一次超级单体引发的秋季特大冰雹和龙卷雷达探测分析

利用烟台S波段双偏振多普勒雷达和荣成CINRAD/SA新一代天气雷达探测数据,结合探空、地面气象观测、ERA5再分析和冰雹、龙卷实地调查等资料,对2021年10月1日在山东半岛东部烟台、威海发生的特大冰雹和龙卷风暴的天气形势、环境参量和雷达探测特征进行分析。主要结果为:与气候平均场相比,造成本次强对流过程的500 hPa东北冷涡异常强盛,850 hPa自华南到东北地区西部有持续偏南水汽输送;在此异常环流背景下,山东半岛东部具有上干冷下暖湿、强的0~6 km垂直风切变和对流有效位能等有利于强冰雹、龙卷发生的环境条件;近地面的风暴前低压、雷暴高压和冷池特征明显。降雹时的风暴呈现典型超级单体特征,低层具有明显的钩状回波和倒“V”字型前侧入流缺口,垂直剖面显示出明显的有界弱回波区、差分反射率柱(Z DR柱)特征;根据大冰雹落点和降雹开始时间等信息,统计对应雹云的反射率因子、Z DR、相关系数(CC)的中位数分别为48.7 dBz、0.89 dB和0.90;地面出现龙卷和大冰雹时,风暴顶辐散强度最大达到71.5 m·s^(-1)。后侧阵风锋对应的出流边界北端的偏北气流与风暴前侧的偏南气流形成强涡旋上升运动,导致EF1级龙卷产生;龙卷发生在钩状回波的顶端,大冰雹多出现在入流缺口的北侧。地面发现龙卷发生前约5 min,雷达探测到龙卷碎片特征,Z DR和CC分别最低至-0.1 dB和0.81;龙卷发生前约11 min,探测到风暴低层的Z DR弧和风暴右后侧的下沉反射率因子核特征;荣成、烟台雷达分别提前22 min、5 min识别出中气旋和龙卷涡旋,可为龙卷预警提供重要参考。基于观测分析,给出了本次超级单体风暴的低层流场及龙卷、大冰雹落区的示意图。

山东半岛一次强冷流降雪过程的中尺度特征分析

利用高空和地面的常规观测和天气加密观测资料，以及MM5V3．6中尺度数值模式系统的模拟结果，对2003年1月3～5日山东半岛北部地区发生的暴雪过程进行了中尺度特征研究。实况资料表明：在高空有利的大尺度环流形势控制下。不断入侵的冷空气作用下，受渤海暖海面的热力作用和山东半岛地形作用，产生了中尺度的海岸锋。在强冷平流、海岸锋锋生及半岛地形的摩擦抬升共同作用下，产生了这次强冷流降雪。海岸锋环流形成的对流云能引起降水量的局部增强。数值模拟结果表明：海岸锋生过程及其产生的沿岸辐合带是形成山东半岛冷流暴雪的主要原因，同时海岸锋同低层大气重力波耦合形成了海岸锋陷波。本文给出了山东半岛北岸海岸锋的概念模型。

一次入海气旋快速发展的动力和热力学特征分析

利用扩展Zwack-Okossi方程(扩展Z-O方程)对2007年3月3-5日黄、渤海海上快速发展的温带气旋进行了诊断分析。结果表明,潜热释放和暖平流在气旋发展初期起主要作用,潜热释放是气旋接近爆发性发展的最主要强迫项,这与以往研究的主要受涡度平流强迫的中国沿海温带气旋不同,说明在中国近海快速发展的一部分温带气旋主要是由潜热释放项强迫的。绝对涡度平流在气旋发展后期才成为主要强迫项。进一步利用MM5模式模拟了潜热释放的作用以及其他一些影响气旋发展的因素,海表面热通量、水汽通量以及气旋路径上的地形对这次气旋的发展有积极贡献,但作用相对潜热释放较小。由于这种在中国近海接近爆发性发展的温带气旋容易造成风暴潮,因此利用动能方程对气旋发展中期的渤海大风进行了诊断分析。结果表明,动能水平平流是动能增加的主要作用项,但动能达到最大值后渤海海域的动能主要由有效位能转换和动量下传提供。

