日照一次EF2级龙卷的环境场及雷达特征

利用常规观测资料、区域自动气象观测站加密观测资料、多普勒雷达资料和NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料,对2019年8月16日发生在日照一次龙卷天气过程的天气形势、环境物理量和涡旋特征进行了分析。结果表明:地面β中尺度辐合线和高空冷涡是此次龙卷发生的主要影响系统,较湿的近地面层、较低的抬升凝结高度为龙卷的发生提供了有利的环境条件。地面辐合线上的γ中尺度涡旋在显著深厚湿对流潜势下触发了对流,较大的对流有效位能(convective available potential energy,CAPE)和较强的0~3 km垂直风切变有利于初生对流的发展、合并,形成超级单体风暴。龙卷发生时,超级单体风暴低层右前侧出现钩状回波、入流缺口。较强的风暴单体、深厚持久的中气旋、中气旋强中心和底部迅速下降并重合、气旋性涡旋加强、最大风切变跃增、多个时次体扫出现龙卷涡旋特征(tornadic vortex signature,TVS)是地面龙卷发生的主要特征。对龙卷风暴单体移动起主导作用的因子在不同时段有所不同,前期主要受平流的影响;风暴单体合并的过程中,风暴移动受传播和平流的共同影响;风暴单体完全合并后,引导气流对风暴的移动又起主要作用。     

1814号台风“摩羯”引发鲁北平原一次罕见龙卷特征

利用常规观测、探空、区域气象观测站、ERA5、多普勒雷达等资料对 2018 年 8 月 14 日台风 “摩羯”在鲁北平原引发的1 个 EF2 级龙卷的环境背景和雷达回波进行分析。结果表明：(1)龙卷发生时台风“摩羯”已减弱为温带气旋并停止编号。(2)低层辐合、高层辐散,上下重叠度较好的急流轴,低空强的垂直风切变和风暴相对螺旋度等,构成龙卷风暴发生的有利环境条件。(3)龙卷母风暴属于小型超级单体风暴,低层反射率因子具有钩状回波形态;在速度剖面上具有龙卷涡旋轴线和小尺度风场辐合特征,对应谱宽剖面上有谱宽大值区。(4)降低雷达系统中气旋探测算法和龙卷涡旋探测算法部分适配参数阈值后,系统提前60 min 给出中气旋特征,提前7 min 给出龙卷涡旋特征(tornado vortex signature,TVS);中气旋顶高、最大切变高度快速上升和下降的过程对应小尺度涡旋的增强和触地,最大切变值骤降对应龙卷快速释放能量。     

一次强对流天气过程中的两次回波合并分析

在对流性天气过程中,回波的合并往往容易引发强对流的产生和发展。本文针对2004年7月6日发生在浙江中北部到舟山沿海一带的一次强对流天气过程,利用舟山新一代天气雷达资料,对此次天气过程中出现的两次回波合并过程进行分析。结果表明：此次天气过程中出现的两次强对流天气都与回波的合并有密切的关系;最强烈的天气最有可能出现在回波即将合并到完全合并之间。     

宁波机场附近一次孤立强雷暴大风事件分析

利用区域自动气象站资料、天气雷达资料、宁波机场AWOS(automated weather observation system)资料和NCEP再分析资料等对2017年7月22日发生在宁波机场附近的一次孤立强雷暴大风环境条件和雷达回波特征进行分析。结果表明：1)雷暴大风发生在较强的对流有效位能、弱的垂直风切变和上层干燥近地面暖湿的大气层结配置下,海风锋是主要触发系统。2)雷暴大风发生时,地面出现明显冷池和中尺度雷暴高压。3)强反射率因子顶部高度快速下降,中层径向辐合达到18 m·s-1,低层速度辐散超过25 m·s-1等指标,对雷暴大风预警具有较好的指示意义。     

