定海区域大风精细化预报研究

(整期优先)网络出版时间:2022-07-29
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定海区域大风精细化预报研究

乐方琼

(舟山市普陀区气象局  316100)

摘要:本文利用定海基本站、区域站,数值预报产品等气象资料,以定海区域2018年-2019年实况风力为基本数据,统计分析在不同的影响系统、不同的风向下定海本站和区域站大风出现的概率,将数值预报和上级指导预报本地化订正,进行本站预报与实况的偏差对比,提高我台风力预报准确率。

关键词:风力;系统;分布;概率;分析

1 引言

舟山市位于东海北部,地处中纬度地带,东濒太平洋,西邻欧亚大陆,地理位置介于东经121º30′—123º25′、北纬29 º32′—31 º04′。定海区位于舟山本岛,属北亚热带南缘海洋型季风气候,常年受南北天气系统和东西风环流的交互影响,海洋气象灾害频繁,台风、东风波、入海低气压、强对流、强冷空气等天气系统所产生的风暴潮、海上大风、巨浪等恶劣天气对各类海上交通、跨海大桥、农渔业生产和人民群众生命财产安全构成了严重的威胁,严重影响着海岛各业生产经营活动的正常运作。

大风预报对于海岛站而言是个非常重要的气象预报因子,对刚成立不久的定海区气象台来说,定海区域的大风预报是一直是气象服务中的重点也是难点。近年来,我们发现沿用舟山沿海风力预报已经远远不能满足定海区政府决策和人民群众的精细化预报服务要求。本文立于定海基本站、区域站、数值预报产品等基本气象数据的基础上,结合上级指导产品,统计分析在不同的影响系统、不同的风向下定海本站和区域站大风出现的概率,将数值预报和上级指导预报进行本地化订正,将本站预报与实况的偏差对比,以增强我区大风预报能力,提高预报服务的准确率,确保我区人民出行安全,促进本地的农渔业经济发展。

2 造成定海区域大风的不同系统比重及其时间分布

利用2018年至2019年定海本站和区域站出现大风(≥8级)的实况日数据,统计造成定海区域大风的不同系统比重。

分析发现,冷空气、高压后部偏南风、低压、雷暴大风、台风等系统是造成定海大风的主要系统。2018年至2019年,定海区域出现大风日数为145天。其中,冷空气大风为造成大风系统的第一比重,占比36%,频繁出现于10月至次年4月。然后依次为4-7月高压后部偏南大风,占比20%;1-6月低压,占比17%;7-10月台风,占比16%;春夏季雷暴大风,占比2%。

图1   2018年-2019年,不同系统造成定海区域大风的比重

3定海区域易出现大风的测站及风速比较

定海区域面积广,小岛众多,本岛上的测风站分布较为密集,小岛测风站点较少,且分布较为稀疏。各测风站地理位置、地势和海拔的差异,使其出现大风的概率有所不同,风速的落差也比较明显。个别站点因地形影响,具有明显的局地性特征,会单独出现大风现象,如粽子山、大五峙山、北蝉、岙山、半洋礁,故在本文统计分析中,去除该5个偏大站点。

统计分析表明,靠近海域的测站比城区的测站出现大风概率大,风速也相对较大。

在冷空气的影响下,马目、长白、鸭蛋山、沥港等相对靠近海域的站点出现大风次数较多,并且往往比双桥、叉河水库、金鸡山等站点出现的风速大,甚至会出现大2个量级的情况。低压影响下,长白、马岙、三江、小沙、干览出现大风次数较多;高压后部偏南大风易造成小沙和干览大风。低压和高压后部偏南大风所造成的各站点风速差明显小于冷空气。

对定海海域影响较小的台风,通常会使靠近海域的测风站出现大风,而影响严重的台风,不仅会扩大大风影响的范围,还会让各站点风速大小变得更加明显,一次过程各站点可出现阵风8-12级的跨度。

在2018年至2019年,受雷暴大风影响,定海出现大风的站点基本为靠近海域的测风站,如里钓岛、马目、长白等。雷暴云团常引起8级阵风,而强烈的雷暴大风阵风可达10级。由于雷暴云团每一次的移动路径和影响范围具有不唯一性,再加上雷暴大风出现时间短,对测站风速大小不具备比较性。

4不同系统造成大风风向、风速

简述冷空气、高压后部偏南大风、低压、雷暴大风、台风所造成的定海区域大风风向和风速。

4.1冷空气大风

定海区域秋冬两季受大陆性气候影响,冷空气活动非常频繁。从出现大风次数来看,定海主导风向为西北风,其次为西到西北风、北到西北风和偏北风。大风风向为西北向和西到西北风时,不仅出现大风次数多,风力也相对较大,多预警指标站出现9级大风,其中大猫站(非预警指标站)和鸭蛋山站多出现10级风。北到西北风和偏北风以8-9级风为主。其余风向以8级风为主。

