环渤海区域强风过程的气候特征模拟分析

采用欧洲中期天气预报中心ERA-interim再分析资料驱动WRF模式,对环渤海区域1981—2012年123次强风过程进行了模拟,并对不同天气系统形势下环渤海区域强风过程的气候特征进行了分析,得到以下结论：1）WRF数值模式可以较好地模拟环渤海区域强风过程的发展演变特征。2）西北路冷锋过程引起的环渤海区域强风强度较其他过程偏强,强风集中在辽东半岛西部、渤海海峡和山东半岛东部。黄河气旋引起的强风过程与冷锋相比,分布特征有着明显的不同,强风主要集中在山东半岛东部及黄海海域,渤海海域的强风相对偏弱。3）强风过程存在明显的季节变化,秋冬季强风持续时间长,风速大,春季次之,夏季最弱。4）强风过程在渤海海域的最大风速呈增加趋势,而在渤海海峡以东海域和山东半岛南部呈减小趋势。     

北部湾北部海面强风成因及其中期预报探讨

对北部湾北部海面强风的成因分析后，建立强风中期天气过程模式，与数值预报产品相结合选取有物理意义的预报因子，建立强风中期预报判别规则和预报方程，使强风预报时效提前到3～5天，过程预报准确率可达80％以上。     

强风事件识别及预报订正方法研究

以如东海上风电场升压站激光雷达测风资料为基础,提出了一种强风事件识别方法,设计并比较了三种预报强风事件识别方案。基于决策树和一元线性回归方法,分别开展了针对强风事件的订正方法研究。结果发现:三种预报强风事件识别方案中,等分位阈值方案明显更优,事件命中率达到76.1%,匹配时长命中率达到87.6%;采用消偏阈值方案和等分位阈值方案预报的强风事件时长会更接近观测强风事件时长;等分位阈值方案识别的事件基本可以覆盖到各次观测强风事件的全程;两个订正模型相对于模式预报都有一定提升与改进,其中决策树比一元线性回归模型更优,其平均绝对误差、相对误差和均方根误差明显更小。     

钦州港海域大风日数时空分布特征分析

根据钦州港海域自动气象站逐日极大风速观测数据,利用统计学方法,分析了2013~2017年钦州港各海域强风、大风日数的时空分布特征。结果表明:(1)钦州港海域强风日数夏季多,春季少;大风日数冬季多,春季少。(2)钦州港中部海域年平均强风日数和大风日数最多,北部海域最少。(3)春季强风日数自北向南逐步减少,大风日数中北部海域多,南部海域少;夏季强风日数和大风日数中南部海域多,北部海域少;秋季强风日数中南部海域多,北部海域少,大风日数中北部海域多,南部海域少;冬季强风日数中南部海域多,北部海域少,大风日数中部海域多,南北部海域少。     

粤东海面冷空气强风的统计分析与预报

近年粤东海面强风日数比过去偏少,分析粤东海区不同季节强风天气形势,气压差与海面风的相关性表明,随着时间后延,相关系数极大值从东南沿海向西北方向延伸,6、12、24、48 h相关性最好地区分别位于福建沿海、浙江沿海、长江中下游、河套地区.确定强风预报指标,用统计方法建立了强风的回归预报方程.     

北部湾北部海面强风成因及其中期预报探讨

对北部湾北部海面强风的成因分析后，建立强风中期天气过程模式，与数值预报产品相结合选取有物理意义的预报因子，建立强风中期预报判别规则和预报方程，使强风预报时效提前到３－５天，过程预报准确率可达８０％以上。     

基于MODE对模式预报强风风场的检验分析

基于专业气象服务领域十分关注的模式强风预报性能的客观检验和致灾性强风预警服务效果的合理性判别问题,利用一次强风过程对电网专业气象预警服务效果的检验示范,探讨基于目标(面向对象)的诊断检验方法(Method for ObjectBased Diagnostic Evaluation,MODE)对强风事件检验的适用性。通过对强风空间检验的各个关键参数的选择确定、匹配分析,发现:(1)MODE检验的卷积半径、诊断量权重和匹配阈值等参数的选择,将影响检验目标的适度聚焦和误差表达的客观性,因此需要综合考虑预报和实况场的水平分辨率、用户对该类强天气预报误差的空间和时间冗余度等;(2)MODE检验可较好地量化给出模式预报的整体效果,包括:强风落区的范围大小和位置偏差、强风过程的时间相位差等,从而可量化判别出模式在各个时刻的空报和漏报区域以及对强风过程移动速度和生命周期长度的预报性能。     

