烟台海域海岛自动站大风对比试验.pdf

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1、第30卷第4期2013年08月海洋预报MARINEFORECASTSV01。30．No．4Aug．2013DOI：10．11737／j．issn．1003—0239．2013．04．006烟台海域海岛自动站大风对比试验林曲凤1，李刚1，张孝峰1，姜俊玲1，于善娟2(1．山东省烟台市气象局，山东烟台264003；2．山东省烟台市牟平区气象局，山东烟台264100)摘要：烟台北部面临黄、渤海，海岛自动站分布众多。我们发现，在同一大风过程中，各海岛自动站的风速、风向因为海拔高度、周围地形影响、下垫面摩擦的不同造成

2、明显差异。本文主要以长岛作为渤海海峡大风的代表站，以崆峒岛和芝罘岛作为烟台北部沿海海域大风的代表站，利用便携自动站的观测数据近似代表海面大风的实况，与代表站进行大风的对比试验，对比试验的数据均采用指数廓线公式订正到海面10m高度。分析了三个海岛自动站的不同风向下的海面大风的实际代表性，并给出不同风向下的大风订正值。关键词：海岛自动站；对比试验10m海面大风实况；大风订正；指数廓线公式中图分类号：P732文献标志码：A文章编号：1003．0239(2013)04—0040．051引言烟台北临黄、渤海，海面10

3、m高度的大风对船舶航行影响非常大，急需在此高度上的海面大风实况(假设周围无建筑物、树木、山脉阻挡)，用于指导海面大风的预报及预报质量的评定。以往因为海上测风资料获取困难，为了将近岸陆地测风资料运用到海面，许多研究者努力寻求两者之间的关系n。41。高瑞华等[5-71统计了烟台、大连沿海共6个台站31年的大风历史资料，对渤海海峡大风的空间分布特征、大风Et数的变化趋势以及渤海海峡大风的气候特征等进行了多角度的统计和对比分析，所用资料以国家级气象观测站为主，未包含海岛区域站资料。近年来，气象部门先后在烟台北部海域

4、多个海岛站上布设了自动气象站，可以实时获得大量的海上风资料。王日东[81利用渤海海峡5个海岛区域站和3个沿岸站大风资料，在大风Et数、风速、变化特征、主导风向等方面进行了对比分析，表明综合应用海岛站和沿岸站大风记录，能更加准确反映渤海海峡大风的气候特征。以上研究在对海岛自动站的大风资料应用过程中，未充分考虑海岛站的海拔高度、所处的地理位置和周围环境对大风的影响，同一次大风过程，各自动站风向、风速各异，难以找到一个可靠的依据。国家级气象站长岛站(站号54751)由于建站早，资料完备，维护方便，其之前的大风实况

5、一直是指导烟台海面大风预报的重要参考。不过由于此站海拔高度较高(39．7m)，下垫面摩擦力大于海面，在有些方向还受到周围地形的影响等原因，造成了风速与海面实况出现偏差。因此，在渤海海峡，主要利用在此海域建立便携自动站，得到周围无遮挡情况下的大风实况，与长岛的风速进行对比试验，将长岛的风速进行订正后再加以应用。当长岛站的某些方向风速偏差较大时，还将渤海海峡其他海岛站进行了大风的对比试验，寻找出更具有海面大风实况代表性的海岛站。另外，烟台市区北部海域由于离长岛距离较远，海面大风实况与渤海又有所不同，所以要得到此

6、海域大风的实况(指10ITI高度海面大风的实况，下同)，也需要利用此海域的海岛自动站资料进行检验和订正。基于以上原因，本次对比试验分为渤海海峡收稿日期：2013—01—04基金项目：公益性行业(气象)科研专项项目(GYHY201106006)；山东省科技发展计划项目(2011GSFl2002)作者简介：林曲凤(1971一)，女，高级工程师，从事天气预报服务工作。E-mail：ytlqf0214@163．tom4期林曲凤，等：烟台海域海岛自动站大风对比试验41(以长岛站为代表)以及烟台市区北部海域两部分组成。

7、方法是在选定的海岛自动站附近建一个便携自动站(风传感器高度为3m)，判断不同风向下海岛自动站大风数据的可靠性。将海岛站与便携站的原始高度大风数值均订正到10m高度进行对比分析，以期获得海面10m高度的大风实况。目前，一般采用运用对数或指数风廓线公式作海面大风的高度换算。高山红、吴增茂191分别用这两种公式将海面大风换算到10m高度，并与观测值和模拟的大风数值进行了对比分析。所采用的指数风廓线公式为式u10=UZ(10／z)。(m取1／11一图中上北下南图l长岛对比试验站——蓬莱八仙渡0．0911(1)。Da

8、venport对19种不同场地进行了实测”01，认为风速随高度变化以指数公式较好。我国在南京、武汉、北京、上海和广州等地进行了梯度风连续观测，一致认为在几十米以下对数率较精确。几十米以上指数率较精确，大风时，指数率在任何高度都比对数率更为精确⋯I。山东省气候中心在烟台沿海详查区测风塔观测时段风切变指数m在0．152—0．292之间。从实测风和幂指数拟合风来看，有较好的拟合效果(图略)。本文依据式(1)将海岛站和对