1981～2010年深圳市不同等级霾天气特征分析

利用1981～2010年深圳市地面观测及空气质量监测资料,分析深圳不同等级霾天气的长期变化特征以及大气水平能见度、空气质量与霾的关系.结果表明:深圳霾日数总体呈增多趋势,强度增强,中度以上霾增多;各等级霾日数均呈增多态势,但不同等级霾日占年总霾日的比例变化趋势不同,轻微霾所占比例下降,轻度以上霾上升;霾天气呈现冬季>秋季>春季>夏季的季节特征,但重度霾却是夏季最多;霾导致大气水平能见度明显下降,霾日平均能见度较非霾日低6～7km,霾等级越高,能见度下降越明显,霾日能见度日变化幅度较非霾日小;霾日SO2、NO2浓度为非霾日的1.4～1.7倍,PM10是非霾日的2.2倍,大气颗粒物污染加剧可能是深圳能见度恶化、霾天气增多的一个重要原因;针对荔香站霾日SO2浓度日变化不明显,PM10、NO2浓度呈双峰型分布,与上下班时段吻合,说明机动车的增加也是深圳霾天气增多的主因之一;霾等级越高,空气中PM10、SO2、NO2的浓度越高,从轻微到重度霾各级之间SO2、NO2和PM10浓度增幅大都在15%～20%.

大气低频系统与华南强降水过程的研究

使用NCEP/NCAR格点资料和华南地区主要站的降水资料,根据华南地区汛期强降水过程的大气低频系统(低频气旋和低频反气旋)的地理位置和相互配置,建立了华南地区汛期(4—9月)大气低频系统延伸期(10~30天)强降水过程预测模型,并在2013—2014年汛期值班应用。结果表明,该模型可以提前10~30天预报华南地区强降水过程。该模型准确预测了2014年华南入汛的首场强降水过程,此次过程在低频天气图上反映明显。同时,还对低频和非低频天气系统的天气学、动力学意义进行了分析,指出低频系统能反映出非低频系统,二者是相互联系的,都反映出南、北气流在华南地区的辐合,从而引起强降水过程,而且二者都与斜压能量转换和低频波列的活动有关。

基于公众咨询的深圳公共气象服务需求特点分析

以2010—2013年深圳市气象局门户网站"业务咨询"板块公众咨询信息和深圳国家基本气象站观测资料为基础,从咨询量的时间变化规律、与多种气象因素的关联性等角度,对公共气象服务需求的特点进行分析,以揭示公众的公共气象服务需求在时间和要素上存在的规律和特征。结果表明:1)汛期是一年中市民最为关注天气的时段,周三和周五是一周内公众气象信息需求最大的时段;汛期市民最关注的天气是台风,秋、冬季节市民更为关注气候预测信息。2)市民高度关注降水,其精细化和个性化预报仍有很大提升空间;对相对湿度的关注,主要源于对"回南天"等潮湿天气的关注;日照时数与公众咨询密切相关,但主要通过降水间接影响;市民较少咨询气温,但在炎热、寒冷天气下,气温与市民咨询量表现出明显的相关性。

华南前汛期首场强降水个例分析

利用NCEP/NCAR格点资料和华南地区97个气象站的日降水资料,分析2014和2015年华南前汛期首场强降水的降水特征、环流形势和动力因子。结果表明,两场降水过程都与青藏高原东侧低槽东移在华南发展加深有关。涡度方程诊断表明,低层气旋性涡度增加和高层反气旋性涡度增加,主要与水平辐散项(C)有关,系统内部的垂直上升运动,则主要与水平平流项(A)随高度增加有关;C上负下正和A上正下负的结构有利于降水系统向其所在区域移动并发展;两次过程水汽辐合层的厚度和强度的差异,决定了降水强度的差异。两次强降水过程,动力因子引起青藏高原东侧低槽东移发展加深造成强降水是其共同特征。