“09.4.15”渤海和山东强风过程的动力学诊断分析

2009年4月15日,渤海和山东大部出现了一次强风天气过程。本次过程具有强度大、持续时间短、强风在渤海及山东附近显著加强等特点。为探讨强风的成因,根据常规观测资料以及NCEP分析资料进行了诊断分析。结果表明,本次强风过程是在低层冷锋、高层低涡横槽影响下产生的。冷空气向南推进过程中,冷平流中心由高层向低层传播,850 hPa以下冷平流不断加强,使冷锋不断增强。冷空气到达渤海湾后,锋前的强暖平流与锋后的强冷平流造成低空锋区进一步增强。冷锋次级环流的下沉运动与地面正变压中心对应,变压梯度风与大尺度气压梯度风共同造成强风过程,而强风中的阵风可能与次级环流的强烈脉动有关。     

冷空气强风在大型城市中的精细结构和形成机制

地面强风可直接造成人员伤亡和经济损失,严重影响出行安全、工农业生产等社会秩序。强风的发生与天气系统和复杂下垫面的共同作用密切相关,在城市区域尤为明显。受数值模拟技术和计算资源的限制,对实际天气条件下大范围城区的强风现象进行建筑物分辨率的大规模数值模拟研究仍是一个挑战。本研究利用中尺度气象模式嵌套流体计算动力模式的超高分辨率局地气象预报系统,对强冷空气过程造成广州市区的一次强风事件进行数值模拟,深入探讨强风的精细结构和形成机制。结果表明,伴随着强冷空气入侵,广州市区的平均风速和风场高频扰动均明显增强,且在城市冠层顶尤为明显,呈现区域不均匀的三维结构,数值模拟与地面观测相一致。较大范围的强风速和阵风主要出现在建筑物较为低矮的老城区上空,并持续影响下游河道等开阔区域。在高层建筑密集的新城区,虽然整体风速明显减弱,但能在平行风向的街道狭管和下游区域形成局地强风。特别是,超高层建筑群引起显著的垂直环流,导致强风扰动向下传播,造成最大风速达8 m s?1的地面局地强风,阵风指数接近2。上游建筑群引起的风场扰动呈现大尺度湍流结构,能沿着平均气流传播影响数公里之远的下游地区。当风场扰动经过广州塔等单体超高层建筑时,可在其两侧绕流区再次加强,形成局地强风。局地强风和阵风还出现在垂直于风向排列的沿江高层建筑群的侧边,与建筑屏风的阻挡效应和缺口溢出有关。研究结果促进认识城市强风的时空特征和物理机制,有助于提升城市气象的精细化预报水平。     

完全预报（PP）方法在广东冬半年海面强风业务预报中的应用

在进行大量普查分析和统计的基础上, 将最近10年历史天气图的地面气压和有关海面强风代表站的风场资料在日本数值预报模式输出报文的1.25°×1.25°格点分布上进行客观分析, 对比传统的以关键区域划分冷空气入侵路径与广东海面强风的关系, 提出了一套与广东冬季海面强风关系更密切、作用更直接的地面关键区气压场分布特征进行客观定量的分型;根据梯度风原理, 用经验加统计的因子挑选方法, 形成了一套应用日本数值预报模式输出、适用于广东海面强风预报的完全预报(PP)方法。检验和业务试用结果均表明:该方法对广东的海面强风具有较强的预报能力;用完全预报方法做沿海海面强风预报是可行的。     

气旋快速发展的机制分析

本文主要分析爆发性气旋的形成机制。通过对一个爆发性气旋生成的个例分析表明,高空急流核的东传及高空强风动量的下传加强了低层强风带及气旋性涡度切变;涡度及位涡垂直分布显示,以对流层中高层的强涡度为背景,气旋在中低层得以爆发性发展,使得强盛期的气旋发展成为一个上下一致的垂直涡度柱;低空强风带的加强一方面由于高空急流的动力强迫作用,另一方面来源于低纬空气质点对强风动量的输送作用。另外,本文还利用拉格朗日方法进行空气质点的轨迹积分,以分析高空纬向气流及低层强风带的变化及输送作用。     

