• 2020年第40卷第2期文章目次
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    • 封面与中英文目次

      2020, 40(2).

      摘要 (624) HTML (117) PDF 1.10 M (774) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >综述
    • 2019年西北太平洋和南海台风活动概述

      2020, 40(2):1-9. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2020.02.001

      摘要 (1338) HTML (605) PDF 23.73 M (929) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用中央气象台业务实时资料和中国气象局台风最佳路径资料对2019年发生在西北太平洋和南海的台风活动主要特征以及主要影响我国的台风路径、强度及风雨情况进行了统计分析和论述。2019年西北太平洋和南海共有29个台风生成,较多年平均值偏多2个;秋季台风异常活跃,生成数较常年明显偏多;台风整体强度偏弱,超强台风数与常年持平;有5个台风登陆我国,较多年平均值略偏少;登陆台风平均强度较多年平均值明显偏弱,但台风“利奇马”登陆强度强、风雨影响重。

    • 风云气象卫星“一带一路”热带气旋监测能力与最新进展

      2020, 40(2):10-18. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2020.02.002

      摘要 (926) HTML (486) PDF 28.42 M (1018) 评论 (0) 收藏

      摘要:面向风云卫星服务“一带一路”倡议,我国风云气象卫星在轨运行的静止和极轨两个系列6颗卫星,已经联合组成了服务“一带一路”星座布局,建立了风云卫星应急减灾数据服务机制。本文对利用FY-2H、FY-4A和FY-3C/D开展的“一带一路”热带气旋监测方法以及最新进展进行了概述,列举了2018年和2019年影响力较大的连续致灾热带气旋、跨海域热带气旋,以及双/三/四个热带气旋共存的典型个例。结果显示在基于风云卫星开展的“一带一路”热带气旋监测业务中,将热带气旋发生演变的原理与气象卫星不同仪器观测原理相结合,在热带气旋生命史不同阶段根据所关注的不同侧重点,分别对应应用风云气象卫星不同观测仪器,对于热带气旋全生命史监测预报有重要意义。

    • >海洋天气评述
    • 2019年冬季海洋天气评述

      2020, 40(2):19-28. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2020.02.003

      摘要 (1267) HTML (275) PDF 6.15 M (833) 评论 (0) 收藏

      摘要:2019年冬季(2019年12月—2020年2月)大气环流特征为:北半球的极涡呈偶极型分布,中高纬呈3波型分布,西风带槽脊较常年明显偏弱。位势高度距平场显示,东亚中纬度地区处于正距平区,东亚大槽强度弱,冷空气强度较常年同期偏弱,大风过程显著偏少,我国近海共出现7次明显的8级以上大风过程,冷空气和温带气旋共同影响的大风过程有2次,冷空气与热带气旋共同影响的大风过程有2次。浪高在2 m 以上的海浪过程有10次。近海出现大范围的海雾过程12次,海雾区域主要出现在渤海、渤海海峡、黄海北部和中部海域、琼州海峡及北部湾,出雾时段多集中于夜间至早晨。海面温度随时间逐渐降低,其从北到南的温度差在冬季由22 ℃加大到27 ℃。西北太平洋和南海共有1个台风生成。

    • >研究论文
    • 一次由气旋发展与边界层东北气流触发的强对流天气分析

      2020, 40(2):29-39. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2020.02.004

      摘要 (844) HTML (239) PDF 22.43 M (903) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用多种探测资料及NCEP/NCAR FNL 1°×1°再分析资料,对2019年4月24日发生在山西的大范围强对流天气进行了分析。结果表明:1)此次过程是在弱天气尺度强迫背景下,地面锋面气旋发展和低层偏东北气流伸入河套地区,触发了1个持续拉长状对流系统(persistent elongated convective systems,PECS)和1个β中尺度持续拉长状对流系统(meso-β-scale PECS,MβECS)发生发展造成的。2)与MβECS对应,雷达回波上表现为涡旋状的回波中镶嵌着多个对流单体,PECS则表现为4个线状回波和1个强降水单体风暴。雷达产品能更精细刻画较小尺度系统特征,但分类强对流的某些典型特征并不明显。3)物理量诊断揭示,低层锋生作用不仅使暖锋加强触发MβECS发展造成北部强对流,且使得冷锋加强和气旋发展,此背景下形成的边界层急流和地面中尺度系统导致中南部对流单体合并、加强并高度组织化。强对流范围和强度与涡旋或辐合线尺度及风场辐合强度密切相关,气旋内温压风湿场的扰动特征能更好地解释较小尺度系统形成发展的物理机制,且这些特征较强对流提前1~3 h出现,对强对流临近预报具有很好的指示意义。4)低层东北气流是干冷与暖湿空气的一个倾斜交界面,该面上各种要素并不均匀,围绕该支气流形成一个气旋式次级环流圈,是中尺度对流系统的重要触发机制;气流两侧存在较大纬向风垂直切变,是造成对流风暴传播、持续时间长的重要原因之一。

