魏曉雯 陳亮 趙蕾 陳明
(1 海南省氣象服務(wù)中心,???570203; 2 海南省南海氣象防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,???570203)
南海是世界上最繁忙的海上運(yùn)輸通道之一,是我國(guó)與亞洲其他國(guó)家、歐洲、非洲開(kāi)展海上貿(mào)易的必經(jīng)之道。近年來(lái),在全球氣候變暖背景下,臺(tái)風(fēng)、強(qiáng)對(duì)流、海上大風(fēng)等災(zāi)害性天氣頻發(fā),其中海上大風(fēng)對(duì)南海各港口造成嚴(yán)重影響,威脅著港口作業(yè)和航行安全。船舶進(jìn)入大風(fēng)浪區(qū)域航行時(shí),大風(fēng)可導(dǎo)致船舶劇烈的運(yùn)動(dòng)、降速、航向不穩(wěn)定,甚至出現(xiàn)難以意料的危險(xiǎn)。大風(fēng)不僅直接影響船舶的離靠港,也會(huì)影響港區(qū)作業(yè),造成集裝箱或貨架的傾斜等危險(xiǎn)。災(zāi)害性大風(fēng)的監(jiān)測(cè)診斷和預(yù)報(bào)預(yù)警已成為氣象預(yù)報(bào)部門(mén)的業(yè)務(wù)重點(diǎn),也是港口、運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)的關(guān)注重點(diǎn)。
關(guān)于近海大風(fēng)的研究主要集中在對(duì)資料的統(tǒng)計(jì)分析和對(duì)個(gè)例的動(dòng)力學(xué)診斷研究上。呂愛(ài)民等[1]對(duì)我國(guó)近海6級(jí)及以上大風(fēng)的氣候特征和環(huán)流形勢(shì)進(jìn)行了分析,將其歸納為冷空氣型、溫帶氣旋型和熱帶氣旋型3種類(lèi)型。吳海英等[2]在研究冷空氣大風(fēng)過(guò)程時(shí)指出,強(qiáng)冷平流引起的地面變壓和變壓梯度的增加是導(dǎo)致近海大風(fēng)的重要原因。黃彬等[3]和韓永清等[4]強(qiáng)調(diào)了高空動(dòng)量下傳在冷空氣大風(fēng)過(guò)程中的重要作用。吳紫煜等[5]研究發(fā)現(xiàn),颮線大風(fēng)往往是在高空冷空氣南下、低層暖濕氣流北上、中低空急流、位勢(shì)不穩(wěn)定、高對(duì)流有效位能和較強(qiáng)的低層風(fēng)垂直切變環(huán)境下發(fā)展起來(lái)的。孫密娜等[6]對(duì)颮線雷暴大風(fēng)的研究表明,中高層有干空氣滲透,具有條件不穩(wěn)定層結(jié),且低層水汽充沛,有利于雷暴大風(fēng)和濕對(duì)流的產(chǎn)生。董海鷹等[7]和東高紅等[8]分別指出海風(fēng)鋒對(duì)強(qiáng)對(duì)流大風(fēng)的加強(qiáng)作用。王黌等[9]在論述臺(tái)風(fēng)大風(fēng)時(shí)強(qiáng)調(diào),臺(tái)風(fēng)眼壁及螺旋雨帶的中小尺度強(qiáng)對(duì)流系統(tǒng)也可在局地產(chǎn)生很強(qiáng)的陣風(fēng)。近年來(lái)各地氣象部門(mén)也廣泛開(kāi)展了沿海大風(fēng)的預(yù)報(bào)服務(wù)工作,有的側(cè)重于數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品的解釋?xiě)?yīng)用[10-11],有的側(cè)重于天氣系統(tǒng)、物理量等分析[12-14]。石雪[15]根據(jù)大連及周邊沿海大風(fēng)的主要影響系統(tǒng)建立了高壓型、冷鋒型、氣旋型大風(fēng)三維概念模型,并得出相應(yīng)的大風(fēng)預(yù)報(bào)指標(biāo)。