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    2024(2)                                                                                                                
    摘要:
    2024(2)                                                                                                                
    摘要:
    [摘要] (39) [HTML] (12) [PDF 3.71 M] (36)
    摘要:
    采用地面气象观测站、多普勒天气雷达、闪电、积雪深度人工加密观测资料、常规观测及欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)第五代大气再分析(ECMWF Reanalysis v5,ERA5)资料,对2023年12月15—22日山东半岛特大海效应暴雪过程的降雪特征及极端性成因进行了分析。结果表明:(1)此次过程有4站积雪深度突破本站历史极值,有1站2 d的日降雪量为山东半岛海效应降雪有气象记录以来的最大值,文登积雪深度达74 cm,超过山东所有国家级地面气象观测站纪录,是一次极端海效应暴雪事件。(2)欧亚中高纬度阻塞形势下两次异常强冷空气持续影响渤海和山东半岛地区,850 hPa温度最低降至-21~-20 ℃,冷空气强度明显强于往年12月海效应暴雪过程,造成降雪持续时间长、累计降雪量大。异常强冷空气是此次极端暴雪过程产生的关键因素,渤海海面温度(简称“海温”)异常偏高是有利的海温背景。(3)冷空气强、海温偏高造成海气温差偏大,700 hPa以下产生对流不稳定,使得降雪强度大;强降雪发生在海气温差快速增大阶段。(4)925 hPa以下存在来自渤海的北—东北风与内陆地区的西北风构成的切变线,产生强上升运动,切变线长时间维持形成“列车效应”。(5)主要降雪时段强垂直上升运动、高相对湿度层的温度为-20~-12 ℃,适宜树枝状冰晶形成和维持,有利于产生大的积雪和降雪含水比;2 m气温持续低于-5 ℃,0 cm地温在降雪开始时即降至0 ℃以下,且两次强降雪过程仅间隔1 d,均有利于降雪累积产生极端积雪深度。
    2024(2):15-26 , DOI: 10.19513/j.cnki.hyqxxb.20240219003
    摘要:
    利用常规气象观测资料、降水天气现象仪资料、美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration,NOAA)资料、欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)第五代大气再分析(ECMWF Reanalysis v5,ERA5)资料等对2023年12月山东半岛的海效应特大暴雪和2005年12月持续性海效应强降雪过程的高空形势、海气温差、低层切变线、大气水凝物等进行了综合分析。结果表明:(1)亚欧大陆强大的经向高压脊和脊前冷涡环流是发生海效应暴雪的大尺度环流背景。2005年高压脊宽广、稳定少动是海效应强降雪持续时间长的主要原因,2023年高压脊、冷涡的经向特征更加显著,冷空气爆发力强。(2)2005、2023年渤海海面温度较常年偏高;2023年偏高2.5 ℃的范围更广,12月20—21日海气温差超过30 ℃。(3)出现暴雪时,山东半岛北部存在偏西风和北—东北风之间的风场辐合;荣成站出现暴雪时,低层需要更强劲的引导气流。(4)2023年12月20—21日,云体主要由冰晶和雪晶构成,较多雪晶位于上升气流上方,与冰粒子分布区域重叠,说明除了水汽凝华外,冰雪晶粒子之间的聚合作用对雪粒子的增长有很大帮助,聚合产生的枝状雪粒子有利于积雪深度增大,文登站雨滴谱也表明,21—22日雪粒子直径偏大的特征更明显。
    2024(2):27-41 , DOI: 10.19513/j.cnki.hyqxxb.20240206001
    摘要:
    利用国家级地面气象观测站、风廓线雷达、X波段双偏振相控阵雷达等多源观测资料和欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)第五代大气再分析(ECMWF Reanalysis v5,ERA5)资料,总结了2023年12月13—14日山东大范围暴雪、局地大暴雪(简称“12·14”暴雪)极端性的特征和成因,并与2021年11月7日山东极端暴雪过程(简称“11·7”暴雪)对比分析了降雪量和雪水比差异的原因。结果表明:(1)典型的暖平流型天气形势是产生极端暴雪有利的环流背景条件,低层切变线和风速辐合区在鲁西北叠加,形成强烈而持久的上升运动。(2)低空急流异常偏强,降水强度不仅与低空急流的强度有关,而且与其厚度有关。当3.0 km高度保持低空急流的强度时,10 m·s-1风速到达的高度越低,降雪强度越大。(3)700 hPa比湿超过4 g·kg-1、850 hPa比湿超过3 g·kg-1的持续时间均长达10 h以上,为极端暴雪过程提供了充足的水汽。850 hPa比湿和比湿平流远远高于“12·14”暴雪过程,是“11·7”过程最大累计降雪量大于“12·14”过程的原因之一。(4)“12·14”暴雪过程垂直运动旺盛,最大上升速度位于不稳定层顶的前沿,处于-20~-10 ℃层,有利于树枝状冰晶生长,降雪效率高。对流层整层温度低于0 ℃,雪花下落过程中没有融化,雪水比高,积雪深度大。“11·7”暴雪过程初期最大上升运动中心高度低,形成更多柱状冰晶,经过暖层时融化,雪水比低,积雪深度小于“12·14”暴雪过程。
    2024(2):42-54 , DOI: 10.19513/j.cnki.hyqxxb.20240330001
    摘要:
    2023年12月14日在山西和河北南部、河南北部、山东西部出现一次大到暴雪过程,并伴随频繁的闪电活动。利用欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)第五代大气再分析(ECMWF Reanalysis v5,ERA5)资料以及闪电、大气电场仪、双偏振多普勒天气雷达等观测资料对此次“雷打雪”天气过程进行详细分析,得到以下研究结果:(1)此次“雷打雪”是一次明显的高架对流天气过程,低层一直存在逆温层,850~600 hPa为显著的暖湿平流,925 hPa以下近地面东北风形成的“冷垫”楔入到条件性对称不稳定层结下方,抬升暖湿空气,触发对流天气,释放不稳定能量,产生较强的上升运动。(2)降雪过程的雷电活动比较活跃,闪电频数高达99次·(10 min)-1,云闪和地闪比例为1.7∶1,正地闪的占比为19.4%。此次“雷打雪”天气过程的闪电空间分布和走向与强降雪落区表现出良好的一致性,闪电密集区域对应强降雪区域,74%的暴雪站周围30 km范围内出现闪电,100%的大暴雪站周围30 km内发生了闪电。(3)高空正KDP区域与地面降水率的增大密切相关。总闪电与6 km等高层雷达回波的空间一致性很好,基本分布在大于20 dBZ的云区内,闪电落区的回波顶高几乎都在5 km以上。雷达发现在5~8 km的高度范围出现ZDRKDP的正值区,揭示云内存在明显的垂直上升运动和过冷却液态水,存在良好云内起电条件,结合地面电场观测资料和闪电资料,推测此次降雪云系的电荷结构为上正下负的电荷结构。
    2024(2):55-64 , DOI: 10.19513/j.cnki.hyqxxb.20240218001
    摘要:
    利用常规观测、积雪深度逐时加密观测资料和欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)第五代大气再分析(ECMWF Reanalysis v5,ERA5)资料,对2023年12月13—15日山东一次极端暴雪天气过程积雪特征及其成因进行分析,得到以下结论:(1)此次过程是一次江淮气旋暴雪天气过程,具有持续时间长、降水相态复杂、基础温度低、降温幅度大和积雪深度厚等特征。(2)最大小时新增积雪深度可达8 cm;过程平均雪水比为0.7 cm·mm-1,呈“西大东小” 的分布特征。(3)有积雪的站近地面温度从开始降雪到地面产生积雪,气温和雪面温度均呈下降趋势,0 cm地温在降雪前期降温明显,积雪形成后地温不再明显变化。无积雪的站在整个降雪时段内近地面温度可分为4种情况。(4)雪水比随气温变化最明显;积雪形成之后地温对雪水比大小影响不大;当雪水比小于0.75 cm·mm-1时,雪水比随雪面温度降低而增大,当雪水比大于0.76 cm·mm-1后,雪面温度不再有明显变化。
    2024(2):65-76 , DOI: 10.19513/j.cnki.hyqxxb.20240219002
    [摘要] (12) [HTML] (10) [PDF 18.83 M] (37)
    摘要:
    基于毫米波云雷达、降水天气现象仪、风廓线雷达、双偏振雷达、自动气象站等多源观测资料及欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)第五代大气再分析(ECMWF Reanalysis v5,ERA5)资料,对2023年12月14日山东暴雪过程的环流背景和降水粒子微物理参数进行分析,探讨新型观测资料在降水相态监测与预报中的应用。结果表明:(1)此次过程受高空槽、低空西南急流和江淮气旋影响,伴随地面气温下降和中层暖层消退,出现雨、雨夹雪、冰粒和雪等相态。(2)降水天气现象仪探测发现,雪和雨的下落末速度均较小,雪粒子直径超过8 mm,雨粒子直径大多在4 mm以下。(3)毫米波云雷达观测到反射率因子、径向速度、谱宽和垂直液态水含量降低时,雨夹雪转为雪。(4)风廓线雷达显示雨夹雪和冰粒阶段对应强的低空西南急流和最大垂直速度(4~5 m·s-1),转雪时3 km以下垂直速度降低至2 m·s-1左右。(5)相关系数(Cc)、差分反射率(ZDR)和水平极化反射率因子(Zh)等双偏振参量可判断融化层亮带,亮带的下降和消失可指示此次过程雨向雪的转换。
    2024(2):77-89 , DOI: 10.19513/j.cnki.hyqxxb.20240219001
    摘要:
    利用雨滴谱等多源观测资料,对2023年12月山东江淮气旋暴雪和海效应暴雪的微物理特征进行了对比分析。结果表明:(1)相比于海效应暴雪,江淮气旋暴雪云系云顶高度较高,云顶亮温较低,对流强度较强。(2)江淮气旋暴雪的粒子数浓度高、粒子谱较窄、粒子体积较小、降雪强度较大;海效应暴雪的粒子数浓度低、粒子谱较宽、粒子体积较大、降雪强度较小。(3)江淮气旋暴雪的粒子下落末速度以单峰型为主,海效应暴雪则多为双峰型;江淮气旋暴雪的粒子下落末速度及其谱宽均大于海效应暴雪。(4)江淮气旋暴雪含有较多的霰粒、冰粒、雪花,海效应暴雪则以雪花及其聚合体为主。(5)两次暴雪的等效反射率因子(Ze)-降雪强度(Is)关系有较大差异。在降雪强度相同时,海效应暴雪的Ze更大。
    2024(2):90-97 , DOI: 10.19513/j.cnki.hyqxxb.20231218001
    摘要:
    利用山东122个国家级地面气象观测站2017—2021年中1—3月和11—12月“24 h降雪量p≥10.0 mm”的暴雪实况资料,采用二分类法、邻域空间检验法(以下简称“邻域法”)、时间偏移法和量级模糊法等4种方法对山东暴雪预报进行检验与对比。结果表明:(1)山东暴雪具有明显的时空分布特征,暴雪主要出现在半岛北部地区,鲁东南和半岛南部产生暴雪的概率最小;暴雪出现次数的年际变化和月际变化较大,最多年份出现98次,最少年份仅有5次,2月是高发月,占全年暴雪总次数的38.5%。(2)现行业务中应用最广泛的二分类法检验的预报命中率较低,其中24 h预报命中率仅为12.08%,主要原因是该方法受到空间、时间和量级的多重影响,不能精细准确地反映预报能力。(3)邻域法、时间偏移法和量级模糊法对24 h的暴雪预报命中率分别为14.40%、14.69%和30.05%;相较于二分类法,这3种检验方法的预报命中率均有较大幅度提高,空报率和漏报率均有较大幅度下降。(4)融合邻域法、时间偏移法和量级模糊法的综合检验法,能从空间、时间和量级3个维度区分出预报差异,检验结果更加精细准确,有利于引导预报员放下“检验评分低”的思想包袱,做出更加科学客观的预报,进一步提升预报服务效果。
    2024(2):98-109 , DOI: 10.19513/j.cnki.hyqxxb.20221018003
    [摘要] (15) [HTML] (12) [PDF 2.59 M] (35)
    摘要:
    针对全球降水测量(Global Precipitation Measurement,GPM)卫星上搭载的微波成像仪(GPM Microwave Imager,GMI),建立了陆面亮温数据的射频干扰(radio frequency interference,RFI)校正算法,同时提出了适用于GMI的综合指数雨强反演算法,即极化订正温度及散射指数(polarization corrected temperature-scattering index,PCT-SI)综合指数法,估算了2021年第6号强台风“烟花”登陆后,江苏及周边地区的雨强,与同时期双频降水测量雷达(Dual-frequency Precipitation Radar,DPR)的近地面雨强产品进行对比分析,并比较了RFI校正前、后的近地面雨强反演精度。进而用强台风“梅花”和一次江淮气旋检验了该雨强反演算法的精度以及RFI校正算法对提高反演精度的有效性。结果表明,GMI的高频观测与降水强度大小密切相关,利用低频组合拟合89.00 GHz通道亮温获得大气散射指数,散射指数越大,雨强越大;RFI信号对微波资料反演近地面雨强的影响显著,所提出的校正方法可以有效地校正陆面上受RFI污染的GMI观测数据。研究结果有助于揭示微波传感器多通道亮温资料和降水强度之间的相关性,提高微波反演陆面降水的精度,并为陆面降水反演和预报提供参考。
    2024(2):110-122 , DOI: 10.19513/j.cnki.hyqxxb.20230523001
    摘要:
    基于中尺度数值模式WRF(Weather Research and Forecasting),分析在逐小时循环同化系统中,高频多次应用数字滤波初始化方案对台风“烟花”模拟结果的影响。结果表明:(1)数字滤波能够产生与天气现象相关的滤波增量。晴空区域由于向后积分过程中辐射等重要过程未开启,后向积分结束时近地面温度变化较小,在向前积分时白天到达地表的太阳短波辐射过度累积,夜间地表热辐射过度释放,造成晴空区白天2 m温度升高,夜间2 m温度降低。台风对流区域受后向积分为绝热过程的影响,原本上升运动中水汽凝结释放潜热脱离气块的降水无法在绝热下沉增温中吸收热量变为水汽,在后向积分时产生了热量的异常累积以及水汽的减少,导致强对流区域热力结构发生变化。(2)统计结果显示,随着数字滤波应用次数的增加,初始化过程对初始场和预报的影响逐渐积累,造成的预报差异持续整个模拟过程。(3)在循环同化的基础上多次应用数字滤波初始化,数字滤波初始化显示出较好的抑制高频噪声的作用。多次滤波后台风环流中心暖心增强引起台风强度增强,最低气压更加接近最佳路径资料;暖湿气流向鲁南地区输送的减弱造成鲁西南地区特大暴雨漏报;台风环流位置的偏南影响了后期与西风槽结合的时间导致后期移速偏慢。
    2024(2):123-134 , DOI: 10.19513/j.cnki.hyqxxb.20240315001
    摘要:
    2023年冬季(2023年12月—2024年2月)大气环流特征为:北半球极涡呈偶极型分布,中高纬度西风带呈3波型分布,西风带槽脊较常年同期偏强。西北太平洋和南海共生成1个热带气旋,比常年平均(1.53个)偏少0.53个。全球其他海域共生成12个热带气旋,比常年平均(15.33个)偏少3.33个。我国近海有8次8级以上大风过程,其中5次由冷空气产生,1次由温带气旋产生,2次由冷空气和入海温带气旋共同产生。我国近海出现7次明显的海雾过程,出现13次2.0 m以上的大浪过程。近海海面温度逐渐下降,并且北部海域的降温幅度大于南部海域。