    • GFDL模式不同类型试验模拟海洋中CFC-11分布结果的评估

      2020, 40(2):40-51. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2020.02.005

      摘要 (1274) HTML (615) PDF 10.29 M (789) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了评估美国地球物理流体动力学实验室(GFDL)模式模拟海洋通风的能力,利用GFDL的物理气候系统模式和地球系统模式(GFDL-ESM2G、GFDL-ESM2M、GFDL-CM3)模拟海洋中CFC-11(一氟三氯甲烷,CCl3F)的资料,对CFC-11的海面浓度分布、单位面积水柱总量、全球总物质的量、最大穿透深度以及在大西洋、太平洋、南大洋的垂直剖面的特征进行了分析。本文将GFDL模拟结果与盐度、海温、CFC-11的观测资料比较,得到了如下重要结论:GFDL模式模拟的CFC-11海面高值中心集中在高纬度,如北大西洋、西北太平洋,但是在南大洋罗斯海、威德尔海模拟结果比观测值低了1.5 pmol·kg-1,这是CFC-11的溶解度与海面温度成负相关造成的,即随海面温度升高,CFC-11的溶解度降低;GFDL模拟的全球海洋中CFC-11总物质的量都比观测值高,尤其是CM3的模拟结果比观测高22.9%,GFDL模式平均值高于观测15.6%。通过对北太平洋46°N、北大西洋24°N和南大洋65°S的纬向断面的分析表明,目前GFDL模式在模拟一些重要水团时还有一定的改进空间,比如GFDL在24°N断面1 000 m以下模拟CFC-11浓度极大值位置过深。

    • 赤道印度洋偶极子对重庆夏季降水的影响分析

      2020, 40(2):52-61. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2020.02.006

      摘要 (1095) HTML (323) PDF 10.05 M (731) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用重庆34个气象台站1961—2017年夏季降水量、NCEP/NCAR的再分析月平均高度场资料和海面温度资料,分析发现,上年秋季尤其是11月的赤道(热带)印度洋偶极子(tropical Indian Ocean dipole, TIOD)模态与重庆夏季降水存在正相关关系。通过前期海面温度对大气环流的影响分析,结果表明:上年11月TIOD和夏季500 hPa高度场的相关与重庆夏季降水和高度场的相关一致,显示出从高纬度到低纬度“+、-、+”的相关分布,反映出当上年11月TIOD正位相(负位相)时,次年夏季环流场表现出乌拉尔山阻塞高压明显(不明显)、中纬度30°~37°N低值系统活跃(不活跃),西太平洋副热带高压偏强(弱)、位置偏南(北)的重庆夏季典型的降水偏多环流特征;前期赤道太平洋ENSO暖事件和前期TIOD事件同时发生时,两个事件的作用相互叠加,使得西太平洋副热带高压加强西伸并且位置偏南,造成重庆夏季降水的异常偏多。

    • 北美洲冬季冷空气对南美洲夏季降水异常影响的研究

      2020, 40(2):62-70. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2020.02.007

      摘要 (865) HTML (230) PDF 17.63 M (694) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用1981—2017年NCEP/NCAR再分析资料和ECMWF再分析资料,研究了北美洲冬季高纬度冷空气对南美洲夏季降水异常的影响。结果表明,北美洲冬季高纬度冷空气通过影响向南越赤道气流的强弱,影响南美洲热带辐合带(intertropical convergence zone, ITCZ)位置和强度的变化,进一步引起南美洲天气的变化。北美洲冬季冷空气的南下过程能够引起80°~70°W的向南越赤道气流明显加强,导致2011年南美洲热带辐合带的位置异常偏南,强度异常偏强,是造成降水异常偏多的重要成因。通过相关分析发现北美洲冬季冷空气对南美洲ITCZ位置的影响更明显。

