中国近海大风极值计算方法研究

讨论了中国近海（渤、黄、东、南海）开阔洋面上求算不同重现期大风极值的资料和方法。在没有定点连续气象观测条件下,综合分析现有岛屿站观测、台风记录、船舶报告、数值模式计算风速,分别组成年大风极值序列,使用多种分布模型拟合大风序列,通过检验选定最佳取值。研究结果表明,在拟合各类大风序列时,三参数Ｗｅｉｂｕｌｌ分布显示较强的适用性;而由波浪谱模式和台风风场模式计算风速组成的序列求取不同重现期大风极值,计算结果稳定,气候分布合理。     

内蒙古大雪天气学分型研究

应用1971—2008年气象观测资料,对内蒙古大雪天气过程进行普查,查找出大雪天气过程98次。根据700hPa环流形势特征的不同,将内蒙古大雪天气形势分为2类6型。弱冷空气类:这种类型大多和南支暖湿系统相联系而出现,以降雪天气为主,降雪量较大。根据影响系统的不同分为槽涡型、切变型、北槽南涡型。强冷空气类:这种类型大多和高空长波槽脊相联系而出现,由于冷空气主体东移,且锋区较强,因此在产生降雪的同时,有大风和降温天气出现,多为风雪寒潮天气过程。根据影响系统的不同分为蒙古低槽(涡)型、贝加尔湖低槽(涡)型、西来斜压槽型。从系统的垂直结构分析表明:弱冷空气类与强冷空气类大雪存在明显的不同,弱冷空气类整层暖湿上升运动明显,强冷空气类对流层中高层冷平流强,斜压性明显。文章最后总结了各型大雪天气的预报着眼点。     

基于模式预报的天气学分型预报探讨

就市县台站常用的天气学分型预报方法,探讨如何使用数值模式预报的资料。提出了对原有预报工具的改造方法和新建分型预报工具的制作方法。基于模式预报的天气学分型预报方法的制作,投入的人力、物力都不多,适宜市县台站使用。     

气旋类山东暴雨过程天气学特征研究

利用天气观测资料、NECP/NCAR再分析资料对1999-2009年发生的24例气旋导致的山东大范围的暴雨过程进行了研究。参照教科书分类标准将气旋分为黄河气旋型、黄淮气旋型与江淮气旋型,在丰富前人气候统计特征的基础上,提炼出概念模型。针对每类气旋重点分析气旋发展的动力机制、水汽特征,确定暴雨落区与各物理量场的配置关系。结论如下：(1)黄河气旋型暴雨落区在气旋移动方向的左前方,暖锋附近,天气尺度强迫有利于暴雨产生,水汽来源于西南气流输送或气旋本身。(2)黄淮气旋型暴雨落区在气旋移动方向的左前方,属暖区降水,高低空急流的垂直耦合诱发深对流,促使暴雨产生。(3)江淮气旋型暴雨落区在气旋中心北侧,属冷区降水,其环流形势经向度较大,诱使低层低涡切变线北移,为系统性暴雨的产生提供水汽条件和动力条件。(4)三类气旋暴雨过程中,对流层高层多为辐散场或高空急流入口区的右侧,低层多有低涡配合;当有低空偏南风急流出现时,降水量大,反之,则小;暴雨中心均与850hPa水汽通量散度辐合区、高比湿区及高能舌区三者相叠置的位置相吻合。     

海洋温带气旋发生发展的研究

本文综合地评述了近年来海洋温带气旋发生、发展的研究成果,讨论了海洋温带气旋爆发性发展的气候特征、天气形势、各种物理机制及数值模拟的结果,并进一步指出了有待解决的问题。     

哈尔滨雷暴大风天气分型和特征参数分析

使用MICAPS天气资料和探空资料,对哈尔滨市2016-2020年5-9月产生的雷暴大风天气以500 hPa天气系统为主进行分型,并统计低层影响系统和地面天气系统出现的比率。然后利用NCEP资料计算各个雷暴大风天气发生前的环境参量,并采用百分位数法统计各型发生时的物理量,以25%分位数为阈值给出临界值。结果表明:(1)哈尔滨市雷暴大风天气分为冷涡型、槽前型和西北气流型。(2)850 hPa与500 hPa温度差≥24℃,CAPE值≥310 J/kg,0-6 km垂直风切变≥10 m/s,地面露点温度≥12℃对于哈尔滨市雷暴大风天气有良好的指示意义。(3)槽前型雷暴大风天气的850 hPa与500 hPa温度差最小,西北气流型个例中高CAPE值并不多;水汽条件并不是制约冷涡型雷暴大风天气发生的重要因素。     

冷空气引发江苏近海强风形成和发展的物理过程探讨

对一次强冷空气伴随的近海大风天气进行了分析,研究了强冷空气影响过程中地面变压场和高空各层温度平流场的演变特征及其与地面风场之间的关系,在此基础上对强冷空气引发江苏近海强风形成与发展的物理过程进行了探讨,研究表明：温度平流与地面风场之间是通过变压场相互关联和促进的,强冷空气所伴随的冷平流增强了地面变压场及变压梯度,是导致江苏近海大风出现的重要原因。     

