天津塔层风切变的研究

根据天津气象铁塔１９９０—１９９２年冬季８个月的风速、风向、温度等资料的分析，得到了天津２５０ｍ以下边界层中风切变的若干特征，如风垂直分布幂次律中指数ｐ的时空变化及频数分布，各层各时段风切变的频数分布，风切变与温度梯度、稳定度的关系。这些特征有助于对城市下垫面塔层中风垂直分布的了解。还分析了冷锋过境前后风切变及温度状况的分布情况。

江苏沿海近地层强风风切变指数特征研究

利用江苏沿海5座测风塔长序列(连续42个月)、高时间分辨率(10 min一次)的梯度风、气温、气压等观测资料,分析不同地区、不同高度层的风切变指数变化规律,并筛选出对江苏产生较大影响的7次台风和17次寒潮天气过程,分析强风条件下的风切变指数变化特征。结果表明:(1)风切变指数随环境在0.15~0.26之间变化,风机有效风速段和15 m·s-1特征风速段的风切变指数分别平均为0.20和0.19,不同高度层之间风切变指数随高度增加而减少,随风速增大呈对数关系减少。(2)台风影响时垂直混合运动强烈,风切变指数变小,平均为0.19。台风中心经过时的风切变指数和风速具有M型变化形态,最低为0.05,加上风向剧变,易对风机叶片产生破坏。(3)寒潮影响时的风切变指数平均为0.22,小于同期平均。风速倒置现象明显,在50~100 m之间风切变指数为负值的出现概率超过8%,50 m高度处容易出现近地层的最大风速层。

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。

“2013.3.19”飑线天气过程分析

利用常规天气图、物理量、多普勒雷达Web GIS拼图、自动站雨量等资料,采用中分析和特征提取方法,对2013年3月19～20日江西出现大范围冰雹的飑线天气过程进行分析,结果表明：本次飑线天气是在多种天气系统相互作用下形成的.出现冰雹的主要原因有较大的不稳定能量累积、500 hPa有干层发展、中低层有强垂直风切变,风向随高度顺转,以及较低的0℃和-20℃高度;未出大风的原因是地面与高空的温差不够,逆温层厚度较厚;未出大范围强降水的原因是湿层厚度不厚、中低层有强风垂直切变、中层异常干,以及cape值偏强.