基于测风塔实测台风威马逊登陆过程的强风特性分析

利用广东省徐闻县西连镇90 m测风塔在1409号超强台风威马逊登陆期间获取的具备完整的台风代表性的观测数据以及处于台风外围的广东省茂名市博贺镇100 m测风塔的观测数据,对台风威马逊的近地层强风特性进行了分析,西连测风塔结果表明:风速时程曲线呈明显的"M"型分布特征,台风中心经过测风塔前后,风向沿逆时针方向大幅偏转约170°。风速随高度增加而增大,风速廓线较好地符合对数和幂指数律;台风过境前后,各强风区的风速廓线幂指数和粗糙长度呈先减小后增大的特点;粗糙陆地下垫面的风速廓线幂指数和粗糙长度较大。湍流强度和阵风系数在前外围强风区或后外围强风区较大,在前眼壁强风区或后眼壁强风区较小,湍流强度和阵风系数随高度增加而减小,基本符合指数为负值的幂指数律;粗糙下垫面对湍流强度和阵风系数有增大的作用。外围强风区和眼壁强风区的10 min风向变率变化较为平稳,而在眼区变动较为剧烈,在眼区,当风速达到最低值或次低值时,10 min风向变率幅值达到最大值。博贺测风塔结果表明其总体上与西连测风塔台风前外围和前眼壁强风区的情形相似。     

东海区冬、春汛中期强风客观预报系统

大风是浙江沿海的重大灾害性天气,尤其是8级以上的强风对于渔业生产危害更大。对于强风的研究和预报在短期上已做了许多工作但在中期预报上却研究甚少。本课题主要从天气学、统计学及动力统计等方面对中期强风预报作了探讨,应用 ECMWF所提供的3—5天的预报资料,用数值化及非数值化(即专家系统)的方法,并运用电子计算机技术建立了客观化、自动化的强风业务预报系统。     

一次强冷空气影响广东海面8级强风的物理成因

对强冷空气影响下的一次广东省海面8级强风物理过程进行了分析,结果表明：低层冷平流的增强,使地面正变压场及变压梯度增强,是导致这次海面强风过程的重要原因。     

黄渤海一次强风天气成因分析

利用常规气象观测资料和NECP/NCAR1°×1°再分析资料,对2012年12月5—6日山东黄渤海强风天气过程进行了天气动力学分析。结果表明:较强冷空气与地面气旋相互影响造成大的气压梯度是造成此次海上强风的直接原因。变压梯度使得强风爆发初期风速迅速加大。单站3h变压越大,变压梯度越大,风速的变化就越大。当地面盛行北风时,正变压梯度方向与风向一致,变压梯度对北风风速的增幅作用就越明显。中高层冷平流的补充下传作用和低层冷平流的扩散均对此次强风过程具有重要影响。     

多普勒天气雷达中气旋产品在强风预报中的应用

在深入了解WSR-88D多普勒天气雷达产品——中气旋算法的基础上,对上海地区近6年间中气旋产品的几个重要特征参数进行了统计研究,并结合局地强风的个例分析,总结了上海及周边地区中气旋发生发展过程中各阶段的基本特征。最后综合参考雷达其他相关产品,提出利用中气旋产品进行强风预报的思路,以期为准确预报局地强风天气提供一些参考信息。     

湖州市“4·2”大风天气过程成因分析

2012年4月2日,湖州市及其周边地区出现了一次强风天气过程.本次过程具有强度大、持续时间长等特点.为探讨强风的成因,利用常规的地面、高空观测资料、物理量场及雷达回波资料进行了诊断分析.结果表明,本次强风过程是在低层冷锋、高层冷涡横槽影响下,由冷锋触发产生的中尺度系统飑线和锋后梯度风产生的冷空气大风混合在一起造成的.     

自制强风放球器

我站地处河西走廊,长年多风,特别是春秋季节,经常出现大风天气。为了保证在强风情况下顺利放球,我们自己制作了一种“强风放球器”。     

“莫兰蒂”台风致灾大风的结构特征及成因

利用多种观测资料分析1614号"莫兰蒂"台风致灾大风的风场结构特征及成因。结果表明:"莫兰蒂"登陆前台风环流内的局地强风呈阶段性波动特征,局地强风相对台风方位角的变化随着台风靠近先顺转后逆转;基于台风风压关系的分析表明"莫兰蒂"强度估计与实测吻合;台风登陆后受地形摩擦影响,台风左侧的风速大于右侧;数值模拟分析表明在影响局地强风过程的主要物理因子中,风矢量的水平平流和气压梯度项的影响最重要;"莫兰蒂"台风的强风区呈现明显的中尺度特征,较高动量的空气垂直输送和动量下传作用导致眼壁周围风力增强。     

暴雨过程中低空急流形成的诊断分析

一、前言 分析预报经验指出,较大范围暴雨的发生同在1—4公里间低空出现强风区有密切联系,一般认为在850mb面上出现16m/s或以上的强风区可作为预报大到暴雨的一个很好指标。这种低空强风区即称为低空急流,在我国大多数为西南风急流,也有少数为东南风急流。低空急流不但能把低层水汽、热量集中往下游输送,使下游地区造成或增大