基于高塔观测的登陆台风边界层风切变指数拟合

利用深圳气象梯度观测塔观测数据,以2017年以来进入深圳150 km范围的7个台风个例为研究对象,基于幂指数律拟合讨论台风边界层风切变指数的变化规律。结果表明:幂指数能较好地拟合台风影响下350 m高度以下风廓线,随着拟合高度范围增加,风切变指数增大,拟合精度基本维持;用深圳气象梯度观测塔等差层数据拟合台风风速效果好于全层次数据和等比层数据拟合;7个台风影响期间拟合风切变指数平均值为0.268,明显高于以往研究(0.1~0.177),主要原因是拟合的高度范围较以往研究明显增大,此外还与强风样本较少以及下垫面更粗糙有关。利用幂函数拟合台风不同风速段最大风切变指数,可在台风过程中预估不同高度极端大风风险。研究还表明:台风眼经过铁塔前后风切变指数明显升高,在抗风设计以及台风防御过程中应充分考虑这一变化。

2012年前汛期降水EC与HAPS数值模式检验

对2012年前汛期（4～6月）欧洲中心全球模式与HAPS中尺度模式的降雨预报场进行逐6h晴雨检验与24h分量级降水检验,得出：EC逐6h降水预报空报多而漏报少,预报无降水时可信度更高,TS评分在0.3～0.4之间；24h分级检验中预报能力随着降水量级的增大而减小,空报率、漏报率增大,TS评分减小；EC随着预报提前量的减小TS评分增加,起报时次对预报能力无明显影响.

2012年深圳前汛期降水EC与HAPS模式检验

对2012年前汛期（4-6月）欧洲中心全球模式与HAPS中尺度模式的降雨预报场进行逐6h晴雨检验与24 h分量级降水检验,得出：EC逐6h降水预报空报多而漏报少,预报无降水时可信度更高,TS评分在0.3 ～0.4之间;24 h分级检验中预报能力随着降水量级的增大而减小,空报率、漏报率增大,TS评分减小;EC随着预报提前量的减小TS评分增加,起报时次对预报能力无明显影响;总体来说,EC能为深圳10 d预报提供较好的参考价值,尤其是6d预报,对于暴雨的预报有待预报员订正.HAPS逐6h晴雨预报TS评分在0.48～0.32之间,提前量6h内预报效果好,TS评分0.4以上,有较高的参考价值;24 h分级降水预报能力与EC相同,也是随着降水量级的提升预报能力降低;但是HAPS预报能力与提前量的相关性主要表现在提前量6h以内,提前量减小TS评分明显增大,对于提前量大于6h的预报能力无明显变化;总体来说,预报员可依靠HAPS在短期预报基础上做好短临预报的订正工作,开展24 h分区预报.

深圳多年降水变化规律和雨岛效应分析

利用深圳及周边城市的降水、气温等气象观测数据,分析了深圳多年降水变化和雨岛分布特征及其相关的影响因素。结果表明:深圳年雨量呈现振荡变化,其中21世纪00年代年际变化最大,主要与云凝结核浓度变化有关;城市化导致深圳及周边城市降水强度增加,不单纯是热力因素的结果,还有其他因素的作用;城市化和地形共同决定了深圳的雨岛分布格局,前汛期主要受地形影响,后汛期主要受城市化影响,非汛期同时受城市化和地形影响;暴雨是深圳降雨年际变化的决定性因素,以及雨岛分布的主要贡献者。

基于海绵城市建设需求的深圳分区设计降雨量研究

利用深圳区域气象站10年降雨量等数据,分析了深圳降雨空间分布特点,以及不同年径流总量控制率下设计降雨量的分区差异。结果表明:受地形和不同季节降雨特点等因素影响,深圳年降雨量和暴雨日数均存在明显的东、西差异,强降雨极值和频次均存在随着降雨历时增加而东、西差异增大的情况,在海绵城市建设中应予以考虑。在深圳利用近10年区域气象站数据统计计算分区年径流总量控制率和设计降雨量的关系具有可行性和必要性。深圳不同年径流总量控制率下的设计降雨量均呈“东大西小”分布,同一年径流总量控制率下,全市最大与最小设计降雨量的差值可达到全市平均设计降雨量的50%左右,各区平均设计降雨量最大均出现在大鹏新区,最小在光明区或南山区,最大和最小值相差在25%以上。不同年径流总量控制率下设计的降雨量的分布及各区统计数据可在深圳各区海绵城市建设中应用。

