近10年东钱湖致灾大风特征分析及天气

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Analysis on Characteristics
of Gales Causing Disasters and Its Weather Classif-ication in Dongqian Lake in Recent 10 Years
WANG Jie et al (Ningbo Yinzhou Meteo-rological Bureau, Ningbo, Zhejiang 315194)Abstract Gale is one of the common disastrous weather in Dongqian Lake area. By using the methods of synoptic and statistical research, the time variation characteristics of the year, season and month of the gale causing disasters in Dongqian Lake area were analyzed, and the weather systems causing gales were summarized and classified. The results showed: the number of windy days was the most in 2012 and the least in 2015. Gale can occur throughout the year, and the frequency of occurrence in the four seasons was relatively average. Gale occurs every month, with the most in August and the least in June. The wind speed of gale was the most at level 6, with occasional level 10, the duration of one day was the most, and there was occasional gale for 5 or 6 days in a row. Gale was present in 16 directions, with the most west-northwest (WNW) winds. The weather systems affecting gale in Dongqian Lake can be divided into six categories: cold air, high pressure edge and rear, tropical cyclone,medium and small scale, eastward movement of low vortex, and low pressure inverted trough.
Key words Disaster-causing gale; Extr-eme wind direction and wind speed; Cha-racteristics analysis; Synoptic classification
近10年东钱湖致灾大风特征分析及天气分型
王 杰1,郑 健2,姚 霞3,王健捷1,辛 欣1,叶 天1,闻 丹1
1.宁波市鄞州区气象局,浙江宁波 315194;
2.宁波市奉化区气象局,浙江宁波 315500;
3.宁波市北仑区气象局,浙江宁波 315800
摘要 大风是东钱湖地区常见的灾害性天气之一。利用天气学和统计学研究方法分析东钱湖地区致灾大风年、季、月的时间变化特征,并对引起大风的天气系统进行归纳分类。结果表明:大风天数以2012年最多,2015年最少。大风全年均可出现,4个季节出现频率较为平均。大风各月均有出现,8月最多,6月最少。大风风速6级最多,偶有10级出现,大风持续时间1 d 的数次数最多,偶有连续5、6 d 大风过程。大风在16个方位均有出现,西西北风(WNW )最多。影响东钱湖大风的天气系统可分为冷空气、高压边沿和后部、热带气旋、中小尺度、低涡东移、低压倒槽六大类。
关键词 致灾大风;极大风向风速;特征分析;天气学分型
