山东沿海精细化海区大风特征分析

利用山东沿海12个精细化预报海区2010—2012年的实况代表站逐时大风资料,统计分析了山东沿海的大风日数、风速分布、大风持续时间及大风风向等特征。结果表明,山东沿海风速分布特征表现为:东部海区平均风速最大,在7 m/s左右,西部海区次之,在5 m/s左右,南部海区最小,在4 m/s左右,其中烟台南部沿海甚至在3 m/s以下。当出现大风过程时,各海区的风速相差更大。山东沿海的大风日数、大风持续时间都与平均风速表现为相同的分布特征。山东沿海的大风过程主要为偏北大风,并且量级主要分布在6—7级。由于山东沿海风的局地特征明显,因此在一次大风过程的预报中,各海区预报同一量级是不合适的,需要对预报量级和大风影响时间更加精细的把握。     

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。     

南极长城站大风天气分析和预报

本文使用常规气象观测资料及澳大利亚国家气象局发布的南太平洋天气实况分析图,分析了长城站2005年12月～2006年11月的大风天气。分析认为：长城站的大风天气主要出现在4～10月;气旋是造成长城站大风天气的主要天气系统;存在“单一气旋型”、“北高南低型”、“南高北低型”、“东高西低型”和“西高东南低型”五种大风类型,其主要风向分别是NW／SE,WSW-WNW,ENE-SE,NW-N和SW-WSW,最后给出了长城站冬、夏季节大风天气的预报思路。     

南非东南沿岸异常大风天气过程分析

2005年9月底,在远望船前往印度洋作业海域,经过南非东南沿海的航行中,经历了一次冷锋大风天气过程,当时现场实测瞬时风速达到34m/s以上,并在事发海域发现多起沉船事件.这次冷锋大风天气过程的最大特点是强度大,前期征兆不明显,对海上在航船舶安全危害性极大.本文在资料缺乏情况下对这一过程进行了尽可能详细的分析.     

山东近海温带气旋强南向大风的特征分析

利用站点观测、历史天气图和NCEP/NCAR的再分析资料,对近40年(1971-2010年)山东近海强南向大风的气候特征和温带气旋造成强南向大风的因素进行了分析。通过统计山东沿海6个代表站点40年的7级以上南向大风,表明:近40年山东近海强南向大风年日数基本呈逐渐减少的趋势,1991年以后年大风日数明显减少,强南向大风主要出现在春季和夏初;统计2000-2010年山东近海强南向大风的个例,发现,温带气旋造成山东近海强南向大风可分为北方气旋(蒙古气旋、黄河气旋)和南方气旋(江淮气旋、黄淮气旋)。分析两类气旋造成强南向大风的因素表明:气压梯度、850 hPa及以下急流和850 hPa暖平流是造成强南向大风的重要因子,3小时变压、500 hPa高空急流和暖平流是次要因子,但气旋在地面气压场配置、3小时变压分布、低空暖平流强弱等方面存在差异。     

02年秋东海海域三次大风天气过程分析

由于海上测控试验任务的需要,2002年秋季远望号测量船适时进行海上校飞。本文对该期间影响东海区域的三次冷空气天气过程进行了对比分析,揭示了三次大风天气过程的不同特点,对东海海域秋季大风天气过程进行了简单的总结,供后续的校飞气象保障以及相应海域的船舶航行、作业气象服务作参考。     

山东一次春季冷空气10级大风的天气成因

2020年3月18日中午至夜间,山西、河北、北京、天津和山东等地先后出现阵风10级及以上强风天气。利用风廓线雷达、国家级地面气象观测站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)等资料,对强风过程的天气学成因进行了分析。结果表明：强风发生在低空暖脊异常发展的热力环境条件下,冷锋自黄土高原下到华北平原,中层锋消,垂直方向上发生“断裂”,低层冷锋先行侵入热低压,在锋生过程中发生。强风具有显著的非地转瞬变特征,低层强冷平流是强变压梯度产生的主要因素,变压风叠加在快速移动的冷锋系统中诱发大风,变压风是重要组成部分;低空动量下传效应引起低层风速波动,但不足以直接诱发强风。     

