山东内陆和半岛雷暴大风的环境物理量特征

2019-03-17 01:55杨晓霞宋佳嘉田雪珊华雯丽
沙漠与绿洲气象 2019年6期
关键词:内陆地区雷暴内陆

杨晓霞,尤 莉,夏 凡,张 磊,宋佳嘉,李 恬,田雪珊,华雯丽

(1.山东省气象台,山东 济南250031;2.内蒙古气候中心,内蒙古 呼和浩特010051;3.山东省气象科学研究所,山东济南250031;4.济南市气象台,山东 济南250021;5.复旦大学大气与海洋科学系,上海200438)

山东省东临黄海渤海、西接华北平原,中部为山区,山东半岛突出到黄海渤海,春夏季强对流天气较多,雷暴大风是主要的灾害性天气之一。统计表明[1],山东的雷暴大风远多于冰雹,且范围大,造成的灾害严重。雷暴大风的预报是目前预报业务中的一大难题,也是天气预报研究中的一大课题。观测和研究结果表明[2],雷暴大风的产生主要有三种机制,一是对流风暴中的下沉气流到达地面时产生辐散,直接造成地面大风,在这种情况中,除了下沉气流外,移动雷暴的高空水平动量下传也是重要原因;二是对流风暴中的下沉气流到达地面时,由于蒸发冷却形成冷空气堆,向四面扩散,冷堆与周围暖湿气流之间形成阵风锋,阵风锋的推进和过境导致大风;第三种是低空暖湿空气入流,在快要进入上升气流区时受到上升气流的抽吸作用而加速,导致地面大风。雷暴大风是在一定的环流背景下由中小尺度的对流系统产生的,大气层结不稳定、抬升和风垂直切变是产生雷暴大风的主要环境场因素。多年来,气象专家学者研究了一些代表大气温湿和动力特征的物理量参数[3-5],对流有效位能、下沉对流有效位能、沙氏指数SI、上下层假相当位温差等,代表大气温湿和垂直稳定度特征,对强对流天气的产生有一定的预示性[6-22],风垂直切变对对流风暴的组织起重要作用[2],大风指数对预报雷暴大风有较好的指示性[14,23]。前期的研究成果为业务预报提供了参考,为配料法[24]和多指标叠套法的潜势预报提供了支撑。雷暴大风的局地性和季节性强,各地各季节的环境物理量都有较大差异。前期的研究都是建立在历史个例的基础上,由于历史个例少,所得结论有一定的局限性和片面性。随着近些年强对流天气资料的积累,有必要对产生雷暴大风的物理量进行深入研究。本研究选取2009—2016 年4—9 月山东省205 次雷暴大风个例,分为内陆和半岛地区,对12 个物理量参数进行统计分析,给出月平均值和阈值占的比率,为雷暴大风的业务预报和格点化潜势预报提供客观依据。

1 资料和方法

利用2009—2016 年4—9 月地面观测站中有极大风风速记录的观测资料,以1 d 内(20 时为日界)出现3 站及以上成片的、平均风(10 min)≥6 级(10.8 m/s)或阵风(瞬时风)≥7 级(13.9 m/s)(至少有一站阵风≥8 级(17.2 m/s))且伴有雷电作为一个雷暴大风日;根据雷暴大风出现的区域,分为山东内陆和半岛地区(图1)。

图1 山东省区域划分图

利用产生雷暴大风天气前最近时次和雷暴大风期间的探空站资料,选取距离雷暴大风最近的探空站,借助于MICAPS 气象资料显示系统,对环境物理量参数进行普查和统计分析。如果在雷暴大风前08 时的对流有效位能(CAPE)和下沉对流有效位能(DCAPE)为0 时,若对流产生在上午,应用周边探空站资料进行插值订正,若对流产生在下午,应用14 时的地面资料进行订正,或应用周边探空站资料进行插值订正。在鲁西北和鲁中地区,选用济南探空站资料,邢台和青岛探空站作为参考,鲁南地区应用徐州探空站,济南、郑州和青岛探空站资料作为参考,半岛地区应用青岛和荣成探空站资料,分别统计山东内陆(鲁西北、鲁中和鲁南)和半岛地区各月产生雷暴大风的环境物理量参数的最大值、最小值、平均值和各阈值的比率。

