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江苏省高速公路强风和强横风发生规律及个例数值模拟

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江苏省高速公路强风和强横风发生规律及个例数值模拟

作者：牛迪宇南京信息工程大学

学位级别：硕士

强风和强横风对汽车安全行驶影响较大,为提高预报准确率,减轻风灾损失,全面地了解强风和强横风的发生规律、形成及维持机制尤为重要。1.本文首先利用江苏省典型高速公路2012～2015年交通天气自动监测系统观测数据,分析了江苏省沪宁、宿... 详细信息

强风和强横风对汽车安全行驶影响较大,为提高预报准确率,减轻风灾损失,全面地了解强风和强横风的发生规律、形成及维持机制尤为重要。1.本文首先利用江苏省典型高速公路2012～2015年交通天气自动监测系统观测数据,分析了江苏省沪宁、宿淮盐、沿海和京沪高速公路强风和强横风的时空分布特征,探讨了地理环境等因素对强风和强横风发生的影响,在此基础上,对江苏省典型高速公路的风压进行分级,揭示风压的空间分布特征。研究表明:(1) 一天中强风和强横风发生频率最高的时间段为12～14时;一年7月份频率最高。(2)各站点强风和强横风发生日数频率一致,均呈现沿海高速发生频数较高的站点最多,范围最大,宿淮盐高速最少的特点。强风盛行风向与强横风风向基本一致,偏北风频率最高。频率最高的极大风风向为22.5°,最大风风向为0°。(3)月极端风速除宿淮盐2012年秋季外均超过10m/s,最大值达到22.6m/s。(4)综合考虑风向、风速等变化因素,将风压按从大到小顺序分为10、9、8、7、6、5、4、3、2、1级。其中风压达到4级以上频率最高的公路为沿海高速公路。(5)地理环境对各高速公路不同路段强风、强横风和风压等级均有不同程度的影响。2.对2013年3月9～10日发生在江苏省的一次冷空气过境引发的强横风天气过程进行了数值模拟,得到结论:(1)本次强横风过程高空有深厚的低槽,槽后强冷空气控制,地面冷高压不断发展和东移南压,高低空温压场结构配置较好,有利于近地层出现强风。(2)高低空散度场的有效配合及冷锋过境时产生的锋面大风是出现此次强横风过程的重要因素。(3)北方冷高压向南推进,与南方暖湿空气相遇,将其抬升形成锋面大风,并伴随产生了降水,此时路面湿滑且风雨交加时车辆行驶更为危险。(4)对流有效位能较小而对流抑制能量较大,本次强风过程对流交换较小。(5)在强风发展中期小范围出现冷暖平流交互,该处大气层结不稳定,冷锋后冷平流控制了底层大气,暖平流控制了高层大气,使得大气层结比较稳定,该系统得以维持。3.对2012年8月7～10日发生在江苏省的一次由台风过程引发的强横风天气过程进行了数值模拟,得到结论:(1)本次强风过程主要影响江苏南部、浙江北部和安徽南部地区,模拟效果十分理想。(2)台风登陆时台风中心辐合辐散值很大,随着台风在陆地上移动,逐渐减弱,登陆6～8小时后辐合辐散值急速下降。(3) 400hPa以下大范围地区水汽丰富,相对湿度大于80%,当台风减弱时,水汽仍作用于江苏上空,降水的减弱滞后于风力的减弱。(4)台风天气发生过程中,高对流有效位能区代表未来暴雨区范围,CAPE值的时间变化可以为暴雨的预报提供很好的启示作用。(5)可根据暖平流和冷平流明显分辨出气旋中心气流上升处和四周气流下沉处。4.对2013年7月31日发生在江苏省的一次由强对流天气引发的强横风过程进行了数值模拟,得到结论:(1)本次强风和强横风过程是由强对流天气产生的,影响范围较为分散,局地性较强。与系统性大风和台风过程模拟结果相比,本次模拟效果不是太理想,但江苏省高速公路代表站风场模拟值与实测值之间的相关系数都能达到0.6以上。(2)本次强横风过程发生时表现为低层辐合、高层辐散,强对流性天气的风速大、发生范围小使其对局地的影响更严重。(3)本次强横风过程的水汽垂直结构呈上干下湿的分布配置,易形成对流性不稳定层结,触发和维持强对流天气。(4)不稳定能量的积累,高CAPE和低CIN提供了有利的能量环境,不稳定结构配合下沉运动,是造成强横风天气的重要条件。(5)本次强横风过程发生时,形成了上冷下暖的不稳定层结,促进了对流系统的形成,产生动量交换,使地面风速增大。