項(xiàng)素清[16]通過(guò)天氣學(xué)和統(tǒng)計(jì)量分析用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法建立了浙江沿海氣旋大風(fēng)的預(yù)報(bào)模型。陳崢蓉等[17]利用ECWMF細(xì)網(wǎng)格模式產(chǎn)品和TREC反演風(fēng)場(chǎng)資料制定了北部灣沿海港口作業(yè)氣象服務(wù)大風(fēng)預(yù)報(bào)指標(biāo)。
洋浦港位于海南島西北岸的洋浦灣內(nèi),是目前海南省開(kāi)發(fā)程度最高配套設(shè)施最好的深水良港,年貨運(yùn)吞吐量超4000萬(wàn)噸。隨著“一帶一路”倡議和海南自由貿(mào)易港建設(shè)方案的提出,洋浦港將被打造為西部陸海新通道國(guó)際航運(yùn)樞紐。然而,目前對(duì)于沿海和海上大風(fēng)的預(yù)報(bào)能力仍較為薄弱,在精細(xì)度、準(zhǔn)確度和時(shí)效性等方面遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足港口作業(yè)精準(zhǔn)化需求。為此本文以洋浦港為例,從氣候角度出發(fā),按照影響系統(tǒng)對(duì)大風(fēng)過(guò)程進(jìn)行分類(lèi),深入探討各類(lèi)大風(fēng)的發(fā)生機(jī)制及其預(yù)報(bào)著眼點(diǎn),并尋找合適的預(yù)報(bào)指標(biāo),以期為南海港口大風(fēng)的精細(xì)化預(yù)報(bào)和服務(wù)提供技術(shù)支撐。
所用的資料包括:①海南省氣象信息中心提供的2015—2019年儋州洋浦港原油碼頭自動(dòng)氣象站(M1175)逐小時(shí)極大風(fēng)速資料。②歐洲中心ERA5逐小時(shí)再分析資料,包括高空風(fēng)場(chǎng)、溫度場(chǎng)、濕度場(chǎng)、地面風(fēng)場(chǎng)、氣壓場(chǎng)等。③2015—2019年NCEP/NCAR第2套逐日再分析資料,包括風(fēng)場(chǎng)、高度場(chǎng)、溫度場(chǎng)、地面氣壓場(chǎng)。④2015—2019年海南省氣象臺(tái)提供的逐日實(shí)況天氣圖和天氣報(bào)告。
所用數(shù)據(jù)均經(jīng)過(guò)極值檢查、時(shí)間一致性檢查、內(nèi)部一致性檢查和人工審核等質(zhì)量控制,對(duì)缺測(cè)數(shù)據(jù)以及質(zhì)量控制后可疑或錯(cuò)誤數(shù)據(jù)予以剔除,以確保資料的準(zhǔn)確性和可用性。
根據(jù)國(guó)家氣象局的規(guī)定,在氣象觀測(cè)中,近地表10 m高度測(cè)站的瞬時(shí)風(fēng)速達(dá)到或超過(guò)17 m/s,或目測(cè)估計(jì)風(fēng)力達(dá)到或超過(guò)8級(jí)作為大風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)。為此本文規(guī)定,當(dāng)洋浦港原油碼頭自動(dòng)站(109.14°E,19.79°N)(圖1)10 m風(fēng)場(chǎng)的小時(shí)極大風(fēng)速連續(xù)達(dá)到8級(jí)及以上時(shí)記為1次大風(fēng)過(guò)程,或即使中間有間斷,但間斷時(shí)間不超過(guò)3 h且極大風(fēng)速達(dá)到6級(jí)及以上,仍算作1次大風(fēng)過(guò)程。下文以此為基礎(chǔ)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
