贵阳机场低空风切变的气候特征分析

利用贵阳机场航空器报告、常规资料等对贵阳机场低空风切变的气候特征及其环流背景进行统计分析,同时对低空风切变发生前及发生时的风场特征进行分析,得到如下结论:贵阳机场低空风切变主要发生在冬末和春季,3月和8月出现次数较多;一天中,低空风切变主要发生在上午10时以后,午后发生低空风切变的频率较高;其发生的环流背景分为冷锋型、高压后部型和热低压型,主要发生在冷锋型环流背景下.从风场特征来看,地面南风和北风均会产生低空风切变,但北风条件下出现频率较高;低空风切变发生时边界层风均为南风,且风速较大.冷锋型低空风切变发生前地面风常伴随南风转北风的转风过程,但低空风切变发生在风向完全转成北风后.高压后部型和热低压型低空风切变发生前后地面风均为较大南风.     

2004-2007年兰州中川机场低空风切变分析

选取2004-2007年西北地区兰州中川机场的12起低空风切变个例,分析了中川机场低空风切变发生的时间分布特征,并利用常规天气图、数值预报产品,对造成低空风切变的高低空环流特征进行分析.结果表明:兰州中川机场的低空风切变主要出现在每年的春末夏初,大多发生在午后和傍晚;有利于低空风切变发生的天气形势可归纳为3类:西北气流型、横槽型、西风槽型.研究结果有助于低空风切变的预报,可为今后航空气象保障工作提供参考.     

机场地面风特殊变化的监测与分析

该文对沈阳桃仙国际机场自动气象观测系统记录的风向、风速进行统计分析,结合航空器关于风切变的报告、航空地面气象观测月总簿及观测员关于风的特殊天气报告等资料,分析在观测员发出的各种气象要素特殊天气报告中,关于风的特殊天气报告较少的原因,提出了增加短时平均值风特殊变化通报并设立相关告警值,同时利用地面自动观测数据监测低空风切变的方法,以更好的保障飞行安全。     

航空数值天气预报模式下风场及风切变小尺度数值模拟

针对风切变这一影响航空飞行的主要天气现象,进行小尺度下的风场数值模拟研究。实验模拟时段为协调世界时2014年6月8日06时至2014年6月8日24时(9日00时),对研究区域内生成并过境的强对流天气系统进行中小尺度的绝对涡度、水平风场和垂直风场的模拟;并提取小尺度下的风速风向值,尝试对风切变提取。结果表明:1数值模式能够清晰立体地模拟出这一次强对流天气系统的生成和运动的整体状况;2小尺度下能够对该强对流天气系统的局部进行精细化的立体的模拟;3通过分析小尺度下的数值模拟输出产品,能够判别出风切变;4对于风向数据,采用余弦平滑法能够进行有效的质量控制观察分析。     

西昌2014年大气边界层风场特征分析

利用西昌探空站2014年高空风资料,对大气边界层内距地300、600及900 m的风向频率、平均风速按月、季度进行统计计算,以此分析西昌地区大气边界层风场特征。结果表明:西昌地区大气边界层内风随季节变化较大。对于风向:夏季,各高度上通常以SSW和N为主导并有多个次多风向;冬、春、秋季,300 m高度上主要是偏南风,600、900 m高度上风向主要集中在SSW方向上;风速最大出现在春季,最小在夏季。     

基于风廓线雷达的低空风切变特征及其对航空影响分析

利用宜春TWP3风廓线雷达2013年资料,分层计算处理出100~580 m之间8层低空风切变数据,利用统计分析的方法分级计算结果表明:全年对飞行安全有影响的中度以上等级低空风切变在不同高度占2%~4%不等,高度越高,出现高等级风切变的概率越大。严重等级风切变在3-5月和7-9月出现更多,呈现双波峰特征。对易出现强烈以上等级风切变时期的天气系统分析表明,强低空风切变与高空低槽、中低层切变、低空西南急流、地面冷空气以及热带气旋系统有很大关系。其中西南急流系统中风切变一般出现在西南急流建立期,由中高空动量下传诱发;气旋系统引发的对流性强降水也经常伴有强低空风切变,与雷暴系统的发展有关;冷空气引发的低空风切变一般出现在降水前的冷暖空气汇合区,与降水无明显相关关系。     

华南前汛期一次暴雨过程中的中尺度对流系统

通过对卫星云图观测到的MCS云团生消过程和实测降水资料的分析，发现1998年5月23—24日发生在华南的一次前汛期暴雨过程主要是由多个相继生消的MCS造成的。利用MM5模式成功地模拟出了其中两个主要MCS的发生发展。对模拟结果进行分析发现这两个MCS的发生发展是冷暖空气交汇的结果，MCS生成于暖空气而消亡于冷空气中。两个MCS的上升运动都非常强，最大辐散位于400hPa左右，垂直方向上表现为气旋性的涡柱，右侧低层有中尺度的低空急流，高空有强的西南风区。     

