青岛市海洋气象服务发展与思考

随着山东半岛蓝色经济区建设上升为国家战略,区域发展从陆域经济延伸到海洋经济,积极推进陆海统筹发展,青岛市的海洋经济发展战略地位更加突出。通过对青岛市海洋气象业务发展现状、创新工作以及发展过程中存在的问题等进行阐述,并对青岛市海洋气象业务发展提出建议,以期提高气象服务水平。

EC模式在青岛地区及其沿海地区风场预报中的适用性

为更好地开展青岛及其沿海地区的风场服务,本文对2017~2018年的ECMWF细网格产品模式的10米风场预报在青岛及其沿海地区的适用性进行检验评估。结果表明:EC预报整体偏小,预报效果陆地站优于岸基站优于海岛站。分不同风速等级分析得出,风速误差随着风速等级增加而增大,预报准确率随风速等级增加而降低。3级以下,预报偏小,4~5级,岸基站和海岛站预报偏小,6级以上,内陆站预报偏大,海岛站预报偏小。且3级以下的风速预报,EC预报风速等级和实测风速等级相差在−1~0级之间,占65%。4~5级风速预报,内陆站、岸基站风速等级差主要集中在0~1级之间,而海岛站风速差主要集中在−1~0之间,均达到65%,6级以上陆地站风速等级差主要分布在0~1级之间,占近30%,岸基站分布在1~2级之间,占44%,而海岛站分布在−2~−1之间,占53%。利用风速等级差对2019~2020年EC预报风速进行订正后,风速准确率均有一定程度的提升,尤其对于6级以上的风速准确率提升最高,整体提高38%以上。

青岛奥帆赛场浮标站弱风成因

针对第29届北京奥运会青岛奥帆赛竞赛海域浮标站风力与背景气压场的关系进行了分析。结果显示:因地形等影响,奥帆赛海域的背景气流为东、西向或为均压场时不易出现弱风;而由于海洋冷平流、地形抬升水汽辐合,以及低空与"补偿回流"反向的背景气流抑制海风环流发展等原因,弱南向背景气流最易出现弱风;背景气流为北向时,因有利于陆地气温升高和海风环流的发展,情况变得极为复杂,配合以不同的天空状况,较强和较弱的背景气流条件都可能产生弱风。奥帆赛海域的风场不仅受当地背景气流和海陆风的影响,有时还受周围邻近地区(例如胶州湾等)强海风发展的连带影响。不同背景气流下的弱风,其预报难度也不同。南向背景气流弱风主要取决于气压梯度大小,北向背景气流弱风主要取决于天空云量多寡。

青岛奥帆赛场不同背景条件下的海陆风特征

对青岛奥帆赛竞赛海域不同背景条件下的海陆风进行分析,并用高分辨率数值模式进行了模拟实验。结果发现,不同背景气流,海风的发展状况有很大差异。均压场、西向气流、弱的东向气流都有利于海陆风的发展;南向气流最不利于海风的发展;北向气流虽有利于海陆风发展,但海风强度取决于背景气流强度:气流越弱,海风越强。700～1500m高空为不太强的北风时有利于海风环流的生成;因与补偿回流反向,较强的南风则会严重抑制海风环流的发展。胶州湾和崂山东侧强南风轴会迫使气流在奥帆赛场附近分支而使风速明显减小;太平山、浮山等的阻滞作用也会使该区域气流减速。有利于奥帆赛场海风发展的条件是:(1)晴天,适当的海陆温差;(2)较小的地面气压梯度;(3)700～1500m平均经向风为不太强的北风;(4)地面图上的地转风为非南向等。实践表明:以上分析结果,都对奥帆赛场风的预报有重要的参考意义。

青岛近海夏季海风分型及预报

利用2005年7月上旬至2007年9月中旬青岛自动站以及近海浮标站逐小时的观测数据以及3小时海平面气压形势场,根据大尺度背景地转风将海风分为7个类型,建立预报青岛夏季近岸海风的统计分型方法。分析表明当大尺度地转风为偏东风时,青岛近岸海风较强(海风风速大于6m.s-1),海风风向东东南。当大尺度地转风为北风时,青岛近岸海风风速大于3.6m.s-1,海风环流建立后风向逐渐向右偏转。当大尺度地转风为偏南风,且地转风向岸风分量较强时,青岛近岸海风起风时间较早,但海风环流较弱;当向岸风分量较弱时,海风环流发展较强。海风环流建立以后,海风风向的偏转受科氏力、气压梯度力、地形、摩擦力等因素的共同影响。从2008年8月的预报检验来看,该方法能较准确地预报青岛近岸海风的风向偏转趋势以及午后海风的风速,为近海风力专项预报提供了一种简单实用的预报方法。

