风廓线雷达在高空风场分析中的应用

利用大连风廓线雷达高时空分辨率风场观测资料,统计2011年雷达站上空各层水平及垂直风速的分布特征.通过分析发现:最大水平风速通常出现在12 km上下,受高空急流的影响,各季节高空最大水平风速出现高度不同,4 km以下高空水平风速随高度的变化各月份存在一定差异,4 km以上至最大风速层,水平风速随高度的升高而增大,最大风速层以上至雷达测量的上限水平风速随高度增加先减小后增大;高空垂直风速在夏季较为明显,秋季次之,冬春季节最小;6月是全年月均垂直风速最大的月份,在500～1300 m高度层存在一个上升气流中心,平均风速大于0.6 m/s,2月各高度平均垂直风速全年最小.     

火箭发射前后3.5 h内高空风差异特征及预报

利用2014年12月—2020年12月时间间隔为3.5 h的高空风实况分析火箭发射前后3.5 h内高空风差异,并利用WRF模式和火箭发射前3 h高空风建立火箭发射后0.5 h高空风预报模型,结果表明:火箭发射前后3.5 h内高空风速、风向差异特征,与高度、季节及火箭发射前3 h平均高空风速有关。高空风最大风速偏差为-24.00～26.00 m·s^-1,风速偏差在10 m·s^-1以内达三分之二,且主要出现在对流层中高层[6.5 km,11.5 km)高度内;最大风向绝对偏差范围为10.00°～180°,主要集中在[30°,60°)范围及对流层中低层[1.5 km,6.5 km)高度内。火箭发射前后3.5 h内高空风速平均绝对偏差随火箭发射前3 h高空风速平均值增大呈增大趋势,风速相对误差绝对值和风向绝对偏差则表现为减小趋势,说明高空风强时,风向不易发生短时变化;火箭发射前后3.5 h内高空风差异随季节变化与高空风的季节特征有关。利用火箭发射后0.5 h高空风预报模型,有助于降低火箭飞行风险。     

风与观测环境

统计德州、陵县(与德州相距约30 km)观测站2006—2012年逐年16方位风向出现次数、平均风速、最大风速、年最多风向及出现频率发现:2006—2008年期间,德州与陵县在16方位风记录变化趋势相近,年最多风向接近或相同。德州站自2009年开始,NE—NWN方因受建筑物影响,NE、NNE、N、NNW 4个方向年出现次数明显减少、平均风速,最大风速均呈减小趋势,以N最明显,减少77%;同时其相对方向风记录受到不同程度的影响,S出现次数减少最明显;由于空气具有钝体绕流现象,造成E、NW出现回数明显增加,以E最明显;从而导致该站年最多风向发生变化,由原来的S(或SSW)转为E。2009—2012年与2006—2008年比较:N年均出现回数减少79次,平均风速减少0.9 m/s;NNE年均出现回数减少57次,平均风速减少0.8 m/s;NE年均出现回数减少40次,平均风速减少0.9 m/s;NNW年均出现回数减少29次,平均风速减少0.1 m/s。     

吉林地面和高空风速变化特征及成因分析

利用1975-2012年吉林50个地面气象站观测资料和3个探空站测风资料,对地面和0.5~40km高空风速的时空变化特征进行了分析,并分析了高、低空风速变化的原因。结果表明:吉林地面(10 m)年和四季平均风速均呈现中西部和东部近海区较大、东南部地区较小的空间分布特征;近38年吉林地面年平均风速平均每10年减少0.21 m·s~(-1),高于全国平均和大部分区域平均,大风区或大风季节的风速减小幅度最大;在1975-2012年期间,吉林高空风速随高度增加呈先减小后增大的变化趋势,对流层和平流层下层的夏季平均风速趋于减小,冬季平均风速趋于增加,而且冬季风速增加对年平均风速增加的贡献最大。大气环流系统对吉林地面和高空风速均有影响,城市化的发展、观测环境的改变减小了地面风速。     

三沙市永兴岛低空风的变化

该文利用2003年3月—2011年12月三沙市高空气象探测站L波段雷达探空资料,分析了三沙低空风的变化特征。结果表明:三沙2006年3月—2011年12月高空气象探测站所测地面—1 500 m不同高度的风向变化大致相同,各层风中主要盛行NE、ENE、SSW风;静风出现最少,其次是NW、WNW、NNW风向;春季地面—1 500 m高度的风向分布为双峰形状,主要集中在NE-ENE、SSE-SSW,夏季、秋季、冬季地面—1 500 m高度的风向分布为单峰形状,夏季风向主要集中在SWSW,秋季风向主要集中在NE-E,冬季风向主要集中在NNE-ENE;地面—1 500 m的各层风中,地面平均风速最小,500 m低空平均风速最大;地面—500 m高度的风从夏季至冬季都逐渐增大,1 000~1 500 m从春季至秋季增大,冬季反而减小;地面—1 500 m平均风速11—12月份最大,3—4月份风速最小。     