圖1 洋浦港和原油碼頭自動(dòng)站所在及空間分布(實(shí)心點(diǎn)表示洋浦港,五角星表示原油碼頭自動(dòng)站)
按照上述標(biāo)準(zhǔn),2015—2019年洋浦港共出現(xiàn)113次大風(fēng)過(guò)程,平均每年22.6次。從大風(fēng)過(guò)程的日變化來(lái)看(圖2a),清晨05:00—07:00是大風(fēng)過(guò)程發(fā)生頻次最高的時(shí)段,而傍晚19:00前后大風(fēng)過(guò)程發(fā)生頻次最低,其他時(shí)次大風(fēng)過(guò)程的發(fā)生頻次較為平均。從影響時(shí)長(zhǎng)來(lái)看(圖2b),洋浦港大風(fēng)過(guò)程的持續(xù)時(shí)間具有明顯的季節(jié)變化特征,春季大風(fēng)過(guò)程的持續(xù)時(shí)間較短,5月大風(fēng)過(guò)程的平均持續(xù)時(shí)間最短,僅為2 h,而秋季大風(fēng)過(guò)程持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),10月大風(fēng)過(guò)程的平均持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)10.5 h。
圖2 2015—2019年洋浦港大風(fēng)過(guò)程發(fā)生頻次的日變化(a)及影響時(shí)長(zhǎng)的年變化(b)
根據(jù)海南省氣象臺(tái)提供的實(shí)況天氣圖和天氣報(bào)告,將洋浦港大風(fēng)過(guò)程的影響系統(tǒng)劃分為4種類(lèi)型,分別為:冷空氣型、切變線型、熱低壓型(非熱帶氣旋對(duì)流型)以及熱帶氣旋型。從發(fā)生頻次來(lái)看(圖3a),冷空氣型和切變線型(均為39次)出現(xiàn)頻次最高,各占過(guò)程總數(shù)的34.5%,熱帶氣旋型(25次)次之,占過(guò)程總數(shù)的22.1%,熱低壓型(10次)發(fā)生頻次最少,占過(guò)程總數(shù)的8.9%;從季節(jié)分布來(lái)看(圖3b),冷空氣型大風(fēng)過(guò)程出現(xiàn)在10月至次年4月,其中11、12、1月的發(fā)生頻次最高,切變線型大風(fēng)過(guò)程在春、夏、秋季均有發(fā)生,但主要集中在6—8月的夏季,熱低壓型大風(fēng)過(guò)程出現(xiàn)在春、夏季,以6、7月居多,熱帶氣旋型大風(fēng)過(guò)程發(fā)生在6—10月,與海南島的臺(tái)風(fēng)季相對(duì)應(yīng);從持續(xù)時(shí)間來(lái)看(圖略),熱帶氣旋型大風(fēng)過(guò)程的平均持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng),為11.3 h,冷空氣型和切變線型次之,平均持續(xù)時(shí)間分別為4.9 h 和3.5 h,熱低壓型的平均持續(xù)時(shí)間最短,僅為1.5 h。
圖3 2015—2019年洋浦港各類(lèi)大風(fēng)過(guò)程發(fā)生頻次占比(a)及各月各類(lèi)大風(fēng)過(guò)程的發(fā)生頻次(b)
圖4 2015—2019年冷空氣型大風(fēng)過(guò)程環(huán)流形勢(shì)(a)及冷空氣型大風(fēng)過(guò)程發(fā)生前后氣象要素逐小時(shí)變化沿105°~110°E的經(jīng)向時(shí)間剖面(b)(圖a、b中等值線為海平面氣壓(單位:hPa),陰影為925 hPa溫度平流,箭頭為925 hPa風(fēng)場(chǎng);圖a中紅色實(shí)心點(diǎn)為洋浦港所在位置;圖b橫坐標(biāo)為時(shí)間,“-”代表超前時(shí)間,0代表大風(fēng)過(guò)程開(kāi)始時(shí)間,單位為h,下同)
