南四湖大风天气的形势特点及其预报

刘 威 王 瑜

摘要根据南四湖区大风天气的形势特点对其大风天气进行划分,并对可能出现湖区大风天气的形势作了初步分析和研究,以期为湖区大风天气预报提供理论依据。

关键词南四湖;大风天气;形势特点;预报

中图分类号P425.4+7;P456文献标识码A文章编号 1007-5739(2009)22-0281-02

大风天气对湖区生产影响较大,在某种程度上制约着湖区的渔业生产和养殖业的发展。因此,提高湖区的大风预报水平是湖区国民经济发展的迫切需要。

1地理位置

南四湖系微山、昭阳、独山、南阳等4个相连湖的总称(由于微山湖面积比其他3个湖大,习惯上称微山湖),位于山东省西南部,属微山县管辖。全湖面积1 266km2,是山东第一大湖,也是中国大型淡水湖泊之一。该湖属浅水富营养型湖泊,自然资源丰富,盛产鱼、虾、苇、莲等多种水生动植物,是山东省最重要的淡水鱼业基地。沿湖工农业发达,工业以煤炭、电力为主;农业以种植小麦、玉米、水稻、大豆、棉花等粮油经济作物为主,是鲁西南的鱼米之乡。

2湖区基本情况

南四湖属富营养湖类型,其富营养化主要是氮、磷、悬浮物和其他有机物大量入湖引发的,严重污染超标参数是溶解氧、化学耗氧量、生化需氧量、总氮和总磷;湖泊水深50cm处的多年平均水温为16.4℃,7月平均水温为28.9℃,1月平均水温5.3℃;鱼类基本属于自然种群,而且大型优质鱼类少,低龄的劣质鱼类多,现存鱼类有8目16科53属78种,其中鲤科鱼类48种,主要经济鱼类是鲫鱼、黄颡鱼、乌鳢,它们分别占渔获总量的69.5%、12.2%和9.99%,鱼龄结构以当年鱼或低龄鱼居多,鱼类一般都是杂食性鱼类。南四湖由南阳、昭阳、独山和微山4个无明显分界的湖泊串联而成;东西宽5.0～22.8km,南北长122.6km,湖的中部最窄,称为湖腰,1960年建2级坝枢纽,将南四湖一分为二,大堤全长131.5km,坝北为上级湖,坝南为下级湖,上级湖水面面积26 934km2,高程31.5m,容积8.55亿m3,正常蓄水位34.5m,蓄水面积600km2,相应容积23.1亿m3;下级湖水面积3 519 km2,高程29.50m,容积7.78亿m3,正常蓄水位32.5m,蓄水面积585km2,设计洪水位36.0m,相应容积30.8亿m3。

1949年以来,在党和政府的领导下,对微山湖区进行大规模的治理建设,对该湖自然资源曾多次进行过单项短期调查,这些工作对改变湖区面貌,开发湖区经济都起到了一定作用。但因从未进行过全面系统的综合调查,自然资源本底不清,缺乏综合治理开发规划,自然资源优势尚未得到充分发挥,湖泊生态系统发生了一些不利变化。1983年,山东省科委下达了“微山湖资源调查及合理开发利用研究”重点攻关课题,山东省水产局、济宁市市科委组织有关单位的科技人员组成“微山湖资源调查协作小组”,对微山湖及滨湖区资源同步进行调查,包括水利、气象、渔业、农业、林业、水体污染方面,历时2年,取得了丰富、系统的科技资料。1985年,山东省科委邀请省内外35名专家、教授对微山湖综合调查项目进行评审,会后,又多方面听取了对我国淡水湖泊素有研究的专家、学者的意见,均认为,进行多学科、多部门、综合性大规模的系统而全面的湖泊调查,在我国尚属罕见,是领先的;调查的主导思想明确,调查方案比较严密,方法正确;细致地分析了大量调查资料,论据充分,结论可信;取得的成果不仅对开发治理微山湖具有重大意义,对国内其他同类湖泊的开发研究也具有重要的参考价值;提出的开发利用意见和发展计划,符合中央体制改革精神和微山湖的实际,是可行的。1985年10月,中共山东省委、山东省人民政府在微山县召开开发建设微山湖现场办公会,制定具体的方针、政策,进一步促进该次成果的推广应用。对微山湖全面系统的综合调查结果内容丰富、资料齐全、综合性强,比较全面地反映了微山湖的资源现状,对资源及其利用情况进行了客观评价,并在此基础上提出了综合开发利用的方针和途径,是论述微山湖自然资源比较完整的历史性科技资料,也是我国大型湖泊进行多学科综合性调查研究的重要资料,对从事生产、教学、科研工作的领导干部和科技人员都有重要的参考价值,也能对开发建设微山湖及国内同类型湖泊发挥应有的作用。

