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浙江省几种灾害性大风近地面阵风系数特征

周福 蒋璐璐 涂小萍 申华羽 郑铮

周福, 蒋璐璐, 涂小萍, 等. 浙江省几种灾害性大风近地面阵风系数特征. 应用气象学报, 2017, 28(1): 119-128. DOI: 10.11898/1001-7313.20170111..
引用本文: 周福, 蒋璐璐, 涂小萍, 等. 浙江省几种灾害性大风近地面阵风系数特征. 应用气象学报, 2017, 28(1): 119-128. DOI: 10.11898/1001-7313.20170111.
Zhou Fu, Jiang Lulu, Tu Xiaoping, et al. Near-surface gust factor characteristics in several disastrous winds over Zhejiang Province. J Appl Meteor Sci, 2017, 28(1): 119-128. DOI:  10.11898/1001-7313.20170111.
Citation: Zhou Fu, Jiang Lulu, Tu Xiaoping, et al. Near-surface gust factor characteristics in several disastrous winds over Zhejiang Province. J Appl Meteor Sci, 2017, 28(1): 119-128. DOI:  10.11898/1001-7313.20170111.

浙江省几种灾害性大风近地面阵风系数特征

DOI: 10.11898/1001-7313.20170111
资助项目: 

浙江省自然科学基金项目 LY15D050001

浙江省气象科技计划项目 2014QN13

浙江省宁波市科技计划项目 2012C50044

详细信息
    通信作者:

    周福, email:zhoufu0311@sohu.com

Near-surface Gust Factor Characteristics in Several Disastrous Winds over Zhejiang Province

  • 摘要: 阵风特性研究是大风预报和服务的基础。基于2011-2013年浙江省自动气象站逐日逐10 min测风资料,分析了浙江省陆地和近海海面冷空气、热带气旋和强对流大风的阵风系数特征。结果表明:冷空气和热带气旋大风阵风系数空间分布基本相同,大风主要发生在近海海面和沿海地区,海面阵风系数一般小于1.5,等值线平行于海岸线且自西向东逐渐减小,陆地阵风系数一般大于2.0,山区可超过3.0,表现出地形对阵风系数的增强作用。强对流大风阵风系数明显高于业务规范平均值,发生地点遍及浙江省各地,但发生概率超过10%的站点主要位于沿海地区和近海海面。风向基本不影响阵风系数空间分布。冷空气和热带气旋站点阵风系数与海拔高度有较高正相关性。模糊聚类分析发现:浙江省400 m以上山区站与70 m以下的低海拔站点在阵风系数特征上分属不同空间类型;基于逐步回归建立站点阵风系数预报模型,检验表明:模糊聚类可帮助提高模型阵风系数预报能力。
  • 图  1  冷空气偏北大风时浙江省平均风速(a)和阵风系数(b)空间分布

    Fig. 1  Spatial distributions of mean north wind speeds (a) and gust factors (b) under cold air masses in Zhejiang Province

    图  2  热带气旋大风时不同风向浙江省平均风速和阵风系数空间分布

    Fig. 2  Spatial distributions of mean wind speeds and gust factors at different wind directions caused by tropical cyclones in Zhejiang Province

    图  3  2011-2013年6-8月浙江省站点及强对流大风事件概率分布

    Fig. 3  Station and probability distributions of convective gale events from Jun to Aug in 2011-2013

    图  4  冷空气和热带气旋大风时Ifp指数随聚类数C变化趋势

    Fig. 4  Ifp trend with cluster number C under cold air and tropical cyclone gales

    图  5  C=2时, 冷空气和热带气旋大风模糊聚类站点空间分布(a)冷空气,(b)热带气旋

    Fig. 5  Station distributions of cold air and tropical cyclone gale events by FCM analysis with cluster number C=2 (a) cold air masses, (b) tropical cyclones

    表  1  浙江省自动气象站阵风系数与各要素的相关系数

    Table  1  Correlation coefficients between automatic weather station gust factors and elements in Zhejiang Province

    天气系统 风向 纬度 经度 海拔高度 平均风速 样本量
    冷空气 -0.234 -0.254 0.195 -0.585 1820
    东北 -0.203 -0.206 0.174 -0.582 1799
    -0.219 -0.166 0.181 -0.554 1754
    东南 -0.167 -0.115 0.115 -0.494 1605
    -0.175 -0.144 0.110 -0.458 1599
    西南 -0.251 -0.145 0.169 -0.468 1675
    西 -0.267 -0.222 0.209 -0.520 1754
    西北 -0.252 -0.297 0.232 -0.576 1808
    热带气旋 -0.245 -0.272 0.187 -0.576 1720
    东北 -0.282 -0.291 0.230 -0.624 1715
    -0.288 -0.291 0.253 -0.630 1720
    东南 -0.246 -0.294 0.216 -0.573 1711
    -0.203 -0.264 0.217 -0.501 1657
    西南 -0.227 -0.236 0.228 -0.525 1672
    西 -0.284 -0.292 0.251 -0.543 1686
    西北 -0.251 -0.287 0.229 -0.542 1701
    强对流 -0.010 -0.171 0.059 -0.418 4185
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    表  2  浙江省自动气象站点模糊聚类统计

    Table  2  FCM results of automatic weather stations in Zhejiang Province

    天气系统 聚类型 平均海拔/m 平均阵风系数 站点数量
    不低于400 m 不高于70 m 70~400 m 合计
    冷空气 Ⅰ型 83 2.4 41 691 361 1093
    Ⅱ型 347 3.6 226 99 302 627
    全部站点 180 2.8 267 790 663 1720
    热带气旋 Ⅰ型 70 2.3 51 723 345 1119
    Ⅱ型 400 3.5 260 13 328 601
    全部站点 185 2.7 311 736 673 1720
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    表  3  浙江省自动气象站阵风系数逐步回归预报模型检验

    Table  3  Verification of stepwise regression forecast models of station gust factors in Zhejiang Province

    天气系统 聚类型 回归样
    本量
    独立检验
    样本量
    F 相关系数 平均偏差 绝对偏差 均方根误差
    冷空气 未分型 1204 514 314.877 0.486 0.351 0.762 0.831
    Ⅰ型 765 327 84.327 0.456 -0.073 0.428 0.533
    Ⅱ型 439 187 88.913 0.556 -0.333 0.651 0.778
    热带气旋 未分型 1200 515 292.090 0.433 0.237 0.761 0.887
    Ⅰ型 780 336 51.197 0.612 -0.291 0.468 0.557
    Ⅱ型 420 179 79.503 0.578 -0.150 0.644 0.783
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-05-20
  • 修回日期:  2016-01-13
  • 刊出日期:  2017-01-31

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