第十章 海洋天气预报(6)

2018-11-30 19:33

的天气影响很大,常带来大风、降水和低能见度等恶劣天气,影响范围也不断扩大。 ⑹ 温带气旋的爆发性发展

人们发现,海上有些气旋在短时间内气压急速下降,有时24h内中心气压可降24hPa以上,瞬时风速迅速增至30m/s以上,风浪汹涌,并伴有暴雨等剧烈天气,有些甚至能形成类似于台风的风云结构,称这类气旋为爆发性气旋,又称\炸弹气旋\。爆发性气旋对海上运输、渔业生产和海上作业构成严重威胁。由于爆发性发展,对其预警能力有限,因此危害程度可能甚于热带气旋。

爆发性气旋产生于200hPa急流附近,与一般气旋产生在低层锋区内不同。高空急流异常强劲、500hPa正涡度平流、对流层低层的暖湿平流、初始扰动、一定的斜压条件、有利的环境场是爆发性气旋产生的重要条件。由大陆入海的气旋多发生在高空急流入口区的右侧,而爆发性气旋绝大多数出现在高空急流出口区的左侧。

爆发性气旋的初始扰动可以是中尺度涡旋、热低压、锋面波动,它们一般生成于大陆上,爆发性发展于海上。也有的初始扰动为热带扰动,发生在25oN以南,而爆发性发展于25oN以北的海上。

爆发性气旋生成时,海上可出现10~12级的阵风,伴随强烈的对流天气。

10.3.2.3 低压槽前与入海高压后部偏南大风

华北地形槽与黄、渤海偏南大风

华北地形槽是指在太行山东侧的华北平原上的低压槽。在春、秋两季,特别是秋季,华北平原常受华北地形槽控制。其产生于亚洲大陆东部高压系统迅速减弱的情况下,在蒙古和我国东部一带多受减弱的高压带控制,构成\型形势场。

华北地形槽的产生是由于地形的动力减压作用造成的。当地形槽与入海高压之间的气压梯度足够大时,可导致渤海、黄海北部的西南大风。

在华北地形槽影响下,东部沿海有较强的高压存在,平均强度为1026hPa,其活动范

围在(115~126oE,29~34oN)时,渤海、黄海北部有6级以上的西南大风。 低压槽前偏南大风

在夏季,亚洲大陆为热低压控制,同时,太平洋副热带高压西伸北抬,因此,高低压之间的偏南风就成为我国海区的夏季风。由于热低压的气压梯度不如冬季冷高压前部的气压梯度大,所以夏季风比冬季风弱。夏季风的建立是在4月中旬以后,这时蒙古高压逐渐变弱并收缩,与此同时,印度及我国大陆上热低压明显发展,冬季风减弱,夏季风开始出现。5月份偏南风向北推进至15oN左右,6月份偏南风迅速遍及整个中国近海及日本海区,7月份为夏季风最强盛时期,偏南风稳定扩展到整个海区。当大陆上热低压强烈发展,低压槽由西南地区伸向长江中下游或者淮河流域,槽前的气压梯度加大易形成东海黄海的偏南大风。 入海高压后部偏南大风

在冬春季,当强冷空气南下影响,高压逐渐变性减弱,但冷高压东移入海后仍有一定的强度,当其后部的气压梯度较大时,黄海、东海往往会出现偏南大风。在春夏季高压东移入海后,陆上低压发展,低压槽由西南地区伸向长江中下游或者淮河流域,此时地面24h变压中心在-6hPa或以上。低压槽前和入海高压后部的气压梯度较大,同样容易产生偏南大风。

隐藏 10.3.3 我国近海海域大风预报

10.3.3.1 青岛奥帆赛海风预报介绍

以奥帆赛场为重点区域先后开发了四重嵌套(45km/15km/5km/1.6km)MM5中尺度数值预报系统、1.67km分辨率的更新循环预报系统(MM5-RUC)、500m和100m分辨率的赛区精细预报系统。基于MM5模式产品和浮标观测资料建立了统计模型,对MM5输出的定点逐时风速预报进行解释应用,为预报员作精细化预报提供了重要的技术支持。对2006、2007两年奥帆赛赛区弱风日天气进行分型分析、总结了海风的预报指标。