广汉机场一次阵风锋的诊断分析

利用机场自动观测系统数据、常规天气资料和雷达资料对2014年7月23日广汉机场的一次阵风锋天气过程进行诊断分析,结果表明：此次天气过程受台风登陆、副热带高压东退、冷空气南下的共同影响下,不稳定能量不断累积,在午后发生了阵风锋天气,温度骤降、风速增大、风向改变,形成低空风切变并引发雷暴发展,对飞行安全造成严重影响。     

蒙西地区不同边界层参数化方案的近地层风场预报效果评估

利用中尺度WRF(Weather Research Forecast)模式和GSI(Gridpoint Statistical Interpolation)同化系统,通过改变边界层参数化方案对蒙西地区进行了7组回报试验,并基于70个国家级地面站和18座风塔观测对试验结果进行多方面检验。结果表明:模式的预报可以抓住实际风速风向的演变和位相变化。各边界层参数化方案的10 m和70 m风向较观测有轻微顺偏;各方案对有效风速(3~15 m/s)的预报效果最好,对满发风速(15~25 m/s)的效果次之,对无效风速(0~3 m/s)的预报效果最差;各方案都能模拟出风速风向的日变化特征,表现为白天风速随时间增大和风向的顺转,傍晚到夜间风速的减小和风向的逆转;各方案对10 m风场的预报差异较70 m的更为明显,且模拟的风速偏大,YSU方案对10 m风速的预报效果最好,ACM2对70 m风速预报效果最好;TEMF、YSU以及ACM2方案对风切变指数的预报较好;大气层结的稳定性对低层风场的模拟有比较重要的影响。     

0509号台风“麦莎”外围飑线的数值模拟

本文首先使用Doppler雷达资料,对0509号台风"麦莎"登陆前螺旋雨带外围分离出的台前飑线进行了分析,接着利用WRF模式对台前飑线进行了数值模拟,模拟结果显示:WRF模式较成功的模拟出了台前飑线的活动,利用数值模拟结果对台前飑线的水平和垂直结构特征进行了初步分析得出台风登陆前飑线区为强的风速和风向切变区,物理量场上有明显的飑线特征;在飑线生成前先有风速切变,后有风向切变,在台风强度和台风中心附近风速较差的模拟状态下仍可模拟出飑线,因此认为本次台前飑线的形成与台风中心强度关系不大,与台风外围环境流场关系较大。     

利用风向风速观测数据的跑道方向确定方法

为提高机场跑道方向确定方法的准确性,针对传统风保障率计算方法中基于风向风速统计分段数据绘制风玫瑰图所存在的误差,提出直接利用风向风速观测数据对跑道所承受的侧风值进行计算,通过与机场跑道所允许的最大侧风值比较,统计满足要求的风向风速观测数据,最终确定最优跑道方向和风保障率的改进方法。通过MATLAB编程建立改进后风保障率数值计算模型,可直接利用风向风速观测数据,确定最优跑道方向;然后利用改进后数值模型计算特定跑道方向下风保障率值,并与传统跑道方向确定方法及其他数值模拟方法计算结果进行对比,进一步验证了改进后的跑道方向确定方法的准确性和可靠性。     

兰州市城区冬半年低空风特征及其与空气污染的关系

对兰州市环境监测站和兰州市气象站冬半年５年（１９８８～１９９２年）的大气污染自动监测资料和相应的低空风观测资料作了统计分析，揭示了兰州市城区大气边界层内冬半年各月不同层次的盛行风向，平均风速及其随高度的变化规律，基本上搞清了不同方位的风频，不同层次的平均风速和污染系数分别与空气污染物浓度的关系。     

“20060102”飞机颠簸天气过程诊断分析和数值模拟

通过对2006年1月2日发生在华北地区的一次飞机颠簸过程进行诊断分析,并利用MM5中尺度非静力模式对此次过程进行数值模拟分析,结果表明:在高空急流区边缘风切变较大及与高空急流相联系的等温线密集区边缘温度切变较大的区域易产生颠簸.飞机颠簸的发生,是温度平流通过在高空急流附近的等温线密集区边缘所激发出的垂直运动引起.L-P指数反映了空中风切变和温度切变的大小,用MM5输出结果计算的L-P指数对颠簸区范围及强度的判断和预报具有很好的指示意义.     

环境风场对各类局地强风暴发展的影响

本文提出了描述云形可变的一维定常积云模式。用数值方法研究了具有不同云底风速和垂直风速切变的环境风场中各类局地强风暴的发展。主要结果如下：①由各类风暴的云底风速和垂直风切变的特征值可以模拟出具有相应特征水平尺度的各类局地强风暴的对流运动；②云底风速显著地有利于风暴的加强，而风速切变减弱风暴的强度；③环境风场对风暴发展强度的作用可与层结稳定度变化0．075℃／100m的作用相比拟。最后，使用珠江三角洲的强风暴和测风对结论②作了初步验证。     