小球测风风速时间订正表的制作与使用

当小球测风净举力错误超过规定,台站根据《高空气象观测手册——高空风观测部分》求出实际升速后,还必须将原记录的量得风层风速和标准风层时间一一进行订正。订正的方法是:     

59—701微机数据处理系统在高空气象探测中的偏差

59 70 1微机数据系统 (以下简称系统 )已于2 0 0 0年 1月 1日开始正式在全国各高空气象台站投入业务使用。该系统的使用不仅让值班人员从繁多的数据处理中解脱了出来 ,使其劳动强度大为降低 ,而且降低了错情发生率。但该系统在宜昌高空探测站的使用过程中 ,笔者经对有关记录进行比较后发现 ,有许多数据处理与《高空气象探测规范》(以下简称《规范》)不符 ,并对其做了归纳整理。1　指示码Ｉｄ的编报错误在实际探空观测中 ,误将探空任一终止层当作规定层求取风速时就会导致指示码Ｉｄ的编报错误。这种情况出现在测风记录最后一量得风层时间高…     

科尔沁草原高空风垂直结构气候特征分析

利用2008—2014年CFL20G风廓线雷达数据对科尔沁草原高空风场垂直特征进行研究。主要对高空三维风场季节变化的统计学特征、典型高度层上的变化规律及垂直高度上的日变化规律进行分析。分析发现:四季中高空20～40 m/s风速出现的频率最高,2900～18 000 m科尔沁草原高空以偏西风为主。垂直高度上水平风速呈一波一谷型变化,随着高度的增加,高层水平风速开始增大的时间有所推后。12 600 m及以下各层平均风速最小的季节为夏季,最大的季节为冬春两季;19 000 m平均风速最小的月份为12月,风速最大月份为8月。垂直速度在5100 m以下有明显日变化,1500 m和2900 m有较为明显的年变化,最大值出现在春夏交接的4—6月,最小值出现在12月,5100 m以上的垂直速度没有明显的年变化。     

夏季雅安高空风的统计分析

本文利用雅安地区暴雨落区预报方法研究课题,在1989年夏季进行的中尺度观测试验中的高空风资料和1955～1957年夏季雅安地区气象台的高空风资料,分别与相应的成都高空风资料进行了统计研究,并分析了雅安“天漏”(暴雨)时高空风的变化。结果发现:在850～700hPa,背风而立,雅安风向偏于成都之右,风速略偏小,500hPa风向偏于成都之左,风速略偏大,白天的风向和风速偏差均大于夜间;雅安“天漏”时,地面～400m为偏东风,5500m为偏西南风,1000～5500m为偏西南风暖平流;暴雨中比暴雨前,1000～5500m,各层的风和热成风的风向均发生显著的气旋式(逆时针)偏转,风速增大。     

高精度高空风预报技术探讨

针对航天气象保障中高分辨率高空风的预报需求，利用欧洲数值预报、GRAPESGFS、导航探空数据，通过WRF模式直接输出、高空风模式产品融合、动力统计订正等方法实现了20 km以下逐250 m的高空风短期预报，并选择2019年11月—2020年3月进行试验，结果表明：U风预报好于V风；5～14 km高空风预报效果好于其它层次；在模式产品融合基础上进行的动力统计订正，预报效果最好，对于同层U、V风，4 m/s偏差内预报准确率为77.4%,6 m/s偏差内预报准确率为93.2%。     

格尔木市区空气污染的气象条件分析

利用格尔木市气象台1999～2003年定时风和2005年高空特性层等资料,对年、各代表月及各代表时次的风、大气稳定度等空气污染的气象条件进行了统计分析。结果表明:格尔木市常年盛行W、SW和NW风,年平均风速为2.2m/s;四季的主导风向与年主导风向一致,为W风,春季平均风速最大,秋季最小;年、月平均风速中,风向频率较高的平均风速在1.6～3.1m/s之间,有利于城市污染物的扩散;风向、风速对大气污染的综合影响表现为全年W风污染系数为最大,SE风污染系数为最小;强不稳定、不稳定大气层结在14时出现的频次较高;在大气边界层,一年四季清晨时有不同强度和厚度的辐射逆温存在,使低层大气比较稳定,不利于污染物的扩散。     

庐山南坡的山谷风观测结果

1987年5月在庐山南坡含鄱口下的观音桥(海拔130米)进行了小球测风,自记风向风速仪观测,在山上的植物园也设立了风的自记仪测风,来研究庐山南坡山谷风的特征.观音桥在庐山的地理位置见图一:图一:观音桥在庐山位置在观音桥的东北方为高1400米的五老峰,水平距约3.5km,北偏西为太乙峰(1300米)和含鄱口(高1100米),水平距3.7km,西到西南方为高1400米,水平距5.8km的电视台和高1474米的汉阳峰,是庐山的最高峰,南到东为开阔地带,鄱阳湖在测站南边约4—5km.由汉阳峰、电视台、太乙峰、含鄱口到五老峰连成了一个大环形山谷,东西长约82km,谷深4.3km,谷口朝东南,山谷风十分明显.     