    • 2016年12月青岛一次持续重污染天气的观测分析与数值模拟

      2020, 40(2):71-82. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2020.02.008

      摘要 (1230) HTML (227) PDF 35.49 M (862) 评论 (0) 收藏

      摘要:选取2016年12月17—22日青岛一次典型重污染天气,利用大气污染物监测结果、地面气象要素观测资料和欧洲中期天气预报中心(ECMWF)ERA5再分析数据对此次过程中大气污染物及气象场的变化特征进行分析。观测分析表明此次污染过程持续时间长达5 d以上,其中19—21日为重污染天气(PM 2.5 日均质量浓度ρ>150 μg·m-3)。根据气象场和PM2.5质量浓度变化特征,此次污染过程可分为3个阶段:17日02时—19日08时为青岛污染物累积阶段,研究区受西南风控制,PM2.5质量浓度逐渐上升,700 hPa等压面上高空槽的维持及槽前持续的南风、西南风有利于污染物累积,同时近地面相对湿度增加,是此次持续性重污染天气形成的重要条件;19日09时—20日20时为青岛污染维持加剧阶段,相对湿度大、风速很小,污染物扩散条件差,PM2.5质量浓度最高;20日21时—22日08时为青岛污染消散阶段,青岛对流层中下层及地面风速均增大并产生弱降水,有利于污染物扩散稀释和湿清除,PM2.5质量浓度逐渐降低。WRF-Chem数值模式能够较好地模拟出主要气象要素和青岛PM2.5 质量浓度的变化特征,模拟结果表明山东省内污染物排放贡献了青岛PM2.5的49.5%;污染物跨省输送对此次污染事件也有重要贡献,其中来自研究区以南的安徽和江苏的排放对青岛PM2.5的贡献率可达25.5%。

    • 济南爆发性增强冬季雾的物理特征分析

      2020, 40(2):83-95. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2020.02.009

      摘要 (1076) HTML (231) PDF 1.40 M (657) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用宏、微观观测资料,分析了济南4次出现爆发性增强冬季雾过程的类型以及形成、发展、减弱和消散的主要机制,研究了形成、发展、成熟和减弱阶段,以及爆发性增强期间的微物理演变特征,探讨了爆发性增强的触发机制。结果表明:1)夜间地面长波辐射及弱冷空气入侵造成的气温下降是济南冬季雾形成和发展的主要因素,干冷空气入侵或日出后太阳辐射加热升温,近地层相对湿度下降是雾消散或减弱的主要机制。2)形成阶段,核化和凝结增长过程启动但并不活跃,碰并强度很弱,以未碰并和偶发碰并为主;发展阶段,核化和凝结增长等微物理过程开始活跃,碰并过程启动,大滴开始增多;成熟阶段,核化、凝结和碰并增长非常活跃,各微物理量均达到最大值,谱最宽;减弱阶段,核化、凝结过程减弱,碰并过程减弱并消失,雾滴蒸发,能见度增大。3)爆发性增强的宏观物理特征主要表现为极大风速增大、气温下降、相对湿度增大、水汽压下降;微观物理特征主要表现为数浓度、液态含水量等微物理量出现跃增,以及谱型由“单峰”结构突变为“多峰”结构。4)相对湿度增大主要与气温下降有关,水汽压下降则与异常活跃的凝结增长有关;气温下降是济南冬季雾爆发性增强的直接原因,弱水汽输送产生的增湿作用对爆发性增强具有一定的促进意义。

    • 山东区域性辐射雾时空分布及地面气象要素特征分析

      2020, 40(2):96-102. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2020.02.010