2 雷暴大风天气的统计特征

在一次雷暴大风同时影响山东内陆和半岛地区时,分内陆和半岛2 个区域统计。2009—2016 年4—9 月全省1 d 内3 站及以上成片出现的雷暴大风日共205 d,内陆地区165 d,半岛地区79 d。7 月雷暴大风最多(图2),全省年均8.6 d,内陆地区年均6.8 d,半岛地区年均4.3 d;6 月次之,全省年均5.0 d,内陆地区年均4.1 d,半岛地区年均1.5 d;9 月最少,全省年均1.1 d,半岛与内陆地区的年均次数相当,年均0.6 d。

图2 2009—2016 年4—9 月全省、内陆和半岛地区雷暴大风的年均天数

3 产生雷暴大风的天气系统特征

山东产生雷暴大风的天气系统分为6 大类型:低槽型、冷涡型、横槽型、西北气流型、横槽转竖型、副高边缘型[25]。把雷暴大风的落区与影响系统的位置相对应,又分为:槽前西南气流型、槽后西北气流型、横槽转竖型、副高边缘型[14]。

对选出的205 次雷暴大风天气的天气系统进行统计得出,春季4—6 月产生雷暴大风的天气系统主要为西风槽、冷性低涡南部低槽和横槽。在500 hPa槽后西北气流影响下产生雷暴大风天气的比率为57.7%~77.8%;当西风槽较深或地面有气旋生成且影响时,雷暴大风产生在槽前深厚的西南气流中,这种类型占16.7%~42.9%;受横向暖式切变线影响产生雷暴大风的次数很少,占2.4%~5.6%。夏季7—8月雷暴大风主要产生在槽前和西太平洋副热带高压西部边缘,槽前偏南气流影响产生的雷暴大风最多,在7 月和8 月分别占40.0%和71.8%;副高边缘偏南气流影响产生的雷暴大风在7 月占26.7%,8 月占10.3%;槽后偏北气流影响产生的雷暴大风在7 月占25.0%、8 月占12.8%;台风和弱高压影响下出现很少,在10%以下。秋季9 月在槽前最多占50.0%,槽后或槽底占41.7%,副热带高压边缘占8.3%。

4 山东内陆和半岛地区各月产生雷暴大风的环境物理量参数特征

分析研究雷暴大风前和雷暴大风期间代表大气垂直稳定度、大气能量、大气温湿和动力综合、大气动力特征的12 个物理量参数(表1),各参数的计算公式和物理意义见文献[3—5]。

表1 12 个环境物理量名称和代表符号

4.1 大气垂直稳定度参数特征

4.1.1 850 hPa 与500 hPa 温差(T850-500)

850 hPa 与500 hPa 温差反映两层之间大气的层结稳定度状况,温差越大说明大气层结越不稳定。

T850-500在内陆地区4—6 月较大,月平均27.7~28.3 ℃(图3);7—9 月较低,月平均24.7~25.5 ℃。主要原因是在春季4—6 月低层大气受地面加热气温升高,而中高层500 hPa 附近的大气温度还较低,因此T850-500较大;夏季500 hPa 附近的温度也逐渐升高,与低层的温差减小,再者由于近地面层温度高,水面蒸发量大,低层大气的湿度升高。因水汽的定容比热大于干空气的定容比热,空气水汽含量增大,同等加热条件下,升温减小,造成T850-500比春季低。

在雷暴大风天气的个例中,内陆地区T850-500≥26.0 ℃在各月占的比率见图3,春季4—6 月较高,5月最高(图3),7—9 月明显减少。T850-500≥30.0 ℃占的比率在4—6 月较高,4 月最高,7—9 月很小在10%以下。

