琼州海峡南北海岸带大风的天气气候特征

根据最大风、极大风两种大风事件标准,利用琼州海峡南北沿岸海口、琼山、临高、徐闻4站1977-2006年地面观测资料,分析了琼州海峡南北海岸带大风的天气气候特征,并对大风形成的可能机制进行了探讨.近30年,琼州海峡南北两岸大风日数的演变趋势不同,北岸具有波动的演变规律,具有14年的年代际变化周期和2～4年的年际变化周期,波动周期与影响海南岛的热带气旋年频数的显著周期基本一致;南岸为线性减少趋势,气候突变期为20世纪90年代中后期.城市化进程加快、冷空气势力减弱是导致南岸大风事件显著减少的主要原因.北岸易出现东北大风,南岸易出现偏南大风;平均而言,南岸大风强于北岸,两岸大风均以夏季出现频率最高,冬季最少,这与我国大部分地区大风的季节特征不同.     

琼州海峡南岸近地面层大风观测分析

利用2009年7月—2011年6月琼州海峡南岸东西两侧2部梯度测风塔2年实测资料,分析了海峡区域近地面层风向风速、阵风系数、风随高度变化的特征。结果表明:海峡东西两侧风参数大小有较大差异。在地面10 m高度风速＜10 m/s时,海峡风向风速有明显日变化,体现了以海陆风为主导的局地环流特征;海峡西侧的日最大风速及风速日较差分别比东侧大0.6 m/s和1.1 m/s;地面10 m高度的阵风系数及风随高度变化的幂指数α分别比东侧小0.03和0.02;阵风系数与α值随地面风速的增大而减小。当海峡地面10 m高度风速≥10 m/s时,阵风系数与α值并未随地面风速增大而减小。天气系统对海峡大风的阵风系数、风向风速演变趋势有一定影响,但对α影响较小。热带气旋大风过程的平均阵风系数比冷空气过程大。中心经过型、近距离经过型和外围影响型热带气旋大风过程的风速演变特征分别为双峰型、单峰型和平台型。过境型、锋消型以及冷暖系统共同影响型的冷空气大风过程的风速演变特征分别为平台型、单峰型和多峰型。      

台风莫拉克 (0908) 影响期间近地层风特性

通过对台风莫拉克 (0908) 影响范围内的33座测风塔观测资料的分析可知:台风莫拉克越靠近陆地,风场的非对称性越明显,其行进方向的左侧测风塔风向呈逆时针旋转,右侧测风塔风向顺时针旋转。在远离台风莫拉克的地方风向稳定,湍流强度变化较平稳;在台风莫拉克登陆点附近,风向、风速和湍流强度均会出现突变。台风莫拉克影响期间,湍流强度与风速的关系未出现IEC标准曲线那样随风速增大稳定减小,其I₁₅达B级和A级及以上的平均湍流强度会在风速7~17 m·s-1形成一个峰值;无论南风或北风,风速越大,各层湍流强度差异趋于减小,同等风速、高度的湍流强度偏南大风均大于偏北大风。位于台风莫拉克登陆点北侧测风塔湍流强度随风速的增加先减小后增大,最终各高度全部超过IEC标准A级曲线,而位于南侧测风塔湍流强度随风速的变化比北侧小,并随风速增大趋于标准A级曲线;另外北侧测风塔湍流强度大于南侧,且各高度偏北大风湍流强度之间的差异比南侧相应风向明显,表明北侧垂直方向的扰动更强。台风莫拉克阵风系数为1.2~1.7,其随高度变化与地形有关,一般情况下随高度升高而减小,在复杂地形条件下不符合随高度升高减小的规律。     

汕尾浮标站的风况特征分析

利用广东省汕尾红海湾大型浮标站的近4年观测资料,统计分析汕尾红海湾近海海面风的日变化特征、季节变化特征和大风特点.分析表明：红海湾近海海面秋、冬风速大,夏季风速小,风向以东北风为主;平均情况下中午前后风速较小,早晚较大,风向以东北风为主;冷空气和热带气旋是造成红海湾近海大风的主要天气系统;大风平均阵风系数较小,最大阵风系数在热带气旋影响下出现.     