L波段雷达系统不同测风方法计算结果分析

根据广东阳江探空站L波段雷达系统观测的测风资料分析,测风记录用综合探测雷达测风方法与无斜距（或高度替代）测风方法计算的测风量得风层的结果,少数情况下会出现与理论值不相符的现象,两种测风方法计算的结果,有时会超出高空气象观测仪器总体测量准确度要求允许的误差范围。在雷达的仰角小于30°时,量得风层的风速小于3 m/s时,两种测风方法计算量得风层的风速基本相同（误差在允许范围内）,但风向有的相差较大,超出测量准确度要求允许的误差范围。当雷达仰角小于15°,量得风层的风速大于30 m/s时,两种测风方法计算量得风层的风向比较接近,但量得风层的风速有的却相差较大,超出测量准确度要求允许的误差范围。     

强热带风暴“凤凰”（1416）登陆浙江后风场变化特征

基于宁波多普勒雷达、浙江省自动气象站、宁波凉帽山高塔梯度观测等资料,对1416号强热带风暴“凤凰”登陆浙江后的风场时空变化进行分析。结果表明:“凤凰”结构不对称,8级以上风速带主要位于风暴中心前进方向的前侧和右侧。前侧最大风速半径一直维持在60 km左右,最大风速带宽度约为50 km;其右侧最大风速半径为80~120 km,随中心北移有增大趋势,最大风速带宽度约100 km;其前侧和右侧最大风速半径在垂直方向上变化不大。“凤凰”前侧TREC（Tracking Radar Echoes by Correlation）风速在1 km高度最强,其上则随高度的增大而减小,其右侧1~3 km高度TREC风速的垂直变化明显小于前侧。宁波凉帽山高塔处TREC风和梯度观测表明:“凤凰”影响期间,高塔上空159 m和2~4 km高度出现多个风速高值中心;常通量层高度约为159 m;常通量层内风廓线遵从对数率,当高塔位于“凤凰”右前侧时塔层阵风系数随高度增大而减小,当高塔位于“凤凰”中心附近和右后侧时阵风系数明显增大,且层次差异减小;常通量层以上159~318 m的塔层风廓线不满足指数率或对数率,阵风系数上下差异不大。      

一次暴风雪过程中的中尺度重力波特征及其影响

应用地面自动气象站观测资料、数字化多普勒天气雷达探测资料和WRFV2.2.1中尺度数值模拟资料,分析了中尺度重力波与基本气流的相互作用,以及重力波活动对暴雪和大风天气的重要影响。结果表明,在波导中传播的中尺度重力波能够与基本气流进行动量交换,使得对流层中上层4.5—8 km气层内的水平平均风速趋于均匀,形成斜穿整个对流层的饱和湿空气急流,即"湿急流"。在高空急流出口区激发的垂直向下传播的重力波,使基本气流的水平风速在垂直方向上出现了加速和减速的交替变化,水平风加速的气层,反射率增大;水平风减速的气层,反射率减小。随着波动下传及其随基本气流的移动,反射率回波强度沿高空风的方向(由西南向东北)出现周期性变化,回波带呈西北—东南走向,强回波中心之间为宽约40 km的弱回波区。重力波下传期间,当地面气压迅速下降时,东北风快速增长,风向有明显的改变,反射率强度开始减弱;气压脊线过后,反射率降低到最低点。地面大风中心出现在反射率回波强度周期性变化的地带,沿西南—东北方向间隔着分布。雷达探测表明,对流层低层风速在风向切变层上下边界对称相等,因此推测在重力波与切变层汇合的高度层存在垂直环流,由风切变层上下边界附近的西南气流和东北气流与受重力波影响形成的垂直方向上的上升和下沉气流共同组成。切变层上方的动量通过垂直环流的下沉支到达地面,强风中心对应着下沉气流,出现在降水回波开始减弱之际。     