焦作市春季大风分型与预报

通过对1980～2000年历史资料的分析，确定了各种类型春季大风的预报指标，建立了焦作市春季大风的短期预报方法。     

我国近海大风分布特征及成因

采用高分辨率卫星资料研究了我国近海6级以上大风的分布特征,并对台湾岛地形对四季的大风的影响进行了数值模拟研究。资料分析表明,冬季大风分布与冬季平均风速分布相似,高频区出现在台湾海峡、巴士海峡和越南东南沿海,黑潮锋暖侧的风频明显大于其冷侧的风频。春季大风频率显著下降,最大值依然出现在台湾海峡,巴士海峡、台湾岛东南角和黑潮锋暖侧也是春季近海风频较大的区域。夏季是近海大风出现最少的季节,风频最大值在10°N附近的南海西部,由西南向东北减少,台湾岛周围的风频呈现东南、西北大,西南、东北小的近似轴对称分布,大风方向为绕岛逆时针环流。秋季大风风频迅速增大,基本呈现出冬季的形态。数值模拟表明,不同季节地形对大风的影响程度不同,冬季台湾岛地形对其周围海区大风的形成有重要贡献,去除地形后,台湾海峡和岛屿东南角的大风消失,风速变为由南向北递减。夏季去除地形后,岛屿周围的大风几乎没有改变,本文将从大风产生的原因对其进行解释。     

甘肃省天水地区暴雨时空分布及天气学分型

利用1965—2019年常规观测资料及2008—2019年区域站加密资料,分析了天水地区暴雨时空分布特征,同时选取30个具有代表性的暴雨样本进行天气学分型及高低空物理量特征分析,确立了预报指标。结果表明：（1）近55 a来天水地区暴雨年均发生2.75站次,整体呈增多趋势,增加幅度为0.2站次?(10 a)-1,其中20世纪60年代后期及80—90年代呈减少趋势,20世纪70年代及21世纪以来呈增多趋势。（2）天水地区暴雨4月中旬—10月下旬都有出现,但集中在夏季7—8月,7月频次最高,月分布呈单峰型特征,旬分布呈三峰型特征,与副高位置密切相关。（3）天水地区暴雨空间分布自西向东依次增多,并存在多个分布中心。（4）天水地区暴雨环流形势分为低槽（涡）东移型和副高西北侧西南气流型两种,其高低空物理量配置各有不同。     

2010年9月大气环流和天气分析

2010年9月大气环流主要特征如下:北半球极区呈单极涡型,中高纬地区环流呈4波型分布,冰岛东部上空500hPa高度场有120 gpm正距平;西北太平洋副热带高压强度偏强,西脊点位于24°N、100°E附近,比常年偏西偏北。2010年9月全国平均气温17.1℃,比常年偏高1.1℃;全国降水量为85.1 mm,比常年同期偏多19.7 mm。月内出现了3次较明显的冷空气过程和7次降水过程,有4个台风生成,分别名为玛瑙、莫兰蒂、凡亚比和马勒卡,其中莫兰蒂和凡亚比登陆我国,造成重大灾害。     

克州一次大风和强降温天气过程分析

对2003年4月14～16日克州出现的大风和强降温天气过程，从高空环流形势、地面冷空气、ECMWF-850hPa温度格点差、本站气象要素进行分析，找出造成这次天气过程的原因。     

2017年冬季海洋天气评述

2017年冬季（2017年12月—2018年2月）大气环流特征为：北半球极涡呈偶极型分布,中高纬度呈4波型。12月,亚洲中东部中高纬度环流经向度较大,有利于冷空气南下。2018年1月,西伯利亚冷高压较12月更强,冷空气自北向南影响我国近海。2月,冷空气活动减弱,有温带气旋入海并发展。我国近海出现了19次8级以上大风过程,其中冷空气大风过程14次,冷空气和温带气旋共同影响的大风过程2次,冷空气与热带气旋共同影响的大风过程1次,热带气旋大风过程2次。2 m以上的海浪过程有19次,未出现2 m以上大浪的天数仅有10 d。我国近海出现6次比较明显的海雾过程,出雾区域在北部湾附近海域,出雾时间在夜间—早晨时段。西北太平洋和南海共生成4个台风。海面温度整体呈下降趋势。     

十一运会沿海赛地大风预报技术研究

选取了十一届全运会比赛地烟台、威海、日照3站1971—2008年逐日10min平均最大风速,统计分析了比赛期间(9—11月)大风气候特征。结果表明:秋季大风随着年代的变化,大风日数逐渐减少,共同点是9—11月大风日数逐渐增多;不同区域大风发生几率差异较大,位于北部沿海的威海、烟台出现大风的几率明显大于南部沿海的日照,尤其以威海几率最大。利用2001—2008年的天气图资料,对产生大风的天气系统进行了普查,结果表明,9—11月造成烟台、威海、日照大风的主要有低槽冷锋、气旋、热带气旋等天气系统以及东高西低和南高北低两种形势场。利用NCEP再分析资料,对产生大风的各类天气系统天气形势进行了合成分析,并给出各类天气系统产生大风时平均形势场。     

