2012年初欧洲严寒天气成因的分析

2012年初欧洲遭受了严重的低温严寒天气。分析表明:从对流层低层到高层持续的大气环流异常与此次严寒天气有着密切的联系,1、2月出现的北极涛动(AO)的强负异常是造成此次欧洲严寒天气的主要原因。AO负异常导致北大西洋副高异常偏强、偏东和偏北,使得暖湿空气沿副高北侧流向北极地区,极大减弱了欧洲暖湿空气的来源;同时使乌拉尔山高压强度偏强,位置偏西偏北,有利于上游偏强、偏北的大西洋副高的维持,并加强了极区冷空气南下西进,造成了南欧地区的严寒天气。AO负异常引起的地中海低压槽的加深,为北方冷空气的南下创造了有利条件,也使冷暖空气在地中海北岸交汇,从而导致亚平宁半岛和巴尔干半岛的暴雪天气。虽然La Nia事件对这次严寒天气也有一定的贡献,但AO负异常对这次严寒天气的作用远远大于La Nia事件的作用。     

FunnelCloud: a cloud-based system for exploring tornado events

ABSTRACT

Recent research has shown an increase in the number of extreme tornado outbreaks per year. The characterization of the spatio-temporal pattern of tornado events is therefore a critical task in the analysis of meteorological data. Currently, there are a large number of available meteorological datasets that can be used for such analysis. However, much of these data are distributed across multiple websites and are not accessible in a central location. This poses a significant challenge for a scientist who is interested in exploring meteorological patterns associated with tornado events. This paper presents a novel system which uses cloud-based technology for integrating, storing, exploring, analyzing, and visualizing meteorological data associated with tornado outbreaks. The system employs a novel NoSQL database schema and web services architecture for data integration and provides a user friendly interface that allows scientists to explore the spatio-temporal pattern of tornado events. Furthermore, scientists can use this interface to analyze the relationship between different meteorological variables and properties of tornado outbreaks using a number of spatio-temporal statistical and data mining methods. The efficacy of the system is demonstrated on a use case centered on the analysis of climatic indicators of large spatio-temporally clustered tornado outbreaks.     

湖北大畈核电站周边飑线时空分布与灾害特征

湖北通山大畈核电站是我国政府批准兴建的第一个内陆地区核电站,为了保障核电站的绝对安全性,在选址和设计阶段对飑线出现的一些基本气候特征和设计参数进行科学评估尤其重要。通过气象站记录、灾害大典、气候影响评价等多条途径,收集了湖北通山核电站周边80 km×80 km区域1956—2000年间的飑线资料,并据此对其时空分布和灾害特征进行了分析,同时与龙卷风对应特征进行了比较。结果表明:(1)飑线发生频次的年代、季(月)、一日内差异明显,且主要集中在对流强盛的时期(段),这些特征与龙卷风基本一致;飑线平均持续时间为95 min,远比龙卷风的17 min长。(2)飑线局地性很强,其中站址东北部和南部50 km以外的地区最多,而站址中心区的通山及邻近的崇阳没有出现,这种特征与地理位置、地形以及系统移动路径有关。(3)飑线的移动方向以自西向东为主,即主要集中在NNW—SSW等7个方位,尤其是WNW、W、WSW等3个方位最多。(4)除风灾外,飑线出现时常伴有强烈的雷电、暴雨和冰雹天气,使灾害加重。(5)与龙卷风相比,飑线风力略小,所以设计风速取12级应当比较恰当。     

强龙卷超级单体风暴特征分析与预警研究

利用多普勒雷达资料,对发生在安徽的3次强烈龙卷过程进行了分析.重点研究了导致F2～F3级强龙卷的3次超级单体风暴多普勒雷达回波特征及其与强冰雹超级单体风暴的差异.另外,利用安徽省、市、县气象报表、历年气候评价灾情资料(部分来自民政部门的灾情报告),对1960年至今的龙卷天气的时空分布及变化趋势、产生龙卷的环流形势特征进行了分析,结果表明:(1)龙卷主要出现在淮北东部和江淮之间东部地势平坦地区,7月份出现龙卷的概率最高.(2)超级单体龙卷产生在中等大小的对流有效位能和强垂直风切变条件下,同时抬升凝结高度较低.(3)3次F2～F3级龙卷在发生前、发生时在多普勒雷达上都探测到强中气旋和龙卷涡旋特征TVS.与非龙卷超级单体风暴相比,导致强龙卷的中气旋底高明显偏低,基本在1 km以下.同时风暴结构也有所不同,造成龙卷天气的超级单体风暴最大反射率因子与风暴质心高度接近,基本在3 km左右,反射率因子在50～60 dBz.造成强冰雹的超级单体风暴在冰雹产生前,风暴最大反射率因子高于风暴质心的高度;当风暴开始降雹时,最大反射率因子高度开始降低,而风暴质心的高度变化不大,高于最大反射率因子高度,基本保持在5km左右,反射率因子在60～70 dBz.     