山东半岛地区4—9 月各月产生雷暴大风的T850-500月平均值的变化与内陆地区类似,也是4—6月较大,7—9 月较小,各月平均值比内陆略偏小(图3),4—8 月偏小不到1 ℃,9 月偏小2.2 ℃。

半岛地区产生雷暴大风的T850-500≥26.0 ℃占的比率在4—6 月为50.0%~61.1%(图3),各月比内陆偏少10%左右;7 月比内陆偏高2.5%;8—9 月比内陆偏低。T850-500≥30.0 ℃占的比率在4—6 月为22.2%~44.4%(图2),6 月比内陆偏高;在7—9 月为0,也就是半岛地区产生雷暴大风时T850-500达不到30.0 ℃。T850-500比内陆偏小的原因是半岛地区低层湿度大,水汽的定容比热大于干空气的定容比热,空气水汽含量大,在同等加热条件下,升温幅度小。

4.1.2 700 hPa 和850 hPa 假相当位温差(θse700-850)

上下层的假相当位温(θse)差代表大气层的对流性不稳定,700 hPa 和850 hPa 假相当位温差(θse700-850)≤0 代表大气对流性不稳定或中性。θse700-850为0 是理论值,在实际情况中很少出现,而θse700-850在0~1 的情况较多,所以取θse700-850<1.0 ℃,代表700 hPa 与850 hPa 之间大气对流性不稳定或中性。

统计分析产生雷暴大风的θse700-850(图4a),在内陆地区各月平均值都<0 ℃,说明大气对流性不稳定较强。在月平均值中,8 月负值最大,7 月次之,5—6 月负值较小,4 月接近于中性。

θse700-850<1.0 ℃在各月雷暴大风中占的比率见图4b,4 月占的比率最小,5—9 月比率较高,在75%~100%(图4b)。从图4c 中可以看出,5—9 月θse700-850<-1.0 ℃占的比率较高在71.4%~86.8%,对雷暴大风有较好的指示性。7 月θse700-850在-10.0~-19.0 的比率最高,其他月在-1.1~-9.9 的比率最高(图4c)。

半岛地区θse700-850的月平均值在4 月>0 ℃,在5—9 月<0 ℃,在7—8 月的月平均负值较大(图4a),各月平均的θse700-850绝对值都小于内陆地区。

θse700-850<1 的比率在4 月为66.6%,明显高于内陆(图4b);在5—6 月和9 月为55.6%~71.4%,比内陆地区明显偏小;7—8 月为83.3%~88.9%,与内陆相当。

图4 4—9 月山东内陆和半岛地区产生雷暴大风的θse700-850 月平均(a)、θse700-850<1 ℃的比率(b)和θse700-850 各段阈值的比率(c)

θse700-850<-1 的比率,4 月为66.6%;θse700-850在-1.1~-9.9 ℃最多,占55.6%;在6 月为57.1%,7—9 月θse700-850≤-1 ℃的比率为71.4%~88.9%,对雷暴大风有较好的指示性。

4.1.3 沙氏指数(SI)和抬升指数(LI)

沙氏指数反映850 hPa 与500 hPa 之间的大气层结稳定度,抬升指数(LI)反应的是近地面层与850 hPa 之间的大气层结稳定度。SI ≤0 和LI≤0 代表大气层结中性和不稳定,有利于对流产生。SI=0 和LI=0 是理论值,在实际情况中很少出现,所以取SI<1 和LI<1 代表大气层结中性和不稳定。

内陆地区产生雷暴大风的SI 平均值在6—8 月较小,接近于0(图5a);在4—5 月和9 月较大为正值。最小值出现5 月,为-7.4 ℃,4 月和6—8 月最小值为-5.1~-5.9 ℃。从各月产生雷暴大风的SI<1 占的百分比(图5c)可见,8 月最高75.5%,其次是6 月67.7%。 SI≤-1 ℃的次数在8 月最多,占44.2%,其次是7 月,占34.0%。5—8 月内陆地区雷暴大风SI<1的比率为51.0%~75.5%。