关键词：江苏省高速公路强风横风时空变化风压数值模拟

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贵州公路交通气象服务效益评估分析

西部交通科技 2022年第11期 200-202页

作者：陈静怡宋丹陈蕾牛迪宇尚媛媛贵州省气象服务中心贵州贵阳550002

为调查分析气象服务在贵州省交通运输行业中的用户满意程度,并测算气象服务对公路交通运输的贡献率,文章通过两轮专家评估法,开展了贵州公路交通气象服务效益评估。结果显示:贵州省交通气象预报预警服务产品的准确性、及时性和完整性均... 详细信息

为调查分析气象服务在贵州省交通运输行业中的用户满意程度,并测算气象服务对公路交通运输的贡献率,文章通过两轮专家评估法,开展了贵州公路交通气象服务效益评估。结果显示:贵州省交通气象预报预警服务产品的准确性、及时性和完整性均得到了行业专家的认可,公路交通气象服务贡献率为2.11%;交通气象服务应进一步在服务产品的时空精度、服务的完整性和针对性方面加强和改进,不断提升公路交通气象服务质量,为交通部门提供有效的决策支撑。

关键词：公路交通气象服务效益评估贵州

江苏省典型高速公路强风和强横风时空分布特征

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自然灾害学报 2017年第4期26卷 63-76页

作者：牛迪宇包云轩袁成松周林义南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044 中国气象局交通气象重点开放实验室江苏南京210008 贵州省气象服务中心贵州贵阳550002

强风特别是强横风是影响高速公路汽车安全行驶的重大交通气象灾害之一。为提高交通气象中强横风天气的预报准确率,利用江苏省典型高速公路2012~2015年交通自动天气监测系统观测数据,分析了江苏省沪宁、宿淮盐、沿海和京沪高速公路强风... 详细信息

强风特别是强横风是影响高速公路汽车安全行驶的重大交通气象灾害之一。为提高交通气象中强横风天气的预报准确率,利用江苏省典型高速公路2012~2015年交通自动天气监测系统观测数据,分析了江苏省沪宁、宿淮盐、沿海和京沪高速公路强风和强横风的时空分布特征,探讨了地理环境等因素对强风和强横风发生的影响,在此基础上,对江苏省典型高速公路的风压进行分级,揭示风压的空间分布特征。研究表明:1)强横风的日变化和季节变化规律与强风相似,一天中两者出现频率最高的时间段为12~14时;一年中7月份频率最高。2)各站点强风和强横风发生日数频率一致,均呈现沿海高速公路发生日数较高的站点最多、范围最大,宿淮盐高速公路最少、范围最小的特点。强风盛行风向与强横风盛行风向基本一致,4条高速公路整体上,偏北风频率最高,偏北向强风和横风的频率高于偏南向强风和横风,偏东向强风和横风的频率高于偏西向强风和横风。频率最高的极大风风向为22.5°,最大风风向为0°,即正北。3)除宿淮盐高速公路2012年秋季月份外,月极端风速均超过10 m/s,最大值达到22.6 m/s。4)综合考虑风向、风速等变化因素,将风压分为10级。其中风压达到黄色预警以上发生频率最高的路段为沿海高速公路的北段。5)地理环境对各高速公路不同路段强风、强横风和风压等级均有不同程度的影响,其中地形起伏、水系分布、距海远近对其影响较大。

关键词：江苏省高速公路强风强横风风压时空变化

2016—2017年贵州大雾时空分布及气象要素演变分析

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气象 2019年第5期45卷 659-666页

作者：胡跃文秦杰苏静文牛迪宇吉廷艳贵州省气象学会贵阳550002 贵州省清镇市气象局清镇551400 贵州省气象服务中心贵阳550002

利用2016-2017年自动站逐小时观测资料,统计分析了贵州大雾天气的时空分布特征;同时,结合天气图资料分析筛选了锋面大雾个例31 d和辐射大雾个例17 d,对比分析大雾生消过程中风、温、湿等气象要素演变特点。结果表明:(1)贵州大雾在秋末... 详细信息