3湖区大风分类

湖区大风其天气形式表现多样,归纳起来大致可分为5种:一是强冷锋大风;二是强冷高压影响前部的等压线密集区的梯度风;三是沿海高压坝及气旋型大风;四是热带风暴及热带风暴倒槽伴随的大风;五是强对流天气造成的雷雨大风。5种大风天气均不同程度地对鲁南湖区生产造成相当大的危害,其中影响最大的有3种,分别为沿海高压坝及气旋型大风、强冷锋大风、强对流天气造成的雷雨大风。

4湖区大风天气的预报指标及方法

4.1强冷锋大风天气

强冷锋大风天气一年四季均可发生,也是预报工作中经常预报的大风天气。强冷锋大风天气在天气形势中主要可表现为3种基本形式:

4.1.1强冷空气活动。伴随地面有冷锋快速南下,锋区两侧或一侧在上游地区已经出现大风天气,冷锋在南下移动过程中影响湖区,这种天气往往冬、春、秋季较多,从天气图上可以很直观地发现,这种天气在数值预报产品资料的应用中,需注意预报场中冷锋的移动路途及850hPa层中风的分布及等温线的疏密度,如果在24h或36h的预报中发现850 hPa层风速大于12m/s,且华北有冷槽东移南下,其地面冷锋将要影响湖区,这时即可直接预报大风天气。

4.1.2高空横槽型。这种天气多出现在受东北低涡及华北低涡后部影响时,在低槽后部的西到西北气流中有一横槽形成,或有一片变高超过4hPa的区域南下,地面图上有锋区形成或已有二型冷锋南下,即可预报大风天气。

4.1.3高空小槽型。高空有一短波小槽在东移过程中加深,并突然南下,特别在春、秋季节,在层结不稳定的情况下极易触发对流天气,造成湖区大风,这种天气变化快、时效短,一般很难预报,在地面图上有时甚至表现为非地面冷锋,往往容易被忽视。

4.2冷高压影响型大风天气

这种天气多发生在冬、春季或秋末,受强冷空气活动影响,鲁南处于南下冷锋转横的后侧或静止锋北侧,湖区持续出现5~6级大风天气,这种天气在高空往往表现为受东大槽后部西到西北气流影响,并且高空500hPa上风多在16m/s以上。因受明显的天气尺度影响所致,故而比较容易预报。

4.3沿海高压坝及气旋影响型大风天气

4.3.1沿海高压坝大风天气。一般出现在高空冷空气沿中或东部路径南下,冷空气的主体势力偏东,相应的地面冷高压脊,由华北伸向沿海地区,并随着系统的东移,山东的鲁西南地区已处于或将要处于高压后部,同时低纬度暖湿空气活跃。秦岭以南地区地面图上相对是一个低压区,地面图上的气压场呈现东高西低、北高南低的形势,山东接近位于倒槽顶部区域,这种情况下由于冷暖空气都比较活跃,鲁南地区往往表现为连续几天的东北大风天气,是鲁南冬季最主要的大风天气影响系统和降水天气影响系统。

4.3.2气旋影响类大风天气。气旋影响类往往春、秋2季较多,分别表现为蒙古气旋南下影响类、黄河气旋东移影响类和西南涡东北上影响类。3种系统均表现为鲁南地区气压骤降,24h变压大于6hPa以上,受其影响大风风向多为偏东风,蒙古气旋南下影响时表现为西南风,风力达到5~6级或6级以上,这种天气在传真图形势预报的基础上配合各地气压的变化比较容易预报,是大风预报中准确较高的类型之一。

4.4台风及台风倒槽影响类大风天气

南四湖地区受热带风暴影响造成大风的天气个例极少,受热带风暴倒槽及东风波低压系统影响造成大风天气个例也不多,只是这类天气触发强对流天气发生时才容易造成大风天气,在做这种天气预报的过程中要特别注意热带风暴倒槽的走向及移动路途和大气层稳定度指标,当二者具备其一时就可注重大风的预报。

