驻马店市两次强对流天气的多普勒雷达产品特征的对比分析

针对近年来河南省驻马店市出现的强对流天气,用多普勒天气雷达产品如反射率因子、径向速度、垂直液态含水量、风暴跟踪信息等进行普查分析,重点对两次不同性质的强对流天气的雷达产品进行详细研究.发现强对流天气的雷达回波强度在40 dBz以上,强度为40~50 dBz的回波移速为25~35 km/h时,一般出现强降水,无雷暴和大风;回波移速为35~45 km/h时开始伴有雷暴和大风的出现;当回波移速达到45~60 km/h时,强雷暴和大风的出现几率上升,而强降水的出现几率急剧下降;当回波移速达到60~69 km/h时,则以雷雨大风为主,强降水出现很少.冰雹时强回波伴有"V"型缺口,回波强度可达55 dBz以上,强回波中心出现在9~12 km高度,回波顶可高达15~18km,强回波下方有强上升气流造成的弱回波区.短历时强降水的雷达回波强度比冰雹、雷暴弱,一般为40~50 dBz,强回波中心高度5~6 km;当回波强度大于50 dBz,强回波中心达到8 km以上时,往往伴有强雷电和大风冰雹出现;回波形态多呈现絮状混合型回波,其中有块状的强回波,对流性的强降水回波则是边缘清晰的块状结构.     

江西省三类强对流天气环境物理量对比分析

利用2001—2010年89个国家级地面观测资料和NCEP 1°×1°再分析资料,分别从水汽条件、动力特征、0℃层和-20℃层的特征高度以及大气不稳定条件等方面,对江西省三类典型的强对流天气(冰雹、雷暴大风及短时强降水)的特征进行统计分析,从而给出江西省地区这三类强对流天气过程主要预报物理量的分布特征及阈值区间,为江西省精细化的强对流天气预报提供参考指标。结果表明:1三者对比,强降水具有更深厚的"湿"对流特征,冰雹多具有上干下湿的"干"对流特征;2低层辐合、高层辐散条件中,短时强降水高于冰雹和大风,表现为短时强降水低层辐合中位数为-17×10-5s-1,高层辐散中位数为14×10-5s-1,对应冰雹和大风低层辐合都为-14×10-5s-1,高层辐散都为10×10-5s-1;风垂直切变值,冰雹最大,大风次之,强降水最弱,具体表现为500 h Pa到1 000 h Pa风速差中位数冰雹为18 m/s,大风为17 m/s,强降水为11 m/s;3不稳定条件方面,冰雹的对流有效位能、抬升指数以及850 h Pa与500 h Pa温差中位数分别为2 651 J·kg-1;-6℃、26℃,远远强于强降水的735 J·kg-1;-2℃、23℃,大风对应中位数为1 924 J·kg-1;-5℃、25℃,介于冰雹和强降水之间;4特征高度0℃层和-20℃层冰雹最低、大风次之、强降水最高,4 800 m和7 700 m可以作为0℃层和-20℃层冰雹和强降水的分界线。当对应高度大于该值时有利于强降水的出现,小于该值有利于冰雹的出现;5不稳定条件和动力条件具有互补关系,两者中其一出现极有利条件时,在江西省的实际预报业务中,就要考虑强对流天气的发生,当一条件异常偏大(很有利条件),另一条件不是很有利情况下,也有可能出现强对流天气。     

中国天眼“FAST”所在地两次大冰雹天气过程的对比分析

利用常规气象资料、NCEP-FNL分析资料、新一代多普勒雷达和FY-2F卫星TBB资料,对比分析了近5年"中国天眼(FAST)"所在地的贵州省平塘县发生的2次大冰雹天气过程的环境场和物理量特征.结果表明:高空冷槽、低层低涡-切变线及中低空强盛的急流是2次大冰雹过程的共同环流特征;较强的不稳定层结、低层较丰富的水汽、一定的抬升条件是2次冰雹天气的共同物理量特征.但2次大冰雹过程的触发机制有所不同,"04.09"过程由地面辐合线触发对流引起,而"03.04"过程是静止锋冷垫之上触发的高架雷暴. 0℃层和-20℃层出现在适宜的高度有利于雹粒的增长,0℃层和-20℃层的厚度较小但垂直温度梯度较大,更有利于形成大冰雹. SWEAT、CAPE指数对冰雹天气有很好的指示意义,降雹前的指数高值中心与冰雹落区吻合,且指数数值越大,冰雹的直径亦越大.较强的垂直风切变也是这2次大冰雹过程重要的影响因子.     