青岛地区短时强降水雷达回波特征与中小尺度系统分析

利用青岛地区2011-2015年间32次短时强降水个例的雷达反射率因子、地面雨量站数据和FNL再分析资料对产生短时强降水的中小尺度系统和雷达回波特征进行分析,结果表明:造成短时强降水的中小尺度系统主要为与低空切变(槽)、台风倒槽或在偏南(北)气流中局地发展的对流相联系的辐合区或中小尺度辐合线;雷达回波多表现为中尺度强回波带,其移向与回波带长轴的夹角较小,或为局地发展少动的强对流单体;雷达回波剖面显示回波按质心高度可分为大陆强对流型和热带海洋型,大陆强对流型强降水的平均反射率因子垂直廓线强度总体明显强于热带海洋型,对流发展更加旺盛,热带海洋型强回波集中在低层,在近地面最强,而大陆强对流型回波悬垂明显,最强回波位于2km左右;针对大陆强对流型和热带海洋型两种不同类型的短时强降水,采用分型Z-I关系法进行定量降水估测能够较好地反映强降水的落区和极值,相比于固定Z-I关系法,20mm·h^-1以上雨强的相对误差由70%左右下降到30%左右。

10月份赤道东太平洋的海温与青岛汛期降水

历年１０月东太平洋赤道附近的海温变化与来年初夏（６月）西太平洋副高脊线位置呈明显的反相关；其海温的年际变化对于青岛地区来年汛期降水具有敏感的指示意义。

青岛沿海ASCAT卫星反演风场与浮标海岛实测风场的对比分析

本文通过对比检验2013年1月至2016年6月ASCAT卫星反演风场与青岛浮标海岛站实测10m风场资料,开展ASCAT卫星反演风场在青岛沿海的适用评估。结果表明:ASCAT反演风速整体偏大,风向偏左,但整体偏差均较小。ASCAT反演风场和浮标海岛站实测风场的风速和风向的整体偏差分别为1.6m/s和-9.6°,说明ASCAT反演风场在青岛沿岸有很好的适用性,比EC再分析资料能更细致地反映青岛沿岸的风场空间分布。从风速分级比较来看,风速越弱,卫星反演风速越接近站点实测风速,反演结果越好,而风向反演结果则反之。风速和风向的反演效果皆是晚上比早晨好。并且季节变化对风速反演效果影响不大,但是对风向反演效果有一定的影响,秋冬季节风向反演结果好于春夏季节。最后,对ASCAT反演风速分别进行线性回归订正、综合误差、风速等级误差和升降轨误差订正,发现线性回归订正结果最佳。

“互联网+气象服务”的融合与发展

互联网时代的到来,给各行各业带来了翻天覆地的变化,传统的气象服务模式已无法满足社会公众的需求。面对新的挑战和机遇,气象部门正努力探索"互联网+气象服务"的新路。该文主要简述目前青岛传统气象服务发展现状,互联网与气象服务结合的发展趋势,根据青岛气象新媒体服务的实例分析,浅谈气象服务与互联网经济环境("互联网+")的融合与未来展望,并针对存在的问题提出相应的建议,在一定程度上为气象服务的发展与优化提供参考意义。

用云和辐射传输模式研究对流性降水云微物理及辐射特性

利用中国气象科学研究院的三维对流云模式模拟了 1 998年发生在我国武汉地区的特大暴雨过程中的对流云。在模拟云的成熟阶段 ,模拟结果和地面最大降水量实况及热带测雨卫星TRMM (TropicalRainfallMeasureMission)的降水雷达PR(Pre cipitationRadar)的零度层高度和降水粒子达到的高度较接近。将该云物理模式的输出结果输入到Liu的三维辐射模式的输入场 ,模拟了以TRMM的微波成像仪TMI(TRMMMicrowaveImager)的扫描角为入射角 ,频率为 85 5GHz和 37 0GHz的星载微波辐射仪接受到的亮温 ,模拟的结果表明云中各微物理量的分布对上行微波辐射的影响较大。

GRAPES-TYM模式对我国东部近海海雾预报性能评估

基于2020年上半年我国东部近海站点观测资料和葵花-8卫星反演海雾产品对我国自主研发的GRAPES-TYM模式进行了海雾预报性能评估。点、面检验结果表明:模式48 h和72 h TS分别为0.40和0.36,黄海海雾预报性能最优,34°~37°N海域内大部分站点TS高于0.50。黄海海雾落区预报检验显示均压场形势下预报最准确,平均临界成功指数为0.35;气旋后部海雾多空报。2 m相对湿度预报偏差具有局地性特征,相对湿度低估的站海雾预报击中率、TS相对低,反之亦然。另外,模式对成雾相关气象要素预报误差相对小且对成雾有利时海雾预报基本正确;模式预报风向较实际风向偏东南,易出现冷偏差和湿偏差,虚假的有利温湿条件导致海雾空报。