浙江沿海大风的天气气候概况

用嵊泗站和大陈站资料对浙江省沿海大风的天气气候概况进行分析,结果表明浙北沿海平均每3d有1d出现大风,多于浙中南沿海(平均每7d有2d出现大风).浙北沿海以SSW大风最多,N大风次之;其中NNW—NE大风占46%,SSE—SW大风占43%;浙中南沿海以NNE大风最多,NE大风次之;其中N—ENE大风占77%,S—WSW占18%.浙北沿海大风以4月份最多,9月份最少;浙中南沿海大风以1月份最多,5月份最少;浙北沿海大风日数的月变化比浙中南小.浙江沿海大风的季风特征明显.浙江沿海冬半年大风多为冷空气大风,春季及初夏大风多为低压、倒槽引起,夏季大风主要是受热带气旋影响产生.     

舟山市一次冬季暴雨、大风天气过程分析

应用卫星云图、常规观测资料及T213数值分析产品,分析了2004年12月3~5日发生在浙江东部地区的暴雨和舟山市沿海的大风过程。分析结果表明:这次天气过程是由台风倒槽和冷空气及深厚的高空槽共同作用引起的;台风环流引起的东南低空急流为暴雨区输送了大量的水汽和不稳定能量;冷空气的侵入加上深厚的高空槽引起的低空辐合、中高层辐散,促使了东海低压的剧烈发展,产生了猛烈的大风。     

基于南海定点观测数据的强风场特性研究

为了满足我国海洋工程抗风设计需求,在南海某海洋平台定点开展了原型测量工作。通过对海面上82 m和29 m两处开展实测工作,获得了冬季寒潮和超强台风"尤特"影响下的风场现场实测数据。利用非平稳过程分析方法对两类强风过程的脉动风分量、湍流强度、阵风因子、湍流积分尺度和脉动风谱等风场特性进行了分析。验证了脉动风分布的高斯性,给出了湍流强度与阵风因子的非线性拟合参数,分析了不同高度处风场特性剖面变化规律,证明了脉动风实测谱与Von Karman经验谱的良好拟合关系。     

东南印度洋沿岸海温年代际振荡及经向传播探讨

用SODA资料分析了热带西南印度洋上升区温度距平与整个南印度洋温度距平的时滞相关, 发现热带西南印度洋上升区温度距平与65°S, 105°E附近200 m深度的温度距平存在滞后10 a的相关振荡, 同时探讨了其可能的机制为温跃层内的斜压内波驱动, 即65°S, 105°E附近200 m深度的温度距平沿着温跃层上层在东南印度洋沿岸从高纬度向低纬的传播, 传播时间大约为10 a左右, 这种信号在传播过程中表现得较弱, 而在起点和终点的两端振荡比较强。波动的传播相比振荡本身要显得弱。     

山东精细化海区风的MOS预报方法研究

基于中尺度数值模式WRF_RUC的预报产品,采用逐步回归的MOS方法,对山东12个精细海区代表站有关大风进行解释应用。对2013年9月—2014年4月海区风的客观预报产品进行检验,结果表明:MOS预报方法对6级以上日最大风速有较好的预报能力,较WRF_RUC模式直接输出的预报结果有了明显的提高,但对4级以下小风预报效果较差。选取4级风作为阈值,当WRF_RUC模式预报风力大于4级时,用MOS预报结果替换,显著提高了风速分级预报效果,无论是4级以下小风还是6级以上大风,MOS预报评分都要高于WRF_RUC模式预报。将平均风速与阵风的统计关系应用到阵风客观预报中,MOS方法对于改进的日极大风速的预报效果有明显提高,对10级强风也有一定的预报能力。     