曲靖市冰雹天气特征分析

利用曲靖市2004～2007年5～8月的降雹及雹情资料以及EC客观场资料和地面实况资料,分析了曲靖市主要降雹区的冰雹时空分布特征和天气特征.结果表明:曲靖市冰雹灾害多是局地性的.6～7月份发生最多,其地理分布是北部多于南部,东部多于西部.造成曲靖市冰雹的天气形势可分为冷空气型,副热带高压外围气流型,热带低压外围气流型和低涡切变型.其中以冷空气型最多,低涡切变型最少.     

筑牢灾害防御堤坝护佑群众生命财产安全

江苏省南通市委宣传部5月1日通报,4月30日18时至22时,南通部分地区出现冰雹和大范围强雷暴大风天气,造成11人死亡. 11条鲜活生命的意外离去,令人不胜唏嘘.自然灾害在展示其无穷破坏力的同时,也再次向我们敲响了加强灾害防御能力建设的警钟. 当晚,南通市出现雷暴大风、冰雹等强对流天气,最大风力达到了 14级.显然,这是极端天气突袭,具有偶然性,但也有必然性.客观上,我国自然灾害多发频发重发的基本国情没有改变,自然灾害防治能力总体还比较薄弱.在今年全国两会期间,全国人大代表邹宁提出,我国沿海地区气候类型复杂多样,气候灾害多发、易变、风险高、危害大,对沿海地区乃至全国经济社会发展是一大威胁,提高沿海地区气候灾害应对能力刻不容缓.人们至今记得,2016年6月23日,与南通比邻的盐城市阜宁、射阳等地出现强对流天气,造成99人死亡846人受伤.既往,极端天气带来的教训足够深刻.     

宜丰和上高县级区域雷暴大风FY2G云图特征分析

利用FY2G卫星云图资料、地面气象要素、重要天气报和WebGIS雷达拼图资料,对2000-2018年宜丰和上高区域20次(日)雷暴大风天气进行统计、对比、分类分析,结果表明:影响宜丰和上高县级区域的雷暴大风,在FY2G卫星云图上具有3类云图特征,即带状结构云系、团状结构云系和块状结构云系。其中,带状结构云系(7次)有3种演变形态:东北～西南走向的短带云系、MCS中尺度对流系统和南北走向的飑线云带;团状结构云系(7次)有3种演变形态:团状不规则云系、MCC中尺度对流复合体、MCS中尺度对流系统;块状结构云系(6次)有3种演变形态:孤立MCS中尺度对流系统、孤立强单体对流云系、孤立小单体对流云系。雷暴大风常伴随短时强降水出现,有时雷暴大风还会伴随冰雹同时出现。     

景德镇市短时强降水的特征与统计分析

为了研究景德镇地区的强降水天气特征,找出强降水的时空分布特征和量级规律,并对2005-2015年景德镇强降水观测资料进行了普查与特征分析。结果表明:1)景德镇市短时强降水天气一般出现在4-9月份,7月最多;大致每年有8~9场,易发生在傍晚至上半夜时段,平均降水强度33.8 mm/h,最强达105.8 mm/h;2)超7成的短时强降水中会有超短时强降水,最强可达30 mm/10 min以上;3)短时强降水大多发生在系统性的暴雨过程中,有的在强雷暴过程中,往往伴有雷雨大风、冰雹等强对流天气;4)雷暴往往超前于强降水,并以西、西南、西北等方向为主;5)强降水过程中伴有气压涌升、风力加大,相对湿度上升,气温下降等明显特征。     