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    摘要:
    基于1988—2018年张家口市及各区县14个国家地面气象站暑期6、7、8月逐日平均气温、最高/最低气温、平均相对湿度和平均风速,计算各区县体感温度,分析气候舒适度分布情况,并统计北京、石家庄高温天气日数及体感温度变化特征,从而对比分析张家口区域避暑旅游优势。结果表明:(1)张家口夏季暑期平均气温变化范围在19.6~22.5 ℃之间,,相对湿度在56%~72%之间,平均风速在1.8~2.5 m/s之间。夏季气温、湿度、风较适宜,有利于避暑旅游活动的开展。(2)张家口地区暑期体感温度在19~23 ℃之间波动,随地形变化特征显著,坝上地区体感温度低于坝下地区。(3)除康保、沽源、张北外,张家口夏季多数区县多数时间处于舒适范围内,7 月是张家口地区夏季舒适日数最多的月份。(4)与石家庄、北京相比,张家口具有高温日数少,平均体感温度适宜,舒适天数比例高的优势。
    摘要:
    分析了两次森林火灾的双偏振雷达探测资料,结果表明:森林火灾燃烧产生的灰烬上升到空中,随环境风向下风方向飘散,形成烟羽。烟羽的反射率因子大多数20dBZ左右,火灾点上空很小范围最大值达到36dBZ。两次火灾探测到烟羽的时间分别维持了2 h 6 min和4 h 28 min。两次飘浮物随环境风向下游扩散的最远距离分别是65 km和94 km,最高上升高度分别达到3.7 km和4.8 km。以烟羽的前沿作为示踪物估算环境风的速度,两次火灾估算出的1.5°仰角高度偏西风都是12 m.s-1左右,雷达探测到的径向速度与环境风速在雷达径向上的投影接近。两次火灾都发生在晴天,环境风速不大,除了烟羽边缘位置速度谱宽的值较大,其余部分速度谱宽都很小,大部分在1~2 m.s-1零滞后相关系数(CC)、差分反射率(ZDR)和差分相移(ΦDP)探测到的范围和面积与反射率因子的形态和面积接近,同样随烟羽的扩散而逐渐增大。CC的值非常小,大多数部位小于0.9,少数距离库库元的CC值低于0.5。在火点上空ZDR的值有相对较小的部分,大约在2~3 dB之间,在火点下风方向,大部分ZDR的值都很大。两次森林火灾的双偏振探测特征说明产生回波的反射物主要是水平尺度较大的干草、松针之类等燃烧后的灰烬的非球形反射物。
    摘要:
    利用中尺度数值天气预报模式和空气质量模型及其伴随模式(WRF-CMAQ/ADJOINT模式)对海南2019年9月一次持续10 d(9月21—30日)的臭氧(O3)污染事件进行模拟,对O3污染事件进行来源解析,量化不同区域和物种排放源对于O3污染事件的贡献。结果表明,污染事件期间,MDA8-O3(臭氧日最大8小时平均浓度)均值为167 μg·m-3,其中MDA8-O3峰值浓度达到186.1 μg·m-3。WRF-CMAQ/ADJOINT模式能够较好模拟海南此次污染事件的O3浓度变化过程,伴随模式揭示远距离区域传输是此次O3污染的主要来源,其中海南外排放源平均贡献占比85%,本地排放源平均贡献占比15%,海南外排放源的贡献集中在珠三角地区。对VOCs排放物种来源分析,异戊二烯在VOCs排放源中贡献最高,平均贡献占比为51%。此次O3污染事件期间海南主要处于NOx控制区,海口市及其周边区域处于VOCs和NOx的协同控制区。由于远距离区域传输是此次O3污染事件的主要来源,未来海南和珠三角的区域联防联控对于提高海南空气质量具有重要意义。
    摘要:
    二次无机气溶胶的生成是造成中国区域重污染事件中细颗粒物浓度过高的一个主要原因,其中硫酸盐是我国二次无机气溶胶的重要组成部分,但其受未来排放和气候变化的调节机制尚不清晰。本研究基于区域气象和空气质量模式 Weather Research and Forecasting (WRF)和 Community Multiscale Air Quality (CMAQ),探究21世纪中叶(2056—2060 年)我国硫酸盐的演变特征。首先,在历史情景(2015—2019年)下,我国硫酸盐浓度呈明显时空差异特征。其中,典型高浓度区在我国北方如华北地区,冬季最高,夏季一般浓度较低。未来情景模拟选取近似碳中和目标的可持续发展路径(SSP126)和温室气体持续增加、污染物轻度减排的SSP585情景。在SSP126情景下,全国四个季节硫酸盐平均浓度相较历史情景分别变化-3.1 μg·m-3 、-2.7 μg·m-3 、-3.5 μg·m-3 和-4.1 μg·m-3 ; SSP585 情景下相较历史情景分别变化-1.8 μg·m-3 、-1.5 μg·m-3 、-2.0 μg·m-3 和-2.2 μg·m-3 ,均在冬季降幅最多。最后,分离了人为源与气候变化分别对硫酸盐的影响。由于人为排放源减少,在SSP126情景和SSP585情景下硫酸盐浓度分别变化-3.5 μg·m-3和-2.1 μg·m-3。为探究气候变化的影响,设置两个仅改变气候、维持排放在历史情景不变的数值模拟试验,在气候变化程度较大的SSP585情景下我国硫酸盐平均浓度变化幅度(+0.4 μg·m-3)比在气候变化程度较小的SSP126情景下(+0.2 μg·m-3)大。研究表明,人为源减排对我国硫酸盐浓度的影响比气候变化大,尤其在冬季高浓度区域(如京津冀)降幅超过14 μg·m-3,但气候变化依然有不可忽视的影响。
    摘要:
    本文使用2018年3月至2021年2月ERA5再分析资料和站点资料逐小时风向、风速等数据,采用常规方法筛选天津环渤海地区海陆风事件,比较分析不同资料集呈现出的海陆风起讫时间、持续时间、强度等指标表征的海陆风特征的年平均和季节差异,以评估ERA5再分析资料的适用性。结果表明:(1)两套资料四季分布对应较好,均能显示夏季海陆风日最多这一基本特征;海风持续时间较陆风持续时间更长,年平均强度高于陆风,最强均出现在春季。(2)年平均差异主要表现在:站点资料显示的海风开始和结束时间呈弱双峰结构,陆风开始和结束时间均早于ERA5再分析资料,平均海风和陆风持续时间短于ERA5再分析资料。(3)季节差异主要表现在:ERA5再分析资料显示陆风强度极小值出现在夏季,海风最长持续时间主要出现在秋季;站点资料显示陆风强度极小值在秋季,海风最长持续时间出现在春夏两季。评估结果显示,较长时间序列ERA5再分析资料在分析天津环渤海地区海陆风特征研究方面的适用性。
    摘要:
    利用青岛双偏振多普勒天气雷达资料和常规观测资料以及区域自动站气象资料,对2019年8月16日发生在山东诸城的一次强冰雹超级单体风暴和2020年8月3日发生在山东高密的一次强降水超级单体风暴双偏振特征差异性进行了分析。结果表明:风暴低层上升气流区一侧都存在明显的ZDR弧,强上升气流区周围都分布有ZDR环,都存在深厚的ZDR柱和KDP柱。主要差异包括,诸城强冰雹超级单体风暴的强度明显较强,强中心高度明显较高,中气旋旋转强度和风暴顶幅散强度明显较强,但ZDR柱与KDP柱高度较低,ZDR柱与KDP柱宽度明显较窄。强的中气旋旋转强度和风暴顶辐散强度,利于强回波核的悬垂及冰雹增长。高密强风暴更加宽阔、深厚的上升气流,将浓度较高的液态或湿冰粒子带至较高高度,不利于冰雹的增长。湿度垂直分布和风场垂直廓线对风暴强度与天气实况起到了关键作用,诸城强风暴产生在相对较干的湿度垂直分布和较冷的风场廓线条件下,以强冰雹为主,高密强风暴产生在相对较湿的湿度垂直分布及相对较暖的环境风场条件下,以高强度降雨为主。