11月初北黄海一次海龙卷风暴的中尺度特征分析

利用多普勒天气雷达资料及反演风场和常规观测资料,对2014年11月2日发生在北黄海（山东半岛北部海上）一次罕见海龙卷风暴的中尺度特征进行了分析。结果表明：冷空气、暖湿海面热力边界、山东半岛北部近海岸西北风与偏西风的辐合线是海龙卷风暴发生的天气背景。海龙卷风暴发生时雷达回波PPI最大分贝反射率因子为60 dBZ,高度为2.0 km,最高风暴顶为4.5 km,最大垂直累积液态水含量VIL为21 kg·m-2。利用雷达反演风场进行中尺度特征分析,结果表明：在海龙卷风暴发生发展过程中,低层风辐合对应4.0 km高度上是风辐散,海上有较强的偏南暖湿气流输送到雷暴区。中尺度动力特征：最大正涡度和散度辐合在1.0 km以下,低层正涡度和散度辐合、高层散度辐散是雷暴发生初期动力特征;低层没有正涡度和散度辐合、高层为正涡度和散度辐合是雷暴开始发展的动力特征;低层和高层为大的正涡度和散度辐合是雷暴成熟阶段的动力特征。高空冷空气叠加上低空强的偏南气流,造成局地涡度加大和低层辐合加强,使低层暖湿气流倾斜上升。海龙卷与辐合区的冷空气和暖湿气流有关。     

青岛一次局地大暴雨的中尺度环流特征分析

利用多普勒雷达、地面自动站、垂直风廓线及GPS 水汽分布等多种新型探测资料,对2008 年8 月14 日下午,奥帆赛期间发生在青岛地区的局地大暴雨天气的影响系统和中尺度强降雨形成的动力机理进行了综合分析,并通过0.5 km WRF模式的数值模拟给出了有地形阻挡情况下海风环流模型.研究结果表明:副高减弱东撤和弱冷空气南下在中低空形成闭合低涡是造成这次过程的主要天气尺度影响系统.海风中尺度辐合带上有风向切变辐合、大暴雨中心有明显的雷暴高压等中尺度天气系统.海风锋区辐合扰动向上传播,引发边界层扰动,是青岛局地大暴雨形成的主要抬升因素,而来自东南海洋上的暖湿平流为大暴雨的产生提供了充沛的水汽和能量.海风锋区辐合带上触发的强对流是大暴雨形成的直接原因;来自于海上的低空急流带来的大量水汽对强降雨的发生具有重要作用.海风在深入陆地后所发生的辐合和上升运动,对造成海风所触发的局地大暴雨有着极其重要的作用.     

一次黄海爆发性气旋的观测分析和数值模拟研究

本文利用再分析资料和WRFV3.9模式（Weather Research and Forecasting Model）对2020年7月22－24日发生在黄海海域的一次爆发性气旋进行了研究,并对其演变过程和发展机制进行了详细分析。该气旋22日12UTC在山东南部生成,入海后开始爆发性发展,最大加深率达到1.2 Bergeron,23日在黄海中部气压降至最低990 hPa左右,24日在韩国登陆。高空强辐散、低层的暖舌结构、水汽输送和下垫面热通量的变化增强了大气斜压性,使其迅速发展。使用WRF模式对气旋进行模拟,涡度的诊断分析表明,大气低层强斜压性主要通过涡度方程的散度项对气旋的发展起作用,对流项在涡度发展旺盛的时刻也有一定影响。海温的敏感性试验表明,海温变化对气旋移动路径和中心气压影响明显。     

东海北部一个夏季气旋型涡旋的初步分析

近十年来,随着海洋探测技术的发展,在世界各大洋里都发现了中尺度涡旋,这是物理海洋学上的重大进展之一。目前所发现的中尺度涡旋,不管是在大洋里,还是在极地区,一般均处于千米以上的深水区。但在陆架浅海区，海底摩擦要消耗大量的能量,是否也会出现这类涡旋,这是一个令人感兴趣的问题。 根据现有文献和我们对近几年东海水文调查资料的初步分析得知,在我国陆架区至少有两个气旋型涡旋,一个在台湾东北的彭佳屿附近海域,另一个在济州岛西南海域。对前者,管秉贤(1978)和M.Uda(1974)等均从冷水团的角度进行过研究,特别是日本学者在此海域进行了多次调査。至于后者,井上尚文(1975)曾根据1969年11月投放的“人工水母”(即底层流示踪器)的资料分析指出:“在黄海暖流和黄海沿岸流两股底层流的中间区域,有黄海冷水伸入。在秋、冬期间,南北流向呈反时针方向旋转。从而可以认为,以调查海区的中部(济州岛南面)海底为中心,有一个范围相当大的环流存在。”由此人们自然会提出这样一个问题:在春、夏两季,这一反时针方向的水平环流是否继续存在。尤其在夏季,自南北上进入黄海和东海的黑潮及其分支(对马暖流和黄海暖流)与黄海、东海沿岸流系交错汇合,盘踞在下层的冷水又极度发展,使得环流结构和水文状况较冬季复杂得多,这时的情况又将变得怎样?本文主要根据1972年7-8月常规水文观测资料,同时参照近几年的水文资料,对此问题作一初步探讨。 本文研究的重点海区的范围是30°30′-33°00′N,124°00′-127°E,如图1阴影部分所示。为了便于资料的分析,在绘制温、盐度等平面分布图时,将其范扩大到28°-34°N之间的大部分海域。 本文引用的资料主要来源于国家海洋局标准断面调查资料,东海渔业资源调査资料，日本气象厅海洋气象观测资料和南朝鲜水产振兴院海洋观测资料。     

