1010号台风“莫兰蒂”对福建近海风场的影响及其成因分析

分析福建沿岸区域气象自动站、近海气象浮标站等有关风的精细观测资料以及NCEP再分析、雷达反演风场等资料,研究了2010年第10号台风"莫兰蒂"影响福建期间,福建近海风场分布的特点及其成因,以寻找台风影响时福建近海风场预报的着眼点.结果表明:受到环境场及台湾海峡狭管效应,气流与中央山脉之间绕流、阻挡等共同作用,1010号台风"莫兰蒂"影响福建期间,大风在海区上主要集中分布在台风环流东部和福建北部海区;福建中部沿海最早出现大风;而大部分台风影响时间中,中部沿海风力大于北部、南部沿海风力,呈现中间大两头小的布局.特别是1010号台风"莫兰蒂",进入台湾海峡后发展成微型台风,靠近台风的测站在台风临近时才大风突起.而这种微型台风,大风天气突发性强,在风的精细预报中要特别注意短时临近的监控监测.对比各种资料的应用效果表明:NCEP再分析资料反映的主要是海区的大风分布;雷达反演风场,必须结合实况资料验证,具有一定的参考价值;近海浮标站资料,能较早反映台风影响时风场的演变特点,但近海浮标站所观测的海区风力不一定大于相近的沿岸区域气象自动站所观测的沿海风力,二者所观测到的风力、风向的变化与台风位置密切相关.在业务预报中,对近海浮标站资料的应用,还需深入研究,具体情况具体分析.     

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。     

闽东北沿海港湾岛屿测站风分布特征及预报指标站的选取

基于2011—2013年福建省宁德市港湾岛屿自动站观测的风的资料,统计分析3 a港湾岛屿风力的时空分布特征,结果表明:港湾岛屿各站的空间分布极为不均,具有明显的区域性差异,局地性特征突出。测站的主导风向以东北风为主,各地风向差异明显。大风风速的季节变化相对来说比较平缓,季节间的差异不大。大风风向的季节变化,冬、秋、春季盛行东北风,夏季则以西南风为主导。此外,通过对资料的完整性、可用性、服务的重要性、站点的地理分布和相关性等因素深入分析,对比论证自动站大风探测资料的代表性和适用性,确定宁德市港湾岛屿大风预报区域自动站的24个代表站,作为预报风力的指标站,将自动站纳入天气预报指标体系,以便对港湾岛屿风力预报进行精细化研究。     

泰山大风气候特征统计分析

利用泰山气象站1971-2010年近40a逐日风向风速观测资料,统计分析泰山大风天气的气候特征。结果表明：近40a泰山平均风速为7．0m／s,冬季风速最大,春季次之,夏季最小;近40a最大风速为37．7m／s,出现在1977年;年平均大风日数为160．3d,月平均大风日数最多为4月,9月最少,从季节分布：看,春季最多,...     

唐山南部近海海浪特征及风浪预报方法分析研究

利用唐山南部近海浮标站的观测资料,对该海域的海浪特征、风浪浪高预报方法及主要海区风浪成长时有效波高与风速、风区、风时之间的关系做了分析。结果表明:(1)唐山南部海域海浪类型以风浪为主,风速大于12.4 m/s的浅水波均为风浪,低于12.4 m/s风速的深水波存在30%比例的涌浪;(2)波高≥2 m的风浪多由具有较长风区的NE、ENE风产生,二者占总数的76.9%,且多出现在秋冬季,所占比例高达83.4%;(3)受风区长度限制,NE、ENE方向上风力大于5级时,该海区内的风浪不能达到充分成长状态;(4)整体而言,"苏联法"对唐山南部近海1.5—2.0 m的风浪波高计算表现出明显的优越性,"海大法"更适合2.0 m以上浪高的计算;(5)不同海区、不同波高范围的计算方法检验显示,对于有效波高≥2 m的风浪,"海大法"对NE、ENE、E方向上的计算效果最佳,SE、SSE方向上大浪出现的几率较低,对于其他方向的海区和波高范围,"苏联法"仍然表现出了理想的适用性。     