    最新录用栏目展示本刊经终审会确定录用的文章,未经过编辑加工。

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    摘要:
    为认识强热带气旋(severe tropical cyclone ,STC,达到台风及以上等级的热带气旋) 对南海地区(105°~120°E,3°~25°N)各种目标破坏力的时空分布特征,利用中国气象局(China Meteorological Administration,CMA)热带气旋最佳路径数据集,计算了南海地区热带气旋强度达到STC等级时段内的能量耗散指数(Power Dissipation Index,PDI)并将其分配到空间不同位置,进而对1953—2022年STC引发南海地区破坏力的时空分布特征进行分析。结果表明:(1)STC对南海地区破坏力的空间分布呈现出东北高、西南及南部低的特征,其中东沙群岛附近海域(17°~21°N,116°~120°E)是PDI最高的区域,以此为中心,PDI向西、向南呈辐射状递减的趋势。(2)STC对南海地区破坏力较高区域的空间分布范围随时间的变化呈现出先扩大后缩小再扩大的变化。(3)STC对南海地区诸纬度破坏力的时间变化大体都呈现先增大后减小再增大的趋势,而诸时间STC破坏力大体都呈现随纬度降低先增大后减小的趋势,其重心则呈现总体南移的趋势。进一步分析认为,途经南海地区的西太平洋STC数量和持续时间的变化是导致南海地区STC破坏力时空分布特征发生变化的主要因素。
                                                                                                                   
    摘要:
    1909号台风“利奇马”是1949年至当时登陆浙江的第三强台风,影响了我国中东部大部分省份,风雨强度大、暴雨极端性显著、灾害损失严重。“利奇马”产生的降水主要影响浙江和山东两地,分别对应降水的两大阶段。为更全面地认识此次过程,从大尺度天气形势、台风自身强度、动热力因子、云微物理、水汽和能量输送以及地形等方面对“利奇马”引发的两个阶段极端降水的异同成因进行回顾总结,其中稳定的环流形势及其良好配置、充足的水汽和能量以及双台风作用均是贯穿整个极端降水过程的有利因子;台风自身高强度、地形增幅、良好的动热力条件以及云微物理过程的有利影响是造成第一阶段浙江极端降水的独特成因;而第二阶段山东极端降水独特成因是西风槽冷空气入侵和台风长时间影响,最后对“利奇马”极端降水过程进一步研究方向进行了讨论。
                                                                                                                   