台风"杜鹃"影响期间福建大风天气的特点及成因

台风“杜鹃”影响期间，福建大风天气出现的比较早，而且范围比较大．本文通过对天气尺度的环境场、具有代表性的单站资料的对比分析，寻求大风出现的原因．还深入利用MM5模式对台风的气压场、风场、流场等进行数值模拟，分析结果表明台湾地形倒槽的形成对此次大风天气出现有着重要的作用，此外从流场分型的角度进一步分析台湾地形倒槽的形成原因．     

山东降雪含水比统计特征分析

降雪含水比(snow-to-liquid ratio,SLR)是指积雪深度与降雪融化后等量液体深度(降雪量)的比值,可用来计算积雪深度。山东有两种产生机制不同的降雪,冷流降雪主要分布在山东半岛北部沿海地区,其他类降雪在全省范围均可发生,二者的降雪含水比有明显差异。利用山东122个国家级气象观测站自建站以来至2018年12月的逐12 h降水量、日积雪深度、降水性质、日最高气温及1999—2018年的MICAPS高空、地面图资料,通过限定条件进行质量控制,统计分析了山东不同地区的降雪含水比气候特征,为积雪深度预报提供参考。结果表明:1)山东降雪含水比的变化范围为0. 1～3. 0 cm·mm~(-1),全省大部地区多年平均降雪含水比为0. 9 cm·mm~(-1),主要集中在0. 3～1. 1 cm·mm~(-1)之间;山东半岛北部沿海地区(强冷流降雪区域)的多年平均降雪含水比为1. 3cm·mm~(-1),主要集中在0. 9～2. 0 cm·mm~(-1)之间。2)降雪含水比的大小与降雪量等级有关,且存在明显月变化。全省大部地区从中雪至暴雪随着降雪量等级的增大,降雪含水比依次减小;各等级的降雪含水比月最大值均出现在1月或12月,最小值出现在11月或2月;山东半岛北部沿海地区的降雪含水比表现出更为复杂的特征,在以冷流降雪为主的11月—次年1月,中雪、大雪和暴雪的降雪含水比基本相当; 2月和3月冷流降雪不明显,降雪含水比表现出与其他地区降雪类似的特征。3)不同天气系统暴雪的降雪含水比有差异。江淮气旋暴雪过程平均降雪含水比为0. 69cm·mm~(-1),总体上呈现"北大南小,山区大沿海小"分布,中雪、大雪和暴雪的降雪含水比中位数分别为0. 8、0. 7和0. 5 cm·mm~(-1);回流形势暴雪过程的全省平均降雪含水比为0. 67 cm·mm~(-1),中雪的降雪含水比中位数为0. 8 cm·mm~(-1),大雪和暴雪均为0. 6 cm·mm~(-1);冷流暴雪的降雪含水比明显大于其他两类暴雪,中位数在1. 1～1. 6 cm·mm~(-1)之间变化,中雪、大雪和暴雪的降雪含水比中位数分别为1. 4、1. 6和1. 3 cm·mm~(-1)。     

On low-frequency waves in the surf and swash

Low-frequency waves in the surf and swash zones on various beach slopes are discussed using numerical simulations. Simulated surface elevations of both primary waves and low-frequency waves across the surf zone were first compared with experimental data and good agreement found. Low-frequency wave characteristics are then discussed in terms of their physical nature and their relationship to the primary wave field on a series of sea bottom slopes. Unlike primary waves, low-frequency wave energy increases towards the shoreline. Low-frequency waves in the surf and swash are a function of incident waves and the sea bottom slope and hence the saturation level of the surf zone. Wave energy on a gently sloping beach is dominated by low-frequency waves while primary waves play a significant role on a steep beach. Low-frequency wave radiation from the surf zone on a given beach depends on primary wave frequency and beach slope. However, a very poor correlation was found between surf similarity parameter and low-frequency wave radiation.     