基于舟山多年风浪资料的近海海浪预报研究

利用舟山海洋浮标站和附近海岛自动测风站环境风场多年资料,采用空间平滑和时间平滑方法做资料预处理,综合分析风力大小、风向、潮汐和浪高之间的关系,结果显示:平均风力等级大小和平均浪高之间呈准线性关系,风大浪也大;同一等级风力情形下,浪高是以平均值为峰值的多等级离散分布;且与风向密切相关,即北风和东风浪大,南风和西风浪小,其中东风浪最大,这在实践中得到证实;在潮汐和浪高的关系中,大潮汛期间浪高稍大于小潮汛浪高,差值很小,显示潮汐对浪高的影响并不明显。最后建立回归拟合方程,并通过应用检验。此研究结果对本地海浪经验预报提供了有力支撑和有益的修正,有较好的应用价值。     

烟台海域海岛自动站大风对比试验

烟台北部面临黄、渤海,海岛自动站分布众多.我们发现,在同一大风过程中,各海岛自动站的风速、风向因为海拔高度、周围地形影响、下垫面摩擦的不同造成明显差异.本文主要以长岛作为渤海海峡大风的代表站,以崆峒岛和芝罘岛作为烟台北部沿海海域大风的代表站,利用便携自动站的观测数据近似代表海面大风的实况,与代表站进行大风的对比试验,对比试验的数据均采用指数廓线公式订正到海面10m高度.分析了三个海岛自动站的不同风向下的海面大风的实际代表性,并给出不同风向下的大风订正值.     

浙江近海典型寒潮浪的数值模拟:以2015年3月和2016年1月为例

本文选用第三代海浪模式SWAN(SimulatingWAveNearshore),以CCMP(Cross-CalibratedMultiPlatform)风场作为驱动风场,数值模拟了2015年3月份和2016年1月份影响浙江省的两次典型寒潮,并将模拟结果与实测数据进行了对比,模拟误差均在20%之内,属于可以接受的范围,表明SWAN模型和CCMP风场能够满足此次寒潮浪数值模拟的需要。本文从风场的强度、最值风速、风向、持续时间等方面,对比了两次寒潮期间的寒潮风场;从寒潮浪的强度、最值波高分布、持续时间、涌浪分布区域等方面,对两次典型寒潮期间的寒潮浪时空分布的异同进行了研究。总体而言,2015年3月份寒潮的风场从强度上弱于2016年1月份寒潮, 3月份寒潮风场的主流大风是6～7级风,风向偏正北风;1月份寒潮风场的主流大风是6～8级风,风向偏西北风。2015年3月份的寒潮浪强度上弱于2016年1月份寒潮浪, 3月份寒潮浪波高变化剧烈的区域位于研究区域的东北部, 1月份寒潮浪波高变化剧烈的区域位于研究区域的中部和东部; 3月份寒潮浪的大浪主要是5级浪, 1月份寒潮浪的大浪主要是5、6级浪。当寒潮对研究区域的波浪场影响最为显著时,2015年3月份寒潮期间研究区域的北部多为涌浪,2016年1月份寒潮期间研究区域的南部多为涌浪。     

龙口海洋站风况特征分析

根据龙口海洋站观测得到的2007年逐时10分钟平均风速、风向资料,对平均风速风向、大风风速风向、大风日数等方面进行了分析,得出结论:龙口海洋站的风具有典型的季风性气候特征,冬夏季主风向有180°的变化,平均风速的月际变化出现两峰两谷的趋势;常风向为S向和NE向,强风向为偏北向;偏东风的平均风速和出现频率最小;大风风力以6级为主,大风的年平均风速为13.3 m/s,出现大风的月最高概率为63.3%;大风年主导风向为NW-NE以及S,风速以偏北大风较大,偏东风最小;秋冬季节以偏北大风为主,春季偏南大风与偏北大风交替出现,夏季是大风最少的季节。     

渤海海峡海岛站与沿岸站大风对比分析

统计了渤海海峡5个海岛站和3个沿岸站1年的大风资料,在每月大风日数、风速、年际和月际变化特征、主导风向等方面进行了对比分析,得出渤海海峡大风如下结论:大风的风力以6～7级为主,南部比北部更易出现大风,且风速也较大;出现大风的最高概率为57.5%,即平均不到2天就出现一次;海岛站与沿岸站大风风力极值相差最大为20.8 m/s;极大风风速43.2 m/s,创历史最高纪录;风速的月变化规律基本一致,呈现两峰两谷形势;大风年主导风向为NW-NNE,风速以偏北大风和偏南大风较大,而偏西风和偏东风较小;具有典型的季风性气候特征,冬季以偏北大风为主,夏季以偏南大风为主,春、秋季偏北大风和偏南大风交替出现;综合应用海岛站和沿岸站大风记录,能更加准确反映渤海海峡大风的气候特征。     

