2024年春季海洋天气评述

2024年春季(3—5月)北半球大气环流特征为:极涡呈单极型,中心明显偏向东半球一侧,强度与常年同期平均强度相当,中高纬呈4波型分布。影响中国的冷空气较常年明显偏弱,导致大风过程次数偏少。8级以上大风过程共出现4次,其中冷空气及其与入海气旋或台风结合的多系统影响大风过程为3次,入海温带气旋大风过程为1次,且此次过程伴随冷涡底部强对流系统发展引起的极端大风。比较明显的海雾过程出现10次,其中3月为7次,4月为2次,5月为1次,多数过程是由低压前部或高压后部偏南暖湿气流影响所致。中国近海浪高2.0 m以上的大浪过程有12次,最大浪高为3.0~4.0 m,未出现4.0 m以上的浪高。海面温度呈逐渐上升趋势,东海至台湾海峡一带的海面温度梯度相对较高。全球共有11个热带气旋生成,其中北半球3个(西北太平洋和北印度洋分别有2个和1个),南半球8个(西南印度洋和澳大利亚附近海域各4个)。

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。

渤海冷空气大风过程中3次风速波动的原因分析

根据FY-2G卫星遥感监测资料、常规气象观测资料和NCEP逐6h1°×1°再分析资料,分析2014年12月31日至2015年1月1日渤海大风过程中风速的3次波动特征以及影响系统,并对大风期间物理量进行了诊断分析,揭示了冷空气影响过程中渤海大风的突增以及波动性成因。结果表明:当冷空气影响渤海时,冷暖空气对比使低空锋区迅速加强,风力突增明显。大风期间高层深厚的冷平流自上而下形成了一条西北东南向后倾式的冷平流传输通道,平流分3次传送到底层对应着大风期间的3次波动峰值。整个过程动量下传起了重要的作用,下沉气流的径向度越大,高层下沉运动越强,对应地面的风速越大。

怎样做好南海的气象保障

就影响南海的气象保障特点和主要天气系统进行了分析和总结,南海地理条件复杂,是我国商船西行的必经之地,因此,船舶驾驶员做好南海海域的气象预报,显得至关重要。同时结合某商船A规避热带气旋的经过,旨在揭示南海主要天气系统发生、发展和移动的一些规律,并对船舶驾驶员的气象保障思路进行了探讨。

阿勒泰地区“闹海风”天气的分析

通过对1991-2002年闹海地区“闹海风”实况资料、环流背景和产生的基本天气条件进行了分析,结果表明:“闹海风”是一种回流性偏东大风并伴有吹雪、雪暴等天气,每年在8.5d左右波动,与冷暖空气的活动密切相关;T213数值产品的释用为“闹海风”天气的预报提供了帮助。

长江口北部沿海大风的气候特征及冷空气大风预报经验指标研究

根据江苏南通8个沿海气象观测站1981-2010年共30年的常规气象观测资料,对长江口北部沿海地区大风天气的时空分布特征进行了分析。结果表明,长江口北部沿海地区大风日数年际变化较大,总体呈下降趋势;季节变化明显,主要出现在夏季,其次是春季,秋季、冬季略少;长江口北部沿海大风以偏北大风为主,偏南大风相对较少。同时,利用2005-2010年日本传真天气图对长江口沿海冷空气大风的典型天气形势进行了分析,得到了其预报经验指标。

渤海中南部突发性大风成因分析及预报思考

利用常规资料、自动气象站、风廓线、ERA Interim 0.25°×0.25°再分析资料、EC-thin和TJwrf模式结果,对2017年11月23日夜间渤海突发性大风成因进行了诊断分析,并探讨短期时效的预报失败原因及订正思路。研究表明:(1)高空动量下传是风速快速增长的原因,较强的高层动量下传及风速垂直切变明显增强了近地层风速的突发性和对流性;(2)大风过程冷平流强度的增强直接造成地面增压,前期增温使冷锋过境时锋区强度加大地面气压梯度加强,风速变化与最大变压梯度对应,大风区位于正变压梯度中心;(3)由于前期增温导致补充冷空气过境前层结不稳定伴有上升运动,有利于空气的垂直能量交换;(4)数值模式因对地面高压强度及移速的预报偏差,导致模式对于渤海23日风场预报大幅度偏弱。