定海本站在冷空气影响下,出现6次大风过程,实况分别为西北风8级(17.5m/s)、西北风8级(17.6m/s)、西北风8级(19.3m/s)、西北风9级(22.5m/s)、西到西北风9级(22.8m/s)、西到西北风9级(20.8m/s)。

因此,在冷空气影响下,出现西北向和西到西北向大风时,定海可多考虑风力。

4.2高压后部偏南大风

定海春夏季节受海上副热带高压西伸或者大陆高压中心东移入海的影响,南风梯度就会加大。站点共出现偏南大风42次,其中干览和小沙出现次数较多,且可达9级风。南到西南风和南到东南风以8级风为主,次数不多。

高压后部偏南大风影响下,定海区域出现8级及以上大风的站点基本为预警指标站。

4.3低压大风

2018年至2019年,定海海域低压大风出现24天。低压入海前的偏南大风,对定海各个测站点影响较明显,出现次数最多(39次)且风力最大,可达到10级风。南到西南风、南到东南风的站点出现9级风及以上大风次数较少,风速远没有偏南风时期大。低压入海引导冷空气南下后,西北向风力出现次数仅次于偏南风,以8-9级风为主。其余风向多出现为8级大风。

定海本站在低压影响下,出现一次大风过程,实况为西北风9级(23.0m/s)。

4.4 雷暴大风

同一次雷暴大风过程中,随着雷暴云团的移动,其对站点风向的影响也是有一定差异的。雷暴大风出现次数虽少,但雷暴云团一般由大陆移过来,故雷暴大风风向多为偏北风和北到西北风。

资料显示,在2018年至2019年,定海共出现3次雷暴大风实况过程。其中多为偏北风和北到西北风,均以8级风为主。

4.5  台风

台风影响定海风力的次数少,但影响程度往往比冷空气大风还要强烈。台风影响下,定海风力普遍增强,出现大风的站点明显增多。

因台风移动路径、台风强度的不同,本文仅对2018年至2019年台风对造成定海大风的实况进行分析。风向为北到东北风时,站点中出现28次大风,其中6次11级大风,5次10级大风,6次9级大风。偏北风出现27次大风,2次11级大风,7次10级大风,7次9级大风。北到西北风出现21次大风,1次11级大风,6次10级大风,8次9级大风。其余风向在台风的影响下,也都有出现10级及以上的站点。但因多数台风为西北向向定海移动,东到东北风向和东到东南风向出现11级及以上大风的站点比较多,最大为大猫东到东北风13级。

2018年,定海本站在台风“安比”的影响下,出现北到西北风8级(19.2 m/s);台风“摩羯”影响下,出现偏东风8级(18.2 m/s);台风“温比亚”影响下,出现西到西南风8级(18.3 m/s);台风“康妮”影响下,出现偏北风9级(23.5m/s)。2019年,定海本站在台风“利奇马”的影响下,出现2次10级偏东风(24.5m/s 、25.7m/s);台风“塔巴”影响下,出现北到西北风9级(20.9m/s);台风“米娜”影响下,出现偏北风11级(28.8m/s)。

从统计分析看,近两年的台风影响下,西北风、西南风、南到西南风这三个风向比起其他风向不仅出现日极大风次数少,风速也相对较小。

事实上,不能单从台风风向考虑与风力大小的关系。台风对定海风力的影响取决于台风移动路径、影响范围以及本身强度。台风越靠近定海海域,强度越厉害,测风站实况风力也会相应地增大。

5 总结

通过分析定海区域在不同系统、不同风向影响下的风速分布特征,发现系统和风向存在季节性,定海区域风速存在不均匀性。靠近海域的测风站比处于城区受山系遮蔽的测风站容易出现大风,两者风速差也较为明显。

2018年至2019年,除雷暴大风、台风以外的系统影响下,定海区域风力梯度增大后,风向为西北向、西到西北向、偏南向时,多出现9级及以上大风;北到西北风向和偏北风向,定海区域多出现8-9级风;其余大风风向,定海区域主要以8级风为主。其中定海本站在西北风、西到西北风、偏南风影响下,易出现大风。

近一年的大风本地化订正过程中,定海多采用了在数值预报和上级指导预报的基础上降半级风。有所提高的大风预报准确率说明了这种订正方法有一定的效果。

参考文献

[1] 潘新民, 叶文军, 李如琦,等. 新疆铁路大风精细化预报系统及应用研究[C]// 第26届中国气象学会年会灾害天气事件的预警,预报及防灾减灾分会场论文集. 2009.

[2] 范其平, 林伟, 唐跃,等. 利用NCEP产品制作舟山港口精细化风力预报方法研究[J]. 浙江海洋学院学报:自然科学版, 2008, 27(3):5.

作者姓名:乐方琼(1994.12)女,汉族,浙江舟山人,本科,助理工程师,从事气象监测及预报工作。