山东半岛冷流暴雪过程的个例分析

2008年12月4~5日,山东半岛出现了1次冷流暴雪过程,渤海上的辐合带对这次暴雪过程起到了重要的作用。本文利用观测资料和数值模式对这次过程进行了研究,探讨渤海辐合带的发展演变机制及对山东半岛冷流暴雪的影响,并分析了太行山脉对渤海辐合带的影响。结果表明,渤海上空生成的西北东南向的中尺度辐合带造成了以烟台-牟平-文登为中心的西北东南向的降雪带。太行山脉的阻挡作用使绕太行山的西北气流在太行山背风侧形成辐合,同时在低层大气存在1个暖脊,所以在渤海形成了1个西北东南向的辐合带。在西北风的水平平流和非地转风的作用下,渤海辐合带向东北移动,当渤海西北岸出现北风后,渤海辐合带西北部在北风的水平平流作用下向南移动,而渤海辐合带东南部在西北风水平平流和非地转风的作用下,继续向东北移动并与山东半岛北部的海岸锋辐合带合并增强,渤海辐合带西北和东南两部分移动方向的不同造成了辐合带的波动。渤海辐合带增强后登陆山东半岛,造成山东半岛西北东南向降雪带。对这次冷流暴雪个例的分析发现,太行山脉通过形成背风低压中尺度系统直接影响渤海上的中尺度辐合带的发展,而渤海辐合带与山东半岛北岸附近海岸锋的耦合使辐合加强,增强了降雪强度。

中纬度高空槽—台风相互作用对台风“利奇马”远距离暴雨的影响

利用NCEP提供的0.25°×0.25°FNL资料和国家气象信息中心提供的高分辨率三源融合降水资料,以台风“利奇马”为研究个例,从动力和热力因素两个方面研究了中纬度高空槽与台风之间的相互作用对台风远距离暴雨的影响。研究认为中纬度高空槽—台风的相互作用是此次台风远距离暴雨的主要原因之一。在高空槽—台风的相互作用中,随着弱正PV异常从中纬度高空槽向台风区域的水平平流,台风西北部地区逐步处于高空槽前西南急流的次级环流的上升区域,而对流层深厚的暖平流恰好位于台风西北部3~5个纬距的地区,此热成风暖平流的作用增强了台风西北地区的上升运动。另外,中纬度高空槽后的干冷空气的逼近,促进了在台风西北部地区的中纬度斜压锋生,斜压锋面进一步增强了台风远距离暴雨处的动力抬升作用。同时还发现当台风与中纬度槽的距离大约是10个纬距时其相互作用最为显著。

气象短信业务系统开发与应用

针对气象短信业务特点和未来可持续发展需要,将气象短信服务中所需要的一系列素材,如服务重点、气象资料、科普知识、优秀短信、祝福、诗歌对联、节日节气等分门别类建立数据库,并利用SQL-SERVER 2000数据库技术和ASP后台数据库技术,最终实现服务提示、信息查询、数据管理及投诉处理等业务工作自动化处理,不仅大大提高了工作效率,而且为提高气象短信服务水平、增强服务内涵、实现该项业务的科学管理等提供了有力的科技支撑。

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10 m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。

“11·24”寒潮大风成因分析

对造成世纪末震惊海内外的烟台“1 1·2 4”特大海难沉船事故的寒潮大风成因进行分析认为 :寒潮大风超强的原因与高空风强垂直切变、低空变形场的锋生作用及地面黄河气旋的适度发展有关 ;寒潮大风产生在高湿、高能、中低层位势不稳定以及高层辐散、低层辐合的深厚上升运动区 ;渤海海峡的狭管效应及天文大潮对海上大风有增幅作用。

