• 2017年第37卷第3期文章目次
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    • >综述
    • 自然灾害对公共安全的影响及其监测预警科技发展战略

      2017, 37(3):1-7. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2017.03.001

      摘要 (1528) HTML (490) PDF 1.13 M (1395) 评论 (0) 收藏

      摘要:改革开放以来,我国在自然灾害监测预警的各个环节均取得了可喜的发展,对减轻灾害损失、保障人民生命财产安全和社会稳定繁荣发展发挥了重要作用。但仍需清醒地认识到,在灾害规律演变、社会经济发展的新形势下,各类自然灾害对国家公共安全仍存在很大的威胁;我国目前灾害监测预警能力与国家防灾减灾“三个转变”需求以及国际先进水平相比仍存在较大差距。因此,本文简要论述了气象、海洋、地质、地震、生物五大自然灾害对国家公共安全的影响,并根据我国目前监测预警状况和存在问题,提出未来5~10 a我国自然灾害监测预警科技发展战略要从加强预测预报基础理论研究、提升综合监测能力、构建高效自然灾害预警系统以及发展减灾避灾和救灾技术四个方面着手推进。

    • >研究论文
    • 从波浪到厄尔尼诺

      2017, 37(3):8-14. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2017.03.002

      摘要 (1565) HTML (339) PDF 2.22 M (870) 评论 (0) 收藏

      摘要:绕极流海域存在全球最大的波浪输运量,遇陆地阻隔,在大洋东岸形成连接高纬度与低纬度之间涌浪的经向输运通道。本文分析了存在于南极绕极波(ACW)中的波浪信号以及来自绕极流海域涌浪的东向强化特征,并进一步从理论分析及定性计算的角度研究了波浪诱导的经向输运对东赤道太平洋海表面温度变化的影响,提出了波浪过程对厄尔尼诺影响的全新观点。未来工作中,我们将在海浪-海流-大气耦合模式中考虑波浪的大尺度效应,深入探究波浪在大气海洋动力过程中的重要作用。

    • 冬季赤道中东太平洋海温异常对北半球两大洋风暴轴协同变化的可能影响

      2017, 37(3):15-26. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2017.03.003

      摘要 (6857) HTML (444) PDF 6.18 M (1022) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用NCEP/NCAR(National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research)和NOAA(National Oceanic and Atmospheric Administration)提供的再分析资料和CPC(National Climate Prediction Center)提供的Nino3.4指数,研究了与赤道中东太平洋海温异常相对应的ENSO(El Nio-Southern Oscillation)不同位相对同期北半球海气耦合关系及两大洋风暴轴协同关系的影响,具体结论如下:1)赤道中东太平洋海温异常与冬季北半球两大洋风暴轴协同变化关系密切,具体表现为海温正异常时对应北太平洋风暴轴和北大西洋风暴轴同时增强,且大西洋风暴轴整体和太平洋风暴轴东部位置南压,海温负异常时则相反。2)海温正异常(El Nio)年时,对流层中层极涡向北太平洋地区伸展,西北太平洋副热带高压增强西移,东亚大槽减弱,高度场异常对应WP(Western Pacific pattern)、EA(Eastern Atlantic pattern)型遥相关的负位相和PNA(Pacific-North American pattern)型遥相关正位相,对流层低层加拿大高压增强,阿留申低压强度增强并向东南方向移动,东亚急流增强东伸,北美急流强度增强,欧亚大陆50°N附近西风增强,经向环流减弱,北半球的斜压异常分布有利于北太平洋东部风暴轴南侧以及中西部风暴轴的有效位能向扰动动能转换,使得风暴轴增强东部南压,北大西洋风暴轴南部斜压增强,使得风暴轴整体偏南,中、西部强度增强。海温负异常(La Nia)年时,海温和环流异常在两大洋基本与El Nio年相反,对应两大洋风暴轴强度同时减弱,同时北大西洋风暴轴整体和北太平洋风暴轴东部北抬。3)海温正异常(El Nio)年时,北美大陆为北暖南冷的异常分布,60°N以南的东亚地区除我国西南外基本为温度异常升高。海温负异常(La Nia)年时,由于高度场和风场异常在欧亚大陆和北美大陆上的异常分布与El Nio年时并不是完全相反,使得温度场异常主要表现在北美南部和东亚北部异常升高。

    • 中国降水回归模型设计策略与回报检验

      2017, 37(3):27-35. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2017.03.004

      摘要 (1512) HTML (389) PDF 2.90 M (1151) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用中国160站降水记录及欧洲中心ERA-Interim再分析数据等构建了16种线性回归降水预测模型,包括“站点”降水直接/间接预测模型(间接模型是指先预测东亚季风指数,再以此估计站点降水), 以及“区域-站点”降水直接/间接预测模型,即先预测一个区域的降水再分配到站点。此外,还构建了所有模型集合的降水预测模型。预报因子包括两种ENSO指数、北大西洋涛动(NAO)指数和青藏高原积雪深度等4个因子。模型亦分为3因子和4因子(包括积雪因子)组及对降水取/不取对数组等前处理。2005—2016年的回报试验表明,“站点”模型优于“区域-站点”模型,对降水取对数模型优于不取对数模型。另外,“站点”模型组中的间接降水预测模型优于直接模型,但“区域-站点”组却相反。ERA-Interim积雪深度资料不确定性带来的偏差超过该因子对降水预测的贡献。平均PS评分最高的是3因子的直接站点降水取对数模型(MDS-3Ln),平均达到71分,高于集合模型(MEM)得分。这些结果表明,线性回归降水模型的设计理念与实际预测效果可能并不一致,其原因是因子的选取或数学处理过程会引入新的不确定性或偏差,必须综合评估各种设计方案的“成本-效益”关系。