河北省沿海风暴潮特征及成因分析

以秦皇岛、京唐港、曹妃甸、黄骅4个验潮站的实测潮位和逐时风的数据为基础,以2013年河北省政府发布的风暴潮四色警戒潮位值为标准,统计了2008-2017年10 a河北省沿海的风暴潮过程,从警报级别、区域分布、时间分布、天气系统、经济损失5个方面分析河北省沿海风暴潮特征,并从地形、天文潮与天气系统配合、海平面上升、全球变暖引发的气候异常4个方面分析了影响河北省沿海风暴潮的成因,分析得出:受天气系统的影响,7-10月是河北省风暴潮高发时段,且由于河北省岸线分布特点,沧州市沿海受到风暴潮影响的次数最多,唐山和秦皇岛次之,沧州和唐山地区的风暴潮过程多由东北向大风引起,而秦皇岛地区的风暴潮过程多由东南向风引起。     

北极海域海面风场和海浪遥感观测能力分析

卫星遥感是开展北极海域海面风场和海浪分布特征与变化规律研究的重要手段。本文基于在轨多源卫星遥感数据,从遥感观测空间覆盖、时间覆盖和多源卫星遥感数据融合等方面开展北极海域海面风场与海浪遥感观测能力分析,研究主要结果为:基于ASCAT和HY-2A散射计可实现北极海域海面风场遥感观测,通过多星联合观测可获取北极海域时空分辨率优于12 h和0.1°的海面风场遥感融合数据;基于HY-2A、CryoSat-2、SARAL和Sentinel-3高度计可实现北极海域海浪遥感观测,同样通过多星联合观测可获取北极海域时空分辨率优于1 d和0.25°的海浪有效波高遥感融合数据;基于2016年北极海面风场和海浪遥感融合数据,分析得出北极海域海面风场和海浪在2月处于极大值,然后逐渐减小,7月最小,随后开始逐渐增大。本研究表明,基于多源散射计和高度计遥感观测可实现北极海域海面风场和海浪的高时空分辨率遥感业务化监测。     

渤海、黄海沿岸主要港湾大振幅假潮成因的天气学分析

对渤海、黄海主要港湾发生的振幅大于50cm(龙口港湾取振幅大于80cm)的65次假潮过程与地面天气图进行对比分析,着重分析了伴随大振幅假潮过程的天气形势.分析结果表明:(1)龙口港湾22次大振幅假潮中有19次与雷暴天气(其中有3次伴随有飑线,1次还伴有龙卷)有关,2次与大风天气有关,1次由外海雷暴引起;因此得出雷暴、飑线是引起大振幅假潮的主要原因;雷暴强弱和持续时间长短变化,导致假潮振幅大小及持续时间长短变化;雷暴的季节变化引起大振幅假潮的季节变化;雷暴发生的局地性导致假潮出现的局地性;雷暴传播方向的不同引起大振幅假潮的周期不同.(2)北方气旋型和江淮气旋及西南倒槽型这两种天气类型有利于产生雷暴,并导致大振幅假潮的发生.这两类型分别占62个例的468%和177%.     

上海沿岸海域灾害性大风特征研究与预报检验

选取2011-2017年上海沿岸海域5个浮标站点的风场和海浪数据,分析了大风过程的时间和空间特征;对海浪成长过程进行风向分类,运用滑动相关分析统计了8个风向的海浪滞后时间;计算了大风起风时间的预报提前和滞后量,进行了风速风向的误差和准确率检验。结果表明:越往东部海域,大风时数越多,长江口区东部风速较大;大风极值主要出现在8月份台风过程,出现时段都为傍晚到半夜,大浪极值浪向以东北到东南向为主;秋冬季大风时数多,5-6月大风时数最少;大风风向以西北到东北风为主;海浪成长过程风向分布是东南-西北走向,海浪对风的响应滞后时间平均为3~4 h;大风起风时间预报较实况略有滞后,风速预报的准确率总体在70%以上,预报值较实况值偏小,口外浮标偏小最为明显,偏强率都为0;风向预报准确率低,误差大。     

