辽宁绥中地区海陆风的多普勒测风激光雷达观测与特征提取

2019年3月,利用相干多普勒测风激光雷达首次在辽东湾西部绥中地区进行了风廓线测量试验。根据研究区域海岸线走向采用风向的十六分位法定义局地海风和陆风,分析和提取海陆风特征验证了多普勒测风激光雷达在春季季风间断期间观测海陆风的可行性,并计算和分析了大气边界层湍流能量的变化以及回流水平变化等特性。结果表明:1)绥中地区春季存在明显的海陆风环流特征,测风激光雷达观测海陆风出现的时间与地面自动气象站观测的数据较为一致,符合海陆风日的定义。2)海陆风日发生时,水平局地回流指数(RF)较小,1. 2 km以下的RF值小于0. 5,使得污染物循环累积,较易形成雾霾天气;但是海风时大气边界层的高度可达1 km以上,有利于低层大气污染物向高层扩散,减轻低层大气污染。研究结果为该地边界层参数化方案的设计和污染的防治提供了参考依据。     

风廓线雷达在重污染天气与逆温层关系研究中的应用

本文利用气象要素地面观测和环境空气质量监测数据,结合对流层风廓线雷达探测资料,深入研究了2013—2019年发生在青岛地区的65个重污染天气的逆温层变化特征及其与重污染天气的关系。结果表明:(1)青岛地区的重污染天气主要发生在12月至次年1月,重污染发生当日的空气质量指数(Air quality iudex AQI)有“双峰”结构的日变化特征;(2)逆温层早于重污染天气出现,当逆温层高度降低且强度增强,或逆温层高度维持较低、强度维持较强而厚度增厚时,重污染持续或加强;当逆温层高度升高、强度减弱或厚度变薄时,重污染减弱或消散;(3)根据热成风原理,利用风廓线雷达资料可以提前3~7 h预测当地重污染天气的发生,从根本上弥补了常规探空资料低时间分辨率的不足。本文首次将风廓线雷达资料用于分析逆温层变化,而不是平流输送作用,这不仅增加了一个判断影响AQI变化气象条件的新手段,也为今后进一步研究逆温层与重污染天气之间的关系增加了一个有效的新途径,对精准预判某地重污染天气发生的具体时间节点有重要的参考意义和业务应用价值。     

辽宁葫芦岛地区海陆风及热内边界层研究

根据2007年辽宁葫芦岛气象站资料分析了葫芦岛地区海陆风变化特征,并用MM5v3模式模拟了典型日的海陆风风场变化和热内边界层位温场结构变化。结果表明:海风和陆风出现的频率有明显的季节性变化。冬季陆风较多,春夏海风较多,春季、秋季易形成海陆风;海风起止时间夏季长冬季短,陆风起止时间秋冬季较夏季长;典型海陆风日中,海风造成陆地湿度变大,海风风速大于陆风风速;通过海风的数值模拟,海风由生成到成熟海岸吹向内陆其厚度可增厚到2 000 m以上,伸向内陆距离可到40 km;热内边界层向内陆呈舌状分布,海岸边界层高度在200-300 m之间,抛物面高度随着向内陆延伸的距离增加而升高。热内边界层最高达1 800 m。     

不同天气尺度系统风下的海风发生发展过程对比分析

为了分析不同天气尺度系统风下的海风发生发展过程,以及天气尺度系统风向对海风的影响,利用ARPS中尺度数值模式,对2006年青岛国际帆船赛期间的3次较强的海风过程进行了数值模拟研究,结果发现,无论在何种天气系统背景场下,当沿海海陆温差达1～2℃时,海风就可以发生.当近地层天气尺度系统风为离岸风时,海风向内陆地区推进距离较...     

青岛近海夏季海风特征及其预报方法研究

采用2003～2006年7～9月青岛以及沿海地区自动站资料、探空资料对青岛近海海风进行了统计分析.平均而言,青岛近海7～8月海风发生频率为30%～35%,9月海风发生频率为25%;海风开始时间平均为10:00～12:00,结束时间可以持续到18:00～19:00;海风在垂直方向上厚度为500～600 m左右.青岛近海海风的发生与否取决于青岛上空低层925 hPa风速大小、低层大气稳定度、海陆温差以及海平面气压差四方面的综合效应.通常,925 hPa风速达到8 m/s,系统风较强时不利于海风建立;当低层大气不稳定时,有利于触发海风环流的建立;海陆温差达到4 ℃以上时,青岛近海易出现海风;此外,当地转风为离岸风时,海阳站或日照站与青岛本站08:00时海平面气压差>1 hPa时,当日一般不会出现海风.综合以上预报因子及其指标,通过建立逻辑回归模型,初步实现了夏季青岛近海海风能否发生的客观预报,并在2007年举行的国际帆船赛期间得到了应用.     