湖北大畈核电站周边地区龙卷风参数的计算与分析

通过气象站记录、灾害大典、气候影响评价等多种途径,收集了核电站周边地区的300 km×300 km区域1956—2000年间的龙卷风资料,并根据《核安全导则汇编（上册）》规定的方法详细计算了龙卷风各个参数间的关系,最后给出核电站的龙卷风设计基准参数,即最大风速为70 m/s（对应概率为1×10-8）,平移速度13.5 m/s,旋转半径206 m,最大气压降9.9 hPa,设计基准等级为F3级,这些结论已在设计部门得到应用。     

江苏省龙卷风灾害风险评价模型研究

在分析江苏省龙卷风气候特征的基础上,建立了以江苏省为例的龙卷风灾害风险性评价模型,确定水域面积、海拔高度、人均国民生产总值、人口密度、龙卷密度和龙卷灾害综合灾度这6个因子作为评估指标,利用层次分析法确定各因子的权重,计算出江苏省各市龙卷风灾害风险度并进行了风险度区划。结果表明,苏州、无锡、南通为龙卷灾害高度风险区,常州、南京为较高风险区,镇江、泰州、徐州、盐城、扬州、连云港为中度风险区,宿迁和淮安为低度风险区。     

WRF/Chem模式中两种起沙参数化方案对东亚地区一次强沙尘暴过程模拟的影响

利用耦合了GOCART和Shao04两种起沙参数化方案的WRF/Chem模式对2002年3月19~22日发生在东亚地区的强沙尘暴过程进行模拟,着重考察了不同起沙方案对沙尘暴过程模拟的影响。结果表明,耦合了两种不同方案的WRF/Chem总体上均能较合理地模拟出主要的起沙区域、起沙强度的变化以及沙尘浓度的时空演变特征,模式对沙尘源地附近及下游地区地面沙尘浓度时间变化特征的模拟与站点观测结果也十分接近。但总体说来Shao04方案对沙尘起沙的发生以及强度变化过程具有更好的模拟能力,该方案模拟的沙尘浓度与观测更为一致,整体性能要优于GOCART方案。进一步分析发现,由于GOCART方案中采用的临界起沙风速偏小,导致该方案下模拟的沙尘分布范围偏大;另外该方案忽略了蒙古东南部和内蒙古中东部的潜在沙尘源地,从而使得耦合了GOCART方案的模式未能模拟出上述区域的起沙过程,使得该区域及下游地区模拟的沙尘浓度也偏小。但在塔里木盆地,Shao04方案计算的起沙通量偏小,这可能与Shao04方案未能考虑风速较小情况下空气拖曳力夹卷作用对起沙的影响有关,也可能与该方案中采用的土壤质地数据不准确有关。     

能量参数在南通地区强对流天气中的应用

对南通地区1991--2003年强对流天气气候特征进行了统计分析;将强对流天气的大范围环流形势作了分型和总结;利用常规观测资料和1°×1°的NCEP再分析资料,通过MMSV3．7高分辨率数值模拟结果,对典型个例进行了分析研究。结果表明：有利的天气系统影响,大气不稳定能量的累积和释放是强对流天气形成的关键条件之一。利用数值模拟结果计算的有效位能、强天气威胁指数等对强对流天气都具有很好的指示意义。     

“2002.3”华北地区强沙尘暴天气的螺旋度分析

利用MM5非静力中尺度模式和螺旋度计算结果,对2002年3月18-22日华北地区发生的一次强沙尘暴过程进行了分析研究,重点分析了北京及周边地区水平与垂直方向螺旋度和完全螺旋度的结构变化及演变特征,结果表明：螺旋度的演变与强沙尘暴天气的发生、发展有较好的对应关系,将中尺度模式和螺旋度计算结合起来可以有效提高沙尘暴天气的预报准确度。     

基于短时强降水特征的北京暴雨蓝色预警指标研究

选取北京2013~2015年6~9月共362个自动气象站的逐分钟降雨资料进行统计,分析北京夏季短时强降水的特征,并进行蓝色暴雨预警指标的选取。结果表明:1）蓝色暴雨预警降雨样本中的5 min、10 min最大降水量约为其它降雨样本的5倍,而蓝色暴雨预警降雨样本中在达到预警标准后有5 min、10 min的最大雨强也有显著降低;2）资料中有63.0%的蓝色暴雨预警降雨样本达到预警的时间不超过60 min,18:00（北京时间,下同）至01:00的蓝色预警降雨样本占全部蓝色预警降雨样本的60%;3）分钟雨强统计在暴雨蓝色预警中可有较好的提前指示作用,如当5 min降水量达到7.7 mm发出预警,则有关提前时效为16.7 min,HSS评分可达0.503。