      摘要 (989) HTML (238) PDF 3.64 M (822) 评论 (0) 收藏

      摘要:选取2016—2019年共61次山东区域性辐射雾天气过程,利用山东122个国家级气象观测站逐小时观测资料,对其时空分布及地面气象要素特征进行分析。结果表明:1)山东辐射雾具有显著的季节和日变化特征,主要发生在10月—次年2月,持续性大雾主要发生在1月和12月,一天中20时以后大雾频次增加,02—08时为雾最集中的时段,07时前后达到峰值,下午一般无强浓雾出现。2)辐射雾空间分布呈现明显“西多东少”格局,主要出现在鲁西北和鲁西南地区,山区和半岛沿海地区较少,强浓雾和特强浓雾主要分布在德州、聊城及菏泽等地。3)区域性辐射雾发生时,地面无突出风向,北风略占优势,风速多在3 m·s-1以下;各等级雾形成前气温和露点温度均存在不同程度的下降,20时气温与次日最低气温温差在2~6 ℃、14时地面露点与最低能见度时刻地面露点的温差在1~5 ℃时最有利于辐射雾的发生;随着辐射雾强度的增强,对温度露点差和地面相对湿度的要求越来越高,出现大雾时的温度露点差主要在2 ℃以下,相对湿度大于90%;出现浓雾、强浓雾和特强浓雾时的温度露点差小于1 ℃,相对湿度大于95%。

    • 利用机载探测设备研究云中零度层附近云雷达反射率与液态含水量的关系

      2020, 40(2):103-112. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2020.02.011

      摘要 (1295) HTML (425) PDF 7.12 M (836) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用机载Ka波段云雷达(an airborne Ka-band Precipitation cloud Radar, KPR)与DMT (Droplet Measurement Technologies)粒子测量系统对山东一次积层混合云进行同步穿云观测。对获取的KPR资料进行飞行轨迹订正和数据插值处理,与DMT粒子测量系统计算的云中的液态含水量进行相关性研究。从试验飞行云层中选取了两段云区,共划分成9个时段(累计飞行18 min)展开讨论,其中有3个时段相关性比较好,相关系数超过0.7,并且利用相关系数最大的时段拟合出KPR反射率与云中液态含水量之间的关系式。针对每个时段的粒子特征参数、云滴谱型、冰晶谱型及典型粒子图像展开详细分析,结果表明,较强相关性时段内,大云滴浓度要高于小云滴,且观测粒子多为小于100 μm的小粒子;较弱相关性时段,CIP(Cloud Imaging Probe)探头观测到的粒子多为针状或板状冰晶,尺度为毫米量级。

    • 三种方法确定济南夏季日最大边界层高度的对比研究

      2020, 40(2):113-124. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2020.02.012

      摘要 (1276) HTML (459) PDF 1.42 M (850) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于济南站边界层风廓线雷达(wind profile radar,WPR)观测的大气折射率结构常数(Cn2),采用偏离度法确定夏季白天边界层高度(HBL),分别与基于L波段雷达探空资料的干绝热曲线法、基于地面气象观测资料的国标法确定的HBL进行对比。结果表明:1)三种方法确定的25 d日最大HBL的平均值分别为2 500.0 m、2 529.1 m、2 469.9 m,总体一致;25 d同日期比较,偏离度法与后两者的标准偏差(σ)分别为337.1 m、636.7 m;前两方法结果的相关系数(R)较高为0.668,但两者与国标法的R分别为-0.130、-0.064,证实国标法HBL的均值准确度尚可但实时值准确度低。2)偏离度法确定的日最大HBL出现时间,25 d平均和最多均在15时,逐小时HBL07—15时呈缓慢增高态势、15—19时则快速降低;但国标法日最大HBL25 d平均和最多均出现在16时,且HBL在午后13—15时出现坍塌现象,与对流边界层午后峰值规律显著不同。3)前两种方法的HBL与地表温度、气温的相关性均较好,与风速的相关性则较差;而国标法HBL与风速的相关性较好,与地表温度、气温的相关性则较差;偏离度法日最大HBL对最高气温、最高地表温度的平均响应时间分别为1、2 h左右,符合太阳辐射—地表温度—气温—HBL的响应关系和次序,但国标法的日最大HBL未能反映这一响应。4)偏离度法HBL与各污染物的逐小时质量浓度均呈显著负相关,但国标法HBL的相关性较差。5)三种方法综合对比,偏离度法HBL准确度较高,且能给出时空演变;干绝热曲线法HBL准确度较高,但不能给出时空演变;国标法实时HBL准确度低,虽能给出时空演变但午后峰值偏差大。

