为提升低空风切变预报精度,本文综合运用欧洲中期天气预报中心第五代再分析资料[European Centre for Medium-Range Weather Forecasts(ECMWF)fifth-generation reanalysis data,ERA5]和美国国家环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)的FNL全球再分析资料(Final Operational Global Analysis)、先进星载热发射和反射辐射仪全球数字高程模型以及兰州中川机场的实况观测资料,采用中尺度数值天气预报模式(Weather Research and Forecasting Model,WRF)、WRF结合计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法、长短期神经网络(Long Short-Term Memory,LSTM)方法,对2021年4月15-16日兰州中川机场的两次风切变过程进行模拟分析。结果表明:(1)在小于1 km的网格中使用大涡模拟,WRF模式在单个站点风速模拟任务中表现更好,但在近地面水平风场风速模拟效果上,不如WRF模式结合计算流体力学模型方案;(2)对于飞机降落过程中遭遇的两次低空风切变的模拟,WRF-LES和WRF-CFD两种模式都可以模拟出第一次低空风切变,而第二次受传入模式的WRF风速数据值较小的影响,两种模式风速差都没有达到阈值,需要在后续工作中进一步验证;(3)低风速条件(6 m·s^(-1))下,基于LSTM的单变量风速预测模型平均绝对误差基本维持在0.59 m·s^(-1),能较好地把握不同地形与环流背景条件下风速变化的非线性关系,虽然受到WRF误差和观测要素不全的限制,多变量风速预测能在保证平均绝对百分比误差小于6.60%的情况下,以更高的计算效率和泛化能力实现风速预测。本文不仅验证了WRF-CFD和WRF-LES耦合方案在风场和低空风切变预报中的差异,还探讨了基于LSTM的风速预测的可行性和准确性,期望为提高风场模拟精度,缩短精细风场模拟时间提供新的视角和方法。
对2024年7月19日杭州萧山机场一次低空风切变过程进行分析,发现此次低空风切变天气过程是由下游对流风暴后侧下击暴流的下沉辐散气流造成的。利用杭州萧山机场AWOS资料和浙江省自动气象站数据、多普勒天气雷达资料、风廓线雷达资料分析低空风切变过程中本场风向风速温度的演变特征、周边风场的演变、两次下击暴流演变情况及低空风切变高度和强度。分析表明:本次低空风切变受一股冷性偏东气流的影响,期间风向突转180˚,风速突然增大,温度呈非对称“V”型变化;本次低空风切变强度在水平风切变安全阈值之内,但其着陆顺风分量风速大于标准;冷性偏东气流是来自于嘉兴地区雷暴云下击暴流的下沉辐散气流,此辐散气流是先后由两个位置相近的雷暴云下沉气流叠加融合而成;第二次下击暴流比第一次下击暴流强度大且持续时间长,两次下击暴流都出现了反射率因子核的持续下降,对流层中层出现径向速度辐合,对流回波的后侧出现入流缺口,下击暴流出现在对流发展旺盛阶段之后;低空风切变主要位于400 m高度以下,风速变化小,表现为风向切变。The analysis of the low-level wind shear event at Hangzhou Xiaoshan Airport on July 19, 2024, revealed that it was caused by the descending divergent airflow from the rear of a downstream convective storm’s downburst. Using AWOS data from Hangzhou Xiaoshan Airport, automatic weather station data from Zhejiang Province, Doppler weather radar data, and wind profiler radar data, the evolution characteristics of local wind direction, wind speed, temperature, surrounding wind fields, and two downburst events were analyzed. The analysis showed that the low-level wind shear was influenced by a cold easterly airflow, with a sudden 180˚ wind direction change and increased wind speed. The intensity was within safe thresholds but exceeded standard landing tailwind speed. The wind speed in