雷暴大风期间内陆地区LI 的平均值在6—8 月为-1.7~-2.3 ℃(图5b),大气层结不稳定。LI 的最小值出现在7 月,最低-10.1 ℃,8 月为-8.8 ℃。5—9 月LI<1 的比率在50.0%~83.9%,其中6—8 月为81.1%~83.9%(图5c),7—8 月LI ≤-1 ℃占 的 比 率 在70.0%左右。

山东半岛地区SI 的月平均值在7—8 月与内陆相当;在4—6 月和9 月明显比内陆地区偏高(图5a)。7—8 月SI<1 和≤-1 ℃的比率分别为45.8%~55.6%(图5c)和22.2%~29.2% 。

山东半岛地区产生雷暴大风的LI 的月平均值在7—8 月<0(图5b)。7—8 月LI<1 ℃的比率为72.0%~88.9%(图5c),其中LI≤-1 ℃的比率为45.8%~66.7%;9 月LI<1 ℃和LI<-1.0℃的比率分别为57.0%和28.6%;7—9 月LI<1 ℃在半岛地区雷暴大风中占的比率为57.1%~88.9%,比内陆地区偏高。

由此可见,夏季LI<1 ℃产生雷暴大风的比率大于SI<1 ℃产生雷暴大风的比率,说明在雷暴大风期间,850 hPa 以下低层大气的层结不稳定次数多于850~500 hPa 中低层大气的层结不稳定次数。主要原因是近地面层温度越高、中高层温度越低,大气层结越不稳定,越容易产生对流;中层的温度越低,对流系统中的下冲气流越强,越容易产生雷暴大风。LI 比SI 更能代表低层大气的层结不稳定性。预报雷暴大风时应多注意分析低层大气的不稳定层结。

图5 4—9 月山东内陆和半岛地区产生雷暴大风的各月的SI(a)和LI 最小值和平均值(b)及SI、LI<1 ℃的比率(c)

4.2 代表大气能量特征的物理量参数

4.2.1 对流有效位能(CAPE)和下沉对流有效位能(DCAPE)

大气中的对流有效位能(CAPE)是大气位能能够转换为动能的最大值,值越大越有利于产生对流。下沉对流有效位能(DCAPE)反映了大气中的下冲能量,值越大下冲能量越大,造成的大风越强。

山东内陆地区产生雷暴大风的CAPE 在4—5月和9 月较小(表2),月平均值在99.7~275.7 J/kg,最大值在993.7~1 261.2 J/kg,4 月最小。4—5 月和9 月CAPE≥200 J/kg 的比率较小,在39.1%以下。6 月CAPE 平均567.8 J/kg,最大为2 809.1 J/kg。在7—8 月CAPE 较高,月平均在1 121.1~1 510.7 J/kg,8 月最高,最大值可达4 373.8 J/kg。各月CAPE≥200、500 J/kg 和1000 J/kg 的比率见表2。春季和秋季CAPE 值较小的原因主要是低层大气温度低、水汽少,低层大气中的不稳定能量低。

表2 山东4—9 月产生雷暴大风的对流有效位能的月平均值和各阈值所占比率

山东内陆地区产生雷暴大风的DCAPE 月平均值在5 月最高,4 月次之,8 月最小(表3)。DCAPE≥200 J/kg 的比率在4—5 月在70%以上,6—7 月和9 月在40%~50%(表3),8 月最低。各月DCAPE≥500、1000 J/kg 的比率见表3,在4—5 月较高,其他月份较低。