    摘要:
    以往基于微波散射计的海冰遥感研究主要是进行海冰和海水的区分,进而探究海冰的覆盖范围。中法海洋卫星(CFOSAT)散射计(CSCAT)利用旋转扫描的扇形波束对地面进行观测,其多入射角和多方位角的观测几何特点为海冰监测提供了新机遇。本文首先将CSCAT后向散射系数数据与欧洲气象卫星组织的海冰密集度数据进行匹配,然后分析南北两极不同海冰密集度下CSCAT后向散射系数的季节性变化,厘清CSCAT海冰后向散射系数的时空分布特征,并构建海冰后向散射地球物理模式函数(GMF)。结果表明,CSCAT后向散射系数随海冰密集度的增加而增强。海冰密集度较低时,CSCAT在南北两极的后向散射系数具有良好的一致性,但存在明显的风速调制效应,且该效应随着海冰密集度的增加逐渐减弱。总之,CSCAT后向散射系数与观测几何、海面风速、海冰密集度等因素息息相关,研究结果为利用CSCAT进行海冰密集度遥感提供了参考。
                                                                                                                   
    摘要:
    作物种植面积提取方式的选取,对农作物遥感监测有重要意义。为探究夏玉米遥感识别最佳时相、夏玉米遥感识别光学时序和夏玉米遥感识别光学与SAR(星载合成孔径雷达)融合时序三种方案在夏玉米种植区识别的差异,选取山东商河为研究区,基于GEE云平台Sentienl-1/2数据,构建分类数据集,结合地面调查制作分类样本,采用随机森林法进行三种方案下研究区夏玉米种植区域提取,并分析各方法精度。结果表明:3种方案均能较高精度的实现夏玉米与其他作物的区分,相对于夏玉米遥感识别最佳时相,夏玉米遥感识别光学时序夏玉米总体分类精度由83.01%提高到89.44%,Kappa系数由0.77提高到0.86;相对于夏玉米遥感识别最佳时相和夏玉米遥感识别光学时序,夏玉米遥感识别光学与SAR融合时序的总体分类精度最高,达到92.51%,Kappa系数达到0.89。研究表明夏玉米遥感识别光学与SAR融合时序可以在较高精度下有效识别夏玉米种植区,为发育期内的农情调查管理提供参考。
                                                                                                                   
    摘要:
    本文利用2019年11月17日一次层状云系弱降水过程中获取的机载KA波段降雨雷达(Ka-Band Precipitation Radar, KPR) 和云粒子测量系统(Droplet Measurement Technologies,DMT)资料,将利用云粒子谱正演得到的雷达反射率因子与机载KPR云雷达探测结果进行了对比,并对影响两者误差的成因进行了探讨分析。结果发现:(1)在层状云内部,根据云粒子谱正演得到反射率因子结果(dBZC)与KPR实测结果(dBZM)有很好的一致性,两者之间的相对误差均值和均方根分别为4.1dBZ和4.3dBZ。(2)在KPR云雷达径向速度变化和速度谱宽较大的区域,或在云层比较薄的区域,dBZC与dBZM吻合得不够好,但有较好的一致性。(3)云粒子数浓度Nc、云粒子有效直径ED和云中液态水含量LWC的变化均对dBZC与dBZM的误差有一定的影响,但误差值总体控制在±10dBZ范围内。随着Nc的增加,两者的相对误差变小,大于200cm-3的误差大于10dBZ的时次极少;有效直径在50~230μm和液态水含量在0.15~0.5g/m3范围内,计算值低于探测值,有效直径大于230μm和液态水含量大于0.5g/m3的计算值高于探测值。
                                                                                                                   
    摘要:
    为客观评估无棣县增雨作业效果,使用1964—2023年滨州、无棣国家基本气象站及区域站4—7月降水资料,采用序列分析、区域回归分析、区域对比分析3种统计检验方法对2014—2023年的人工增雨作业效果进行了分析研究。结果表明:4—7月序列分析、区域回归分析旬平均绝对增雨量分别为7.24mm、7.89 mm;序列分析4月、5月、7月通过了α=0.05的显著性检验,区域回归分析4月、7月通过了α=0.05的显著性检验。区域对比分析作业日平均绝对增雨量为3.75mm、平均日相对增雨率21.93%;4月、6月和7月通过了α=0.05的显著性检验,5月通过了α=0.1的显著性检验。
                                                                                                                   
    摘要:
    利用台风资料、海南灾情资料、再分析资料和多种统计分析方法,确定了1967-2015年影响海南岛的15个强台风事件,探析了海南岛强台风事件(Hainan violent typhoon event,简称HNVTE)的影响因子。结果表明HNVTE发生的气候背景信息表现为多时间尺度因子的协同作用:1980s年代后期海温(副高)呈突变式增暖(变强)可能为HNVTE的减少提供了年代际尺度背景;ENSO和平流层准两年振荡(QBO)的共同作用提供了HNVTE变化的年际异常背景。西太平洋冷期中出现中等强度的拉尼娜状态和暖期中出现中等强度的厄尔尼诺状态均有利于HNVTE发生,而平流层西风位相下低层强西风切变则会抑制这两种状态下的HNVTE活动。根据西太平洋海温的年代际位相、ENSO循环位相及强度和QBO位相及强度构建的BEST-QBO协同作用指数很好地识别HNVTE的发生,可为HNVTE的气候预测提供有用的信号。
                                                                                                                   
    摘要:
    利用美国国家航空航天局(NASA)提供的Aqua和Terra卫星可见光云图和地球同步轨道卫星(GOES)红外卫星云图、欧洲中期天气预报中心(ECMWF)提供的ERA5客观再分析数据(时间间隔为1小时, 水平分辨率为0.25°×0.25°),对2012~2016年发生在太平洋上空的“射线状”云的分布特征进行了分析,结果表明,“射线状”云多呈近似圆形或椭圆形,具有明显的云系中心和清晰的辐射状径向云臂,云臂通常自云系中心向四周发散,形状如古时车轮。约85%的“射线状”云个例发生在南半球,其中绝大多数“射线状”云发生在东南太平洋的秘鲁沿岸。全年除2月份外皆有“射线状”云发生,6、7、8月为“射线状”云高频发生月份,5、9、10月为中频发生月份,1、2、3、4、11、12月为低频发生月份。大气逆温层对“射线状”云的产生与消散具有重要影响,云系内部以上升运动为主;部分“射线状”云个例呈旋转形态;水汽的上升与下沉运动影响着云系结构。 关键词:“射线状”云;太平洋;地理分布;统计分析;大气逆温层。
                                                                                                                   
    摘要:
    2022年8月重庆月最高气温达到41.3 ℃,高温天长达28 d,在此高温天气下8月重庆臭氧未出现超标情况,而7月整体气温低于8月,出现7 d臭氧超标的情况。利用观测资料、WRF模型,对此现象进行分析,并综合探讨不同片区臭氧与气象条件的关系,结果表明:(1)8月的气温、边界层高度、风速偏高,而湿度偏低,这可能有利于8月臭氧污染状况改善。整体来看,重庆市臭氧浓度随气温和边界层高度升高均呈现先升高再降低的趋势,当气温高于30℃、边界层高度高于1000 m、相对湿度低于59%、风速低于6.3m/s时,臭氧浓度及超标率均出现显著上升,而当气温、边界层高度、相对湿度、风速分别超过39℃、2800 m、59%、6.3 m/s时,臭氧浓度及超标率均显著下降。(2)主城区和郊区区县的气温分别超过38℃和37℃后,臭氧浓度升幅变小或出现下降,个别区县气温在38~40℃内臭氧浓度仍保持上升趋势。(3)沙坪坝区和长寿区在污染天臭氧和边界层高度2小时升幅峰值同时出现在11时或13时,合川区和荣昌区在污染天臭氧和边界层高度2小时升幅峰值出现时间不一致。本文的研究成果能够对重庆市夏季臭氧污染预测、防控和臭氧污染管控等方面提供科学建议。
                                                                                                                   
    摘要:
    利用欧洲中心ERA5 0.25 °×0.25°逐小时再分析资料及北京大兴国际机场1号风廓线雷达资料,比较大兴机场2021年11月6—7日和2023年2月11—12日两次多相态降水过程,探究风廓线雷达在两次冬季多相态降水中的表现特征。结果表明:(1)风廓线雷达近地面风场偏东风的建立、急流的出现及中低空的扰动均对冬季降雪临近预报起着积极作用,低层冷空气的增强对相态转换有一定的指示意义,中高层暖湿抬升的强弱与降水强度变化有很好的对应关系。(2)降水强度和降水相态的变化均可在风廓线雷达探测的垂直速度上得到体现。两次过程的降雨时段在2500m以下有较大的正速度,随着降水相态由雨向雪转变,垂直速度发生锐减。(3)大气折射率结构常数Cn2和信噪比SNR回波结构特征相似,两者均能够反映降水强度变化。两次过程Cn2对数值均在降水开始前1小时开始增大,Cn2值越大,降水越剧烈,其高值区的高度范围随相态由雨转雪而逐渐变高;两次过程SNR高值区主要集中在2000m以下,SNR结构越紧密、回波强度越大,降水越剧烈。(4)雷达探测高度受大气高层湿度的直接影响,可为降水强度的判断提供依据。
                                                                                                                   