非绝热加热对热带气旋径向非均匀结构的影响

利用平面极坐标系下无摩擦有外源(非绝热加热)的正压无辐散方程,将热带气旋的物理量分解成环境场和扰动,进而求出了热带气旋扰动的行波解,并分析了风场(切向、径向)和重力位势扰动场的径向非均匀松紧结构.表明:这种松紧结构与热带气旋所在纬度的科氏参数(f)、热带气旋的强度(Ω)、热带气旋扰动的圆频率(ω)、热带气旋扰动在θ方向的角波数(m)有关,且不同要素的松紧结构不尽相同;同时还受非绝热加热(Q₁)的影响,这种影响主要表现在使风场(切向、径向)呈内紧外松的非均匀分布.     

黄河三角洲堤前泥沙起动现场观测研究

使用波潮仪、流速计以及浊度计现场测量记录海堤前的波高、潮高、流速和浊度值,与室内测定的浊度和水中悬浮颗粒物含量对应值比较,分析计算浊度与现场测量波高、潮高、流速水动力因素间的相关性,得出堤前泥沙起动的决定性水动力因素。在悬移质运移为主情况下,由于海堤的阻挡,波浪破碎产生的旋涡和紊动是泥沙起动的主要动力因素,泥沙起动量与波高值呈现较高相关性;海堤前复杂水动力条件中,波浪破碎前的流速值与悬移质泥沙起动量相关系数较小,启动流速的主要组成部分是破波产生的旋涡和紊动的流速。     

现代黄河三角洲地区地面沉降的机理分析

利用前人在现代黄河三角洲地区进行的大量的野外调查和研究结果,对黄河三角洲地面沉降与第四系沉积体系、构造之间的对应关系进行了研究。研究结果表明现代黄河三角洲地区地面沉降除了因人类活动导致地面缓慢沉降外,新构造运动、第四系沉积相的分布也与三角洲沉降存在很好的相关性。研究区沉降区域的分布与主要断裂带相对应,软土的分布基本上控制了主沉降区的边界。研究结果可为以后三角洲的开发利用和管理以及其他三角洲地面沉降或地质灾害的监测提供必要的基础资料。     

黄河三角洲区域的波流相互作用数值分析

将三维水动力-生态模式COHERENS与第三代波浪模式SWAN结合起来,采用该耦合模式数值计算了黄河三角洲的波浪特征波高与特征周期情况,从而探讨水流和波动水位对波浪特征波高和特征周期计算结果的影响。总的说来特征波高、特征周期、流速的计算结果与观测值吻合得较好,说明了COHERENS模式和SWAN模式相结合而成的波流耦合模式能够较好地计算黄河三角洲地区的流场与浪场情况。研究这些动力因素的机制和时空变化规律,对于研究海岸、河口的泥沙运动,海岸侵蚀的机理,合理开发利用自然资源,防止海洋灾害具有十分重大的意义。     

黄河三角洲地区地下水分析

在全面收集有关黄河三角洲地区水资源方面文献资料的基础上，从含水层、地下水水质、地下水循环和地下水年内动态变化4个方面，详细论述了黄河三角洲地区地下水的基本特征，并将黄河三角洲地区地下水含水层划分为3个大的水文单元，提出了地下水以河道为分水岭呈扇形向海排泄的特征。     