渤海大风特点以及海陆风力差异研究

利用2009年7月至今渤海浮标站观测资料,分析了渤海大风的特点.结果表明,2009年出现大风、强风57天,2010年为101天,2011年为38天.11月大风、强风日数最多,1月次之;夏季大风、强风日数较少.从风向来看,北风、东北风的大风、强风日数最多.浮标站与沿海两站风场的对比表明,大风日,东北、东风瓦房店站的最大风速更接近浮标站,其他风向旅顺站接近浮标站;强风日,8个风向都是旅顺站相对接近浮标站.从风速差最大值来看,沿海站比浮标站小2～4级.大风日与强风日的对比表明,大风日沿海站的风速更接近浮标站.对极大风速而言,沿海站与浮标站的风速相差较小,旅顺站的风速更接近浮标站.不同的大风过程由于影响系统不同,海陆风向风力会有很大的不同.但无论什么系统造成的大风,最大风速海陆差异都比极大风速海陆差异明显,最大风速海陆差异最小1级,最大5级,而极大风速只差1级左右.当北路、西路冷空气造成大风时,瓦房店站的风速更接近浮标站,最大风速小1～2级,极大风速小1级;当地面低压(包括热带气旋)造成南大风时,3个测站差别不大,最大风速小1级,极大风速相近.     

河谷地形低空风场变化规律分析

2005年6月到2006年5月,在山西省运城市风陵渡镇河谷地进行了低空10m-60m的风场梯度观测,统计和分析了该地形的低空风场变化规律,得出：④受该区域热力和地形动力的双重影响,实验点主导风向（ESE风和WNW风）与河谷地形走向一致,且出现频率高;②昼夜风速偏大,峡谷效应明显;③高层风速大于低层风速;④不同层次间的风速差值高低层显著大于高中层;⑤受河谷南北两侧山体地形与山、谷风影响,白天11时-17时的主导风向为WNW风和W风,出现频率为13．4％～24．7％;其它时间特别是傍晚和夜间以ESE风和SE风为主导风向,出现频率为17％～33．6％;山风持续时间长,谷风持续时间短。     

雷州半岛东部沿海风况的特征

统计雷州半岛东部海岛自动站的近4年观测资料,分析得到雷州半岛东部沿海海面风的时间变化特征和大风特点。结果表明:雷州半岛东部沿海风速冬季最大、夏季最小;日平均风速分布呈单峰型,且日较差较小,正午前后风速较大,傍晚到次日早上风速较小;全年主导风向为东南、东北和偏东风,春季的主导风向为东南、偏东风,夏季以东南风向为主,秋季主导风向为东北风和偏东风,冬季主导风向为东北风;热带气旋和冷空气是造成沿海大风的主要原因;热带气旋所致大风的平均阵风系数和离散度均明显大于冷空气样本。     

中国东南地区热带气旋大风及其伴随天气的统计特征

利用2010～2016年中国地面站重要天气报文、中国气象局（CMA）热带气旋最佳路径数据集以及地面站逐小时降水资料，对热带气旋（TC）影响下我国东南地区地面大风及其伴随天气特征进行统计分析，结果表明：（1）该区域TC大风主要沿海岸线分布，至内陆频次递减；TC大风多以东北风向为主，登陆前大风站点居多，12级以上的强风速基本分布在距TC中心300 km范围内。（2）强热带风暴（STS）和台风（TY）强度TC引起的站点大风最多，但16级以上大风主要出现在强台风（STY）和超强台风（Super TY）强度等级。慢速TC引起的站点大风主要出现其移向右前侧，快速主要出现在其右后侧。TC大风中向岸风均值略大于离岸风，其中12级以上风速向岸风站点多于离岸风，但16级以上大风则是离岸风站点明显多于向岸风。（3）约89.8%的TC大风伴随降水，分布于TC中心附近，东北风为主，峰值出现在8月。约10.2%的TC大风无降水，主要分布在TC外围，北风和东南风为主，风速较弱，多出现于5月和12月。12级以上TC大风几乎均伴随着降水，而无降水TC大风风速达12级以上样本很少。（4）约23.8%的TC大风伴随强对流天...     

琼州海峡海面风场特征的观测分析

在检验资料可靠性的基础上,利用船载自动站、浮标站与岸基自动站测风资料分析了琼州海峡海面风速空间变化规律,以及秋冬季节的海面风场的日变化特征。结果表明：(1) 琼州海峡海面风速平均比沿岸风速大3～4 m/s,当沿岸风速≥8.0 m/s(5级)时,海面风速比沿岸大5～6 m/s;(2) 海峡海面阵风系数随着风速加大而减小。沿岸风速<5级时,海面平均阵风系数在1.4～1.5之间,风速≥5级时,平均阵风系数为1.35左右;(3) 秋冬季节,海面的平均风速日较差与风一致率均小于沿岸,当海面出现≥10.8 m/s(6级)强风时,海面与沿岸的风速日较差减小,风一致率增加。     

