风速情况下两者差异显著.     

大连地区ECMWF细网格风向与实况的对比检验

选取2016年1月-2018年12月ECMWF细网格10m风资料,与大连地区8个国家气象观测站地面5类实况风向资料进行对比分析.结果 表明:5类实况风向平均误差(ME)相差不大,平均绝对误差(MAE)随着预报时限延长均呈增大趋势,正点最大风MAE最小且各时限r均最大,综合来看EC 10m风向预报与正点最大风最为接近.统...     

东营港海洋站风要素特征分析

根据东营港海洋站2011年1月—2015年12月间每10 min的实测风速、风向资料,对平均风速风向、极大风和7级以上大风天数等风要素进行了特征分析。结果表明:东营港海洋站的风具有明显的季节特征和年际变化,平均风速月际变化呈"两峰两谷"型,在偏北风向上,平均风速最大并且月际变化最显著,在偏南风向上,平均风速最小并且月际变化最不明显;全年盛行偏南向风和偏北向风,春夏季盛行偏南向风,秋季以偏南向风为主偏北向风为辅,冬季则以偏北向风为主偏南向风为辅;偏北风向上最易出现极大风,偏南风向出现极大风的频率最低;出现7级以上大风的天数每年总体上呈增长趋势,秋季最多,春季最少。     

SWAN模型中不同风拖曳力系数对风浪模拟的影响

本文以荷兰哈灵水道海域为实验区域,通过敏感性实验,研究了在14 m/s、31.5 m/s和50 m/s（分别代表一般大风、强热带风暴和强台风的极端条件）定常风速下SWAN模型中不同风拖曳力系数对风浪模拟的影响程度。结果表明,对于近岸浅水区域（水深小于20 m）,风拖曳力系数计算方案的选择对有效波高影响较小,而且当风速增加到一定程度后,波浪破碎成为影响波高值的主要因素;对于深水区域（水深大于30 m）,一般大风条件下风拖曳力系数计算方案的选择对有效波高影响仍然较小,随着风速的继续增大,风拖曳力系数计算方案的选择对有效波高的影响逐渐显著。对于平均周期,风拖曳力系数计算方案的选择和风速的改变对其影响均较小,而由水深变浅导致的波浪破碎对其影响较为显著。根据敏感性实验结果,本文对SWAN模型中风拖曳力系数计算方案的选择做出如下建议:计算近岸浅水区域风浪场或深水区域一般大风条件风浪场时,其风拖曳力系数可以直接采用模型默认选项;而对于深水区域更大风速条件,可首先采用模型默认选项试算,然后结合当地海域实测波浪资料进行修正。     

台风云体上部与下部分离的分析

本文主要是从台风生命史，台风高空风切变，干冷空气浸入台风中心以及温度与风的水平和垂直变化之间的关系分析。论证台风云体的上部和下部分离的原因。     

南极中山站夏季下降风数值模拟个例研究

南极内陆地面辐射冷却产生的近表层冷空气,沿高原斜坡向下流动而形成下降风,其分布形态决定了南极大陆近表层风场的主要特征。我国南极中山站全年均受下降风的强烈影响。夏季晴天时,中山站的下降风一般在傍晚开始出现,风速在午夜达到极值,在次日中午之前逐渐减弱,风速有显著的日循环特征。本文选取南极中山站2010年1月的夏季下降风个例,使用常规地面气象观测资料和Polar WRF极地大气数值模式进行了分析研究。结果表明:中山站夏季夜间晴天出现偏东向的下降风时,近地面风速变化趋势与地面气温呈负相关,相关系数为-0.91。数值模拟发现,中山站下降风在距地面高度约100~150 m之间时风速最大,约为15~21 m/s。在下降风发生时,近地层大气存在逆温现象。下降风较强时,近地层逆温也较强,逆温层厚度约为200~300 m,逆温强度约为4~6℃。在地面摩擦的作用下,中山站近地面下降风风向为东南,随着高度的增加,风向逆时针偏转,最终趋于与地形等高线平行。没有太阳直接辐射时,南极大陆地区存在持续的逆温层,逆温层的出现加强了下降风气流,随着逆温的增强,大风区逐渐西移,且面积不断增加。在夏季太阳辐射造成的逆温消失的短暂时间内,逆温时产生的下降风尚不能完全消失,由此形成了较稳定的风向空间分布特征。     

济南秋季大风气候特征和形势分析

利用1971—2008年10分钟平均日最大风速资料,统计分析了济南产生5级以上风的气候特征,根据2001—2008年的天气图资料,进一步分析了济南产生5级以上风的天气形势,最后利用NCEP再分析资料将各种类型天气系统进行了合成分析。结果表明：1971—2008年济南的大风日数有明显的年代际变化特征,10月和11月与9月...     

渤海中南部突发性大风成因分析及预报思考

利用常规资料、自动气象站、风廓线、ERA Interim 0.25°×0.25°再分析资料、EC-thin和TJwrf模式结果,对2017年11月23日夜间渤海突发性大风成因进行了诊断分析,并探讨短期时效的预报失败原因及订正思路。研究表明:(1)高空动量下传是风速快速增长的原因,较强的高层动量下传及风速垂直切变明显增强了近地层风速的突发性和对流性;(2)大风过程冷平流强度的增强直接造成地面增压,前期增温使冷锋过境时锋区强度加大地面气压梯度加强,风速变化与最大变压梯度对应,大风区位于正变压梯度中心;(3)由于前期增温导致补充冷空气过境前层结不稳定伴有上升运动,有利于空气的垂直能量交换;(4)数值模式因对地面高压强度及移速的预报偏差,导致模式对于渤海23日风场预报大幅度偏弱。     

“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。