一次山东半岛强降雪过程的天气学分析

利用天气学方法对2003年1月3-5日山东半岛北部地区的一次强降雪过程进行了分析。结果表明:强降雪发生前,山东半岛北部地区低层大气湿度增大;在有利的大尺度环流条件下,受暖海面的热力作用和地形抬升作用,产生中尺度海岸锋,中尺度海岸锋造成局地降雪的增强。

山东半岛冬季冷流暴雪的气候特征及其成因征兆

利用山东半岛降雪资料、海温观测资料和NCEP/NCAR再分析资料,首先用EOF方法,在探讨了山东半岛41年(1965-2005年)冬季冷流降雪气候特征的基础上,重点分析了冷流暴雪的气候特征及时空分布。结果表明:山东半岛冬季冷流暴雪在文登附近有一个强正值中心,在招远附近有一个次强正值中心;降雪量在1980-1995年间呈5年左右的周期振荡,1996-2005年间呈2～3年周期振荡;山东半岛平均每年有0.9个冷流暴雪日。其次,分析了气温和海-气温差与冷流暴雪发生的关系。最后,根据山东半岛冬季冷流暴雪的3种不同的空间分布形态,建立了对应的3种冷流暴雪的500hPa环流模型。

2008年8月两次强降水天气过程对比分析

2008年8月17～18日以及21～22日,受黄淮气旋影响,山东境内相继两次发生强降水天气过程。本文采用大尺度特征分析和数值产品应用和检验的方法,对两次过程进行了对比分析。发现(1)二者产生强降水的雨强和范围不同;(2)海上副高的强度和位置不同。前者位置偏北、偏强,形状为块状,对降水有很好的阻挡作用;后者副高偏弱、偏南,呈带状,对降水系统的阻挡作用较弱;(3)地面气旋移动路径和气旋附近强降水位置不同。前者东北移动,强降水区位于气旋移动方向的第一、第二象限;后者先东移然后向东北移动,强降水区基本位于第一象限;(4)两次强降水区与低空低涡切变线前部的急流区有很好的对应关系;(5)数值预报产品对第一次强降水的预报可参考性较强,对第二次预报量级偏大,需要预报员对形势准确分析的基础上,作出订正预报。

数值预报产品效果检验及在降水预报中的应用

通过对目前天气预报业务中使用的 T1 0 6、HLAFS和日本模式三种数值预报产品对烟台市降水预报效果的检验、对比和分析 ,发现 :数值预报产品在暴雨和一般降水预报中有一定指导作用 ;暴雨和一般降水预报效果都是日本模式好于 HL AFS,HLAFS好于 T1 0 6 ;三种预报产品对低压或倒槽型的降水预报准确率普遍较高 ;当三种预报产品均预报有降水时 ,其出现降水的准确率为 75 .9%。

地形对山东半岛冬季冷流暴雪影响的一次数值模拟研究

利用MM5数值模式对山东半岛北部2005年12月3～4日暴雪天气进行模拟试验,研究了山脉地形和渤海对半岛北部冷流暴雪的影响,实验表明半岛北部的山脉地形对冷流暴雪的落区和强度影响较大,有山脉地形时降雪强度增大,降雪中心略北移,无渤海时没有明显降雪;同时,保留地形时的上升运动、低层风场辐合和正涡度区都要比无地形和渤海时大得多。

2010年初春烟台市气象因子及其对小麦生长发育的影响

利用常规气象要素探测资料和农业气象探测资料,对烟台市2009年12月～2010年3日中旬影响冬小麦生长发育的暴雪、气温、降水量和光照等气象因子进行了分析。结果表明:2009年12月～2010年3日中旬,暴雪日数较常年同期偏多,与北半球大尺度天气系统调整和冷暖空气活动频繁有关;气温较常年同期偏低,低温天气延缓了春季小麦的正常生长发育,使拔节期延后;日照时数较常年同期偏少,光照不足造成小麦苗情长势较弱,防御病虫害的能力下降;降水较常年同期明显偏多,麦田墒情较好,利于小麦返青,但土壤湿度大,病害易发生。综合来看,气象因素的影响使小麦苗情长势比往年存在较多问题,小麦生长进程比正常年份晚了10d左右,小麦可能比正常年份晚熟。