    • 两例相似路径台风降水差异的成因及预报分析

      2017, 37(3):36-45. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2017.03.005

      摘要 (1065) HTML (362) PDF 16.04 M (789) 评论 (0) 收藏

      摘要:2016年超强台风“尼伯特”和“莫兰蒂”的路径极为相似,登陆福建北上途经太湖流域后入海的路径也几乎重合,但太湖流域出现的降水却迥然不同,前者仅造成了太湖流域个别测站的暴雨-大暴雨,后者则出现大范围暴雨-大暴雨。利用常规气象观测资料、多普勒雷达资料、中国气象局的台风最佳数据集及美国国家环境预报中心(NCEP)提供的再分析资料等,对两个台风登陆后的环流背景、台风结构特征等进行了对比分析。结果发现:“莫兰蒂”登陆后的低压环流结构保持良好,北上过程中与外围浅层冷空气的相互作用明显,海上水汽输送通道畅通,台风倒槽导致太湖流域大范围暴雨-大暴雨;“尼伯特”登陆后迅速减弱,环流结构出现“空心化”,水汽输送弱,高层弱冷空气与台风残余低涡的叠加触发局地短时强降水,未能导致太湖流域大范围暴雨。从预报回顾看,模式对登陆台风北上过程中强度预报过强是导致“尼伯特”在太湖流域风雨预报过度的主要原因。3 d以上的中期台风降水预报中,经验概念模型与模式集合预报结果的相互印证,有利于得出比模式确定性降水预报更合理的预报结论。

    • 4次大暴雨过程雷达径向速度和超低空西南急流特征分析

      2017, 37(3):46-53. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2017.03.006

      摘要 (1224) HTML (332) PDF 2.01 M (1142) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用多普勒天气雷达VWP资料,结合探空资料和降水实况,对4次大暴雨降水过程雷达径向速度和超低空西南急流特征进行了分析。4次强降水过程有3次属于低槽冷锋类,1次属于切变线类,K值较大,850 hPa与500 hPa温差较小,较弱的垂直风切变,中低层具有充沛水汽。低层具有相似的流场结构,径向速度上零速度线表现为“S”型,即暖平流结构。上游超低空风速≥10 m〖DK〗·s-1,上下游雷达之间出现≥5 m〖DK〗·s-1的风速差之后,两部雷达之间出现小时雨量30 mm以上的强降水;上游超低空急流达到12 m〖DK〗·s-1以上,并且上下游超低空风速差超过15 m〖DK〗·s-1,降水强度进一步加强并维持。超低空急流的建立与维持,同时上下游雷达之间的超低空强辐合,为降水风暴的发展与维持提供了能量、水汽与动力条件,对强降水的形成与持续具有重要作用。

    • 冷涡背景下一次强对流过程的卫星水汽图像特征

      2017, 37(3):54-61. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2017.03.007

      摘要 (1364) HTML (381) PDF 25.93 M (1121) 评论 (0) 收藏

      摘要:将卫星水汽图像与高层动力场进行叠合分析,可为强对流天气监测预报提供有价值的信息。将卫星水汽图像和大气动力场相结合,对山东省一次冷涡背景下连续强对流过程的环境特征进行分析。结果表明,冷涡云系具有非对称结构特征;冷涡东南侧的暖湿对流与涡后动力干带入侵时爆发的暗区新生对流,这两个阶段的热、动力不稳定增长机制有所不同。与高位涡、急流相伴的水汽暗带是对流层上部的动力活跃区。当涡后具有高位涡特征的动力干带入侵时,高层动力活跃区叠加于低层暖湿平流区上空,促使对流爆发。卫星水汽图像体现了冷涡发展不同阶段高空动力强迫的差异。水汽图像上动力干带色调变暗,干湿边界锐化的特征,与高层位涡和高空急流增强有关。通过卫星水汽图像上连续时次的干湿对比,可以跟踪识别这些高层特征,进而判断高层动力特征的演变,为深厚湿对流环境条件的诊断提供依据。

    • 副热带高压边缘连续两次强降水形成机制分析

      2017, 37(3):62-72. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2017.03.008

