渤海强对流天气监测及概念模型初建

利用micaps系统个例库、秦皇岛雷达、天津雷达、FY-2E红外云图、海岛站、GPS闪电定位仪、探空及中尺度物理量场等资料,采用同步资料叠加分析方法,对2007-2011年4-10月出现渤海西岸区至海区强对流天气的25个例进行综合分析和对应关系的研究.初步得出:(1)强对流发生时三类天气尺度背景场条件下的高空与低层急流配置及K指数和SI指数对应值,渤海边界层辐合线与强对流天气落区对应关系;(2)同步卫星云图中尺度MCC象元动态特征及TBB值;(3)海区中β尺度单体及多单体风暴雷达反射率因子、回波顶高特征及阈值,回波顶高与雷电分布对应关系;(4)初步建立渤海强对流天气概念模型,归纳海区强对流预警指标.在2012年5-6月业务试验中效益显著,为渤海海洋强对流天气监测、精细化预报方法研究提供参考依据.     

河北省一次强对流天气机理分析

利用常规天气资料、气象自动站加密观测资料及乡镇加密雨量站资料、其它物理量资料及卫星云图资料等,对2009-06-08河北省的强降水及强对流天气进行了分析。研究表明,蒙古低涡携带强的正涡度平流和冷空气,为强对流天气提供了良好的动力条件;南风与偏东风急流为大暴雨提供了良好的水汽,同时,低涡底部的西北风急流与2支暖风急流汇合,为暴雨、冰雹、大风等强对流的形成提供了条件。暴雨落区处于低层次大值能量场的顶部,能量场剖面具有鞍形场结构,高层、低层具有大值能量,中层为中性结构,为深对流的发展提供了初始热力条件。自动气象站加密风场资料分析表明,长时间的中小尺度风场辐合增强了地面空气的辐合抬升,同时也是造成此次局地大暴雨的中尺度系统和触发条件。     

渤海海冰卫星遥感监测业务系统

本文介绍了我们在微机图象处理系统上开发的海冰卫星遥感监测业务系统以及海冰多数提取的方法。核系统的功能包括卫星数字信号的实时采集、预处理、图象处理、定量数值处理以及形成多种形式的海冰遥感产品。三年来系统运行正常,获得了系统的海冰遥感资料,在海冰业务预报和数值预报试验中发挥了作用。     

渤海风暴潮监测预报与应急防范

本文在简要介绍渤海海洋石油产业生存、生产环境的同时，重点阐述了渤海石油公司港口码头近十多年来的风暴灾害，其中突出了8509号、9216号、9711号热带气旋期间的台风暴潮灾情和有关损失。文中的“渤海石油公司防潮应急办法”是保障企业生产和人员生命财产安全的必要措施。9711号热带气旋（强台风）防潮实例，是渤海石油风暴潮监测预报及应急防范系统成功实施的最好例证。     

对渤海油气田危险冰情的监测与预警研究

一、前言渤海是一个半封闭的内海,蕴藏着丰富的油气资源,已获石油储量约１１５亿吨,其中探明石油储量约５１５亿吨,已获天然气储量约７４７亿ｍ３,其中探明天然气储量约３９３亿ｍ３。从１９６７年试采至１９９７年,已开发了８个油气田,目前有５个油气田正在生...     

一次冷涡背景下次天气尺度系统对强对流环境场的影响

在同一东北冷涡背景下,2016年6月12—13日山西境内连续2 d出现强对流天气,12日为分散性对流而13日为大范围强对流。基于多源资料通过对比探讨次天气尺度系统及其演变对风暴环境进而对风暴结构的影响,得出以下结论：（1）两日风暴强度和风暴结构差异显著。6月12日对流孤立分散且回波强度小于55 dBZ,而13日准线性风暴发展成尺度较大的弓形回波引发大范围强对流天气,回波强度达60 dBZ。（2）此次过程的关键影响系统为冷涡背景下的次天气尺度低涡。12日次天气尺度低压扰动开始出现,距离远而未影响山西;13日低压扰动东移发展为次天气尺度切断低涡,低涡相关的地面冷锋及850 hPa切变线触发山西上游对流。（3）12日低层水汽含量低,0~3 km垂直风切变弱,13日低涡前偏南水汽输送使低层显著增湿,叠加中层干冷空气形成不稳定层结,受低涡影响0~3 km风垂直切变增强至5.0×10^-3 s^-1,冷锋触发的对流风暴在上述环境下强烈发展并产生阵风锋,阵风锋组织风暴形成飑线,冷池与0~3 km风切变相互作用使飑线维持。（4）13日有利于飑线发展的环境要素与东北冷涡西侧的次天气尺度切断低涡系统密切相关,次天气尺度低涡是飑线形成发展的关键系统。     