一次罕见的致灾飑线天气雷达回波分析

使用MICAPS资料、江西强天气监测数据、江西WebGIS雷达拼图数据和江西自动站等数据,采用数据统计、形态分析、个例对比等方法,对2019年3月21日江西上饶强飑线过程进行分析。结果表明:1)飑线是在低层暖湿、中层干冷,不稳定的大气层结以及江南暖倒槽发展、地面中尺度辐合线、低层切变线、急流共同作用下产生的,前期属于槽前暖平流强迫类强对流,后期冷锋强迫抬升转为斜压锋生类强对流;2)对流回波带发展成弓状回波结构后,回波强度CR可达60～70 dBz,弓状回波带中段前沿向前突出,移动速度达到110 km/h,带来雷暴大风、冰雹、强雷电和短时强降水等强对流天气;3)对流风暴前端大的回波梯度、快速移动的弓状回波,以及明显的悬垂结构、强的VIL都是容易造成雷暴大风、冰雹和短时强降水的雷达回波典型特征。     

近48年云南6种灾害性天气事件频数的时空变化

利用1961～2008年云南省123站6种灾害性天气事件频数资料,对全省灾害性天气频数的空间分布、演变特征和周期进行分析.结果表明:滇中以西地区暴雨频数增加较明显;大风、雷暴频数全省显著减少;冰雹频数全省小幅减少;雾频数中部地区增加,西南部明显减少;霜频数大部分地区减少.云南暴雨频数有微幅增加的演变趋势;雷暴、大风和冰雹频数呈减少趋势;雾和霜频数在1990年代前少变,1990年代初至今趋于减少.暴雨、大风、冰雹和雷暴频数具有15a左右的周期.     

滇东北2次飑线过程对比分析

利用常规观测资料、地面自动站资料、卫星云图和多普勒天气雷达资料,对比分析了发生在滇东北的2次飑线过程.结果表明:边界层辐合线是强对流产生的触发系统,山脉的抬升作用有利于强对流的产生和发展.2007.6.14飑线发生在冷锋前暖区中,以大风冰雹天气为主.2009.6.19飑线发生在冷锋前沿,前期以大风冰雹天气为主,后期出现强降水.雷达回波上2次飑线都出现弓形回波特征和前沿低层辐合区,但2007.6.14飑线表现为单体弓形回波,直接产生大风冰雹天气.2009.6.19飑线表现为弓形回波复合体,并伴有中气旋出现.飑线右前侧超级单体是产生强对流天气的直接系统.飑线前沿低层辐合区的长时间维持导致大范围强降水出现.     

开封市近30年强对流天气变化及环流形势特征

利用1981—2010年开封地区五个地面观测站观测资料,对强对流天气包括短历时强降雨、雷雨大风、冰雹、龙卷的气候特征进行统计分析.结果表明:强对流天气出现次数由多到少依次为短历时强降雨、雷雨大风、冰雹、龙卷.开封短历时强降雨自西南到东北逐渐增加,一年中主要出现在4—9月,7、8月为短历时强降雨多发期,极值出现在1996年7月26日开封站,雨量为170.7 mm/h.雷雨大风西部多,东部少,一般出现在每年的春季到夏季,6—7月为雷雨大风高发期.冰雹北部多,南部少,除了冬季外,其他季节均会出现,4—7月为冰雹的多发期.开封龙卷的发生为小概率事件,有记录的龙卷风只有2次,分别出现在春季和夏季.     

钦州湾可溶性化学品泄漏预测

【目的】随着海洋经济发展,钦州湾船舶运输量不断上升,化学品泄漏事故风险也不断增加,因此增强对化学品泄漏事故的应急模拟研究具有重要意义。【方法】应用水动力模型及其物质输运模块对钦州湾金鼓江的可溶性化学品泄漏事故进行情景模拟。【结果】水动力模型结果与实测潮位和实测潮流吻合较好。低潮时发生泄漏,化学品向北漂移,48h后影响范围覆盖金鼓江上游全部水域、保税港区沿海及其以南的外海,污染面积为42.884 0km2;高潮时发生泄漏,48h后污染面积几乎为低潮泄漏时的8倍,影响范围向南超过21°33′N,向北几乎到达茅尾海中部,对茅尾海七十二泾处的养殖以及旅游产业等造成很大的影响。【结论】化学品泄漏事故会对海洋水质环境造成很大负面影响,今后将考虑风场的作用,进一步完善广西近海可溶性化学品泄漏模拟工作,为地方经济发展和海洋环境保护提供科技支撑。     