      摘要 (1187) HTML (396) PDF 8.85 M (949) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用常规观测资料、自动气象站加密观测资料、GPS/MET水汽监测资料、FY-2E卫星云图和NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料,对副热带高压边缘山东南部连续两次强降水的形成机制进行分析。结果表明,两次强降水都是由副热带高压边缘500 hPa弱西风槽过境影响产生的,副热带高压主体加强西移,850~700 hPa有较强的西南急流。强降水产生在西南低空急流的前方、暖式切变线附近;西南低空急流加强北上强降水开始,急流减弱强降水结束。强降水区与CAPE的高值区、低层水汽通量高值舌、水汽辐合中心、暖平流中心有较好的对应关系。西南低空急流、GPS/MET水汽监测对强降水的短时预报有一定的指示性。对流云团TBB最低为-78~-62 ℃,各观测站对应最大小时雨量为40~90 mm。强降水期间,850 hPa及以下有中尺度涡旋发展,涡旋尺度小,气压场上表现很弱,流场上表现明显,有明显的气旋性环流中心,在925 hPa涡旋中心东南部的暖平流中心降水强度最大。第一次强降水的中尺度涡旋源地发展,稳定少动,在其东南部上升运动强且降水强度大;第二次强降水中,冷空气在低层从西北部侵入,形成气旋,向东北移动,强降水产生在冷锋前部的暖区中,对流不稳定能量高,降水强度大、范围大。

    • >海洋天气评述
    • 2017年春季海洋天气评述

      2017, 37(3):73-84. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2017.03.009

      摘要 (886) HTML (444) PDF 7.46 M (820) 评论 (0) 收藏

      摘要:2017年春季(3—5月)大气环流特征为:北半球极涡呈单极型分布,主体位于北冰洋上空,中高纬西风带呈5波型分布。3月,地面冷高压偏强,冷空气活动频繁。4月,环流由纬向型向经向型逐渐调整,冷空气势力减弱。5月,东北气旋明显加强,冷暖势力相当,入海气旋增多。春季,我国近海海域主要有16次8级以上大风过程,其中冷空气大风过程有7次,冷空气和温带气旋共同影响的大风过程有1次,入海温带气旋过程有4次,东北冷涡影响大风过程有3次,强对流导致雷暴大风过程1次;且有8次明显的浪高在2 m以上的大浪过程。春季共有6次比较明显的海雾过程,分别为3月1次、4月2次、5月3次。西北太平洋和南海共生成1个台风“梅花”和1个热带低压,其他各大洋共有热带气旋15个,分别为大西洋1个、东太平洋1个、南太平洋5个、南印度洋6个、北印度洋2个。

    • >技术报告
    • 1980—2016年西太平洋暖池与ENSO循环过程的相关分析

      2017, 37(3):85-94. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2017.03.010

      摘要 (1174) HTML (476) PDF 9.67 M (972) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用1980—2016年海表温度(SST)、海平面气压场(SLP)、南方涛动指数(SOI)、平均海洋尼诺指数(ONI)等资料对近37 a发生的ENSO(El Nio-Southern Oscillation)事件进行统计分析,并用经验正交函数分析法以及小波分析方法研究西太平洋暖池与ENSO循环过程之间的作用机制。研究表明:近37 a来,Nino3.4区的SST在厄尔尼诺(El Nio)现象发生时存在较大的正距平,采用Nino3.4区SSTA的大幅度突变作为指标,能够更好地反映El Nio事件的发生;El Nio事件合成分析可知其形成过程中,西太平洋有一逐渐增强东移的暖中心;西太暖池东边界变化具有明显的年际变化特征,平均3~4 a经历一次循环,并出现变化周期延长的现象;海表温度的EOF能很好地预示ENSO的发生;通过小波分析可以看出暖池东边界对ENSO的发生有较好的预报意义。

    • 概率匹配平均法在山东强降水预报中的应用

      2017, 37(3):95-101. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2017.03.011

      摘要 (1082) HTML (390) PDF 1.52 M (926) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于WRF集合预报系统开发了概率匹配平均降水产品,选取了山东省2014—2016年共13次强降水过程,检验评估了概率匹配平均法在山东省强降水预报中的综合表现。结果表明:对于不同的强降水过程,各预报产品的预报能力差异较大,尤其是对暴雨以上量级降水的预报存在较大偏差;概率匹配平均相对集合平均,对大雨以上量级降水预报有明显改善,较WRF确定性预报产品也有一定提高,对强降水预报具有一定指示意义;该方法的改进主要体现在对不同量级降水的调整上,尤其是强降水的落区,相对集合平均增大了强降水的范围和强度,但对整个区域的总降水量预报没有很好的改进作用。

    • 龙口至旅顺海上航线大风实况资料处理方法研究

      2017, 37(3):102-108. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2017.03.012

      摘要 (928) HTML (359) PDF 926.93 K (770) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用海岛站大风观测资料,经过高度订正、对比实验、风速补偿、组合取值等方式,研究了龙口至旅顺海上航线大风气象服务标准实况资料处理方法。通过实际个例分析发现,利用该方法获取的实况资料,能够在很大程度上消除高度偏差、地形遮挡等因素对海岛站风速的影响,为海上航运气象服务提供了更为精确的实况依据。

    • 济南市区短时强降水特征分析与天气分型

      2017, 37(3):109-116. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2017.03.013

      摘要 (1604) HTML (591) PDF 1.91 M (2924) 评论 (0) 收藏

      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。 

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