冬春季动量下传引发浙江沿海灾害大风过程分析

对浙江沿海一次灾害性大风过程的成因进行分析,并通过相似个例分析,研究了此类突发大风的共性,提出了浙江冬春季动量下传引起的爆发性大风的基本天气模型。结果表明:深厚的强垂直风切变、显著的垂直速度和高低空温度平流的快速更替是造成本次大风的主要原因;另外,高低空辐合辐散场耦合配合冷空气挟卷,促进强对流云团中下沉负浮力增强,有助于强的动量下传引发突发大风。这类大风的天气模型特征为:在冬春多股冷空气活跃时,强冷中心维持,东北亚中高纬呈“一槽一脊”型,高空槽等压线密集;当高空槽槽快速转竖时,槽底可达30°N及其以南,同时配合中心风速达46 m/s以上的高空急流、强度达26 m/s以上的垂直风切变和显著的高低空温度差动平流。

2007年初山东半岛一次强降水及强风的初步分析和诊断

简要分析了2007年3月初发生在山东半岛的一次强降水和强风及其衍生的风暴潮灾害性天气过程。分析结果表明:该次过程中,前期强降水是由黄淮气旋背景下发展出来的中β尺度系统引起的,低层辐合、高层辐散以及强的上升速度是形成强降水的原因;后期强风则是由于北支强冷空气爆发并叠加在黄淮气旋上,使得气旋后部气压梯度力加大,前期高温高湿形成位势不稳定层结,中层辐合、低层辐散及中层强烈的下沉运动有利于不稳定能量的释放和动量下传,使得大风得以增强和持续。

一次冷空气强风的成因分析

文章分析了2004年12月底的一次冷空气强风过程,揭示了冷空气南下与东海低压的发展造成的气压梯度、高低空较强的冷平流以及中低空辐合辐散差异引起的动力强迫下沉作用所造成的动量下传是造成本次猛烈强风的主要原因。最大强风发生区域和发生时间既与低层和中层700hPa分别转为辐散和辐合中心对应,又与中低层700hPa以下正好处于下沉速度中心附近对应。

“CMA北京模式”中三种不同阵风诊断方案在北京地区大风预报中的评估

数值模式预报是阵风预报的重要途径之一,对"中国气象局北京快速更新循环数值预报系统(简称CMA北京模式)"中AFWA、UPP、IUM三种阵风诊断方案在北京地区大风预报中的性能进行了分析评估。两次大风过程的分析以及各季节大风预报的批量试验检验结果显示:三种方案的阵风预报存在明显差异,IUM方案的阵风预报能力优势明显。IUM方案对冷空气大风和雷暴大风预警都有较好的指示意义。其对2020年3月18日冷空气大风过程中大风起始时间、大风区位置和演变以及过程极大风速均有较好的预报效果,对2020年8月2日雷暴大风过程中大风区范围预报偏大且位置存在偏差,但对大风预警的指示意义最强。IUM方案的阵风风速预报整体偏强,但对各个季节达到或超过5级阵风的等级预报较为准确。总体而言,IUM方案对北京地区大风预报性能较好,基于该方案制作的阵风预报产品可为大风预报提供有力支撑。

舟山群岛海域一次大风过程的诊断分析

对舟山群岛一次冷空气大风过程进行了诊断分析。结果表明:大风产生在典型的贝湖脊型横槽形势下,高空横槽的转竖使得冷空气从低层到高层开始向南爆发。冷空气南下与东海低压强烈发展造成的强气压梯度以及中低层冷平流的作用是造成强风的重要原因。高低层散度场的耦合以及高空锋区过境时产生的动力下沉运动造成强烈的动量下传,进一步加大了地面风速。