中图分类号:P458.1+23 文献标识码:B 文章编号:2095–3305(2022)12–0004–04
东钱湖位于宁波市区东南近郊,紧靠东海,是浙江第一大淡水湖,水域面积约为20 km 2。近年来随着东钱湖旅游资源的不断开发利用,帆船、皮划艇、龙舟、游船、游艇等水上项目吸引着来自全国各地的游客。但这些水上项目能否正常开展取决于风力。据了解,当东钱湖湖面风力达6~8级时,帆船、游船、游艇等船只就有可能被掀翻,水上项目禁止向游客开放。风是由太阳辐射热引起的,具有较强的随机性、波动性和间歇性等特点,突发灾害性的大风容易在短时间内造成重大灾害。
卢美等[1]
分析了浙江省沿海发生的大风天气,研究发现浙江省沿海的大风发生频率较高,大风主要集中在秋冬季,其次是夏季,浙江沿海大风的季风特征明显。董加斌等[2]
研究分析了浙江省沿海大风天气气候概况,指出浙江沿海冬半年大风多为冷空气大风,春季和初夏大风多为低压、倒槽引起,夏季大风主要是受热带气旋及副高边沿影响产生,并以热带气旋影响占多数,浙中
南沿海尤为明显,气象人员在预报中不仅要注意地面气压系统的强度,同时还要看中低空锋区、急流、低涡、槽线等系统的配置,冷空气大风应注意高空槽后西北气流强度,低压大风、倒槽大风、高
压后部大风应注意西南急流。郭力民等[3]按大风形成的原因将浙江省海岛出现的大风分为冷空气大风、低气压大风、台风大风、强对流大风(飑线、龙卷、雷雨),海岛大风一年四季不断,各月均有出现,冬季和春季由于冷空气和低气压活动频繁,是一年中海岛大风日数最多时期,5—6月和8—9月大风出现最少。
龚䶮等[4]
牛荫冠指出气旋大风频数和大风日有较为明显的年际变化和月季变化,气旋大风主要风向的年际和月际变化小,以南到西南风和偏南风为主,对预报浙江北部沿海气旋大风有一定的指导意义。郭宇光等[5]统计分析了宁波沿海大风,将引起宁波沿海大风的天气系统分为冷空气、低压倒槽、热带气旋、高压后部等类型。杨亦
基金项目  宁波市气象局科技项目“东钱湖致灾大风特征及差异性研究”(NBQX2020
009B );宁波市气象局科技项目“象山港灾害性大风特征分析及智能网格风力产品应用研究”(NBQX2020012B )。
作者简介  王杰(1988—),男,浙江奉化人,工程师,主要从事综合气象业务工作。收稿日期2022-08-10
萍等[6]分析了浙江沿海一次灾害性大风过程的成因,认为浙江冬春季动量下传引起的暴发性大风是在新冷空气补充、强垂直风切变、一定的垂直速度、高低空温度平流的快速更替以及高低空辐合辐散场配合冷空气挟卷共同作用下发生的,此类大风过程一般发生在冬春冷空气活跃时,尤其是冷空气补充南下时;此类过程发生前地面常常已经转北风控制,湿度转差,天气转好,往往容易被预报员忽略或低估。俞燎霓等[7]指出温州、台州、宁波、舟山是热带气旋大风影响最严重的地区,对浙江热带气旋大风有增幅作用的天气系统有副热带高压、大陆高压、冷空气,而副热带高压对热带气旋大风的增幅最明显,
另外,热带气旋大风的预报,
带气旋自身因素外,
之间的相互作用。王丽娟等[8] 1909号台风“利奇马”
的大风分布特征及其成因,
有关,登陆前台风“利奇马”
预报指示作用,
大,台风强度增长缓慢;
1 资料与方法通风系统
利用2011—2020
每日的日极大风速、
出现的时间进行统计分析,
速≥10.8 m/s(6级及以上),
致灾大风日。通过MICAPS、
观测数据等资料,
风的天气气候特征,
化规律,
现致灾大风天气形势,
钱湖致灾大风的天气形势,
风天气学分型。
2 结果与分析
2.1 大风变化特征
2.1.1 年变化 近10
出现大风天数455 d,平均每年出现d。从图1可以看到,
多出现在2012年,为66 d;2015年,仅16 d。除2015年16 d外,其
余9年出现的大风天数均在37~66 d之
间,2016—2020年大风天数在37~47 d
之间。
2.1.2 季节变化 将大风天数按照春、
夏、秋、冬四季进行分类,其中春季是
指3—5月,夏季指6—8月,秋季指9—
11月,冬季指12月至翌年2月。通过统
计大风天数可以发现,春季105次、夏
季115次、秋季132次、冬季103次(图
2)。总体来说,四季大风天数较为平
均,秋季略多,春季、冬季略少。
2.1.3 月变化 各月均有大风出现,其
中8月最多,有61次,6月最少,仅有12
次,其余10个月出现的大风天数均在
29~51 d(图3)。
等级均在6~10级之间,因此分为6、7、
8、9和10级共5个等级进行研究。由表