2008年12月3～5日烟台冷流暴雪分析

对2008年12月3～5日发生在山东半岛一次冷流降雪的基本天气形势和环境场进行分析,结果表明,地形条件、渤海的水汽潜热交换及海陆温差是该次过程中极为重要的因素。

烟台汛期暴雨概率预报方法

利用模糊聚类分析方法和归档的数值产品对历史天气进行聚类 ,分为暴雨和非暴雨两大类 ,将当天订正后的 HLAFS预报产品代入计算 ,判断其属暴雨或非暴雨类 ,并由其与暴雨天气的相关系数和临界值做出概率预报。

台风“利奇马”引发山东强降水成因分析

利用常规气象观测资料、台风最佳路径数据集资料、地面-卫星-雷达三源融合逐小时降水产品(0.05°×0.05°)、FY-2G云顶亮温(0.1°×0.1°)、NCEP/NCAR FNL(1°×1°)再分析资料,对2019年9号台风“利奇马”影响期间2019年8月11日发生的山东特大暴雨过程进行分析。结果表明:1)强降水主要受台风倒槽的影响,台风倒槽在山东中部暴雨区长时间稳定维持,台风东侧的低空东南急流把东海北部的水汽和能量向暴雨区输送,配合200 hPa高空急流的“抽吸作用”,在暴雨区上空辐合抬升,造成具有中尺度特征的暴雨。2)强降水区存在的正涡度区伴随强烈的上升运动、低层辐合、高层辐散的结构和次级环流耦合发展,为此次台风暴雨过程提供了有利的动力条件,而且动力条件的演变在此次台风暴雨过程中的作用比热力条件更重要。3)850 hPa水汽通量辐合中心,以及相匹配的在垂直方向的强上升运动区,对强降水落区和雨强有一定的指示意义。

2014年7月24—25日烟台市台风“麦德姆”天气过程分析

对烟台市"麦德姆"影响期间环流形势进行分析,对各种数值模式预报的台风"麦德姆"移动路径和降水落区进行了检验,与历史相似路径台风"麦莎"进行了对比,结果表明:中纬度高压坝、副热带高压的发展及稳定是影响台风移动路径进而影响降水落区的主要因素,西风带槽能直接或间接影响台风的移向和移速,T639和日本传真图分别对于"麦德姆"的路径和降水落区预报有很强的指示意义。

2017年夏季气候分析、秋季气候预测及其对果树生长发育的影响

2017年夏季烟台各果品种植区总的气候特点是:全市偏高近1.1℃;降水明显偏多,时间上前旱后涝,空间上分布不均;光照正常略偏少。对各类果树生长发育造成影响的主要气象灾害包括阶段性高温、前期降水不足引起的干旱、后期降水明显增多导致的暴雨洪涝等。根据9～12月预测前期气温略偏高、降水正常略偏少的气候特点,认为今年果树病害、虫害发生条件一般,对采摘后树体恢复和果树正常越冬比较有利。

一次局地特大暴雨成因的诊断分析

利用常规天气资料、多普勒雷达和风廓线雷达资料,对2009年7月17日夜间烟台市区域性大暴雨和特大暴雨天气成因进行了分析。结果表明:良好的西南高能暖湿气团的持续输送,副热带高压边缘的不稳定层结条件,冷空气的加入,低涡切变线的移向变化,造成了此次局地的大暴雨和特大暴雨;数个强对流单体在移动过程中合并为飑线,暴雨强度和出现地点与飑线密切相关;整个暴雨过程中有2次雨团活动期,对应着2次雨强峰值;风廓线雷达较好地反映了冷空气的侵入时间和强度。