两次大风过程的对比分析

文章对两次冷空气结合低气压大风过程进行了对比分析,揭示了海上低压轴向的突然向西北转变而引起的地面气压梯度的迅速加大是造成浙北沿海大风的重要原因之一。同时,揭示了两次过程由于高低层辐合辐散差异而引起的大风区上空两类不同的高低空垂直下沉速度分布特征,指出动量下传作用在地面造成风速的加大主要决定于对流层低层下沉速度(而非中层),这可能是两次大风过程地面气压梯度接近,而实际风力却差一级的原因。

2017年3月江苏北部一次雷雨大风天气过程分析

利用多种常规观测资料和NCEP/NCAR再分析资料,分析了2017年3月1日江苏北部出现的一次罕见冷空气雷雨大风天气过程的发生背景、地面要素和云团演变特征,同时从大气动力、热力和水汽条件出发分析了午后对流的成因。结果表明:此次过程发生前,江苏地区位于高空槽前,对流层中低层有冷式切变线伴随两股冷空气南下,受江苏省北部地面气旋阻挡,冷空气在上游堆积,当气旋东移入海冷空气爆发式南下时,造成严重的大风灾害。此次过程中,对流层中高层大气降温而低层回温使大气温度直减率增大,为对流发生提供不稳定条件,但水汽输送主要集中在低层,且高层大气无明显抽吸作用,导致此次过程未发生强对流性降水,主要以大风灾害性天气为主。

西路冷空气影响北部湾海区的分析与预报

根据1996-2000年涠洲站地面气象观测资料,结合实际预报中遇到的一些现象,文中对西路冷空气影响北部湾海区的特点进行了统计分析。结果表明,西路冷空气对北部湾海区影响比较突然,结束也较快。同时,造成北部湾海区的瞬间风力较大。结合实际工作经验,提出预报西路冷空气影响北部湾海区的简单预报方法。

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。

一次春季大风天气过程成因及预报着眼点分析

利用常规观测资料、NECP再分析资料等,对发生在黑龙江省的一次春季大风天气过程成因进行分析。结果表明:冷空气在高压脊引导下向南移动堆积,在南下过程中有冷空气补充到冷涡中,冷涡不断加强。地面大风主要出现在地面低压的气压水平梯度大值区和冷高压前部(冷锋)的气压水平梯度大值区。500 hPa强冷平流使得地面加压,导致变压梯度加大,变压风加大有利于增强地面风速。较大的垂直风切变和干空气侵入易引起动量下传,使地面风速加强。

一次冷空气大风水平与垂直风场结构分析

利用MICAPS天气和区域自动站观测资料、美国NCEP 1°×1°再分析资料、上饶市TWP8-L对流层风廓线雷达资料,以及赣东北地形资料,采用天气学分析方法,对2017年11月17-18日江西出现的冷空气大风天气过程进行分析。结果表明:在极涡偏心型的环流背景下,冷空气势力强,自蒙古向东南方向经河套地区南下影响江西境内,影响期间中低层温度梯度大,达1℃/纬度或以上,地面变压梯度达9 hPa或以上。风廓线上高空风大,随时间推移往下渗透,冷空气过境时近地面风向有个转换过程,由偏西风转为偏东风。V-3θ图上,随着冷空气入侵,700 hPa以下θsed线与θ*线明显降低且位温向左突出,700 hPa以下向左突出越明显,斜率越大,底层风速越强。浙赣皖3省交界的地形使得冷空气偏北大风转为东北大风,冷空气在由东向西沿狭窄地形移动过程中,由于狭管效应,风速不断加大形成大风区。而狭窄地形又导致大风减弱消失的时间有4-5 h的延迟。对于预测上饶地区的冷空气大风提供了依据。

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。

舟山群岛一次“晴天暴”过程分析

主要使用常规填图资料计算各种物理量,对一次“晴天暴”大风过程进行诊断分析,结果表明此次大风的形成机制是:在强盛的西北急流作用下,急行性干冷锋快速东移南下,形成中低层的强温度梯度和地面气压梯度,高空冷平流与地面加热共同作用,形成大的温度层结递减率,产生不稳定层结,引起垂直动量交换,因此地面出现强风。最后总结出此类大风的预报思路。