1可知,风速为6级的天数有356 d,占
78.3%;7级次之,为76 d,频率16.7%;
8级17 d,占3.7%,9级4 d,占0.9%;10
级2 d,占0.4%(表1)。日极大风速的最
大值为28.3 m/s,出现在2019年8月10
日,风向正东90°,主要是受“利奇马”
台风中心附近密闭云系影响所致。
表1 2011—2020年大风等级天数统计
风速等级天数/d占比/%
6级35678.3
7级7616.7
8级17  3.7
9级40.9
10级20.4
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12
5
大风持续(大风日连续出现)时间为1 d的次数最多,有210 d,占连续大风次数的67.3%,连续2 d出现72次,连续3 d出现22次,连续4 d大风过程出现6次,连续5 d和6 d大风过程各出现1次(表2)。
表2 2011—2020年各级大风持续次数   
统计
大风持续天数/d次数/次占比/%
121067.3
27223.1
3227.1
46  1.9
510.3
610.3
合计312
从4个季节的大风日风速来看,6级大风最多,7级次之,其次为8级,9级和10级。10级仅有2次,均出现在夏季,风速分别为28.3 m/s和27.9 m/s,分别由2019年台风“利奇马”和2012年台风“海葵”的台风中心附近密闭云系影响所致。
2.1.5 大风风向变化 统计了筛选出的455个大风日个例按照风向的16个方位。统计结果表明:东钱湖大风的风向在16个方位中均有出现,其中西西北风(WNW)出现次数最多,频率为18.5%,NNE次之,频率为14.7%,NE 频率为9.7%,N频率为8.6%,NW频率为7.7%,NNW频率为7.5%,占总风向的66.6%。这表明偏北风是东钱湖地区盛行大风的主要风向。
将风向按照春、夏、秋、冬四季进行分类,可以发现,无论哪个季节偏北大风次数都大于偏南大风次数,其中偏北大风冬季最多,夏季最少。而对于偏南大风而言,秋冬季节较少,仅只有个位数,春季开始增多,夏季达到最大值,占所有偏南风量的66%。
将大风的风向按照春、夏、秋、冬四季进行分类研究。可以发现,春季北东北风(NNE)出现次数最多,频率为20.0%,WNW次之,频率为15.2%,整体来说偏北大风明显多于其他方向的大风,是东钱湖地区春季盛行大风的主要风向。夏季偏东风(N)出现次数最多,频率为21.7%,北东北(NNE)和东东南(ESE)次之,频率为10.4%,整体来说偏东大风要明显多于其他方向的大风,
是东钱湖地区夏季盛行大风的主要风
向。秋季北东北风(NNE)出现次数最
多,频率为20.5%,西西北(WNW)次
之,频率为16.7%,其次为北(N)和东
北(NE),频率为13.6%,整体来说偏北
大风要明显多于其他方向的大风,是东
钱湖地区秋季盛行大风的主要风向。冬
季西西北风(WNW)出现次数最多,
频率为35.0%,西北(NW)次之,频率
为14.6%,其次北西北(NNW),频率为
11.7%,整体来说,西北大风要明显多于
其他方向的大风,是东钱湖地区冬季盛
行大风的主要风向。尾翼的作用
2.2 大风分型和环流形势特征
通过分析归类天气系统和环流特
征,可将造成东钱湖大风的天气系统
分为冷空气、高压边沿和后部、热带气
旋、中小尺度、低涡东移、低压倒槽六
大类(表3)。
表3 2011—2020年大风分型统计
天气系统天数/d占比/%
冷空气18941.5
高压边沿和后部7516.5
热带气旋7115.6
中小尺度5812.8
低涡东移4710.3
低压倒槽15  3.3
2.2.1 冷空气型 冷空气大风在所有大
风类型中比例最多,频率为41.5%,风
向常为偏北风,常常发生在11月至翌
年3月,最多频率发生在12月,其次为
翌年1月和2月。从10月和11月开始,
季节进入调整期,此时北方冷空气开始
活跃,受冷空气影响的大风数也逐渐增
多,而至翌年4月,南方暖湿气流活跃
起来,受冷空气影响而产生的大风次数
明显减少,到了夏季(6—8月)就基本不
受冷空气影响而产生的大风。
以2017年2月28—20日天气过程
为例。从2017年2月18日08:00海平面
气压形势图上可以发现,我国华北、华
东一带有高压中心盘踞,在新疆阿尔泰
山脉附近有低压逐渐发展,同时在贝加
尔湖西侧附近有一个高压中心存在。18
日14:00,华北、华东一带的高压逐渐南
载体蛋白
压入海,新疆阿尔泰山脉附近的低压已
经移至贝加尔湖南侧,贝加尔湖西侧附