2014—2018年哈密巴里坤机场风特征分析

本文以大河气象站为代表站,对2014年7月～2018年6月巴里坤机场风的特征进行统计分析,结果表明：（1）巴里坤机场主导风向受地形影响,白天盛行W风,夜间盛行E风;（2）巴里坤机场风速具有明显的日变化和季节变化,白天风速大于夜间,春季风速大,冬季风速小;（3）巴里坤机场大风多出现在4-6月,风向频率多为偏西北风;（4）西北路径（经向型）和偏西路径（纬向型）的强冷空气造成巴里坤机场西北大风,冷平流强,气压梯度大,锋区明显。偏东大风时为“Ω”型环流,位于脊前出现东北大风,位于脊后出现东南大风,低层锋区不明显,东北大风时无明显冷暖平流,东南大风时暖平流较强。     

浙江省几种灾害性大风近地面阵风系数特征

阵风特性研究是大风预报和服务的基础。基于2011-2013年浙江省自动气象站逐日逐10 min测风资料,分析了浙江省陆地和近海海面冷空气、热带气旋和强对流大风的阵风系数特征。结果表明:冷空气和热带气旋大风阵风系数空间分布基本相同,大风主要发生在近海海面和沿海地区,海面阵风系数一般小于1.5,等值线平行于海岸线且自西向东逐渐减小,陆地阵风系数一般大于2.0,山区可超过3.0,表现出地形对阵风系数的增强作用。强对流大风阵风系数明显高于业务规范平均值,发生地点遍及浙江省各地,但发生概率超过10%的站点主要位于沿海地区和近海海面。风向基本不影响阵风系数空间分布。冷空气和热带气旋站点阵风系数与海拔高度有较高正相关性。模糊聚类分析发现:浙江省400 m以上山区站与70 m以下的低海拔站点在阵风系数特征上分属不同空间类型;基于逐步回归建立站点阵风系数预报模型,检验表明:模糊聚类可帮助提高模型阵风系数预报能力。     

Lessons Learned from the Tragedy during the 100 km Ultramarathon Race in Baiyin,Gansu Province on 22 May 2021

Twenty-one runners died of hypothermia during the 100 km Ultramarathon Mountain race in Baiyin, Gansu Province on 22 May 2021. The hypothermia was caused by a combination of low temperatures, precipitation, and high winds associated with a typical large-scale cold front passing by the race site that morning. Based on historical hourly records of13 meteorological surface stations over the past six years, temperature(3.0°C) and apparent temperature(-5.1°C) at 1200 LST as well as gust wind speed(11.2 m s-1) at 1100 LST on the day of the tragedy were found to be within the top or bottom 5 th percentile for the month of May. The precipitation was only moderate at this time, but when temperature lower than 3.0°C,gust wind speed greater than 11.2 m s-1, and precipitation greater than 0.1 mm for any adjacent three hours were combined together, 1200 LST 22 May fell within the top 0.1% of cases. The European Centre for Medium-range Weather Forecasting model produced reasonably good forecasts of the low temperature and high wind one day and seven days before the event,respectfully. Based on this study, lessons that can be learned from this tragedy are summarized from an academic perspective: Hazard and impact forecasts of high-impact weather events should be developed to increase the value of weather forecasts. Probability forecasts should be issued by government weather agencies and communicated well to the public. And more importantly, knowledge of how to evaluate the impact of weather should be delivered to the public in the future.We would like to extend our deepest condolences to the families and loved ones of the people who lost their lives in this tragedy, including 21 runners and one officer. May our efforts honor those who lost their lives by highlighting the value of weather forecasting and calling for greater action in the future.     

一种概率方法在沿海海岛台风阵风预报中的应用试验

利用2004—2013年浙江影响台风及9个沿海海岛气象站风力资料,分析了各站阵风系数总体特征,及其与站点纬度、海拔高度和海岸线距离等因子的关系。结果表明,随着平均风速的增大,对应的阵风系数有减少趋势;距离海岸线近的站点和海拔高度小的站点其阵风系数也相对要大些。分析台风参数与阵风系数关系,得出阵风系数与台风7级风圈半径和站点离台风中心距离的比值具有最好相关。利用分位数回归方法建立概率预报模型,试报表明大部分站点阵风的50%和90%概率范围的击中率都符合预期,其波动范围一般在3%以内,模型表现比较稳定,对业务有一定的指导价值。     

Adaptive Wind Gust and Associated Gust-factor Model for the Gust-producing Weather over the Northern South China Sea

Wind gusts are common environmental hazards that can damage buildings, bridges, aircraft, and cruise ships and interrupt electric power distribution, air traffic, waterway transport and port operations. Accurately predicting peak wind gusts in numerical models is essential for saving lives and preventing economic losses. This study investigates the climatology of peak wind gusts and their associated gust factors(GFs) using observations in the coastal and open ocean of the northern South China Se...     