從氣象要素沿105°~110°E平均的逐小時(shí)演變可以看出(圖4b),在大風(fēng)過(guò)程發(fā)生前6 h,22°N附近的冷平流和偏北風(fēng)均得到顯著加強(qiáng),這是否與洋浦港大風(fēng)過(guò)程有著必然聯(lián)系呢?為此將大風(fēng)過(guò)程發(fā)生前6 h 925 hPa的24 h變溫場(chǎng)和經(jīng)向風(fēng)場(chǎng)分別與大風(fēng)過(guò)程強(qiáng)度作相關(guān)分析(圖5),結(jié)果表明,在紅色實(shí)線框區(qū)域(107°~109°E,22°~23°N),大風(fēng)過(guò)程發(fā)生前6 h二者均與大風(fēng)過(guò)程強(qiáng)度呈顯著的負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)通過(guò)了0.05的顯著性水平檢驗(yàn),因此將這一區(qū)域作為冷空氣型大風(fēng)過(guò)程的關(guān)鍵區(qū)。大風(fēng)過(guò)程發(fā)生前6 h,925 hPa關(guān)鍵區(qū)24 h降溫超過(guò)5 ℃,北風(fēng)分量大于10 m/s。在業(yè)務(wù)應(yīng)用中為了減少空?qǐng)?bào)率,反復(fù)試驗(yàn)后將預(yù)報(bào)指標(biāo)分別提高至6 ℃、11.5 m/s,即925 hPa關(guān)鍵區(qū)24 h降溫超過(guò)6 ℃且北風(fēng)分量大于11.5 m/s,6 h后洋浦港將發(fā)生冷空氣型大風(fēng)過(guò)程。按照這一指標(biāo)對(duì)2015—2019年冷空氣型大風(fēng)過(guò)程進(jìn)行回報(bào)試驗(yàn),準(zhǔn)確率為76.6%,漏報(bào)率為23.4%,空?qǐng)?bào)率為33.3%。
圖5 2015—2019年冷空氣型大風(fēng)過(guò)程發(fā)生前6 h的925 hPa 24 h變溫場(chǎng)(a,等值線,單位:℃)和925 hPa經(jīng)向風(fēng)場(chǎng)(b,等值線,單位:m·s-1)(圖a、b中的陰影由淺到深分別表示24 h變溫場(chǎng)、經(jīng)向風(fēng)場(chǎng)與大風(fēng)過(guò)程強(qiáng)度的相關(guān)系數(shù)通過(guò)0.1、0.05、0.01的顯著性水平檢驗(yàn),紅色實(shí)心點(diǎn)為洋浦港所在位置,紅色實(shí)線框?yàn)橛绊懤淇諝庑痛箫L(fēng)過(guò)程的關(guān)鍵區(qū)(107°~109°E,22°~23°N))
圖6 2015—2019年冷式切變型(a)和暖式切變型(b)大風(fēng)過(guò)程合成的大尺度環(huán)流(圖中等值線為海平面氣壓(單位:hPa),陰影為925 hPa溫度平流,箭頭為925 hPa風(fēng)場(chǎng),紅色實(shí)心點(diǎn)為洋浦港所在位置)
在有利的大尺度環(huán)境條件下,進(jìn)一步根據(jù)對(duì)流有效位能(CAPE)和對(duì)流抑制能量(CIN)判斷強(qiáng)對(duì)流發(fā)生的潛勢(shì)。在大風(fēng)過(guò)程發(fā)生前1 h合成的探空?qǐng)D上(圖7),冷式切變和暖式切變大風(fēng)過(guò)程的CAPE分別為1460 J·kg-1和1416 J·kg-1,表明二者均具有較好的不穩(wěn)定層結(jié)條件。暖式切變型大風(fēng)過(guò)程的CIN較小為6 J·kg-1,有利于對(duì)流性天氣的發(fā)生;冷式切變型大風(fēng)過(guò)程發(fā)生時(shí),下冷上暖的平流(圖略)在低層形成逆溫層,加強(qiáng)了CIN為47 J·kg-1,使不穩(wěn)定能量在此積聚,易爆發(fā)更強(qiáng)烈的對(duì)流天氣[20]。