近的高压中心稳定少动。19日08:00低
压中心逐渐向偏东方向移动,移至我国
东北地区,并与河套地区的低压打通,
形成一个东西向狭长但范围较大的低
压,同时贝加尔湖西侧的高压中心不断
加强,使得气压梯度在高压中心和低压
之间堆积。19日白天起该高压不断南
压,气压梯度进一步增大,20日凌晨到
上午冷空气前锋抵达东钱湖地区,产生
大风。在500 hPa高度场上2月18日内
蒙古、甘肃到青海一带有高空槽,东钱
湖地区在槽前西北气流里;随着高空槽
逐渐东移,东钱湖地区逐渐转为西南气
流控制。20日上午高空槽移动过境,冷
空气前锋随着槽后西北气流抵达东钱
湖地区。
2.2.2 高压边沿和后部型 高压边沿
和后部型大风占所有大风类型中的
16.5%。除2月和6月外,其余10个月均
有高压边沿和后部型大风出现,其中10
月出现的频率最多,其次为8月和9月,
这是由于夏季和秋季副高强盛,在其边
沿和后部往往容易出现大风(表4)。
表4 2011—2020年高压边沿和后部型   
大风统计
出现的月份天数/d占比/%
11  1.3
33  4.0
43  4.0
579.3
7912.0
81317.3
91013.3
102026.8
11810.7
121  1.3
以2014年5月21—23日天气过程
为例。5月21日500 hPa上不断有短波槽
东移,海平面气压图上,在浙江东侧有
一个高压中心存在,东钱湖地区处在高
压控制。22日河套地区附近有地面低压
中心不断加强,同时浙江东部的高压中
心缓慢加强,并向东北方向移动,使得
淮安pm2.5
我国东部地区有气压梯度堆积;23日高
压中心进一步加强,并且不断向东北方
向缓慢移动,低压中心稳定少动,使得
气压梯度进一步加大,从而引起大风。
2.2.3 热带气旋型 东钱湖地区紧靠东
部沿海,常受台风的影响。由表5可知,
6
热带气旋系统引起的大风比例仅次于冷空气、高压边沿和后部,占所有大风类型的15.5%,热带气旋型大风往往发生在7—10月,其中以8月最多,9月次之。表5 2011—2020年热带气旋型大风统计
出现的月份天数/d占比/%
7912.7
82738.0
92433.8
101115.5
以2019年8月9—10日超强台风“利奇马”影响过程为例。8月9日08:00,台风“利奇马”中心已移至钓鱼岛西北方向,并继续向西北方向移动。东钱湖地区受台风中心北侧偏东气流里,有明显的其他梯度。随
着台风“利奇马”进一步向西北方向移动,并于10日01:45前后以超强台风级别在浙江省温岭市城南镇登陆,登陆时近中心最大风力52 m/s,成为2019年以来登陆我国强度最强的台风,同时跻身建国以来登陆浙江最强台风第3位。10日03:38东钱湖地区出现日极大风速28.3 m/s,主要是受台风中心附近密闭云系影响。
2.2.4 中小尺度型 中小尺度型占大风总天数12.8%,一般出现在春、夏和初秋,主要出现在夏季6—8月,其中7月最多,8月和6月次之。中小尺度型大风的产生主要是受夏季强对流天气和春季冷暖气流交汇影响所致。2.2.5 低涡东移型 低涡东移型占大风
总天数的10.3%,一年四季都会出现,
最多频率出现在4月,占23.4%;5月次
之,占12.8%。
2.2.6 低压倒槽型 低压倒槽型引起
的大风是所有引起的大风系统里最少
的,仅占3.3%。
3 结论
(1)东钱湖年平均大风45.5 d,大风
天数以2012年最多,2015年最少,其余
9年大风天数在37~66 d之间。
(2)大风全年均可出现,4个季节
出现的频率较为平均,秋季略多,春、
冬季略少。大风各月均有出现,8月最
多,6月最少。
(3)大风风速等级均在6~10级,
6级最多;大风持续时间1 d的次数最
多,偶有连续5、6 d大风过程。4个季节
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的大风6级最多,偶有10级出现。
(4)大风在16个方位均有出现,西
西北风(WNW)最多。无论哪个季节,
偏北大风天数都大于偏南大风天数;偏
北大风冬季最多,夏季最少,偏南大风
夏季最多,秋、冬季较少。春、秋季北东
北风(NNE)最多,夏季偏东风(N)最
多,冬季西西北风(WNW)最多。
(5)影响东钱湖大风的天气系统
分为冷空气、高压边沿和后部、热带气
旋、中小尺度、低涡东移、低压倒槽六
大类,冷空气型最多,高压边沿和后部
型次之。
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