山东半岛地区产生雷暴大风时对流有效位能比内陆地区明显偏低,在4—6 月产生雷暴大风的对流有效位能(CAPE)很小,4—9 月每月月平均都小于内陆(表2)。5 月CAPE 升高,平均值210.7 J/kg,最大值447.4 J/kg。7—8 月的CAPE 月平均最高。CAPE≥200、500 J/kg 和1 000 J/kg 的比率见表2,在7—9 月CAPE≥200 J/kg 的比率大于60%,≥500 J/kg的比率大于40%。

表3 4—9 月山东内陆和半岛地区产生雷暴大风的下沉对流有效位能的月平均值和各阈值所占的比率

山东半岛地区产生雷暴大风的下沉对流有效位能的月平均在6 月高于内陆,7—8 月与内陆相当(表3),5—6 月 月 平 均 值 较 高,8—9 月 较 低。DCAPE≥200、500 J/kg 和1000 J/kg 的比率,都是在5—7 月较高。在9 月DCAPE≥200 J/kg 的比率最高。6—8 月DCAPE≥200、500 J/kg 的比率都高于内陆。

山东内陆和半岛地区DCAPE 与CAPE 呈互补态势,即在春季和秋季对流有效位能较低、下沉对流有效位能较高时也能产生雷暴大风;在夏季对流有效位能较高、下沉对流有效位能较低,对流发展旺盛也有利于产生雷暴大风。在春季下沉对流有效位能较高,大范围的雷暴大风较多,夏季位于副高边缘,对流有效位能较高,下沉对流有效位能较低,产生对流时以对流性降水为主,雷暴大风的范围较小。

4.2.2 K 指数

K 指数的计算公式为:

式中第一项为850 hPa 与500 hPa 温差,第二项为850 hPa 露点温度,第三项为700 hPa 温度与露点差。K 指数高代表低层大气暖湿,有利于产生对流。

山东内陆地区在4—8 月产生雷暴大风的K 指数的月平均值逐月升高(表4),8 月达到最高,9 月降低。4—5 月和9 月月平均值为15.7~19.6 ℃,6—7月月平均值为26.0~29.2 ℃,8 月月平均最高33.6 ℃。K 指数的最大值在4—5 月和9 月为35~36 ℃,6 月为41 ℃,7—8 月为45 ℃。

在春、秋季,850 hPa 与500 hPa 温差较大,但是低层大气湿度较小,也就是850 hPa 露点较小,700 hPa 温度与露点差较大,后两项对K 指数的贡献小,导致K 指数的值偏小。7—8 月,山东位于副热带高压边缘,低层大气暖湿,虽然850 hPa 与500 hPa 温差较小,但是850 hPa 露点高,700 hPa 温度与露点差小,使得K 指数明显比春秋季偏高。

出现雷暴大风时,K≥28、30 ℃的比率,在7—8月较大(表4),分别为66%~85%、60%~79%,K≥35 ℃的比率在50%左右;4—6 月和9 月较小,在50%以下。

表4 山东内陆和半岛在4—9 月产生雷暴大风的K 指数的最大值、平均值和各阈值占的比率 %

山东半岛地区产生雷暴大风的K 指数的月平均值在4 月和7—8 月与内陆基本相同(表4),5—6月小于内陆,9 月大于内陆。K 指数的最大值在4月,高于内陆,5 月和8 月与内陆基本相同,在6—7月和9 月小于内陆。K≥28、≥30 ℃的比率在7—8月较高,为58.3%~88.9%,在4—6 月和9 月较低,为21.4%~33.3%(表4)。

4.3 代表大气温湿和动力综合的物理量参数特征

4.3.1 风暴强度指数(SSI)和强天气威胁指数(SWEAT)

风暴强度指数(SSI)[4]既与大气中的对流有效位能有关,又与中低层的风垂直切变有关,综合反映了大气中的不稳定能量和风垂直切变特征。SSI 是一个无量纲数,值越大越有利于产生强风暴。