圖7 2015—2019年冷式切變型(a)和暖式切變型(b)大風(fēng)過(guò)程發(fā)生前1 h洋浦港(109°E,20°N)合成T-lnp圖
預(yù)報(bào)切變線型大風(fēng)過(guò)程時(shí),當(dāng)925 hPa低空切變線、500 hPa南支槽等天氣尺度系統(tǒng)出現(xiàn)有利配置時(shí),應(yīng)根據(jù)中尺度環(huán)境條件判別雷暴大風(fēng)、颮線發(fā)生的可能性。考慮到CAPE對(duì)氣塊抬升的溫度、露點(diǎn)非常敏感[21],業(yè)務(wù)中可根據(jù)預(yù)報(bào)的地面溫度和露點(diǎn)對(duì)08:00探空得到的CAPE和CIN進(jìn)行訂正,判斷強(qiáng)對(duì)流發(fā)生的潛勢(shì)。
熱低壓型大風(fēng)過(guò)程主要產(chǎn)生于海陸熱力差異引起的局地環(huán)流[22-23]。從該類(lèi)型合成的天氣形勢(shì)來(lái)看(圖8a),925 hPa海南島為偏南氣流控制,我國(guó)西南部與中南半島交界處有熱低壓發(fā)展,中心氣壓低于1005 hPa。海南島附近等壓線稀疏,水平氣壓梯度較小。對(duì)逐次個(gè)例統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),該類(lèi)型大風(fēng)過(guò)程均發(fā)生在午后(12:00—17:00)。大風(fēng)發(fā)生前6 h海南島劇烈升溫(圖8b),受地形影響[24]西北部地區(qū)升溫幅度超過(guò)了3.5 ℃,一方面使大氣層結(jié)不穩(wěn)定度加大,另一方面由于海陸熱力差異,使空氣受到海洋指向陸地的氣壓梯度力,形成偏西方向的向岸風(fēng),向岸風(fēng)在向陸地推進(jìn)的過(guò)程中與偏南背景風(fēng)場(chǎng)輻合,形成海風(fēng)鋒,引發(fā)輻合上升運(yùn)動(dòng)。垂直環(huán)流場(chǎng)與之對(duì)應(yīng)(圖8c),陸地為強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng),海上為下沉運(yùn)動(dòng),形成一個(gè)完整的緯向垂直環(huán)流圈。從物理量參數(shù)隨時(shí)間的演變(圖8d)可以看出,強(qiáng)對(duì)流發(fā)生前,CAPE逐漸增大,強(qiáng)對(duì)流發(fā)生前2 h超過(guò)1500 J·kg-1,CIN較小(CIN≤20 J·kg-1),海風(fēng)鋒帶來(lái)的抬升運(yùn)動(dòng)很容易克服對(duì)流抑制到達(dá)自由對(duì)流高度,使強(qiáng)對(duì)流發(fā)展起來(lái)。強(qiáng)對(duì)流發(fā)生后由于不穩(wěn)定能量得到釋放,CAPE迅速減小,CIN開(kāi)始上升。
圖8 2015—2019年熱低壓型大風(fēng)過(guò)程環(huán)流形勢(shì)(a)、前6 h變溫(變壓)場(chǎng)(b)、19.5°N緯向垂直環(huán)流剖面(c)以及物理量參數(shù)隨時(shí)間的演變(d)(圖a中等值線為海平面氣壓(單位:hPa),陰影為925 hPa溫度平流,箭頭為925 hPa風(fēng)場(chǎng);圖b中陰影為變溫場(chǎng)、等值線為變壓場(chǎng)(單位:hPa),紅色實(shí)心點(diǎn)為洋浦港所在位置;圖c中黃、藍(lán)色陰影分別表示上升、下沉運(yùn)動(dòng)通過(guò)0.05的顯著性水平檢驗(yàn))