西藏改则地区雨季上对流层/下平流层大气垂直结构观测研究

利用中国第3次青藏高原大气科学试验2014年7-8月改则探空试验期间获取的每天3次观测的探空数据,对该地区对流层大气垂直结构进行了研究。结果表明：改则地区海拔高度17-19 km存在逆温现象;第一对流层顶平均高度16082 m,第二对流层顶平均高度16466 m,前者出现概率远高于后者,两类对流层顶的高度均与其对流层顶的温度、气压成反比。08、14和20时（北京时）的最大风速分别出现在11.8、12.6和12.1 km高度,风速分别为16.2、16.3和15.9 m/s,风向随高度顺时针变化,对应为暖平流,由下层西南风转为上层的东南风,17 km以上高度稳定成东北风,下层主导风为西南风。在约8 km的高度上存在一个最大相对湿度聚集区,从地面开始相对湿度随高度升高而增大（逆湿现象）,达到该聚集区后,随高度升高而减小。青藏高原西部雨季对流层顶折叠现象出现概率较低,可能与该季节高空急流或高空锋天气较少有关。     

安康地区遭受强风袭击

1987年5月31日(农历5月5日),夏令时14—18时,全区九个县出现了8级以上大风。其中,位于大巴山北坡的平利县16~(12)—16~(33),瞬时最大风速为     

1985年1—3月南极长城站风的特征

中国南极长城站建在南极乔治岛上,即62°12′59″S,58°57′52″W。该地属亚南极气候,既受南极大陆冷气团的侵袭,也受到极地海洋气团的影响。该站建于1985年2月20日,但从考察队登陆后,1月1日起就开展了气象观测。本文利用建站初期1—3月的资料,分析长城站地面风和高空风的特征。 在登陆初期,地面风资料使用手持轻便风向风速仪,每天于当地时间08,14,20时观测。1月23日后,架起10m高测风铁塔,使用电接风向风速仪,自动记录24h风的变化。经对比观测校验,轻便风向风速仪观测风速系统性偏小。高空风是用小球测风气球观测的,由于当地天气条件恶劣,能见度差,观测次数受到限制。在这次夏季考察中,我们只获得10次高空风探测资料。     

科尔沁草原高空风场垂直特征及变化分析

利用2008-2014年CFL20G风廓线雷达数据对科尔沁草原高空风场垂直特征及变化进行研究。主要对高空三维风场季节变化的统计学特征、典型高度层上的变化规律及垂直高度上的日变化规律进行分析。分析发现：四季中高空20-40m/s风速出现的频率最大,3000米至18000米科尔沁草原高空以偏西风为主。垂直高度上水平风速呈一波一谷型变化,随着高度的增加,高层水平风速开始增大的时间有所推后。12600米及以下各层平均风速最小的季节为夏季,最大的季节为冬春两季；19000米平均风速最小的月份为12月份,风速最大月份为8月份。垂直速度在5500米以下有明显日变化,1500米和3000米有较为明显的年变化,最大值出现在春夏交接的4-6月份,最小值出现在12月份,5000米以上垂直速度没有明显的年变化。     

东北地区两次历史罕见暴风雪天气过程的分析

使用地面和高空观测资料、NCEP/NCAR再分析的格点资料和WRF中尺度数值模拟结果,对1983年4月29日黑龙江省暴风雪天气和2007年3月3—5日辽宁省暴风雪天气过程进行了分析,阐明了暴风雪天气发生的环境条件及其出现的时间和位置特点,对天气预报和防灾减灾有重要意义。研究结果表明,两次有史以来最猛烈的、大范围的、持续性的暴风雪天气的影响系统为爆发性气旋,气旋在300 h Pa南支急流出口区北侧和北支急流入口区南侧之间的区域爆发性加深,气旋中心的海平面气压24 h平均加深率分别为1.2 h Pa·h~(-1)(观测)和0.71 h Pa·h~(-1)(模式)。单站上空风随高度顺转,风速随高度增长,4.5~8 km出现等风速层,对流层存在显著的垂直风切变。对流层高层辐散低层辐合,上升运动由于暖平流和高空辐散抽吸而发展,贯穿整个对流层。暴风雪天气主要出现在地面气旋中心区域的西部和北部,其中气旋中心西偏北方向110 km附近气压梯度最大的地方,出现7~9级的偏北风,12 h降水量达到20~35 mm,是暴风雪天气最猛烈的地方。在地面气压下降最快的时期,地面风速急剧增长,降水强度达到最大。9~10级东南风出现在气旋中心的东南方向约300 km,近地面有暖湿空气的入流急流。在气旋中心正北方3~5个纬度的范围内,仍有较强的暴雪和大风天气,出现暴风雪时的风力为6~7级,大部分测站的最大风出现在降水结束后。使用VAPOR对两次过程的风速进行三维显示,结果表明,风速大于25 m·s-1的区域在两支急流之间从对流层高层伸展至近地面,说明暴风雪天气过程中的地面强风能量来源于对流层高层大气。