杭州地区气候环境要素对霾天气影响特征分析

利用1998-2010年杭州常规地面气象观测资料、高空探测资料和环境污染物观测资料,对主要天气形势、典型气象要素以及环境污染状况下霾天气特征及形成机制进行了综合分析研究。结果表明:杭州地区高压类型天气形势对霾的产生有重要影响,在气旋和东风带天气形势下较少出现霾天气。霾天气下的大气稳定度主要表现为中性类,出现频率高达54.3%。08时逆温条件下霾出现次数要高于20时;霾出现时平均逆温强度高于非霾时,而平均逆温层厚度、平均最大逆温强度和平均最大逆温层厚度均低于非霾时。污染物PM_(10)、SO_2和NO_2浓度在非霾日比霾日分别下降了33.3%、20.0%和18.2%,随着霾等级的增加,不同污染物浓度也随之增加,颗粒物是造成能见度下降的主要原因之一。此外,杭州特殊的地形环境对霾的发生有一定促进作用。这些结果对于了解杭州霾天气的出现规律以及预警预报工作的开展具有重要意义。

杭州市典型雨转雪天气成因及预报模型

利用2008-2018年的NCEP(1°×1°)再分析资料、常规气象观测资料和降雪加密观测资料,选出杭州地区10次典型的雨转雪天气过程,从大尺度环流背景和动力、水汽以及热力因子等物理量场结构方面展开研究,最终得出杭州冬季典型雨转雪天气的预报模型:①大尺度环流配置需满足能为雨转雪天气的形成提供有利的水汽、动力抬升以及中低层上暖下冷的逆温或等温层结条件;②水汽和动力因子等物理量须满足产生纯雪的特定条件;③杭州温度层结须为T2m≤1.5℃、T925≤-4.0℃、T850≤0℃、T700≤-1.0℃和T500≤-10.0℃。此外,进一步补充了杭州可能产生大雪甚至暴雪量级降雪的特定条件。最终选取2019年初的2次典型降水过程进行预报回报检验。

杭州大雪的成因和预报指标分析

为了提高大雪天气的预报准确率,利用2008—2018年冬季美国国家环境预报中心1°×1°逐6 h再分析资料、NCEP/NCAR再分析资料以及常规气象观测和降雪加密观测资料,挑选出杭州地区9次典型的大雪天气过程,从大尺度环流背景和水汽、动力及热力因子等物理量场结构方面展开研究,同时与多年冬季平均的相关特征进行了比较分析,最终给出了杭州典型大雪天气发生时的概念模型和预报指标,大致概括如下:首先,需要具备能够产生降雪的大尺度环流背景;其次,需满足大雪产生的水汽和动力等具体物理量条件;最后,必须达到特定的温度和厚度指标条件。该大雪预报模型可为杭州开展的精细化业务预报提供参考依据。

杭州市冬季降水相态判别指标研究

采用杭州市2008—2017年冬季逐日地面观测资料和高空探空资料,选取与降水相态转换关系密切的温度和厚度指标进行分析,最终凝练出适合杭州市的冬季雨雪相态客观识别判据。经检验发现该识别判据对雨和雪的识别可用性均较好,TS评分均高达100%,无漏报与空报现象。在实际应用中,若出现与客观判据中某些指标阈值不一致的天气个例,可结合研究中提出的补充参考判据。该研究结果可为杭州市冬季的日常业务预报提供参考依据。

杭州市紫外线辐射强度分析和预报方法研究

利用杭州市观象台2005年8月-2007年5月的紫外线辐射强度数据,分析了紫外线辐射日变化和年变化特征,总结得出太阳高度角、空气湿度、地面水平能见度和日照时数的变化是影响杭州市紫外线辐射强度的关键因素。运用逐步回归方法,求得紫外线辐射预报方程,经过信度检验和敏感试验发现,方程具有较好的预报效果,可以用于杭州市紫外线辐射强度预报。

杭州空中水资源和降水转化率分析

采用NCEP/NCAR再分析资料和月降水资料,对杭州地区近66年的空中水资源和降水转化率特征进行了分析研究。结果表明:杭州年平均水汽含量为28~30 mm,夏季最高,春、秋季次之,冬季最低。空间分布上,南高北低。时间演变上,年平均和春、秋季水汽含量均呈下降趋势,春季的下降趋势更显著,夏季呈弱上升之势,冬季在20世纪无明显趋势,21世纪后显著减小,其中除冬季外,其余均通过了0.05的显著性检验。杭州平均季节降水转化率最大为冬、春季,其次是夏季,最小为秋季,降水转化率普遍偏低,空中水资源开发潜力巨大。水汽含量与降水的相关性较好,其可作为降水预报的指标之一。除水汽条件外,散度、尤其是涡度等动力场的配置是决定降水转化率高低的重要因素。

卡努台风登陆后路径及维持机制分析

利用数值模式MM5的计算结果,对卡努台风预报中难度较大的两大问题:登陆后路径和该台风在陆上的强度变化进行分析。认为东亚大槽减弱后残留的湘黔低压是影响这次台风路径偏北的主要原因;台风登陆后,西南面水汽源被切断,中低层来自东部洋面的水汽输送是该台风长时间维持的能量途径,高层散度场与低层的配置加强了台风环流中的上升运动;低层位涡对台风移动路径和强度预报有较好的指示作用,在卡努台风中,垂直方向上能量的输送较少。