一次渤海“切变线”诱发强对流天气监测及可预报性探讨

利用micaps3.2系统强对流实况监测、渤海6部天气雷达、海洋WRF模式等同步资料,对2015年8月31日渤海一次典型"暖式切变线"引发强对流天气过程进行综合分析及可预报性探讨。结果表明:天气尺度系统的有效配置为不同时段的中尺度对流系统发展提供了环流背景条件。08—20时渤海湾一线925—850 h Pa切变线东移增强,08时临近探空K指数35℃、SI指数-1.81℃及CAPE为166 J/kg,垂直风切变16 m/s,导致天津一线的强对流天气发生。20—02时低层925 h Pa"暖式切变线"北抬,20时K指数32℃,SI指数为1.36℃,CAPE达383 J/kg,垂直风切变为19 m/s,对流性不稳定能量增强,在渤海中部的切变线附近诱发多个中γ、β尺度强对流风暴单体,在雷达回波"列车效应"下,造成了秦皇岛近海新一轮强对流天气过程。WRF模式数值模拟与实况对比:对流有效位能(CAPE)08时初始场运行结果误差大于14时;逐小时强对流回波带演变与925 h Pa切变线和CAPE高值区较一致;强垂直运动和边界层水汽辐合触发CAPE的释放;在辽东湾北部Δθse(850—500 h Pa)较弱干冷切入与对流系统的发生、落区有一定对应关系;雷达监测网与WRF物理量叠加是提升海区强对流预警方法的有效途径之一。     

渤海秋末初冬一次强寒潮天气过程分析

本文利用天气学和动力诊断相结合的方法,对渤海秋末初冬一次强寒潮天气过程进行了分析。提出了渤海冷空气大风发生和维持的主要机制。     

自动临近预报技术在一次大范围强对流天气中的应用

对流性暴雨、雷雨大风、飑线和冰雹等强对流天气,具有突发性强、局地性强、破坏性大等特点,对这类天气的临近预报和预警是防灾减灾工作的重点和难点。这类天气中大量存在的是非线性问题,但由于非线性计算复杂性等原因,在实际应用中线性外推还是被经常使用[7]。本文利用发生在2005年6月30日,青岛历史上罕见的的一次强对流天气的多普勒雷达资料,对线性外推的结果进行了分析,以期对这类天气有更深的了解。分析认为,TITAN算法和CTREC算法通过对强度资料的应用,其结果有很好的参考价值。在较短的时间内,线性假设的误差较小,无论对雷暴发展的趋势还是雷暴天气的落区,都有较好的指导意义,其中对区域移动方向的预报,效果好于其它要素。而对于较长时段的预报,特别是超过1小时的预报,则误差明显增大。     

沿海实时监测系统与预报系统的需求和技术进展

海洋水文(如海流、潮流、潮汐、水位、海浪等)信息和海上天气信息在沿海存在广泛需求,拥有大量用户。例如,海上航运业需要有关水位、海流、海浪、风和海雾等信息,以保证航行安全,提高航运效率;为了有效地清除海面油膜和其他污染物,需开展海面油膜及污染物运动预报,并获得污染海域海流和海浪数据;因为幼鱼     

渤海海峡海岛站与沿岸站大风对比分析

统计了渤海海峡5个海岛站和3个沿岸站1年的大风资料,在每月大风日数、风速、年际和月际变化特征、主导风向等方面进行了对比分析,得出渤海海峡大风如下结论:大风的风力以6～7级为主,南部比北部更易出现大风,且风速也较大;出现大风的最高概率为57.5%,即平均不到2天就出现一次;海岛站与沿岸站大风风力极值相差最大为20.8 m/s;极大风风速43.2 m/s,创历史最高纪录;风速的月变化规律基本一致,呈现两峰两谷形势;大风年主导风向为NW-NNE,风速以偏北大风和偏南大风较大,而偏西风和偏东风较小;具有典型的季风性气候特征,冬季以偏北大风为主,夏季以偏南大风为主,春、秋季偏北大风和偏南大风交替出现;综合应用海岛站和沿岸站大风记录,能更加准确反映渤海海峡大风的气候特征。     