强天气威胁指数(SWEAT)[4]与850 hPa 的温度、露点、风向、风速及500 hPa 的温度、风向、风速有关,综合反映了850 hPa 与500 hPa 之间的温湿特征及风垂直切变状况。SWEAT 是一个无量纲数,值越大越有利于产生龙卷、强风暴和强雷暴。

山东内陆地区SSI 各月的平均值差别不大(图5a),为235.5~258.5,8 月最高,4 月最小。SSI 的最大值在7—8 月较高,为333.3~337.3。 4—9 月SSI≥250 的比率在50%~72.2%(图6a),4—5 月较高,在70%以上。

山东内陆地区SWEAT 的平均值7—8 月较高为236.0~260.5(图6b),5—6 月为194.7~204.6,4 月和9 月较低,为154.9~159.6。各月最小值在60 以下;最大值为307.3~447.7,极大值出现在6 月。SWEAT ≥150 的比率在6—8 月较高为75.8%~86.7%(图6b)。

山东半岛地区SSI 平均值在4 月和7—9 月较高为254.9~292.9(图6a),5—6 月为204.6~210.6,4月和7—8 月比内陆地区明显偏高;最大值在7—8月为370.7~374.1,7—9 月的最大值明显高于内陆地区。各月SSI≥250.0 的比率,在4 月和7—8 月较高70.8%~100%(图6a),4 月最高。

山东半岛地区强天气威胁指数(SWEAT)平均值在7—8 月较高,为272.5~285.2(图6b),其他月为160.7~200.6。7—9 月比内陆地区偏高。各月SWEAT≥150 的比率在7—9 较高为85.7%~100%(图6b),8 月最高,7 月次之。4 月和7—9 月比内陆地区偏高。

4.3.2 大风指数(WI)

大风指数(WI)[3-4,23]与融化层的高度、融化层以下的温度直减率和水汽条件有关,反映环境大气产生强对流时能造成雷暴大风的强度。表达式和物理意义见文献[3-4]。值越大越有利于产生强雷暴大风。单位用海里/小时(knot),1 knot =1.853 km/h,近似于m/s 的2 倍,单位为m/s 时数值除以2。

山东内陆地区产生雷暴大风的WI 的平均值在5—6 月较大为25.2~27.0 m/s,7—8 月较小,为21.3~22.7 m/s,4 月最小,为18.8 m/s(表5)。 4—9 月各月产生雷暴大风的WI≥17 m/s 的比率为60%~82.3%(表5),5—6 月较大,为80%以上。

表5 4—9 月山东内陆和半岛地区产生雷暴大风的大风指数的最大值、月平均值和阈值的比率

半岛地区产生雷暴大风的WI 的平均值在4—5月较大,为25.3~29.9(表5),6—9 月较小,为16.3~18.8 m/s,6 月最小。在4—5 月大于内陆,6—8 月小于内陆,9 月接近内陆。产生雷暴大风的WI≥17 m/s占的比率在4—5 月为88.9%(表5),其他月为41.7%~64.3%,7 月最小。

在夏季,半岛地区受海洋影响,近地面层大气水汽含量大,一般在晴热的天气,下午吹海风,最高温度比内陆明显偏低,上下层大气的温差比内陆地区低,大气的层结不稳定度比内陆地区小,产生对流时,一是对流偏弱,二是对流系统中的下冲冷空气弱,造成的雷暴大风比内陆地区的风速小,所以大风指数比内陆地区小。

4.4 风场特征

水平风的分布和风的垂直切变对强对流的产生和风暴有组织地发展具有重要作用。对强对流发生前和强对流发展期间探空站上空500 hPa 和850 hPa 的风进行统计分析,分析产生雷暴大风的风的垂直分布特征。

图6 4—9 月雷暴大风的SSI(a)和SWEAT(b)的月平均值和阈值的比率

山东内陆地区产生雷暴大风的500 hPa 风向在4 月、6 月和9 月以西到西北风最多(图7a),占61.3%~63.2%,在7—8 月偏南风最多,占64.9%~66.0%。500 hPa 风速≥12 m/s 的比率在4—5 月为84.8%~93.3%(图7c)。

