温带气旋引起的海上大风预报研究

论文摘要

首先论文研究了浙北沿海由温带气旋(包括江淮气旋、东海气旋和黄海气旋)引起的海上大风的发生规律和气候特征,首次得到了气旋大风发生的年际、月季变化特征和气旋大风风向、大风日数变化规律,从而为海上气旋大风预报提供了气候背景资料。其次,对发生在2005年4月9日和2006年6月1日的两次气旋发展引起的海上大风个例进行诊断分析,探讨了气旋发展的天气学成因,并总结出一些预报指标。通过模拟2006年6月1日东海气旋的发展过程,揭示了气旋入海后发展的物理机制。结果表明,潜热释放是引起气旋发展的最重要原因;高空槽、暖平流则为气旋发展提供了大尺度环境,它们主要通过正涡度平流、暖湿平流来激发潜热释放和维持气旋发展。再通过对1990年1月1日至2000年1月1日十年天气图的普查,结合以往气旋预报的经验,将气旋分为江淮气旋、东海气旋和黄海气旋三型,其下又分若干亚型,通过对气旋发展的前24小时天气形势场进行分析,并在此基础上建立了气旋发展经验预报模型,为气旋大风预报奠定基础。然后根据天气学和t统计量分析,认为与气旋大风关系密切的物理量主要有低层850hPa的锋区、地面的气压梯度、高低层风切变、中低层的温度露点差和涡度、500hPa温度值与高度值偏差等,所以主要从这些物理量中选取预报因子,包括3个时次,总共13个预报因子。采用反向传播人工神经元网络,利用选取的预报因子,经过样本训练,最后建立气旋大风预报模型。最后,将上述气旋大风预报模型,分别作为集成预报中的一个成员,与我国T213、美国GFS、日本GPV和欧洲中心ECMWF数值产品一起构成了气旋大风预报模型,即通过集成预报的方法实现了主客观预报的结合。整个系统采用人机交互方式,为开展气旋大风专题预报提供了有效的工具,从而为海上大风决策服务、减灾防灾提供了科学依据。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 前言
• 1 研究背景
• 2 研究目标
• 3 研究内容
• 4 现有工作基础
• 第一章 文献综述
• 引言
• 1.1 爆发性气旋定义
• 1.2 爆发性气旋研究进展
• 1.3 影响气旋快速发展的因子
• 1.4 气旋研究发展趋势
• 第二章 海上气旋大风的气候特征
• 2.1 海上气旋大风发生次数的年际变化
• 2.2 海上气旋大风发生次数的月际变化
• 2.3 海上气旋大风风向的月际变化
• 2.4 海上气旋大风各月大风日数
• 2.5 小结
• 第三章 舟山沿海一次典型气旋大风过程的分析
• 3.1 天气实况
• 3.2 天气形势演变过程
• 3.3 地面气旋发生发展的成因分析
• 3.4 大风产生的原因分析
• 3.5 结论
• 第四章 一次爆发性气旋发展引起的海上强风分析
• 4.1 概况
• 4.2 环流背景分析
• 4.3 物理量诊断分析
• 4.4 强风形成原因分析
• 4.5 结论
• 第五章 入海气旋的发展机制
• 5.1 中尺度模式简介
• 5.2 2006年6月1日海上气旋大风过程简介
• 5.3 数值模拟结果
• 5.4 小结
• 第六章 气旋大风的天气学经验预报模型
• 6.1 江淮气旋预报模式
• 6.2 东海气旋预报模式
• 6.3 黄海气旋预报模式
• 6.4 小结
• 第七章 用BP人工神经网络方法建立大风预报模型
• 7.1 人工神经网络的基本概念和原理
• 7.2 目前人工神经网络在气象上的应用
• 7.3 预报因子的选取
• 7.4 预报模型的建立
• 7.5 总结与试报
• 第八章 气旋大风集成预报
• 8.1 集成预报简介
• 8.2 气旋大风集成预报模型
• 第九章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录A