2020年5月山东强对流天气特点及成因

2020年5月山东共出现13次强对流天气过程,其中8次出现冰雹,共15市（93.8%）81站（65.9%）出现降雹,单站最大降雹次数为4次。10次出现10级以上雷暴大风,5次出现短时强降水,强对流次数之多、范围之广、强度之大、灾害之重为近10年少见。其中,“5 ·17”强对流天气过程最为剧烈,其冰雹范围之广非常罕见,最大冰雹直径为4.5 cm,最大风速达36.6 m ·s^-1（12级）,最大雨强达56.9 mm ·h^-1。利用欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF）第五代大气再分析数据集（ECMWF Reanalysis v5,ERA5）和加密自动气象观测站、多普勒天气雷达、闪电定位等资料,对2020年5月山东强对流天气特点及强对流多发的原因进行分析,并以“5 ·17”强对流天气过程为例,对雷达回波特征和风暴内的垂直运动进行剖析。结果表明：（1）副热带高压强度偏强,一方面有利于其外围的西南暖湿气流到达山东,另一方面阻挡西风带系统,导致前倾槽强度偏强,长时间维持在山东上空;500 hPa异常偏强的暖高压脊前西北气流携带的冷空气叠加在850 hPa偏强的暖温度脊上空,造成山东上空长时间为位势不稳定大气层结。（2）在上述有利的天气背景下,山东上空水汽充沛,对流有效位能偏大,冀鲁豫3省交界处气旋式辐合偏强,鲁中地区稳定存在一条辐合线,容易触发产生强对流天气,造成山东5月强对流天气频发。（3）对流风暴高度组织化、区域性的超级单体群以及一条长度超过500 km的强飑线是造成“5 ·17”强对流的直接原因,对流风暴内部的上升速度高达28 m ·s^-1。     

一次由线状风暴和阵风锋引发的致灾大风成因

2018年6月13日,多条线状风暴和阵风锋造成山东多地出现致灾大风,基于常规、加密气象观测资料、卫星云图和多普勒天气雷达资料,对此次大风成因进行了分析。结果表明:(1)冷涡后部横槽转竖引导冷空气叠加在低层暖脊之上,850 hPa与500 hPa 温差高达34.7 ℃,同时925~600 hPa 的干层与地面至925 hPa的近饱和层相叠置,上下层大气之间温、湿差异显著,形成强热力不稳定,持续并增强的低层逆温层使不稳定能量得到积累,显著干层和低层强温度垂直递减率为夹卷和蒸发冷却过程提供了有利条件。(2)线状风暴各生命期强阵风是由内嵌其中的普通单体或超级单体下击暴流所引发。单体间下沉气流合并使地面大风的影响范围和强度有所增大。强阵风均伴随较强降雨和降雹,雨滴和冰雹的拖曳是产生下击暴流的重要原因,极大风速与5 min降水量具有正向相关性,青岛34.8 m ·s-1的极端大风出现时5 min降水量达19 mm。(3)山东东南部的初生对流在地面辐合线、海风锋、对流云街上被接连触发,遇阵风锋后生命史延长,得以并入到主风暴,使风暴发展壮大,而风暴中的下沉气流又驱动多股阵风锋加速向南推进,增强地面风速,阵风锋与风暴主体之间存在相互促进机制。在对流潜势较高的条件下,需关注边界层辐合线对对流的触发作用。     

环渤海区域强风的特征及变化分析

利用2000—2012年环渤海区域57个台站大风资料,首先在确定区域强风天气标准的基础上,利用天气学分型方法分析了环渤海区域强风的特征等。结果表明:环渤海区域强风主要集中在冬半年,其中3—4月为多发月份。强风一般持续半天到两天。强风最大风速多为北风,主要集中在渤海西部天津到河北南部和渤海海峡到成山头一线两个区域。影响环渤海区域强风的天气类型主要有低槽冷锋、温带气旋、东高西低和台风4类,其中以低槽冷锋最为常见,温带气旋类次之。北路低槽冷锋和黄河气旋在强风过程发生初期往往高(低)压天气系统强度较弱,但造成的强风天气不可忽视。最后对低槽冷锋类区域强风的天气图预报指标进行了分析。     