熱低壓型大風(fēng)過(guò)程的預(yù)報(bào)首先應(yīng)關(guān)注海陸溫差以及海風(fēng)與背景風(fēng)的輻合,當(dāng)海南島西北部與近海海面的6 h變溫之差≥3.5 ℃時(shí),易形成海風(fēng)鋒。CAPE≥1500 J·kg-1,CIN≤20 J·kg-1時(shí),有利于觸發(fā)強(qiáng)對(duì)流,從而引起雷暴大風(fēng)。
熱帶氣旋型大風(fēng)過(guò)程合成的925 hPa環(huán)流場(chǎng)上(圖9a),熱帶氣旋(TC)中心位于海南島東南部沿海,洋浦港位于熱帶氣旋中心西北側(cè)的大風(fēng)區(qū)。經(jīng)統(tǒng)計(jì),60%的熱帶氣旋型大風(fēng)過(guò)程發(fā)生時(shí),洋浦港位于熱帶氣旋7級(jí)風(fēng)圈半徑以?xún)?nèi),其過(guò)程平均持續(xù)時(shí)間為14.8 h,另外40%的熱帶氣旋型大風(fēng)過(guò)程發(fā)生時(shí),洋浦港位于TC外圍環(huán)流,平均持續(xù)時(shí)間為6 h。研究表明,臺(tái)風(fēng)遠(yuǎn)距離前方、臺(tái)風(fēng)外圍常有局地強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)展,可在小范圍內(nèi)帶來(lái)狂風(fēng)驟雨[25]。造成熱帶氣旋型大風(fēng)過(guò)程的TC中,有72%生成于我國(guó)南海,其余28%來(lái)自西太平洋;產(chǎn)生大風(fēng)過(guò)程時(shí),TC強(qiáng)度達(dá)到臺(tái)風(fēng)及以上的占24%,熱帶風(fēng)暴和強(qiáng)熱帶風(fēng)暴級(jí)別的占68%,熱帶低壓的占8%;
從大風(fēng)發(fā)生時(shí)刻熱帶氣旋位置散點(diǎn)圖(圖9b)可以看出,大部分熱帶氣旋位于洋浦港的東南象限,東北象限次之,西南和西北象限較少??蓪⒃斐蔁釒庑痛箫L(fēng)過(guò)程的TC路徑分為3類(lèi),第1類(lèi)(40%):從海南島東南部登陸后向西或西北方向移動(dòng),此類(lèi)大風(fēng)過(guò)程的平均持續(xù)時(shí)間為8.7 h,平均極大風(fēng)速為20.1 m/s;第2類(lèi)(36%):偏北路徑,從海南島北部的瓊州海峽或華南沿海經(jīng)過(guò),過(guò)程平均持續(xù)時(shí)間14.8 h,平均極大風(fēng)速為21.0 m/s;第3類(lèi)(24%):偏南路徑,從海南島南部近海經(jīng)過(guò),過(guò)程平均持續(xù)時(shí)間11.5 h,平均極大風(fēng)速為19.6 m/s。
對(duì)于熱帶氣旋大風(fēng)的預(yù)報(bào)能力很大程度上依賴(lài)于數(shù)值模式對(duì)于臺(tái)風(fēng)路徑和強(qiáng)度的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率,在此基礎(chǔ)上再根據(jù)統(tǒng)計(jì)規(guī)律以及衛(wèi)星、雷達(dá)等實(shí)況監(jiān)測(cè)資料預(yù)報(bào)風(fēng)力等級(jí)。
綜上所述,各類(lèi)影響系統(tǒng)作用下洋浦港大風(fēng)過(guò)程的預(yù)報(bào)指標(biāo)見(jiàn)表1。