南黄海及长江口邻近海域夏季溶解有机碳的分布特征及其影响因素

【目的】海水中溶解有机碳(DOC)的研究对于碳的生物地球化学循环具有重要意义。通过对南黄海及长江口邻近海域夏季溶解有机碳的分布特征及其影响因素的研究,为进一步丰富我国陆架边缘海碳循环的研究提供数据支持和参考依据。【方法】利用高温燃烧氧化法对2013年夏季南黄海及长江口邻近海域水体中的DOC进行测定,初步分析夏季南黄海DOC的分布特征,并结合水文、化学、生物同步观测参数,探讨影响DOC分布的主要因素。【结果】2013年夏季南黄海及长江口邻近海域DOC的含量为0.24~2.37mg/L,平均值为(1.34±0.42)mg/L。整体而言,调查海区平面分布呈现北部浓度高,向南部逐渐降低,近岸浓度高远岸浓度低的分布趋势。DOC的垂直分布呈现表层高,逐渐向底层减小,在底层又有所增加的趋势。【结论】研究海区DOC的分布受水团物理混合控制作用十分明显,近岸DOC高值区的分布主要受鲁北沿岸流和陆源输入影响,南部的低值区主要受黑潮表层水及台湾暖流的稀释作用影响,而生物作用对DOC的分布影响较弱。     

北海近岸海域化学需氧量分布特征及其影响因素研究

【目的】系统分析北海近岸海域化学需氧量(COD)的平面分布特征及季节变化,探讨不同环境要素对COD分布的影响。【方法】根据2010年6月~2011年3月期间在北海近岸海域4个航次20个站位的生态环境调查数据,采用标准指数法、相关性系统法等对该海域的COD时空分布及其环境影响因子进行分析讨论。【结果】COD高值区及超标的站位主要位于河口附近海域,其余大部分海域COD标准指数均1,处于一类海水水质范围。除夏季外,调查海域各个季节COD浓度与温度之间的相关系数均为正值,且大于0.45;各季节COD浓度与盐度之间的相关系数普遍高于0.5,两者之间呈较好的负相关关系;春、夏及秋季COD与叶绿素之间的相关指数均较高;COD与悬浮物含量呈正相关性,除夏季较小相关系数为0.596外,其余季节的相关系数均在0.7以上。【结论】各季节调查海域表层海水COD的平面分布特征基本一致,主要表现为近岸高、外海低,由沿岸向离岸方向呈逐渐降低的趋势。COD主要来源于陆源输入,尤其是河流输入。     

基于距离判别法的雹云识别模型

【目的】提高雹云识别准确率,降低因冰雹造成的经济损失。【方法】依据气象雷达反射率图像,利用Kmeans聚类提取云层的内外轮廓,计算其距离方差;利用雷达软件提取云高数据并计算云高的一阶统计测度;将云层内外层轮廓的距离方差与云高一阶统计测度相结合,构造雹云判别模型。【结果】利用此模型对已有样本检测,可知该模型识别率判别准确率为88.75%,准确率较高。【结论】通过内外轮廓方差与云高一阶统计测度构造的距离判别模型有较好的判别效果。     

中国东部海区bGDGTs的含量分布及其与环境因子的关系

【目的】近海是接受陆源输入的主要地带,沉积物中的有机质有可能记录了流域环境与气候变化的信息。本文以中国东部海区表层沉积物中陆源细菌来源的支链类甘油二烷基甘油四醚脂(branched Glycerol Dialkyl Glycerol Tetraethers,bGDGTs)为研究对象,分析其作为流域环境与气候变化指标的可行性。【方法】使用高效液相色谱-质谱联用仪(HPLC-MS)分析海域表层沉积物中bGDGTs的含量和分布,并进一步统计分析其与环境因子的关系。【结果】中国东部海区沉积物中bGDGTs的绝对含量呈现出区块状分布,在东海基本上随离岸距离的增加而降低,而在南黄海最高值出现在南黄海中心泥质区。支链和类异戊二烯指数(BIT)值除在长江口外上升流区外,基本呈现出随离岸距离的增加而降低的趋势。【结论】bGDGTs主要来源于陆源输入;有机质主要富存于细颗粒沉积物,且有海洋自生bGDGTs的贡献;相对于陆源输入,海洋自生bGDGTs以环状为主;除特殊环境,BIT仍可以作为衡量陆源输入相对多寡的指标;东部海区沉积物中的甲基化指数/环化指数(MBT/CBT)不能作为构建流域古气候变化的指标。     