渤海海峡大风的气候特征分析

统计了烟台、大连沿海共6个台站3Ia的历史资料,分析了各站大风日数、年际和月际变化特征、主导风向、风力等特点,得出渤海海峡大风的如下结论:1、海岛站能较好的代表渤海海峡大风的情况;2、大风日数存在逐年减少的变化趋势,但也存在着突变的特点:3、具有典型的季风性气候特征,冬季以偏北大风为主,春秋季开始出现偏南大风,月际变化呈现两峰-谷的形势;4、大连沿海以北大风为主,烟台沿海春秋季南大风次数明显增多;5、大风的风力以6～7级为主;8级以上的强风只占总次数的6.7%;6、以偏北风和偏南风较大,而偏东风和偏西风较小;7、极大风速一般比最大风速大1～2个等级;8、时常出现持续时间较长的连续大风.     

Numerical simulation of a mesoscale convective system over the east coast of South Africa

Weather stations over northern KwaZulu-Natal, South Africa, recorded over 100 mm of rainfall during the night of 11–12 February 2005. This heavy rainfall was associated with a mesoscale convective system (MCS) that was initiated from small convective storms beginning early in the afternoon on 11 February 2005. An analysis of Medium Range Forecast (MRF) model output suggests that a combination of synoptic features contributed to the evolution of the system. It is likely that the high-lying topography of the eastern escarpment and high diurnal surface heating provided the trigger for the event. Although MCSs are not uncommon in this region, very little work has been done on South African cases.
The MCS is investigated with a non-hydrostatic numerical model (mesoscale model version 3; MM5) to help determine which processes were important in its initiation and development, as well as what factors contributed to the associated heavy rainfall. The model results suggest that the eastern escarpment played a key role in triggering the convective event, as well as influencing the low-level winds that advected moisture into the region. It was also apparent that the Agulhas Current played an important role in supplying moisture to fuel the extreme rainfall. The development of the MCS and the heavy nocturnal rainfall was due to a combination of the continuous moisture supply into the region, a conditionally unstable atmosphere, and uplift due to low-level convergence and the local topography.     

渤海海峡大风日数的变化趋势分析

统计了烟台、大连沿海共6站31年的大风资料,显示渤海海峡各站年平均大风日数为73.3d,线性趋势分析发现大风日数存在逐年减少的变化趋势,但也存在着突变的特点。最大熵谱分析结果发现有15、5～6年、2～3年3个主要周期。从小波系数分布图上可以看出,序列变化表现为15年以上的大尺度变化,尺度为3～5年的变化也很明显。同时,通过小波分析证实了大风日数存在突变的特点。分析离散小波变换结果,可以发现序列存在长期减少的变化趋势。     

FY-4A白天对流风暴和闪电产品在华北强雷暴天气分析中的应用

我国第二代静止气象卫星FY-4A观测能力较之前有明显提升,在天气特别是对流性天气监测和预测中具有较强的应用潜力。利用FY-4A气象卫星多通道扫描辐射成像仪(Advanced Geosynchronous Radiation Imager,AGRI)和闪电成像仪(Lightning Mapping Imager,LMI)数据开展研究,分析了反演产品在强雷暴天气中的应用。研究表明,扫描辐射成像仪多通道组合白天对流风暴红-绿-蓝(red-green-blue,RGB)合成产品可以突出具有强上升气流的对流性雷暴云,较单通道及多通道可见光合成产品具有监测优势;闪电成像仪产品较地面闪电探测闪电产品能够探测到更多的闪电,对新生对流和较弱对流产生的闪电监测具有优势;在华北和黄淮一次强雷暴天气过程中,白天对流风暴RGB合成产品能够监测云系发展的过程,卫星监测闪电活动频数和冰雹活动一致性较好。     

卫星遥感海冰监测系统在渤海海冰监测中的应用

海冰是渤海冬季常见的一种海洋灾害,对渤海海冰的监测是海洋防灾减灾的重要一环.本文初步分析了卫星遥感监测渤海海冰的能力,介绍了一种结合多遥感卫星数据源的海冰监测系统的搭建方法,该系统实现了从数据输入、预处理直至海冰信息提取、成果输出全过程的处理功能.最后介绍了该系统建成后在2010-2011年冬季渤海海冰监测中的应用情况...