中国东南近海秋末冬初一次强冷空气大风过程分析

本文利用气象传真和欧洲格点报资料对我国近海一次持续时间较长的强冷空气大风过程进行了分析,结合NWW3海浪模式资料探讨了浪高的演变过程,揭示了该冷空气天气过程的发展、变化规律及其对我国东南周边海域海况影响的规律和特征,为冷空气形势下的海洋预报提供有价值的参考。     

Atmospheric frontal gravity waves observed in satellite SAR images of the Bohai Sea and Huanghai Sea

In the satellite synthetic aperture radar (SAR) images of the Bohai Sea and Huanghai Sea, the authors observe sea surface imprints of wave-like patterns with an average wavelength of 3.8 km. Comparing SAR observations with sea surface wind fields and surface weather maps, the authors find that the occurrence of the wave-like phenomena is associated with the passing of atmospheric front. The authors define the waves as atmospheric frontal gravity waves. The dynamical parameters of the wave packets are derived from statistics of 9 satellite SAR images obtained from 2002 to 2008. A two-dimensional linear physical wave model is used to analyze the generation mechanism of the waves. The atmospheric frontal wave induced wind variation across the frontal wave packet is compared with wind retrievals from the SAR images. The CMOD-5 (C-band scatterometer ocean geophysical model function) is used for SAR wind retrievals VV (transmitted vertical and received vertical) for ENVISAT and HH (transmitted horizontally and received horizontally) for RADARSAT-1. A reasonable agreement between the analytical solution and the SAR observation is reached. This new SAR frontal wave observation adds to the school of SAR observations of sea surface imprints of AGWs including island lee waves, coastal lee waves, and upstream Atmospheric Gravity Waves (AGW).     

1988—2009年中国海波候、风候统计分析

利用高精度、高时空分辨率、长时间序列的CCMP(Cross-Calibrated,Multi-Platform)风场,驱动国际先进的第三代海浪模式WAVEWATCH-Ⅲ(WW3),得到中国海1988年1月～2009年12月的海浪场。对中国海的波候(风候)进行精细化的统计分析,分析了海表风场和浪场的季节特征、极值风速与极值波高、风力等级频率和浪级频率、海表风速和波高的逐年变化趋势,结果显示:(1)中国海的海浪场与海表风场具有较好的一致性,尤其是在DJF(December,January,February)期间;海表风速和波高在MAM(March,April,May)期间为全年最低,在DJF期间达到全年最大;MAM和JJA(June,July,August)期间,中国海大部分海域的波周期在3～5.5s,SON(September,October,November)和DJF期间为4.5～6.5s。(2)中国海极值风速、极值波高的大值区分布于渤海中部海域、琉球群岛附近海域和台湾以东广阔洋面、台湾海峡、东沙群岛附近海域、北部湾海域、中沙群岛南部海域。(3)吕宋海峡在MAM、SON、DJF期间均为6级以上大风和4m以上大浪的相对高频海域,JJA期间,6级以上大风的高频海域位于中国南半岛东南部海域,4m以上大浪主要出现在10°N以北。(4)在近22a期间,中国海大部分海域的海表风速、有效波高呈显著性逐年线性递增趋势,风速递增趋势约0.06～0.15m.s-1.a-1,波高递增趋势约0.005～0.03m.a-1。     

宁波机场附近一次孤立强雷暴大风事件分析

利用区域自动气象站资料、天气雷达资料、宁波机场AWOS(automated weather observation system)资料和NCEP再分析资料等对2017年7月22日发生在宁波机场附近的一次孤立强雷暴大风环境条件和雷达回波特征进行分析。结果表明：1)雷暴大风发生在较强的对流有效位能、弱的垂直风切变和上层干燥近地面暖湿的大气层结配置下,海风锋是主要触发系统。2)雷暴大风发生时,地面出现明显冷池和中尺度雷暴高压。3)强反射率因子顶部高度快速下降,中层径向辐合达到18 m·s-1,低层速度辐散超过25 m·s-1等指标,对雷暴大风预警具有较好的指示意义。     

雷达探测海浪及其方法的研究

根据连云港714天气雷达(波长10.6cm)探测到的海浪回波资料,结合实测风浪资料,分析了海浪回波特征,得到了海浪回波最远距离与最大风速的相互关系换算方法。