    摘要:
    利用贵州1961—2018年夏季月降水0.5°×0.5°格点资料及全球逐月海表温度资料,分析了贵州夏季降水量的时空分布特征及其与前期海温的联系,并合成分析了海温异常影响大气环流异常从而对降水量产生影响。结果表明:(1)贵州夏季和夏季各月降水量均无显著趋势变化,降水量从东北部中部向西南逐渐增加的,并且贵州夏季降水异常主要有全区一致型、南北反向型和东西反向型三个模态。(2)贵州夏季降水异常与北赤道暖流区、加利福尼亚冷流区、北太平洋中纬度海域的海温异常联系密切。(3)北赤道暖流区和加利福尼亚冷流区的显著时段是上一年6到11月,其中7月影响最为显著,影响范围主要是东部及南部;北太平洋中纬度海域是上一年6到7月,其中7月影响最为显著,影响范围主要是东北部及东南部。(4)关键海区海温与贵州降水偏少年联系不如偏多年密切。
                                                                                                                   
    摘要:
    基于人工神经网络模型(Artificial Neural Networks,ANN)耦合其他模型或优化算法在径流预报中的应用逐渐增多。本文首先从人工神经网络模型耦合物理模型、多人工神经网络模型耦合、分解技术与机器学习方法的耦合、人工神经网络模型耦合智能优化算法四个方面进行系统梳理和总结,表明提高预测精度的原因及各方法的优势;最后提出当前研究中存在的问题及展望。本研究总结了多模型集成方法以及与分解技术等方法在径流预报中的应用,将进一步推动径流预报领域的研究和发展,为实现准确可靠的径流预测和水资源管理提供有益的支持。
                                                                                                                   
    摘要:
    利用中国气象局自动站与CMORPH降水数据融合资料和欧洲中期天气预报中心再分析资料,对青藏高原地区夏季降水的日变化规律进行分析,并讨论了高原地区夜雨的空间分布特征和不同持续时间降水的日变化差异,结果表明:(1)青藏高原地区整体降水量和降水频率的日变化表现为在18:00—20:00出现峰值,而在午间12:00处于全天降水量的谷值。(2)高原地区不同区域夏季降水量日峰值和谷值具有不同的空间分布特征。高原南部地区夏季降水量与高原整体降水量日变化特征大致相同,峰值出现在傍晚,谷值出现在中午;而北部的日变化特征与高原整体的日变化特征有较大差异,峰值出现在上午,谷值出现在凌晨。(3)青藏高原地区夜雨率存在较为明显的区域差异性,夜雨率高值中心出现在以29°N为中心,84°~93°E,28°~30°N间,存在明显的“中间高,南北低”的分布,高值中心夜雨率达到75%以上。(4)短时降水(约60%-80%)比持续性降水(约20%-40%)出现频率更高,但持续性降水占总降水量的70%。(5)青藏高原地区的降水日变化与风场和散度场的强度变化较为一致,且散度的正负值强弱变化可能是高原地区降水强度变化的重要原因之一。
                                                                                                                   
    摘要:
    本研究以一阶近似地转效应的浅水方程为基础,通过多尺度和摄动近似的方法,分析了低纬海气耦合系统的非线性Kelvin波和Rossby波的相互作用。研究结果表明:(1)在没有风应力作用时,耦合波振幅较小,Kelvin波和Rossby波的振幅呈准周期变化,这种准周期变化是两种类型波各自的扭结效应和二者的非线性效应共同作用的结果;(2)在有风应力作用时,耦合波振幅将在指数型螺旋振荡增大后,Kelvin波呈准周期振荡,Rossby波呈非周期振荡,这种准周期与非周期振荡的叠加效应,体现了ENSO周期性不强的准周期振荡特征;(3)在ENSO运动中,Kelvin波和Rossby波是一直都存在的,由于相互的非线性作用,二者在不同阶段体现出不同的状态,总体为:蛰伏(酝酿)→增长→衰减→蛰伏(酝酿))。
                                                                                                                   
    摘要:
    基于济南S波段双偏振多普勒天气雷达探测数据,结合探空和地面实况资料,对2021年6月30日和7月9日2次强风暴演变双偏振特征进行了分析。结果表明:两次强风暴都发生在冷涡背景形势下,触发机制和风暴形态结构有差异,7月9日超级单体风暴为阵风锋触发,6月30日强飑线为弱冷锋触发。新生对流不断激发、合并、发展,导致两次强风暴维持较长时间。超级单体风暴的新生单体触发区域在风暴西侧与阵风锋交汇区域,引导风暴向西传播,风暴右侧是关键区域。飑线东侧前方不断有对流激发,引导风暴快速传播与移动并演变为弓形回波,飑线左侧前方是关键区域。新生单体初始时刻(30-44dBZ)差分反射率(ZDR)柱高度在-10℃高度附近,含有稀疏的中等大小液态雨滴。随着单体迅速发展,ZDR柱可伸展到-20℃层甚至更高高度,含有大的液态雨滴或融化的小的冰相粒子。单体合并发展主要表现为ZDR柱的合并,即上升气流区的合并。合并后ZDR柱宽度或高度增加,ZDR和KDP值增大,强上升气流区内液态粒子大小和浓度会明显增大。ZDR柱内最大值可达5-6 dB,存在5mm以上的特大液态粒子,或者有融化的冰相粒子。对流单体初始时刻具有较强的上升气流,之后上升气流强度迅速加强,在环境-20℃层甚至更高高度上粒子可以以液态形式存在。单体合并发展,上升气流强度更加强盛,环境0℃层高度之上强上升气流内会出现特大雨滴或等效于特大雨滴的融化的冰相粒子。
                                                                                                                   
    摘要:
    2020年初秋东北地区连续遭受三个台风影响,为建国以来历史首次。本文依据气象观测资料和产量资料,系统分析了台风集中影响期间东北地区农业气象条件特征,估算了台风致灾造成的东北三省粮食单产和总产损失。结果表明,2020年初秋“巴威”“美莎克”和“海神”台风集中影响期间,频繁强降雨造成东北地区平均降水量较常年同期偏多3.3倍,吉林、黑龙江两省降水量均为近60年历史同期最多;吉林、黑龙江土壤湿涝状况为2013—2020年同期最重,部分农田出现大范围渍涝灾害。吉林和黑龙江遭受近40年来最强日平均风影响,造成大范围作物倒伏。吉林中东部、黑龙江南部遭受较重产量损失。其中,台风“美莎克”影响最重,其次为“海神”,“巴威”最轻。分省来看,吉林受灾最重,黑龙江次之,辽宁最轻。分作物来看,玉米受灾最重,水稻次之,大豆最轻。2020年作物生长季,初秋三个北上台风对吉林和黑龙江的影响均是造成两省秋粮单产较正常年景偏差的主要因素。估算得出2020年台风造成东北三省秋粮总产较正常年景至少损失约115万t,约占秋粮总产1.0%;其中,吉林受灾最重,至少损失秋粮约95万t,约占吉林秋粮总产2.5%;黑龙江省秋粮总产至少损失0.2%。
                                                                                                                   
    摘要:
    中国气象局综合观测司于2021年开展了观测站网布局设计工作,为做好山东省地面观测站网布局研究,依据滚动需求评估的原则,评估了山东省地面气象观测站网水平分辨率。利用山东省国家级基准、基本及常规气象观测站资料,基于空间结构函数研究了其气温、相对湿度、降水的布站方案和精度。研究结果表明:(1)在山东省4类地面气象观测站中,各要素的水平分辨率同类对比,区域气象观测站最小,应用气象观测站最大。国家气象观测站和区域气象观测站各要素水平分辨率由小到大依次为降水、气温、风、湿度、气压;国家级基准、基本及常规气象观测站各要素的水平分辨率均相同;应用气象观测站气温与湿度要素的水平分辨率大于风和降水。各地市地面观测网水平分辨率对比显示,济南、青岛、淄博、日照地面观测网探测能力较强,临沂、菏泽、潍坊较弱。(2)除全球数值天气预报和海洋应用领域外,山东省4类地面气象观测站各要素的水平分辨率相比OSCAR各应用领域突破值尚有较大的差距。其中,区域气象观测站的探测能力最好,应用气象观测站的探测能力最弱。(3)山东省国家级基准、基本及常规气象观测站的四季气温、相对湿度、降水的结构函数整体上随距离的增加而增大。不同观测要素结构函数的季节性差异明显,反映了各要素不同季节的时间变幅和空间梯度分布的不同。气温、相对湿度、降水的线段、正三角形、正方形内插标准误差与距离均呈线性关系,且随距离的增加而增大。在距离满足点值内插标准误差小于观测标准误差时,气温、相对湿度和降水均为正三角形内插精度最高。(4)山东省国家级基准、基本及常规气象观测站的气温、相对湿度和降水最佳的布站方案均为正三角形布设。其中气温、相对湿度、降水的布站精度分别为≤43.6km、≤63.4km和≤40.3km。
                                                                                                                   