    • 2019年山东夏季降水异常特征及成因分析

      2020, 40(2):125-130. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2020.02.013

      摘要 (969) HTML (226) PDF 1.86 M (867) 评论 (0) 收藏

      摘要:2019年夏季山东平均降水量为414.6 mm,较常年偏多3.0%。降水过程较少,时空分布不均,降水偏多主要是由台风“利奇马”影响所致,如果去除台风降水,夏季平均降水量较常年偏少41.8%。夏季西太平洋副热带高压持续偏强、偏西、偏南,配合欧亚中高纬的“两槽一脊”环流型,是去除台风影响后造成山东夏季降水明显偏少的直接原因;2018年9月至2019年6月的厄尔尼诺事件和热带印度洋海面温度的持续偏高对西太平洋副热带高压偏强、偏西、偏南起到重要作用;北大西洋海面温度三极子持续的正位相与贝加尔湖高压脊偏强有着密切联系。

    • 山东半岛秋季一次脉冲风暴下击暴流观测分析

      2020, 40(2):131-139. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2020.02.014

      摘要 (1177) HTML (603) PDF 18.77 M (845) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用山东威海CINRDA/SA多普勒雷达探测资料,结合常规天气图资料、地面自动气象观测站资料等,对2018年9月8日发生在威海文登机场附近的一次下击暴流天气特征进行分析。结果表明:1)此次下击暴流天气发生在高低空一致的西北气流背景下,午后太阳辐射使得低空大气加热显著,形成了强烈的不稳定层结。2)大气层结特征呈喇叭状温湿分布,850 hPa以下接近干绝热的温度直减率,为下击暴流的发生提供了有利环境条件。3)地面辐合线为风暴单体的产生提供了动力抬升条件。4)从多普勒雷达产品上看,风暴初始回波发生在午后海风锋触发的晴空窄带回波上,通过单体间的合并加强,发展成为多单体风暴;下击暴流出现前,对流风暴回波强度及高度明显发展,成熟阶段的对流风暴伴有回波悬垂结构和三体散射特征,伴随着强反射率因子核心的持续下降,下击暴流迅速到达地面,径向速度图上存在明显的中层辐合、旋转、低层辐散的现象;5 km以上60 dBZ强反射率因子核心的下降,结合径向速度中层辐合、低层辐散特征可提前3~9 min预警下击暴流的发生。

    • 淹涝胁迫对寒地水稻生长和产量的影响研究

      2020, 40(2):140-148. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2020.02.015

      摘要 (1006) HTML (247) PDF 962.43 K (775) 评论 (0) 收藏

      摘要:2018年在黑龙江省庆安县选用寒地水稻龙粳31品种进行淹水试验,在拔节孕穗期、抽穗开花期,分别设定3个淹水深度(1/3株高、2/3株高、3/3株高)、2个淹水历时(3 d、7 d)共12个淹水处理,测定淹水前后的株高、叶面积、干物质及收获后的每穗粒数、结实率、千粒重及产量等。结果表明:水稻淹水后,株高、叶面积指数、干物质平均增长量基本高于同时期对照组,在一定程度上可以说明适度的淹涝胁迫对水稻植株生长具有促进作用,拔节孕穗期各项与对照组相比的增长程度均低于抽穗开花期;不同淹涝胁迫均导致水稻减产,拔节孕穗期全淹没7 d减产最严重,穗结实粒数仅55粒,千粒重16.9 g,远低于对照,减产率高达70%,抽穗开花期全淹没7 d减产也较严重,穗结实粒数为71粒,千粒重略低,但单位面积有效穗数最少,为2.83×106穗,减产率达57%;淹水深度1/3 h、2/3 h、3/3 h处理的平均减产率依次为16%、18%、48%,淹水持续3 d、7 d的平均减产率分别为21%、33%,可见随着淹水深度加深、淹水历时加长,水稻减产幅度加大;淹涝胁迫条件下,拔节孕穗期水稻产量的下降幅度大于抽穗开花期,导致两个发育期减产的主要产量构成因素分别为穗结实粒数、单位面积有效穗数。

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