4.5雷雨大风天气

一年中3月至9月中旬南四湖地区均可出现强的雷雨大风天气,不同的影响系统,甚至低压带、均压区中也可出现雷雨大风天气。由于这种天气突发性强、时效短、风速大,因而造成的危害也最大。抓好这种天气的预报,特别要注重以下几个方面的要素变化:一是大气层结稳定度,利用MICAPS查看一下层结区线,判别大气层结稳定与否;二是周边城市沙氏指数是否为负值,为负值区则要考虑发生雷雨大风天气的可能;三是短波小槽活动;四是注意传真图中24h、36h预报的小降水区域;五是卫星云图上积雨云区的变化情况;六是夏季副高变化及进退状况,这一点从数值预报的形势预报中可以确定。通过这几个方面的综合考虑确定产生雷雨的可能性,然后再确定产生和影响的不同区域,进而作出大风预报。

5大风的预报

一般将平均风速达到6级(10.8~13.8m/s)以上的风,称为大风。因为大风多具灾害性,对航运、渔业生产及军事活动的影响甚大,所以大风预报是风预报的重点。我国的大风以春季最多,夏季较少。从地区分布看,沿海多于内陆,北方多于南方。在松辽平原、内蒙草原、辽东半岛、青藏高原、华北平原以及台湾海峡一带,在一定的天气形势下经常出现大风。根据天气分析预报实践的总结,我国常见的大风有冷锋后偏北大风、高压后部偏南大风、低压大风以及台风大风和雷雨冰雹大风等。

5.1冷锋后偏北大风

冷锋后偏北大风出现在冷锋后高压前沿气压梯度最大的地方。这种大风,春季最多,冬季和秋季次之,夏季最少。冷锋后部出现大风的原因主要是锋后有强冷空气活动。冷性高压前部气压梯度最大,如锋后有强冷空气活动,则锋区大气斜压性加强,环流加速度使冷空气下沉、暖空气上升。在低层水平方向上加速度的方向由冷气团指向暖气团,这就使冷锋后的偏北大风加大。冷空气下沉,动量下传也使锋后地面风速加大。另外,冷锋后上空的冷平流使锋后近地面层出现较大的正变压中心,变压风亦加强了地面风速。基于上述原因,预报冷锋后偏北大风时,主要应分析释后的冷空气活动。

5.2高压后部偏南大风

这种大风多在春季出现,以我国东北、华北、华东等地区最为常见,出现偏南大风时的气压场多是南高北低或东高西低的形势。华东一带春季的大陆由于回暖快而比海面上暖和,于是从大陆上移到海上的变性冷高失去热量,即高压加强,这也会使短暂的东南大风出现,这种大风一般风速较小。如果西部有低压东移,特别是低压发展东移时,也可以出现较大而持久的偏南大风。

5.3低压大风

低压大风即在低压发展加深时一般在低压周围气压梯度最大地区出现的大风。在我国经常出现大风的低压系统有东北低压、江淮气旋、东海气旋等。在我国东北地区,长江中下游、东海和黄海海面上,经常出现低压大风。这种大风一年四季都有,以春季最多。东北低压大风主要是由贝加尔湖和蒙古一带产生的低压东移到东北地区或在东北当地生成的低压发展加深时在低压周围出现的大风。东北低压大风的范围大,可影响东北地区和内蒙古地区,风力较强,一般可达6~8级。如果低压连续无大的变化,大风可持续3d左右。当低压发展成为深厚冷性低压时,低压后部常有副冷锋生成,而且锋后常出现偏北大风。江淮气旋和东海气旋大风,主要指长江中下游产生的气旋波迅速发展加深时所形成的大风。这种大风多在气旋入海后出现。因海上摩擦力小,故易出现6级以上大风。在气旋东部为较强东南风和南风,西部为偏北和西北大风。大风的范围一般没有东北低压大风的范围大,持续时间也不长,但对航运、渔业生产影响很大。

5.4大风的预报内容和方法

大风的预报内容主要包括起风的时间、风向、风力(包括平均风力与陈性风力)和大风持续时间等。预报着眼点是考虑预报地区今后是否会出现产生大风的气压场形势,如有无锋面过境、有无气旋发生发展、会不会出现南高北低或东高西低的气压形势,或其他可能产生大风的天气系统。若在预报区中将会有产生大风的气压形势,并预报有大风出现的可能,则要考虑出现大风的起止时间及风力大小。一般气象台所用的方法是,在产生大风的天气系统移来的方向上游选取几个指标站,用历史资料统计出指标站的气象要素,或指标站与本站之间的要素差值(近似的梯度值)与本站出现大风的时间与风力的关系。

6结语

结合大风预报的特点,湖区大风天气在不同时间、不同季节发生的形势特点不同,造成的影响也不同,但雷雨大风影响类和气旋及沿海高压坝影响类,可以归纳为最主要的影响类别,很有必要专门进行深入的分析和研究,以利于这项工作整体水平的提高。

7参考文献

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