利用2016-2017年自动站逐小时观测资料,统计分析了贵州大雾天气的时空分布特征;同时,结合天气图资料分析筛选了锋面大雾个例31 d和辐射大雾个例17 d,对比分析大雾生消过程中风、温、湿等气象要素演变特点。结果表明:(1)贵州大雾在秋末到初春较为频发;一天中夜间02-09时是大雾频发时段,07时达到峰值。(2)贵州自西向东有4个多雾区,分别为西南部区域、中部区域、东部边缘区域和北部局部区域。(3)锋面大雾主要出现在贵州中西部,范围最广时可达20个县站左右,持续时长可达10~13 h,单站可持续60 h以上。辐射大雾以贵州中东部地区出现较多,范围最广时可接近40个县站,远比锋面大雾范围广,持续时间相对较短。(4)大雾期间,10 min平均风速为0~3 m·s^-1,相对湿度为97%~100%,温度露点差为0~0.5℃;辐射大雾初期或形成前气温呈下降状态,消散期升温较明显,地气温差呈现由负到正或由低到高的变化趋势,反映出近地层大气由较为稳定的逆温环境向不稳定环境变化的过程;锋面大雾初期的降温和后期的升温现象并不突出,地气温差也没有特定的变化规律,仅有部分个例与锋面大雾情况一致。

关键词：大雾自动观测时空分布气象要素锋面辐射

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遵义市4A景区温度时空变化特征分析

青海气象 2020年第4期 16-21,28页

作者：冀丹妮潘岑牛迪宇魏文龙贵州省气象服务中心贵阳563500 贵州省道真县气象局遵义563500

利用2016—2018年遵义市4A景区与景区所对应国家级气象站观测资料进行统计分析,构建遵义4A景区气象历史资料重建模型,反演遵义4A景区30a逐日平均温度、最高气温、最低气温数据,从而得出遵义市4A景区的温度时空变化特征:遵义4A景区温度... 详细信息

利用2016—2018年遵义市4A景区与景区所对应国家级气象站观测资料进行统计分析,构建遵义4A景区气象历史资料重建模型,反演遵义4A景区30a逐日平均温度、最高气温、最低气温数据,从而得出遵义市4A景区的温度时空变化特征:遵义4A景区温度变化呈波动上升趋势,2010年之后,温度变化幅度明显增强。各个景点的30a温度变化趋势与景区所在的地区国家站温度变化趋势基本同步。对遵义地区4A景点温度升温率贡献最大的是平均温度习水土城古镇景区和新浦水上天门景区,最高温度为绥阳双河洞景区;最低温度为习水土城古镇景区和桐梓杉坪旅景区。平均温度和最高温度分别在1998年和2001年发生突变。

关键词：气温回归分析相关性数据重建 MK检验遵义

高原城市臭氧浓度的多尺度变化特征及与气象条件的关系──以贵阳市为例

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中国农学通报 2019年第34期35卷 95-101页

作者：尚媛媛宋丹裴兴云陈静怡牛迪宇贵州省气象服务中心

相较于中东地区,贵阳市大气环境较为清洁,且O3的变化有待开展深入研究。笔者通过对贵阳市环境保护局设置在市内和郊区的10个环境空气质量监测国控点近5年(2013年1月-2017年12月)的O3逐小时浓度资料及气象、地理资料分析了贵阳市O3浓度... 详细信息

相较于中东地区,贵阳市大气环境较为清洁,且O3的变化有待开展深入研究。笔者通过对贵阳市环境保护局设置在市内和郊区的10个环境空气质量监测国控点近5年(2013年1月-2017年12月)的O3逐小时浓度资料及气象、地理资料分析了贵阳市O3浓度的时空分布特征,并探讨典型气象因素对O3浓度变化的作用。本文主要针对贵阳市大气污染物O3相对于其他污染物偏高,以及郊区比市区夜间的O3浓度明显偏高现象,主要从盆地特殊地形及风的作用对O3时空变化进行分析。结果表明:(1)贵阳市年平均O3浓度变化为逐年增加趋势,与排放源增加有关。O3的季节变化主要受天气气候条件影响,O3日变化与太阳辐射、气温等气象因子显著相关。(2)郊区O3浓度明显高于城区,且出现的时段多在夜间。这一现象与城区与郊区的排放源差异、下垫面性质和地形小气候特征有关。(3)在排放源一定的条件下,影响贵阳市城区和郊区O3浓度变化的主要因素是特殊的盆地地形构造和风速风向。冬半年和夏半年城区的O3小时浓度变化与风速显著正相关。冬半年郊区O3小时浓度变化与风速也呈正相关,但是在夏半年,郊区的O3小时浓度与风速呈显著性反相关,这是由郊区的谷地地形构造和风向造成。

关键词： O3 气象条件贵阳市高原城市

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2017年初春贵州高速公路大雾天气分析

气象科技进展 2019年第4期9卷 22-28页

作者：胡跃文秦杰裴兴云牛迪宇吉廷艳贵州省气象学会贵阳550002 贵阳市乌当区气象局贵阳550018 贵州省气象服务中心贵阳550002

利用气象自动站和交通气象站逐分钟能见度观测资料和天气图资料,分析了2017年初春发生在贵州多条高速公路的持续性大雾天气形成原因,探讨了山区高速公路大雾天气应对措施。结果表明:高空槽东移影响,低空西南气流将南海水汽向贵州输送,... 详细信息

