论文部分内容阅读
基于多年NCEP FNL分析数据和高分辨率的QuikSCAT海面散射计风矢量卫星观测数据，探讨中国近岸海域的海面风场特征，并进行分类应用研究。
首先将NCEP FNL分析数据与QuikSCAT海面散射计风矢量数据进行系统性比较，判断分析NCEP FNL分析数据在中国近岸海域的适用性和准确性。经10年平行数据的比较，结果显示NCEP FNL分析数据对风速普遍存在低估问题，但偏差均在可接受的范围内(速差值均小于0.5m/s，均方根偏差在0.40～2.32m/s之间)。风向方面，两者的均方根偏差小于45度。低频率风(月平均，季节平均)相比于高频率风(日平均)有较好的一致性，均方根偏差均小于1m/s，风速相关系数大于0.9，风向均方根偏差小于30度，相关系数接近1。
对于天气系统过程中风场的比较结果显示，NCEP FNL分析数据可以准确描述台风和冷空气爆发情况下的风场演变，很好地刻画气旋中心以及冷锋锋面的移动。虽然NCEP对高风速的低估问题仍然存在，但它的高时间分辨率和同时覆盖海陆范围的特点，使其在描述极端天气系统下的风场时，也具有一定的优势。
在确认NCEP.FNL分析数据准确性的基础上，使用该风场资料和聚类分析方法，首次实现中国近岸海域海面风场的自动分类，得到4个风区域，共31个风场类型。风区域反映了中国海海域风速的区域相关性。风场类型可识别出各海区受季风和常见天气系统(包括寒潮，热带风暴，温带气旋)的影响特征。一些处于冬夏季风过渡时期和可在全年出现的特定风场类型也被识别出来。
风场类型除了对平均风速外，对其他气象要素包括温度、湿度，也有显著性影响。通过考察各风场类型出现的频率和时间，明确各类型在一年中的月份分布和一天中的时间分布；通过计算各风场类型持续时间和相互转化概率，揭示实际风场的持续性和转化途径；分析部分风场类型的形成机制，了解局地热力因子的作用。综合各风场类型的出现频率、时间分布、平均风速和风向分布等特征量，全面掌握中国近岸海域海面风场的特性。
基于风场分类结果，本文进行了风场快速统计预报的应用测试。预报测试结果表明，该方法对中国近海大部分海区，在一到两天的预报时限内满足可接受模型的标准。因此，应用该预报方法可进行短时风场预报，为海上溢油事故应急提供风场方面的辅助信息。
最后，基于风场分类结果给出一套全年12个月逐月的应急风场静态图集，可以在不依赖于计算机网络和气象模式的情况下，给出各个月份各类型平均风场及其出现概率，为溢油事故控制决策提供参考。