Estimation of the effect of protective piers on wind wave parameters in the Sevastopol Bay

An effectiveness of the storm wave attenuation by protective piers in the Sevastopol Bay of the Black Sea is studied on the basis of numerical simulation using the SWAN spectral model. Analyzed are the parameters of waves generated by winds of four main directions as well as by the southern cyclone during the storm on November 11, 2007. It is obtained that waves from the northwest part of the Black Sea penetrate most intensively into the Sevastopol Bay in case of western wind and, to a lesser degree, in case of northern and southern winds. A protective effect of the piers is observed in the west part of the bay only and the wave attenuation near the southern coast is more significant than near the northern one. The area of the southern coast directly behind the southern pier is completely protected from the storm waves and, as moving away from the pier, the danger of intensive wave effect on the coast is kept.     

8616号(WAYNE)台风非对称研究

本文利用西沙群岛、东沙群岛、南海沿岸陆地及船舶等探空资料和航空、卫星、地面雷达等天气报告资料,对8616号台风的动力学特征进行了计算和分析。结果表明,该台风风速分布不对称,气旋性最大切向风位于台风右前象限,风速的垂直切变随台风的加强而减弱。最强的流入位于台风南半圆300hPa以下,流入最大值在700hPa附近。高层最强的反气旋流出在150—100hPa,流出主要位于台风北半圆。此外,该台风的垂直运动分布与台风的发展及所处的位置有密切的关系。      

Nocturnal offshore precipitation near the Mediterranean coast of the Iberian Peninsula

While nocturnal offshore precipitation, which produces rain cells and bands, has been studied in tropical areas, few studies have analyzed the occurrence of this phenomenon at higher latitudes. Using radar reflectivity, nocturnal rainfall in the western Mediterranean area has been detected near the coast of the Iberian Peninsula and North Africa. More than 50 events have been recorded since 2009. MM5 mesoscale simulations of some of the recorded events allow us to establish that the most likely causes for these precipitation events are: (1) the interaction between cold air masses conducted by drainage and katabatic winds, and (2) a wetter and warmer synoptic wind. Two different episodes are presented: one in the northeastern Iberian Peninsula, caused by stratiform clouds, which occurred at the mouths of three rivers; the other case, produced by convective clouds, occurred at the southern Iberian Peninsula and was caused by the drainage winds flowing down from some mountain ranges located close to the coast.     

2014年冬季阿图什2次灾害性大风对比分析

2014年11月下旬和12月上旬,南疆西部的克州地区出现了两次灾害性大风天气,12月8日克州阿图什的大风突破建站以来的历史极值。本文利用常规观测资料和NCEP 1°×1°的6小时再分析资料,对这两次大风天气成因进行了对比分析。结果表明：秋末冬初南北支高空急流震荡汇合时,汇合处易出现西北大风;高空斜压槽和强锋区、地面强冷高压及南疆西部热低压是发生此类大风天气的影响系统;高空中期环流形势、冷空气强度、动量下传决定了大风的类型与强度;温度平流、垂直运动的强度及配置与大风强度关系密切。     

大连地区阵风系数特征分析

利用2015年5月至2020年4月辽宁省大连地区9个国家气象站、2017年165个区域气象站逐10 min测风资料, 从风向、风级、月际变化、日变化、空间分布和天气影响系统等对大连地区最大、平均、最小阵风系数进行统计分析。结果表明: 1—12月平均阵风系数的变化范围为1.66~1.77, 秋末冬初平均阵风系数偏大, 春夏季节偏小; 与冷空气相对应风向的平均阵风系数大于与暖空气相对应的风向; 随着风级的增大, 最大、最小阵风系数向平均阵风系数收敛; 不同风级下阵风系数的频率分布均呈单峰型分布, 风级越大, 分布范围越窄。除西南风外, 其他风向的阵风系数均表现出白天大、夜间小的特点。大连地区阵风系数具有明显的地域特点, 东南和西北部沿海区域的阵风系数比内陆和西南沿海偏小, 风向基本不影响阵风系数的空间分布。大连的大风过程多受海上气旋和高压前部双系统共同影响, 气旋、台风以及雷暴大风的平均阵风系数大于同风级的平均值。     

十一运会沿海赛地大风预报技术研究

选取了十一届全运会比赛地烟台、威海、日照3站1971—2008年逐日10min平均最大风速,统计分析了比赛期间(9—11月)大风气候特征。结果表明:秋季大风随着年代的变化,大风日数逐渐减少,共同点是9—11月大风日数逐渐增多;不同区域大风发生几率差异较大,位于北部沿海的威海、烟台出现大风的几率明显大于南部沿海的日照,尤其以威海几率最大。利用2001—2008年的天气图资料,对产生大风的天气系统进行了普查,结果表明,9—11月造成烟台、威海、日照大风的主要有低槽冷锋、气旋、热带气旋等天气系统以及东高西低和南高北低两种形势场。利用NCEP再分析资料,对产生大风的各类天气系统天气形势进行了合成分析,并给出各类天气系统产生大风时平均形势场。