2018年春季海洋天气评述

2018年春季（3—5月）大气环流特征为：北半球极涡呈偶极型分布,中高纬度呈4波型。3月,亚洲中东部中高纬度环流呈经向型,利于冷空气南下。4月,冷空气势力减弱。5月,温带气旋活动增多。我国近海出现了15次8级以上大风过程,其中冷空气大风过程有8次,冷空气和温带气旋共同影响的大风过程有3次,入海温带气旋大风过程有2次,强对流导致雷暴大风过程2次。我国近海浪高在2 m以上的海浪过程有14次。春季共有11次比较明显的海雾过程,分别为：3月3次,4月3次,5月5次。西北太平洋和南海共生成1个台风,全球其他各大洋共有热带气旋 14个,分别为北大西洋1个、南太平洋6个、南印度洋 5个、北印度洋2个。海面温度整体呈上升趋势。     

南沙区冷空气活动及其与降水关系的初步分析

利用南沙气象探测基地2008—2013年观测资料,分析了南沙冷空气活动及其与降水的关系。结果表明：南沙区冷空气活动以弱冷空气为主,冷空气强度越强,出现的概率越低,自2008年建站以来仅出现一次寒潮天气过程;冷空气活动期间低于7℃的气温往往是持续性补充的冷空气过程;影响南沙的冷空气路径绝大多数是中路,中路冷空气降温幅度也是最大的;南沙大多数冷空活动过程都伴随降水,量级以小到中雨为主。     

2019年春季海洋天气评述

2019年春季（3—5月）的大气环流特征为：北半球极涡呈偶极型分布,两个低值中心分别位于东、西半球,中高纬度呈4 波型。3月,亚洲中东部中高纬度的经向型环流利于冷空气南下。4月和5月,冷空气势力减弱,温带气旋活动增加。我国近海出现了17次8级以上大风过程,其中冷空气大风过程6次,冷空气和温带气旋共同影响的大风过程有3次,入海温带气旋大风过程8次。春季共有13次海雾过程,3月3次,4月6次,5月4次。近海浪高在2 m以上的海浪过程有14次,台湾海峡周边海域的浪高较大。西北太平洋和南海没有台风生成,全球其他各大洋共有热带气旋 12个。我国近海的海面温度整体呈上升趋势,且北方海域的上升幅度大于南方海域。     

冷空气入侵对0509号台风“麦莎”变性的作用

利用地面和高空的实况观测资料、NCEP／NCAR再分析资料以及FY-2C卫星云图资料,并通过中尺度Barnes滤波和物理量诊断分析,对台风“麦莎”变性过程进行研究。采用非静力平衡的中尺度模式MM5（V3．7）对“麦莎”北上变性,影响京津地区降水的全过程进行了60h模拟。结果表明：“麦莎”登陆北上过程中,西北侧冷空气先随着“麦莎”环流由北向南旋转,尔后冷空气又从台风低压中心的偏南侧向北侵入,逐步侵入“麦莎”暖心结构;在垂直方向上,对流层中高层不断有系统性的冷空气倾斜向下补充,冷空气从对流层低层侵入台风环流,最终使“麦莎”变性。在接近华北地区时,“麦莎”云系发生分裂,偏西侧云系的出现和发展与低层850hPa流场上中尺度辐合线的产生密切相关,其中冷空气的作用显著。     

基于ERA5再分析资料的余姚地区阵风预报模型探究

利用2007—2017年余姚地区44个气象自动站观测数据和欧洲中心ERA5再分析资料,对余姚地区日极大风分布进行了统计分析,并提出一种本地化的经验阵风预报模型(雷暴日除外)。研究发现:余姚地区日极大风呈正态分布,风力峰值为4～5级,平均每年大风日占比达7.03%,累计大风时次占比3.32%,年平均大风日26 d。风力越小,阵风与平均风之间的线性拟合效果越好。影响阵风预报的因子主要有10 m平均风速、925 hPa风速、地面粗糙度、摩擦速度和3 h变压。6级及以下阵风预报中,业务中的阵风经验系数1.4容易造成余姚本地阵风预报偏低,适用于余姚本地阵风预报经验系数为1.775;6级以上阵风预报经验方程考虑了平均风速、垂直动量下传、水平动量传输、地面摩擦和海拔高度订正,其与925 hPa风速的平方呈正相关,与摩擦速度呈自然指数相关,经验方程相对于经验阵风系数的预报拟合优度提升了59.61%;经验阵风预报方程通过了2018—2019年的数据检验,该方程对1～2级阵风预报偏高,3～5级效果最好,6级阵风的预报偏低;6级以上的阵风等级预报准确率达55.2%。地形摩擦作用在冷空气大风与台风大风过程中尤为重要,这两类过程阵风系数分布类似,但台风带来的动量下传比冷空气更为明显。