利用气象自动站和交通气象站逐分钟能见度观测资料和天气图资料,分析了2017年初春发生在贵州多条高速公路的持续性大雾天气形成原因,探讨了山区高速公路大雾天气应对措施。结果表明:高空槽东移影响,低空西南气流将南海水汽向贵州输送,静止锋系统东西摆动和长时间存在,是这次高速公路大雾过程的主要天气背景。在锋面天气系统影响下,相邻区域内海拔高度与能见度具有反相关性,海拔较高处能见度较低,大雾现象严重、持续时间较长,贵州高速公路因海拔相对较高更容易发生大雾。锋面逆温维持,大气层结稳定,有利于水汽在低空聚集,充沛的水汽和辐合有利于低云发展增厚、云底下降,从而导致近地面大雾形成和维持;随着逆温层减弱消失,稳定层受到破坏,不利于水汽聚集和低云发展,地面大雾也随之减弱消散。应对大雾天气需要特别注意隧道内外能见度反差较大的影响,以及锋面大雾天气因路面湿滑和低能见度双重因素的影响。

关键词：大雾高速公路静止锋水汽辐合

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贵州一次典型锋面大雾的成因分析

中国农学通报 2020年第15期36卷 87-93页

作者：吉廷艳牛迪宇秦杰夏晓玲裴兴云贵州省气象服务中心贵阳550002 贵阳市乌当区气象局贵阳550018

为了进一步提高锋面大雾预报水平,利用天气图资料和自动站逐小时观测资料,分析了2017年1月3-4日发生在贵州的一次持续性大范围锋面大雾天气成因。结果表明:偏南气流将孟加拉湾和南海水汽向贵州等地输送,850 hPa温度槽携带冷平流入侵及... 详细信息

为了进一步提高锋面大雾预报水平,利用天气图资料和自动站逐小时观测资料,分析了2017年1月3-4日发生在贵州的一次持续性大范围锋面大雾天气成因。结果表明:偏南气流将孟加拉湾和南海水汽向贵州等地输送,850 hPa温度槽携带冷平流入侵及地面静止锋形成,为这次锋面大雾提供了有利天气条件。水汽在贵州上空持续辐合导致低云发展增厚,云底下降接地形成地面大雾;静止锋东退北抬,西南暖湿气流经过冷平流区域致使大雾持续发展;逆温层逐渐减弱消失、云底抬升,大雾也随之减弱消散;低层气流辐合上升、中层气流辐散下沉有利于大雾形成。大雾期间水汽饱和、风速较小,前期气温呈下降趋势,中后期近地层处于较稳定状态,有利于大雾形成和维持。

关键词：锋面大雾天气成因静止锋逆温层暖湿气流

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贵州夜间降水特征与暴雨预警发布现状分析

中低纬山地气象 2021年第5期45卷 109-116页

作者：潘岑罗俊才苏静文冀丹妮牛迪宇蔡露进贵州省气象服务中心贵州贵阳550002

基于贵州1961-2019年81个站点逐日20-20时、20-次日08时降水数据,分析贵州省59 a的夜间降水、夜间暴雨时空分布特征和地域变化M-K趋势,总结近4a夜间暴雨预警信号发布现状。结果显示:①贵州省夜雨和夜间暴雨现象显著。夜雨率均值高达62%,... 详细信息

基于贵州1961-2019年81个站点逐日20-20时、20-次日08时降水数据,分析贵州省59 a的夜间降水、夜间暴雨时空分布特征和地域变化M-K趋势,总结近4a夜间暴雨预警信号发布现状。结果显示:①贵州省夜雨和夜间暴雨现象显著。夜雨率均值高达62%,5-9月夜间暴雨集中,约占全年的84%,6月为高发期。省西南部降水总量高,夜雨比例高,夜间暴雨比重高,是防灾减灾预警服务中的重点关注区域。②近59 a全省整体上夜间降水量减少,但夜间暴雨出现愈加频繁。未来需多关注遵义(道真、桐梓、湄潭)、黔东南和毕节中、西部地区逐渐增加的夜间降水,增强夜间暴雨监测及服务能力。③贵州省暴雨预警信号发布集中在21时-次日04时,22时发布量最大,致灾严重的大暴雨预警(红色级别)信号82%以上出现在夜间(20-次日08时),服务压力很大,完善预警发布机制有利于推进预警信号服务。因此,较之白天,需更加重视贵州山区的夜间暴雨监测、预警。

关键词：贵州夜间降水夜间暴雨 M-K检验暴雨预警