福建沿海地区海陆风的时空分布特征

本文利用福建沿海8个70 m及2个100 m高度梯度测风塔1 a的多层风观测数据,分析福建沿海海陆风的时空及日变化特征.10个测风塔均匀分布于从南到北沿海,2009年6月1日～2010年5月31日开展了为期1 a的观测,采用50 m高度夜间02:00时前后的风向度数与午后14:00时前后的风向度数相减,其差值的绝对值在90°～270°之间,并且海风及陆风的维持时间均大于3h,定义为海陆风日.分析表明,受台湾海峡的影响,福建沿海海陆风日数南、北多,中部少,中部沿海海陆风日在44～ 60 d之间,长乐以北沿海为66 ～ 94 d,漳浦以南为69 ～92 d.海陆风的季节变化表现为春季最多,夏季其次,秋季最少.海陆风的日变化特征表现为:春季陆风变海风的时间在09:00 ～10:00时左右,夏季在08:00 ～09:00时左右,秋冬季在09:00 ～ 10:00时左右;而海风变陆风的时间各季均在20:00时左右.海陆风的转换一般从低层开始,至100 m高度相差30 min左右;由于受地形的影响,福建沿海大多数海陆风日有其特点,即风向转换时角度变化较小,风向不与海岸线垂直,反而近于与海岸平行;海陆风转换时,当海风为偏北风时,上午陆风变海风时风向顺时针偏转,傍晚逆时针偏转,由海风变陆风;当海风为偏南风时,正好相反.     

不同中心位置的山东半岛冷流暴雪天气分析

利用天气图和环渤海地面自动站风场资料,统计分析了2005—2014年山东半岛的14个冷流暴雪过程,总结出暴雪落区的特征:当500hPa影响系统为冷涡时,可以预测烟台、威海可能出现强降雪,冷涡中心偏南时,威海更有可能出现暴雪。当500hPa影响系统为低槽,烟台发生暴雪时,北部有小槽摆下,槽位置偏西;威海发生暴雪时,东部有宽广的东北-西南向横槽南摆,槽位置偏东。低空700hPa荣成站风速小于青岛时,暴雪中心在威海;反之,暴雪中心在烟台。当暴雪中心位于烟台时,地面图上辽东半岛西海岸有一片较规则的东北风区域;当暴雪中心位于威海时,辽东半岛西海岸无东北风或东北风较为凌乱,不连续出现。     

青岛一次局地大暴雨的中尺度环流特征分析

利用多普勒雷达、地面自动站、垂直风廓线及GPS 水汽分布等多种新型探测资料,对2008 年8 月14 日下午,奥帆赛期间发生在青岛地区的局地大暴雨天气的影响系统和中尺度强降雨形成的动力机理进行了综合分析,并通过0.5 km WRF模式的数值模拟给出了有地形阻挡情况下海风环流模型.研究结果表明:副高减弱东撤和弱冷空气南下在中低空形成闭合低涡是造成这次过程的主要天气尺度影响系统.海风中尺度辐合带上有风向切变辐合、大暴雨中心有明显的雷暴高压等中尺度天气系统.海风锋区辐合扰动向上传播,引发边界层扰动,是青岛局地大暴雨形成的主要抬升因素,而来自东南海洋上的暖湿平流为大暴雨的产生提供了充沛的水汽和能量.海风锋区辐合带上触发的强对流是大暴雨形成的直接原因;来自于海上的低空急流带来的大量水汽对强降雨的发生具有重要作用.海风在深入陆地后所发生的辐合和上升运动,对造成海风所触发的局地大暴雨有着极其重要的作用.     

2006年8月青岛国际帆船赛期间海陆风特征及三维结构分析

利用2006年青岛国际帆船赛期间(2006年8月9~31日)的观测资料,对赛场附近的海陆风特征进行了分析,并根据激光雷达和多普勒雷达资料分析了海风的三维结构,结果发现:(1)青岛国际帆船赛期间海陆风发生的频率非常高;陆风时间一般在03:00~09:00时;在副高控制下,赛场全天风速较弱,一般在2.5 m.s-1以下,风向也不集中,陆风多为东北北方向,海风的方向则以东-东南风为主。海风形成的时间较迟,而副高边缘的海陆风较明显,海风形成时间相对较早。海风形成后,风速一般在3~4 m.s-1,为一天中风速最大的时段;风向也较集中,陆风以北-西北北风向为主,海风以东南风为主;(2)海陆风消亡时,风速往往迅速减小,海陆风越强,风速减小得越厉害。(3)海陆温差不是决定海风强弱的唯一因子。(4)海风在垂直方向一般比较浅薄,多在300 m以下。发展强盛的海风垂直高度可达1.5 km左右,向内陆推进100 km左右。多普勒雷达风廓线产品却可以较好地反映赛场附近海风风向的转变和垂直结构。     

奥运青岛帆船赛的有碍天气的基本特征分析

为了适应2008青岛奥运帆船比赛气象保障以及建设青岛国际水上赛事基地的需要，着重进行了如下问题的分析讨论；（1）青岛8，9月份近岸区域风速＜3m/s天气的日变化特征及其与海／陆风环流发展的关系分析；（2）青岛8，9月份对流性降水过程特征及与之相关的阵性风；（3）上述天气现象的定时、定点、定量的客观预报方法讨论。