西昌市环境空气质量气象影响因素的分析研究

利用西昌市2012—2014年气象资料和空气质量资料,采用统计学方法对西昌市气候背景、地面和高空风场特征、污染系数、大气稳定度,风速、风向、稳定度联合频率进行分析,结果表明:全年的大气稳定度均以中性为主,不影响空气团做垂直方向运动,对大气污染物的扩散无明显影响;西昌市全年污染系数均以偏北风(以N和NNW为主)最大,偏南风(以SSW为主)次之,偏西风和偏北风最小,西昌市出现空气质量时好时坏的现象;整个冬季地面静风频率较高,达82%～85.4%,地面主导风向以偏南风和偏北风为主,各高度上风速最大值均出现在SSW方向上,各层风速均随高度增加而增大;地面静风是造成西昌市污染的主要原因,地面静风频率大时污染率越大,空气质量越差;由于污染源的位置关系,地面主导风向为偏南风时也是造成污染的重要原因,并以此为相关部门提出建议。     

“7.09”山西暴雨数值模拟与诊断分析

利用NCEP/NCAR 1°×1°全球分析资料、地面观测降水资料,采用NCAR、NCEP和FSL/NOAA等共同研制的新一代细网格WRF中尺度数值模式,对2013年7月9日山西省一次暴雨过程进行了数值模拟与诊断分析.结果表明:此次过程属于典型的副高切变型暴雨,副高进退缓慢,584线基本在山西南部稳定少动,中高纬不断有冷空气南下,与低层西南暖湿气流交汇,激发降水云系,造成强降水.三重嵌套的WRF模式比较成功地再现了高低空环流形势的演变及暴雨时空分布特征,利用模式输出的高分辨率资料诊断分析发现,暴雨区高空负涡度、低层正涡度,且涡度中心对称,低层辐合、高层辐散的配置以及高温高湿的不稳定环境为暴雨发生发展提供了有利条件,强烈的上升运动使低空西南急流和高空西风急流相互耦合,是产生暴雨的主要原因.     

不同侧风类型影响下的飞机尾涡数值模拟研究

在航空飞行中,低空风切变极易对处在起飞爬升或进近着陆阶段的飞机带来安全隐患,严重时会导致飞机失速甚至坠毁。低空风切变往往还具有持续时间短、尺度小、突发性强等特点。因此在中国民航和通用航空业高速发展的背景下,加强对飞机遭遇低空风切变的数值模拟仿真和研究具有重要意义和实际价值。采用SST模型并使用FLUENT计算尾涡演化,通过构建H-B尾涡耗散二维模型,应用ANSYS FLUENT UDF(user defined function)编译环境侧风不同的7种情况进行尾涡耗散机理的数值模拟,通过对比成都双流机场实地探测的尾涡发现在非线性垂直切变影响下侧风和涡诱导速度的叠加会导致尾涡对周围的压力分布不对称,引起尾涡对倾斜。     

不同下垫面垂直风切变特征对比

利用中国西北、北方东部和南方地区的10个测风塔风速资料,研究了不同区域风切变的特征及差异.结果表明,西北、北方东部和南方垂直风切变存在明显的年变化和日变化,秋冬季大、春夏季小;夜间大,白天小;风切变的年变化和日变化与边界层稳定度的年变化、日变化有关.风切变的大小与下垫面有关,下垫面平缓地区风切变比较小,地形起伏大的地区风切变比较大.海滨地区的垂直风切变值明显大于内陆.     

卫星资料在一次极端短时强降水过程中的释用分析

利用FY2卫星云图及TBB资料、地面加密自动站资料及常规气象观测资料,详细分析了2016年7月24日天津沿岸极端短时强降水发生时的对流云团特征及TBB变化,结果表明:①500 hPa"北低南高"的环流形势稳定维持,垂直方向两段近乎垂直的低涡柱,副高加强西伸北抬,地面低压倒槽北顶,低空急流风速辐合,高空强烈辐散,利于上升运动的加强和维持,造成了此次极端短时强降水天气过程。②红外云图中,河北中部的对流云团A沿副高外围引导气流东移,并入天津中南部对流云团B,加强为对流云团C,700～925 hPa低空急流风速辐合,同时地面冷空气入侵,对C云团的发展起到促进作用,极端短时强降水发生在对流云团合并加强之后。水汽云图上云团边界非常明显,副高西北侧的大量水汽在低空急流及辐合气流的作用下,有一个明显变亮的过程。可见光云图上,白亮密实的中尺度对流云团不断发展、壮大。③TBB低值带与极端短时强降水发生的区域相对应,强降水落区位于TBB低值区内,即云团强烈发展的中心位置,此位置云团向上强烈发展,对流旺盛,对短时强降水的发生较为有利。强降水发生在对流发展最旺盛期后的能量释放过程中,相对TBB值最大变率在演变趋势上有一定的滞后性,强降水主要发生在TBB变率最大值之后。     

郑州市东部地区冬季低空风场和温度场分析

根据１９９６年１２月２０日至３０日在郑州市东部峡口附近地区进行的大气边界层探测试验得到的资料,分析了该地区的低空风,温场垂直分布特征及附时间的演变化特征。分析表明：兰州市东部地区从地面到１５０ｍ高度的低层风场在受向市中心辐射的热岛环流和不同尺度地形的山谷风影响下,盛行偏东南风,２００ｍ高度以上的层结受高空西风的影响盛行偏西北风,白天（０７时至１９时）的平均风速比夜晚（１９时至０７时）而且风速的最小