广西海洋环境与沿海经济发展的关系

【目的】海洋环境是沿海社会经济发展的基础与限制因素。由于广西沿海地区经济快速发展,导致该区海洋环境质量下降,因此开展广西海洋环境与经济发展之间的关系及协调性研究,以揭示广西沿海地区社会生态系统可持续性发展前景。【方法】分析近十年来广西沿海地区的经济发展状况和环境演变状况,并基于环境库兹涅茨曲线(EKC)和协调度数学方法,探讨两者的关系。【结果】广西海洋环境与经济发展状况整体上呈现正"N"型关系,其中生活废水排放量、工业废水排放量与经济发展分别呈倒"U"型与正"N"型关系;北海市、钦州市、防城港市海洋环境与经济发展的关系分别呈倒"N"型、正"N"型和倒"U"型。协调度分析结果表明广西的海洋环境指标与经济发展状况整体不协调,仅北海市的工业废水排放量与经济发展的协调度较高,协调系数为-0.036 8。【结论】广西沿海地区整体上仍处于资源环境过度消耗的不协调发展阶段,急需落实相关法律法规,改善产业结构设置与布局,并加大环境治理与监管力度,以促进经济与海洋环境的协调发展。     

钦州湾蓄泥坑泥沙扩散数值模拟

【目的】近年来,钦州港的快速开发在带动海洋经济发展的同时,也对周围的海洋环境造成一定的压力,本研究试图寻找钦州湾海上工程产生的泥沙扩散对周围环境影响最小的施工方法。【方法】基于ECOMSED模型模拟钦州三墩作业区蓄泥坑开挖引起的水动力变化和泥沙扩散情景,通过敏感性实验测试了不同围挡实验对减少泥沙扩散面积的效果。【结果】发现钦州湾潮流场呈往复流特征,落潮流大于涨潮流。涨潮中间时大部分海域流向以偏北方向为主,最大潮流流速为1.85 m/s;落潮中间时大部分海域的潮流为偏南向,最大潮流流速为2.34m/s。蓄泥坑的北部基本为西南向流,东部基本为南向流,南部和西部为东南向流。无论表层还是底层,蓄泥坑东北部的流场在工程前后变化较大,流速偏差约为10%,表层和底层的平均流向偏差分别为5.05°和4.55°。无围挡泥沙扩散实验中浓度为10mg/L的悬浮泥沙包络线影响范围较大,可影响到保留区和航道。围挡实验中,东开口和西开口的泥沙扩散面积与无围挡实验基本相同。而南开口和北开口的泥沙扩散面积明显减小。【结论】采用三面围挡仅北端开口的施工方法可以显著降低泥沙扩散对周围海洋环境的影响。     

“环太平洋”联合军事演习区海面风的统计分析

为了满足舰艇编队对"环太平洋"联合军事演习相关海区的气象保障需求,利用NCEP/NCAR再分析资料,对航线和海区的海平面气压场和水平风的特点进行了剖析与诊断,并对夏威夷南、北部海区引发大风的天气形势进行合成分析。结果表明,北太平洋副热带高压和赤道之间常年存在一个风速较大的风带(5级或以上),它的位置随季节南北移动,冬季强而位置偏南,夏季弱而位置偏北;演习海区常年受夏威夷高压影响,该高压在冬半年至夏半年的转换中逐渐增强,同时高压中心西伸北进;夏威夷南部海区发生大风的频率最高,北部次之,北部海区一般只在强高压主体向南推进时出现大风,而南部海区在一般强度的高压脊作用下,或者在弱高压脊与赤道附近的低值系统配合的情况下,也会出现大风。