奥帆赛数值预报系统

建立了比较完善的多重分辨率的数值预报系统,奥帆赛、残奥帆赛期间运行MM5中尺度数值预报系统、基于MM5的快速更新循环预报系统(MM5-RUC)、WRF数值预报系统和高分辨率边界层数值模式。同时,以国家气象中心和北京市气象局WRF数值产品作为备份。

MM5中尺度数值预报系统

2002年,青岛市气象局与中国海洋大学合作,采用4台微机并行运算,建立了第一套基于MM5的中尺度数值预报系统,于2003年投入业务使用,至2004年结束运行。2004年底引进华云神箭高性能计算机系统和MM5中尺度数值预报业务系统(三重嵌套45km/15km/5km),建立了青岛市气象局短期和中期数值预报系统。2005年底根据奥帆赛气象服务需求,对该系统进行改进,实现四重嵌套运算(图10.16),其中短期预报最高分辨率达到1.67km,预报时效18h,提供当日逐小时风场预报。

模式分辨率:四重嵌套,45km/15km/5km/1.6km,模式在垂直方向上分为23层,顶层气压为100hPa,模式采用地形追随坐标。

嵌套方案:模式中心点坐标为(110oE,38oN),45km模式区域格点数为131×184,

15km模式区域格点数为115×157,5km模式区域格点数为103×121,覆盖山东半岛区域,1.67km模式区域格点数为73×106,覆盖青岛及周边海域。

物理过程:模式采用非静力动力框架、简单冰显式水汽方案、MRF行星边界层方案、Grell积云参数化方案、常规地面和高空资料牛顿松弛逼近(Nudging)同化分析技术。 MM5快速更新循环预报系统(MM5-RUC)

预报时次和时效:一日两次预报(08:00和20:00),粗网格(45km/15km)做48h预报,细网格(5km)做72h预报,1.67km当日02:00起报,预报到当日20:00。 初始场:分别采用AVN和T213资料。

提供产品:10m风场(图10.17)和站点要素预报(图10.18)。

为了进一步增强奥帆赛、残奥帆赛精细化气象服务能力,2008年初在MM5业务模式运行流程基础上,将青岛区域高时空分辨率的探测数据,包括区域梯度风、对流层风廓线雷达、新一代天气雷达、浮标站、自动气象站等资料,采用四维资料同化方法(FDDA)进行牛顿松弛逼近(Nudging)同化进入模式,建立了1.67km分辨率资料更新循环预报系统,提供竞赛海域逐时风场预报。 基于WRF模式的精细预报系统

基于WRF模式的精细预报系统(水平分辨率500m),为2008年青岛奥帆赛、残奥帆赛风场精细预报提供了逐时风场预报产品。首先基于Landsat卫星的TM遥感影像数据,建立了青岛市网格化(500m)土地利用与土地覆盖(下垫面类型)数据。在此基础上,基于WRF模式建立了青岛市精细预报系统,用观测资料进行了检验,并与MM5预报结果进行了比较。该系统的建立对提高青岛市城市热岛、海陆风环流和地形影响的模拟和预报能力有显著作用。

高分辨率边界层模式(PBL-100m)

高分辨率边界层模式(PBL-100m)是基于MM5 1.67km资料同化系统或者WRF 500m精细预报系统的预报结果,诊断分析出分辨率达100m的数值产品。该模式系统主要包括预处理、高分辨边界层模式(PBL)和后处理三个部分。

其中预处理:将MM5 1.67km 资料同化系统模式输出结果转换为GRADS绘图数据格式。每天06:30开始第一次作业,利用MM5-RUC 02:00的输出,模拟12h;10:50开始第二次作业,利用MM5-RUC 08:00的输出,模拟12h。

后处理:提供赛场100m分辨率10m风场GIF格式图(图10.19)。

备份数值预报系统

备份模式包括国家气象中心WRF-5km(略)和北京市气象局WRF-3km预报产品(略),分别在国家气象中心和北京市气象局运行,预报产品上传或下载到青岛市气象台服务器,之


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