山东夏季极端热事件变化特征分析

利用山东88个气象站1961—2019年夏季6—8月逐日最高、最低气温观测数据,分析了山东各地极端热昼、极端热夜、极端高温日三个极端热事件的时空演变规律和突变特征。结果表明:1)山东夜间出现极端热事件及白天和夜间同时出现极端热事件的天数增多、强度增强、占比增加。历年极端热昼出现天数和占比均呈不同程度的减少趋势,平均强度呈减小趋势,其中占比减少最明显;极端热夜、极端高温日出现天数和占比均呈不同程度的增加趋势,平均强度呈增强趋势。2)山东内陆和沿海地区各极端热事件变化差异明显。内陆地区极端热昼各指标减少、减小趋势更显著,大部分地区变化趋势通过了0.05的显著性水平检验,半岛南部和东部部分区域则有增加、增强趋势;中西部地区极端热夜各指标增加、增强趋势更显著,大部分地区变化趋势通过了0.05的显著性水平检验;中东部区域尤其是半岛地区极端高温日各指标增加、增强趋势更显著,大部分地区变化趋势通过了0.05的显著性水平检验。3)各极端热事件不同指标的突变情况迥异。极端热昼历年出现天数没有发生突变,平均强度在1970年前后发生突变,突变发生后,平均强度明显减小;极端热夜出现天数和平均强度均在1994年前后发生突变,突变发生后,出现天数明显增加、平均强度明显增强;极端高温日出现天数和强度分别在1994年、1973年前后发生突变,突变发生后,出现天数明显增加。     

北部湾海面冬春季偏北强风客观预报方法研究

建立冬春季北部湾海面最大、极大风力定量预报方程,应用此方程回报历史样本,统计归纳出冬春季北部湾海面强风过程的预报指标,并建立自动化、客观化的预报业务系统。     

台风“巴威”外围致山东半岛西部强降水过程的中尺度特征及环境条件

利用自动气象站观测资料、青岛雷达产品以及“天衍”雷达拼图产品和ERA5再分析资料,对台风“巴威”外围致山东半岛西部强降水过程的中尺度特征及环境条件进行分析。结果表明：1）“巴威”在黄海北上期间,其外围暖湿气流与冷空气在山东半岛西部到鲁东南交汇,对流层中低层形成东北—西南向深厚的切变线,高层处于高空急流入口区右侧,低层辐合、高层辐散有利于产生强降水,强降水位于850 hPa切变线及其右侧偏东风一侧。2）前期降水回波先后表现为两条有组织的线形回波带,其形成、发展和移动与850 hPa切变线密切相关;后期切变线右侧偏东风气流中γ中尺度辐合不断触发单体新生,青岛即墨境内组合反射率因子CR、差分反射率因子ZDR、差分相移率KDP均显著增大,导致即墨南泉连续两个小时雨强大于100 mm•h-1。3）切变线附近垂直上升运动深厚,850 hPa以下水汽通量辐合较强,为中尺度系统提供了触发条件和水汽条件;850 hPa,θse暖舌位置与切变线一致,暖舌中心达352 K,为中尺度系统发生、发展提供了能量条件;对流层中高层弱冷空气对触发强对流天气起到一定作用。4）850 hPa以下水汽通量辐合量值≤-8×10-7 g•cm-2•hPa-1•s-1的区域与暴雨区基本吻合,水汽通量辐合中心及垂直上升运动中心越低越有利于出现强降水。     

山东省春季马铃薯播种至出苗期水热特征分析

基于山东省1980—2020年117个气象台站的地面观测资料,依据春季马铃薯播期,通过积温法推算出苗期,分析山东省春季马铃薯播种至出苗期水分条件和热量条件的变化特征。结果表明：1980—2020年山东省春季马铃薯播种至出苗期平均日数为39.5 d,10 a倾向率为-1.8 d;降水量平均为16.5 mm,10 a倾向率为-3.1 mm;相对湿润度指数平均值为-0.48,10 a倾向率为-0.09;平均气温为8.9 ℃,10 a倾向率为0.6 ℃;温度适宜度平均为0.54,10 a倾向率为0.07。综上可知,山东省春季马铃薯播种至出苗阶段水分条件呈现减少的趋势,应增加田间灌水;热量条件呈现增加的趋势,有利于增加种植面积。