    摘要:
    南海夏季风的爆发和推进影响着中国夏季雨带的进程。本文采用NCEP/NCAR再分析资料分析全球变暖前/后南海夏季风的演变特征。研究结果表明,全球变暖导致了南海夏季风减弱,主要出现了以下特征:(1)南海夏季风的平均建立时间提早,平均撤退时间推迟,历时长度更长,持续时间有上升的趋势。(2)南海夏季风爆发后(6—9月间)南海西北部对流层低层(700hPa以下)由海陆热力差异导致的局地环流在全球变暖后有减弱的趋势,进入我国华南和西南地区的西南夏季风有所减弱。(3)夏季风盛行期间西南风携孟加拉湾水汽经过中南半岛进入中国南海的水汽呈减少趋势,且从南海输入华南的水汽减少,导致中国东部降水变化趋势存在空间差异。(4)南海夏季风指数表明了南海夏季风对南海中南部以及华南东部的影响加强,而对南海北部和西南地区的影响强度明显减弱。
                                                                                                                   
    摘要:
    2022年4月10—14日浙江沿海海面出现了一次持续时间长、范围广、浓度大的海雾过程。利用卫星资料、ERA Interim再分析资料和浙江沿海自动站观测资料,分析其特征和成因。结果表明,低层逆温层使得低层水汽不易扩散到高空, 有利于大雾的生成和维持。成雾阶段,有明显的水汽辐合,同时气温高于SST且差值在0~2℃。海雾维持且浓度较大时,水汽辐合逐渐减弱;气海温差则基本在0℃左右。消散阶段,有明显的水汽辐散;气海温差大于2℃或小于0℃。
                                                                                                                   
    摘要:
    利用2015—2018年秋冬季气象及空气质量等资料,分析了沙尘发生时华北地区PM10和PM2.5以及其他污染物的分布特征,并对秋冬季沙尘的传输路径进行了分类。结果表明,秋冬季沙尘的传输路径与500和850 hPa高空风密切相关,主要分为东向扩散型、东南传输型和东北传输型三类,分别占统计数量的38.9%、38.9%和22.2%。东向扩散型沙尘强度和影响范围最大,华北地区PM10和PM2.5平均浓度分别为156.4和86.1 μg.m-3。东南传输型沙尘类型沙尘强度小,华北地区风速大,污染物扩散快,华北地区污染在三类沙尘中最轻。东北传输型沙尘华北地区PM10和PM2.5平均浓度分别为171.9和117.8 μg.m-3,在三类沙尘中浓度最高;华北地区地面较低的风速和下沉气流的影响可能导致污染的累积,另外平均相对湿度比另两类沙尘期间高4%~5%,尤其在沿海区域相对湿度达70%以上,可能会促进二次颗粒物的非均相生成从而加重污染。
                                                                                                                   
    摘要:
    基于1981—2021年黑龙江省玉米主产区气象数据、玉米发育期及产量资料,选取极大风速和土壤相对湿度2个要素,采用置信区间估计方法构建黑龙江省玉米主产区不同区域玉米收获适宜风速和土壤水分临界值,并探索分析玉米成熟后降水及秋季温度影响。结果表明:研究区不同站点适宜玉米收获的日极大风速临界值W_0为8.3~13.5m/s,土壤相对湿度M_0为71%~94%,日极大风速≤W_0、土壤相对湿度≤M_0适宜玉米收获,所建指标能较好指示黑龙江省玉米收获风速和土壤水分适宜程度;玉米成熟后至10月20日的主要收获期,日降水量在23.0mm以下的降水天气可收获玉米;秋季平均气温、最高气温、最低气温分别与玉米株籽粒重呈显著相关关系(P<0.01或P<0.05),在一定温度范围内,随着秋季温度的升高,玉米株籽粒重呈增加趋势,秋季温度条件对玉米成熟为正效应作用。
                                                                                                                   