黄河三角洲退化湿地微生物特性的研究

本研究通过DAPI染色法、FDA染色法和稀释平板法对黄河三角洲退化湿地微生物特性进行研究,在分析土壤盐度和植物根际效应对微生物特性影响的基础上,探讨了微生物群落的垂直分布特征,并对可培养耐盐微生物进行了初步分离。结果表明,土壤盐度与微生物数量、活性及多样性呈显著负相关性(P<0.01)。耐盐细菌在耐盐微生物中占绝对优势,放线菌次之,真菌最少;微生物群落具有明显的垂直分布特征,数量、活性和多样性均随土层深度的增加而下降。五种植物(碱蓬、柽柳、芦苇、白茅、茵陈蒿)根际微生物群落的数量、活性及多样性明显高于非根际微生物群落;与柽柳、芦苇、白茅、茵陈蒿相比,碱蓬的根际效应最强。这些结果可为进一步开发利用滨海湿地微生物资源,形成修复退化湿地盐碱化土壤的植物-微生物耦合系统提供必要的理论依据。     

黄河三角洲陆海划界方案研究

河口区域划界是进行河口区域开发管理的重要基础性工作,全面了解和深入研究我国重要河口区域的自然地理情况及管理现状,科学合理的确定河口区陆海分界线已成为当务之急.通过对黄河三角洲的调查研究以及资料收集和处理分析,遵守河口划界的原则,并根据相关的法律和条例,参照国外的河口管理经验以及我国其他河口的划界建议,对现代黄河三角洲陆海划界提出了几种初步建议,并分析了这几种划界方法的优势和不足,推荐使用平均低潮线或黄河口三角洲自然保护区的沿岸界线作为入海口区的陆海界线,海堤作为其他区域陆海界线.     

黄河三角洲湿地生物多样性及其保护

黄河三角洲湿地是典型的滨海河口湿地,重要的鸟类栖息地、繁殖地和中转站,具有典型的原生性、脆弱性,稀有性等特征,其生物资源丰富,有各种野生动物1 543种,种子植物393种,鸟类283种,其中属国家一级重点保护鸟类有9种,属国家二级重点保护鸟类有41种.该湿地的研究和保护,可以为生物多样性保护,特别是鸟类保护提供巨大支持.黄河三角洲自然保护区的建设为湿地及其生物多样性的保护和可持续利用创造了良好的条件和平台.近年来的调查发现,三角洲区域油田开发对湿地的影响正在逐步减少,自然保护区管理局先后实施的一系列工程,使生态环境得到明显改善,区内鸟类种类和数量明显增加,黄河三角洲在湿地生物多样性保护中的地位和作用也在进一步加强.     

黄河三角洲北部岸滩的侵蚀演变

为研究黄河三角洲海底冲刷演变规律,2004年6月和9月,在黄河三角洲北部、飞雁滩以东岸段进行了2次共21条水深剖面测线的调查工作。通过1985年、1999年两期历史水深资料与本次实测水深资料的对比研究发现:自1985年以来,研究区一直处于冲蚀状态,1999年以后局部区域出现微弱淤积,侵蚀中心逐渐向东南、向岸迁移。测区总体演变趋势以侵蚀为主,强度逐渐减弱,并向冲淤平衡缓慢过渡。     

黄河三角洲湿地高光谱遥感研究进展

黄河三角洲湿地是我国暖温带最广阔、最完整、最年轻的滨海湿地,是黄河流域生态保护和高质量发展的重要组成部分,具有重要的生态保护和科学研究价值。物种多样、生境复杂、变化剧烈是黄河三角洲湿地的重要特点,高光谱遥感是黄河三角洲湿地生态监测的重要技术手段。本文首先阐述了高光谱遥感在河口湿地开展植被、土壤和水质等基本要素监测方面的优势,之后重点综述了其在黄河三角洲滨海湿地开展植被遥感监测、土壤参数反演和水质参数反演的研究进展,最后基于黄河三角洲湿地生态监测现状,提出了高光谱遥感的未来需求和发展展望。     

风暴期间黄河水下三角洲波浪变形

为确定适用黄河三角洲的波动理论，对黄河三角洲风暴期间及前后波浪连续观测资料进行了处理，将其投在komar波浪理论分区图中后，分析了风暴期间黄河水下三角洲波浪的波形特征，发现站位所在地适合的波浪理论主要为艾里波和斯托克斯波，风暴期间波浪变形，还存在少量超过极限波陡线的波浪，通过比较常见的极限波陡线，看出Miche曲线比较适合该研究区。