深圳“回南天”天气预报探讨

基于"回南天"发生的物理机理,利用深圳2012、2013年冬春之季的空气温度、湿度和建筑地板温度观测数据,探讨回南天的预报方法。首先利用统计回归模型预报下垫面-建筑地板的温度,再根据天气预报计算空气的露点温度,并比较两者的大小,如果建筑地板温度低于空气露点温度,地板表面就会发生水汽凝结(回南天)现象。可为中国南方无供暖地区的回南天预报提供一个新的尝试。

2008—2017年深圳降水时空特征研究

利用深圳市2008—2017年数据完整率超过95%的78个自动气象站小时雨量资料,采用一种“邻近”站点添补方法对缺失和异常数据进行添补,对深圳市近10年的年降雨量和月降雨量的时空特征进行研究,使用深圳国家基本站数据分析降水的日内变化特征和规律。结果表明:深圳市近10年的年平均降雨量为1863.9mm,大部分行政区降水有不显著(p=0.05)微弱上升,10年间的降雨日有不显著的增加。年内各月降雨分配不均,6月降雨最多。各月降雨的变化幅度不一致,5、6和8月年际变化相对较大。降雨的日内变化特征表现为,夜间降雨少于白天,春季降雨峰值出现在午后,夏季降雨峰值出现在午前,秋季降雨具有双峰性,冬季降雨少,日内分布相对均匀。月降雨空间分布上呈现两种型态,第一模态是深圳西北地区降雨低于其他地区降雨,降雨高值集中在中部地区和东南地区;第二模态是深圳地区月降雨呈现西北向东南方向逐级增加或减少。研究深圳地区降雨的时空特征,对深圳市防汛抗灾,水资源的利用和管理具有重要指导意义。

从“深圳天气”微博和微信维护谈新媒体的气象服务

根据"深圳天气"官方微博和微信的维护经验,结合2014年2次暴雨和1次台风服务,分析这两种新媒体在气象服务中的应用,并进行比较、分析其各自的优势和不足,并就如何在重大灾害天气过程和日常天气下维护微博和微信提出建议。认为微博适合于日常随时分享气象科普,在灾害天气时可以高频率地发布信息;微信适合在重大天气前推送消息,准确及时、送达率高,提醒关注粉丝提前做好防御。微信在未来气象服务中可以发挥更大作用,其推送信息的转发分享还有很大提升空间。微信自动回复功能可以与实况、预警相结合,方便用户获取定点预报或其他预报产品,比微博预报员互动回复效率高。

热带气旋影响下深圳地区闪电特征研究

研究热带气旋影响下广东省深圳地区的闪电特征及规律。利用2012—2019年西北太平洋热带气旋历史数据,筛选出2012—2019年距离深圳市国家气象基本站1000 km内的热带气旋,按热带气旋强度等级进行分组。并利用同时期深圳地区闪电、温度观测数据,研究不同等级热带气旋在不同距离、方位角情况下,深圳地区的闪电特征。发现热带气旋影响下深圳地区闪电年际差异很大,一年中7月和8月深圳地区闪电活动最活跃。热带气旋对深圳地区闪电活动影响大的距离大多为400 km以外,即深圳处于热带气旋的外围雨带。总体上在台风季,TD、TS、STS较易引发深圳地区的闪电,尤其是当TS位于福建地区,距离深圳400~600 km时,极易给深圳地区带来闪电影响。研究结果可为深圳地区的防台减灾工作提供科技参考。