    摘要:
    作为一个可以对全球范围气候变化产生影响的重要参照物理量,北极海冰发生任何细 微的变化都会对局地乃至更大尺度的气候产生重要影响。由于北极地区环境恶劣,测站稀缺,地面观测资料较为缺乏,而卫星观测资料的范围可以覆盖全球,这在很大程度上弥补了北极地区观测资料不足的问题。本文主要基于1979~2020年美国冰雪数据中心海冰密集度反演资料和ERA-Interim再分析资料,利用集合经验模态分解方法对这段时间的海冰和大气风压场变化进行了分析。结果显示:(1)海冰覆盖面积范围近四十年来整体呈现出缩减的趋势,缩减速率约为:1.4×10^3 km^2/(10yr)。其中,巴伦支海和喀拉海海域的海冰密集度下降趋势最为显著。同时,海冰覆盖面积在9月夏季达最小值,在3月冬季达最大值。(2)在1979年至2014年间,极地海平面气压场在北极中心呈减少趋势,北极外部呈增加趋势,其空间分布特征与北极涛动正位相的空间分布特征相似。同时自大西洋吹向巴伦支海海域的地面风明显增强,考虑表层风场对于海表洋流以及海冰的拖曳作用等,进而推测来自大西洋温暖海水在巴伦支海海域将有所增多,从而可能造成该区域海冰消融。
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    [摘要] (10374) [HTML] (2799) [PDF 5.63 M] (9027)
    摘要:
    利用山东省及周边地区10个站点的地面和高空观测资料对ERA5再分析资料的适用性进行了初步评估。结果表明:再分析的海平面气压和2 m温度与实况资料的相关性明显优于2 m相对湿度和10 m风场;高空温度和相对湿度在对流层中低层的适用性要好于高层,而位势高度和风场在中高层适用性较好;海平面气压再分析与实况的相关有着最明显的季节变化,2 m温度、2 m相对湿度和10 m风速则在部分站点有较明显的季节变化,而10 m风向的相关系数更多地表现出站点之间的差异,高空要素的适用性,季节和区域差异不明显。另外,对比发现,ERA5的适用性总体上要优于ERA-Interim再分析资料,地面和对流层低层的相对湿度、风场提高更为明显。
    [摘要] (798) [HTML] (583) [PDF 21.07 M] (3706)
    摘要:
    西北太平洋是全球海雾最多的海域,但由于观测资料匮乏,对开阔大洋上海雾形成机理的个例研究很少。2019年9月12—14日,中国北极科考船“向阳红01号”在亲潮延伸体水域捕捉到一次海雾事件。主要利用船载观测数据,分析了海雾形成的物理过程。结果表明,这是一次温带气旋的暖锋和局地海洋锋(海面温度锋)共同影响下的海雾过程。伴随暖锋的偏南气流将暖湿空气向北输送,在亲潮延伸体区,海面空气增湿效应大于增温效应,导致相对湿度不断增加接近饱和。北上暖空气遇到较冷水域上空的冷空气团,向上爬升形成大范围锋面逆温;局地海洋锋强迫出大气边界层内的次级环流,其下沉支使该锋面逆温层底的高度进一步降低,有利于雾滴局限在近海面成雾,雾区出现于暖锋锋面过后局地海洋锋的冷水侧。这项研究明确了海雾形成过程中作为背景环流的大气暖锋与作为局地强迫项的海洋锋的贡献,可为海雾预报提供新的理论支撑。
    [摘要] (2267) [HTML] (1657) [PDF 2.76 M] (3183)
    摘要:
    回顾了近30年来中国双线偏振天气雷达的研究进展,着重从雷达数据质量控制和雷达偏振参量的测量精度两大方面进行详细叙述。阐述了目前主要通过提高双偏振天气雷达的系统性能,降低系统误差,抑制雷达地物杂波,来提高雷达数据质量和测量精度,而双通道一致性和极化隔离度是双偏振天气雷达系统最主要的性能指标;描述了双偏振天气雷达系统及其产品应用新进展。
    2017,37(3):109-116, DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2017.03.013
    [摘要] (1597) [HTML] (554) [PDF 1.91 M] (2886)
    摘要:
    利用2007—2015年济南市区及历城区自动气象观测站的逐小时降水量资料,以及常规高空、地面观测资料,统计了198次短时强降水过程的范围和强度特征,年际、月际变化特征,按照短时强降水发生时的天气形势和影响系统,分为切变线型、低槽冷锋型、西风槽型、冷涡型、台风外围型及无系统型6类,并分析了不同类型和不同范围短时强降水的关键环境参量。研究表明:短时强降水的强度与范围有较好的相关性,7月中旬—8月中旬出现强降水的次数最多;切变线型短时强降水发生范围与强度分布最广,7、8月的低槽冷锋型过程极易造成大范围高强度降水;地面露点(Td)、850 hPa假相当位温(θse)、对流有效位能(CAPE)以及暖云层厚度能较好地区分不同范围的短时强降水过程。在天气分型的基础上,结合不同降水范围和不同降水类型环境参量箱线图与阈值表,可为济南市区短时强降水的预报提供有价值的参考。 
    [摘要] (1609) [HTML] (667) [PDF 28.14 M] (1913)
    摘要:
    2018年8月13—14日,1814号台风“摩羯”(YAGI)由强热带风暴逐渐减弱成热带低压,在山东省境内造成强降水,并引发了系列龙卷。龙卷发生后,气象部门对龙卷进行了详细的实地灾情调查。通过对6处龙卷路径无人机航拍的高分辨率图像和现场勘察的建筑物损毁、树木折断、庄稼倒伏等状况的综合分析,判断发生在滨州市姜楼镇、东营市盐窝镇的龙卷达到EF2级,其他为EF0/EF1级。上述龙卷都发生在残余低压环流中心移动方向的右前方,且集中在残余低压环流外围偏北段雨带中的小型超级单体内;其中在滨州引发的龙卷距离残余低压环流中心最近,约150 km,在潍坊引发的龙卷距离残余低压环流中心最远,约400 km。这些小型超级单体在雨带中,自南向北或者自东南向西北方向移动,尺度都很小,发展高度较低,强反射率因子核位于风暴的底部,低层反射率因子的南端有入流缺口,呈钩状回波特征;低层径向速度产品有较强的正负速度对。用雷达系统原适配参数值计算表明,在调查的6次龙卷中,仅有1次龙卷发生前算出了中气旋(M)产品,2次算出龙卷涡旋特征(TVS)产品;用修改的适配参数值进行计算,在6次龙卷发生前都算出了M产品,4次算出TVS产品,优化适配参数可提前将弱的M和TVS识别出来,对龙卷的临近预警具有指导作用。
    [摘要] (1402) [HTML] (453) [PDF 2.59 M] (1873)
    摘要:
    通过对多家船舶海洋气象导航公司和机构的介绍,概括了国内外气象导航的业务和发展。文章分析结果表明,国外气象导航业务发展历史悠久,技术储备雄厚,业务体系完善,占据了全球气象导航业务的大部分市场份额。国内气象导航的发展历程较短,技术力量薄弱,业务量相对较少。当前国内的气象导航服务正在努力开拓创新,在信息化背景下逐步开展多样化的平台建设和产品研发,并取得了良好的进展。
    [摘要] (2293) [HTML] (746) [PDF 6.23 M] (1822)
    摘要:
    台风暴雨最重要的两个因素是雨强和降雨分布,后者即为暴雨的落区。影响台风暴雨落区的因子主要有3个:1)台风涡旋内部结构;2)台风周围环境大气影响;3)台风下垫面强迫作用。本文对这3类因子的作用和影响作了总结。台风暴雨可分为台风环流内的暴雨和台风环流之外的暴雨两大类。本文把台风环流内的暴雨概括为5个落区,包括眼壁暴雨、螺旋雨带暴雨、小涡暴雨、倒槽暴雨、切变暴雨。把台风环流之外的暴雨分为台前飑线暴雨、远距离暴雨和变性下游效应暴雨。地形可能会改变两类暴雨的强度和落区。本文对每一个落区的暴雨特点和形成机理作了总结,对台风暴雨业务预报有一定的参考价值。
    [摘要] (1264) [HTML] (645) [PDF 1.63 M] (1816)
    摘要:
    重点围绕登陆热带气旋(LTC)降水预报研究进行了回顾和总结,指出针对LTC降水有三类预报技术:动力模式、统计方法和动力-统计结合的预报方法。以数值天气预报(NWP)模式为代表的预报技术对LTC降水的预报能力仍然非常有限。改进NWP模式预报误差的途径主要有两条:一是发展NWP模式;二是发展动力-统计结合的方法。分析表明,动力-统计相似预报是一项很有潜力的技术;针对现有研究中的不足,开展LTC降水动力-统计相似预报研究,探索减小数值模式LTC降水预报误差的有效方法,将是一个充满希望的研究领域和方向。
    [摘要] (4316) [HTML] (1269) [PDF 12.63 M] (1639)
    摘要:
    风云三号D气象卫星搭载10个载荷:中分辨率光谱成像仪Ⅱ、微波成像仪、微波温度计Ⅱ、微波湿度计Ⅱ、红外高光谱大气探测仪、近红外高光谱温室气体监测仪、广角极光成像仪、电离层光度计、空间环境监测器和全球导航卫星掩星探测仪。这10个载荷每天连续对地球探测,并获取数据,卫星将载荷探测数据经过实时空对地广播链路向全球用户广播;同时,通过延时空对地广播链路将全球延时数据对国内的广州、乌鲁木齐、佳木斯、喀什,北极及南极站进行数据下传,这四个国内站及两个极地站收到全球数据后,在45 min内,通过地面商用通信链路将数据传送到数据处理中心,数据处理中心对收到的数据进行汇集、分包、质量判断、预处理、产品生成等处理后,通过专线或互联网将数据发送给用户;同时,各气象、海洋及其他用户还可以通过用户利用站进行数据的接收及应用。
    2019,39(1):106-115, DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2019.01.011
    [摘要] (1871) [HTML] (601) [PDF 21.96 M] (1612)
    摘要:
    利用气象卫星、多普勒天气雷达、区域自动气象观测站及常规气象观测资料,结合NCEP/NCAR逐日6 h再分析资料(0.25°×0.25°),对2018年18号台风“温比亚”及其残骸长时间影响山东引发特大暴雨的成因进行分析发现:1)此次极端降水可分为三个阶段,分别受台风外围螺旋云系、倒槽和变性后温带气旋冷锋影响,其中弱冷空气与台风倒槽相互作用对强降水的产生和维持起到了重要作用。2)“温比亚”缓慢北上过程中,强降水落区从台风东侧逆时针转至其北部倒槽附近,并逐渐远离台风中心,台风强度逐渐减弱。3)冷空气在对流层中层与台风倒槽相互作用,中层冷暖平流增强形成锋区,斜压不稳定能量增强,暖湿空气在锋区附近上升,并与低层倒槽辐合上升运动相配合,引发了倒槽附近特大暴雨的发生。4)此次过程中,低空急流稳定维持,源源不断地将水汽自东海输送至台风倒槽附近,水汽输送集中在800 hPa以下,850 hPa水汽通量辐合强度大于8×10-6 g·cm-2·hPa-1·s-1区域与暴雨落区的形态和位置对应良好。5)对流层中层的弱冷空气和低层的强暖湿气流促进了对流不稳定层结的发展和维持,低层强风速带在鲁中山区迎风坡强迫抬升不断触发中尺度对流系统,在中高层气流引导和地形作用下产生“列车效应”,也是此次过程中局地特大暴雨产生的重要因素。