山东内陆地区产生雷暴大风的850 hPa 风向在6—8 月以西南风最多占59.7%~67.9%(图7b)。850 hPa 风速达到急流强度(≥12 m/s)的比率在4—5 月占36.6%~40.0%(图7c),其它月在25%以下。

山东半岛地区产生雷暴大风的500 hPa 风向在5—6 月西北风较多,占50.0%~64.3%(图7a),在4月和7—9 月偏南风较多占55.6%~91.7%,7 月最多。500 hPa 风速≥12 m/s 的比率在7 月为58.3%,其他月在85%以上,大于内陆地区(图7c)。

山东半岛地区产生雷暴大风的850 hPa 风向,在4—8 月以南到西南风为主,占66.7%~88.9%(图7b),多于内陆。850 hPa 风速≥12 m/s 的比率5 月和7 月分别为44.4%和50.0%,其他月在30%以下,5—7 月风速大于内陆(图7c)。

5 结论

(1)产生雷暴大风的T850-500在4—6 月较高,7—9 月较低。θse700-850的月平均在5—9 月为负值,山东内陆明显低于半岛。SI 和LI在内陆6—8 月、半岛7—8 月的月平均值较低,SI<1 ℃,LI<0 ℃。

图7 4—9 月各月山东内陆和半岛地区产生雷暴大风的500 hPa风向的比率(a),850 hPa西南风在各月占的比率(b)和500、850 hPa风速≥12 m/s 的比率(c)

(2)CAPE 在山东内陆地区6—8 月、半岛山东7—8 月较高,平均值在500 J/kg 以上。山东内陆DCAPE 在4—5 月较高,平均值在640 J/kg 以上,山东半岛在5—6 月较高,平均值在550 J/kg 以上。K指数在4—6 月和9 月较低,7—8 月较高。

(3)SSI≥250 的比率内陆在4—5 月、半岛在4月和7—8 月均为70%以上。强天气威胁指数SWEAT≥150 的比率内陆在6—8 月、半岛在7—9月较大均为75%以上。WI 在内陆5—8 月较高,半岛4—5 月较高。内陆5—6 月WI≥17 的比率为75%~81.8%,半岛4—5 月为88.9%。

(4)山东内陆4、6 月和9 月、半岛5—6 月500 hPa西北风占50.0%~64.3%,其他月份西南风居多;内陆4—5 月、半岛4—6 月和8—9 月500 hPa 风速≥12 m/s占的比率在84.0%以上。内陆6—8 月、半岛4—8 月850 hPa 以西南风为主,风速较小。

(5)山东半岛三面环海,低层大气的温湿特征与山东内陆地区有较大差异,低层大气中的水汽含量高,温度变化比内陆慢,温度的日较差比内陆小,半岛沿海与半岛内陆的温差较大。在春季和夏初,由于大气中的水汽含量高,比湿大,升温缓慢,导致半岛地区的低层大气温度明显低于内陆,造成大气低层的温湿能明显比内陆偏低,温度随高度的递减率也明显比内陆低,因此大气的垂直不稳定度明显低于内陆。在盛夏,山东受副高控制,低层大气水汽含量高,内陆与半岛地区的温湿差异减小。初秋季节,副高南撤,冷空气影响频繁,内陆地区降温明显,对流性天气明显减少。半岛地区低层大气降温缓慢,温度比内陆偏高,大气低层的温湿能高,大气低层温度随高度的直减率比内陆大,大气的垂直不稳定度明显高于内陆,因此半岛地区的强对流和雷暴大风天气仍然较多。由于海面的粗糙度较低,近地面层的风比内陆大,风垂直切变比内陆小,因此与风垂直切变有关的参数,与内陆地区的差异较明显。

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