表1 海南洋浦港各類(lèi)影響系統(tǒng)大風(fēng)過(guò)程的預(yù)報(bào)指標(biāo)
本文以洋浦港為例,根據(jù)不同影響系統(tǒng)對(duì)港口大風(fēng)過(guò)程進(jìn)行分類(lèi),探討了不同類(lèi)型大風(fēng)過(guò)程的環(huán)流背景及其預(yù)報(bào)指標(biāo),主要得到以下結(jié)論:
(1)2015—2019年洋浦港平均每年發(fā)生22.6次大風(fēng)過(guò)程,按照影響系統(tǒng)可將其分為冷空氣型、切變線型、熱低壓型和熱帶氣旋型4種類(lèi)型。
(2)冷空氣型大風(fēng)過(guò)程是由于強(qiáng)冷平流引起地面氣壓場(chǎng)的變化;切變線型大風(fēng)過(guò)程主要產(chǎn)生于強(qiáng)對(duì)流引發(fā)的雷暴大風(fēng)、颮線等;熱低壓型大風(fēng)過(guò)程是由于海陸熱力差異引起的海風(fēng)鋒而導(dǎo)致的;熱帶氣旋型大風(fēng)過(guò)程主要發(fā)生在TC中心附近的等壓線密集帶以及外圍螺旋雨帶的中小尺度對(duì)流系統(tǒng)中。
(3)當(dāng)925 hPa關(guān)鍵區(qū)24 h降溫超過(guò)6 ℃且北風(fēng)分量大于11.5 m/s時(shí),預(yù)示洋浦港6 h后將發(fā)生冷空氣型大風(fēng)過(guò)程;當(dāng)925 hPa低空切變線、500 hPa 南支槽等天氣尺度系統(tǒng)出現(xiàn)有利配置, CAPE≥1500 J·kg-1,且具有較合適的CIN時(shí),易發(fā)生切變線型大風(fēng)過(guò)程;當(dāng)海南島西北部陸地與近海海面6 h變溫之差≥3.5 ℃,CAPE≥1500 J·kg-1,CIN≤20 J·kg-1時(shí),海風(fēng)鋒易觸發(fā)雷暴大風(fēng)等強(qiáng)對(duì)流天氣,從而發(fā)生熱低壓型大風(fēng)過(guò)程;對(duì)于切變線型和熱低壓型這兩類(lèi)大風(fēng)過(guò)程,由于CAPE對(duì)氣塊抬升的溫度、露點(diǎn)非常敏感,在判別強(qiáng)對(duì)流發(fā)生潛勢(shì)時(shí)應(yīng)注意探空訂正;熱帶氣旋型大風(fēng)過(guò)程可在數(shù)值預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上結(jié)合統(tǒng)計(jì)規(guī)律以及衛(wèi)星、雷達(dá)等實(shí)況監(jiān)測(cè)資料綜合判定風(fēng)力等級(jí)。
相較于以往關(guān)于近海大風(fēng)的研究[7,8,13],本文針對(duì)不同影響系統(tǒng)分別制訂了各類(lèi)大風(fēng)過(guò)程的預(yù)報(bào)指標(biāo),這有助于更準(zhǔn)確地把握大風(fēng)過(guò)程的天氣特征、系統(tǒng)配置及動(dòng)力熱力條件,從而提高災(zāi)害性大風(fēng)的預(yù)報(bào)預(yù)警水平。但值得注意的是,在預(yù)報(bào)強(qiáng)對(duì)流引發(fā)的切變線型和熱低壓型大風(fēng)過(guò)程時(shí),在環(huán)流背景和物理量參數(shù)條件滿(mǎn)足的前提下,短臨預(yù)報(bào)還應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注多普勒天氣雷達(dá)的回波特征,弓形回波、鉤狀回波、陣風(fēng)鋒和中低層徑向速度輻合等雷達(dá)回波特征對(duì)雷暴大風(fēng)具有較好的指示意義[26-29]。