    2017,37(4):101-112, DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2017.04.012
    [摘要] (1937) [HTML] (491) [PDF 20.11 M] (1606)
    摘要:
    利用NCEP再分析资料、常规观测资料、区域气象观测站资料和多普勒天气雷达资料等,对2016年6月13—14日山东强对流天气过程的中尺度特征、触发条件及雷达回波等进行了分析。结果表明,冷涡前部高空槽和地面气旋造成13日强对流天气,高空冷涡和地面气旋造成14日强对流天气。高空干冷、低层暖湿气流有利于大气对流不稳定度加大。13日对流系统由2个独立的MαCS组成,14日则是由MβCS演变而成的MαCS系统。辐合线和干线是强对流天气的触发条件,两者重合处能诱发对流单体强烈发展。移动路径右偏中层引导风向、高空西北风的切入和地形因素是导致强降雹超级单体发展及持续存在的原因。6 h前的400~1 200 J·kg-1对流有效位能区域与降水落区对应较好。两日强对流天气过程的水汽均以西南向输入、南北向辐合为主;14日过程中渤海湾的水汽输送也很重要。高层更宽阔的MPV异常及显著下传、高低层正负位涡差的增大会造成更强的上升运动和对流不稳定。
    [摘要] (1571) [HTML] (484) [PDF 8.61 M] (1560)
    摘要:
    选取2012年4月14日的一次存在东西2片雾区的黄海春季海雾为研究对象,借助WRF(Weather Research and Forecasting)模式,采用循环3DVAR(3-Dimensional Variational)数据同化方案,考虑了湿度控制变量的背景误差协方差CV6,进行了AIRS(Atmospheric Infrared Sounder)卫星温度与湿度廓线数据的同化试验,并基于同化试验结果探讨了此次海雾的形成机制。同化试验结果表明:同化 AIRS 卫星温度与湿度廓线数据后,模式能成功再现海雾的形成过程,特别是东西2片雾区之间的晴空区的存在,这归功于AIRS数据的同化能够显著改善海上大气边界层的温湿结构、影响海雾的低层高压的范围与强度;机制分析揭示:东西2片雾均为典型的平流冷却雾,但二者厚薄和气团来源不同;海上高压控制黄海西岸陆地的暖空气入海,受低海温的冷却作用降温先形成逆温层,然后逆温层底部生成了较薄的西侧雾区;来自黄海中部的空气向东北移动至朝鲜半岛西部海域,高压下沉增温形成一个顶部较高的稳定层,从而生成较厚的东侧雾区;高压中心下沉区内,近海面风速小使得机械湍流弱,空气增温与海温暖舌共同作用下使得近海面气海温差小,海雾无法生成导致了晴空区的存在。
    [摘要] (1388) [HTML] (404) [PDF 1.81 M] (1537)
    摘要:
    利用济南CINRAD/SA新一代多普勒天气雷达资料,统计分析了2004—2015年约15万km2区域内发生的148个线状中尺度对流系统(linear mesoscale convective systems,简称LMCSs)的多普勒雷达回波特征。主要分析了LMCSs的年和月分布、典型尺度、典型回波强度的统计特征以及初始回波出现时间、位置、LMCSs持续时间、演变过程回波合并特征、移动速度和方向、发展后期回波演变特征、组织类型等。LMCSs存在明显的年际变化,不同年份之间有很大的差别,而每年的6月和7月是LMCSs的高发期;80%的LMCSs是大于50 km的中-β尺度,20%属于中-α尺度,成熟期97.3% LMCSs的最大回波强度在55~70 dBz间;10—22时之间易开始形成LMCSs,14—16时是峰值,凌晨不易形成LMCSs,而LMCSs持续时间在2~18 h之间,6~8 h是峰值;一半的LMCSs在演变过程出现回波合并,合并过程可以分为与孤立对流单体合并、与对流回波群合并和与对流回波带合并三类;地形对LMCSs的触发有重要影响,太行山脉、鲁中山区的北麓和西麓容易触发形成LMCSs。这些研究为认识LMCSs发生、演变、减弱各阶段的特征,进一步提高对LMCSs的实时监测、短时预警水平提供了基础。
    [摘要] (1243) [HTML] (485) [PDF 3.15 M] (1506)
    摘要:
    对近年来利用条件非线性最优扰动(Conditional Nonlinear Optimal Perturbation,CNOP)方法开展的黑潮目标观测研究进行了总结,主要包括日本南部黑潮路径变异的目标观测研究、黑潮延伸体模态转变的目标观测研究和源区黑潮流量变化的目标观测研究。通过计算这些事件的CNOP型扰动,发现这些事件的CNOP型扰动具有局地特征,可以作为实施目标观测的敏感区。理想回报试验结果表明,如果在由CNOP方法识别的敏感区内实施目标观测,则会大幅度提高上述事件的预报技巧。
    [摘要] (1672) [HTML] (839) [PDF 14.80 M] (1504)
    摘要:
    基于山东1981—2016年121个气象站的年最大风速观测数据,应用气候倾向率、Mann-Kendall检验等方法研究了山东年最大风速的空间分布特征、时间演变规律及突变特征、重现期特征。结果表明:山东年平均最大风速呈逐年波动减小变化趋势,气候倾向率为-1.41 m·s-1·(10 a)-1,减小趋势极显著;沿海地区和鲁中山区最大风速较大,鲁南和鲁西南较小;2000年以来,最大风速相对20世纪80、90年代明显减小;莱州湾、山东半岛东南沿海减小趋势最明显,鲁东南等地减小趋势较小;山东最大风速在2002年前后发生突变,突变后明显减小,不同区域最大风速突变发生年份不同;50 a和100 a最大风速重现期结果与观测的最大风速空间分布类似。
    [摘要] (2767) [HTML] (1574) [PDF 5.04 M] (1489)
    摘要:
    风云四号是中国新一代静止轨道气象系列卫星,该系列卫星的设计目的是满足中国气象局2020年前后的业务应用和服务需求。风云四号系列的首发星为科研试验星,代号FY-4A,已于2016年12月14日在西昌卫星发射中心成功发射,从FY-4B开始,风云四号系列卫星将提供业务服务。成像仪是风云四号系列卫星的核心载荷之一,其成像性能比目前使用的风云二号系列卫星在时间空间分辨率、光谱通道等方面有显著提升。本文将就该仪器的工作特点、观测模式设置、光谱通道的选取和特点进行介绍,由于FY-4A卫星正在进行为期一年的在轨测试,本文还将展示在轨测试图像。
    [摘要] (1408) [HTML] (582) [PDF 12.36 M] (1457)
    摘要:
    基于相干多普勒测风激光雷达于2018年8月在山东德州获取的为期一个月的风廓线观测数据,进行了低空急流的判定、识别与统计分析。参考BONNER对低空急流的判定标准,对1 500 m高度以下的每10 min平均风廓线数据进行低空急流识别与统计,急流发生频率仅为3.6%。参考张世丰对低空急流的判定标准,统计了350 m高度以下10 min平均风廓线的低空急流风速、高度、风向及风切变等结构特征。急流发生频率为24.9%,急流速度主要介于6~10 m·s-1之间,急流高度出现3个峰值,分别位于110 m、160 m和220 m左右,急流风向主要为偏东风和偏南风。结果表明,多普勒激光雷达可以获取高时空分辨率的风廓线数据,进而可以有效检测低空急流结构的存在及其特征。
    [摘要] (976) [HTML] (1251) [PDF 887.60 K] (1438)
    摘要:
    数值预报是逐日天气预报、气候预测和气象防灾减灾的核心科技支撑。为进一步提高预报预测的准确度和延长预见期,甚高分辨率、多圈层耦合、多尺度嵌套、多尺度集合、数值地球系统模拟技术等是下一代数值预报的重要发展方向。异构众核高性能计算机和E级计算的高速发展为这一发展提供了契机,但也对现有业务数值预报中采用的数值方法提出了挑战。此文仅对国内外下一代大气模式涉及到的数值方法进行综述,着重于数值算法、准均匀球面网格和时间积分方案等3个方面,期望为相关研究者提供参考。
    [摘要] (1280) [HTML] (356) [PDF 5.95 M] (1397)
    摘要:
    2015年11月5—8日发生的一次江淮气旋具有与以往过程不同的特征,发生时间晚、路径偏北东移、途经山东半岛后又南折,导致山东半岛连续降水36 h,降水时段内累积降水量最大接近50 mm。为揭示上述特点的成因,利用FNL(Final Analysis Data of Global Forecast System)再分析数据进行了天气形势分析,结果表明:副热带高压位置偏北且强度较强是导致气旋过程发生时间偏晚、路径偏北东移的重要原因,而副热带高压的异常变化与2015年强厄尔尼诺事件有很强的关联性。借助WRF(Weather Research and Forecasting)数值试验探究了气旋过程路径偏北又南折的原因,发现:1)黄海的高海温有利于海面水汽通量向上输送,积云对流加强,潜热释放促进江淮气旋增强发展;高空西南气流对增强气旋的控制较弱,导致气旋没有一直向北移动,中途发生南折。2)黄海南部海温较北部偏高约4 ℃,低空大气南、北部之间形成的能量锋区对江淮气旋的南折有指向作用;同时对流层低层偏北风的存在以及副热带高压的短时南撤为气旋的南折提供了动力环境。
    [摘要] (847) [HTML] (455) [PDF 7.46 M] (1379)
    摘要:
    为实现合成孔径雷达数据与数值预报模式资料融合,提高海面风场精度和业务化运用水平,提出了一种基于星载SAR数据与模式资料的变分融合方法。其研究思路是采用二维连续小波变换提取SAR图像中高精度风条纹风向,结合地球物理模型函数求解海面风场的经向分量和纬向分量,然后采用Kriging插值方法将数值预报模式风速插值到SAR海面风场覆盖区域,得到SAR风速观测算子,由此构建SAR风场与模式风场融合的代价函数,并采用变分方法求解分析风场,最终得到融合后的海面风场结果。仿真分析结果表明,变分融合后的海面风速和风向结果更接近于理想值,尤其在SAR海面风场覆盖区域更为明显。选取ENVISAT/ASAR资料和与其时空匹配的欧洲中期天气预报中心模式风场资料开展实例验证,结果表明融合后的海面风场结果比模式风场更加接近于浮标观测结果。
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“中法海洋卫星”专刊征稿

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