• 2022年第42卷第4期文章目次
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    • >综述
    • 东亚季风过渡带降水变化特征及物理机制研究进展

      2022, 42(4):1-10. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2022.04.001 CSTR:

      摘要 (655) HTML (723) PDF 3.74 M (1070) 评论 (0) 收藏

      摘要:东亚季风过渡带地处东亚夏季风北边缘附近,是典型的生态脆弱区与气候敏感带。东亚季风过渡带降水变化同时与东亚夏季风和中高纬西风带环流系统的变化密切关联,变异机理与典型季风区和干旱区降水有较大差别。目前专门针对东亚季风过渡带降水变异机理的研究还比较少。 此文从东亚季风过渡带夏季降水的年际、年代际变化特征和物理机制出发,分别回顾热带关键区的海温异常和中高纬环流系统等对东亚季风过渡带夏季降水年际变化的影响,以及太平洋年代际振荡、大西洋多年代际振荡与气候系统外强迫对东亚季风过渡带降水年代际变化的贡献。最后, 在进展回顾的基础上,展望定量区分外强迫和内部变率对东亚季风过渡带降水年代际变化的相对贡献等未来需进一步开展的研究方向。

    • >研究论文
    • “21世纪海上丝绸之路”风能资源时空变化评估

      2022, 42(4):11-21. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2022.04.002 CSTR:

      摘要 (775) HTML (415) PDF 21.48 M (768) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用1979—2021 年的 ERA5 再分析资料,采用经验正交函数分解法、Mann-Kendall 趋势检验法等统计方法,对“21 世纪海上丝绸之路”相关海区的海表风场与风能密度的空间分布特征、季节变化特征以及长期变化趋势进行分析。结果表明:(1)研究海域风能密度在不同季节表现出很大的空间差异,夏季的阿拉伯海和孟加拉湾,冬季的中国南海,以及全年的热带南印度洋风能资源都极为丰富。(2)研究时段内,中国南海北部及附近海域、阿拉伯海西部、孟加拉湾西部以及热带西北印度洋风能密度等级整体较高。(3)研究海域的风能密度以年变化特征为主,其中中国南海风能密度的季节变幅最大且在春、秋两季表现出明显的转换特征。(4)在研究海区中,结合水深条件与风能密度时空变化特征的评估结果,可以重点关注台湾海峡、吕宋海峡、中南半岛东南沿海、阿拉伯海西部近岸海域及热带西北印度洋近岸大陆架海域风能资源的开发利用,加强其他海域风能资源的储备。此研究可为“21 世纪海上丝绸之路”风能资源的中长期开发规划提供依据。

    • 基于次季节—季节(S2S)模式的中国东部夏季日降水预报评估

      2022, 42(4):22-36. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2022.04.003 CSTR:

      摘要 (902) HTML (948) PDF 39.45 M (828) 评论 (0) 收藏

      摘要:为理解次季节—季节(subseasonal to seasonal,S2S)模式的预报技巧,利用台站降水观测资料对中国气象局(China Meteorological Administration,CMA)、欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)和美国国家环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)模式公共回报期1999—2010 年108°E 以东的中国大陆东部夏季日降水及极端降水预报展开评估。结果表明,ECMWF 预报整体表现最佳、NCEP 次之、CMA 相对较弱,各模式随预报时间的增长均呈现当观测偏湿(干)时预报倾向偏干(湿)的特点,在 S2S 时间尺度基本丧失预报技巧,具有很大的改进空间。极端降水临界阈值的界定方法会直接影响单个台站的评估结果,但对区域整体预报技巧影响不大。S2S 模式预报的均方根误差在观测降水量越多时往往越大;预报值与观测值的相关系数在所有(极端)降水事件中呈连续(振荡)衰减,甚至出现负相关;均方技巧评分在所研究降水事件较多的情况下表现更好。各模式在所有降水事件中的空报率要远高于漏报率,但在极端降水事件中恰好相反。降水预报检验指标在绝对极端降水分级检验中的表现逐级变差,各模式预报中基本不出现特大暴雨,CMA 对极端降水事件发生的预报准确率较低。

    • 1814号台风“摩羯”造成浙江内陆强降水的动力特征分析

      2022, 42(4):37-47. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2022.04.004 CSTR:

      摘要 (439) HTML (462) PDF 21.72 M (766) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用 NCEP / NCAR 0. 25°×0. 25°再分析资料及预报场、FY-2E 云顶亮温、雷达、自动气象观测站等资料,运用风场分解、中尺度平滑滤波等方法对台风“摩羯”造成的浙江内陆局地强降水相关动力特征进行分析。结果表明:(1)台风中心环流由低层到高层呈现向西南方向倾斜的非对称结构,台风前侧(浙闽赣交界处)的低涡对中高层整体环流分布造成了一定影响。(2)在台风移动方向(低层垂直风切变顺切变方向)前侧,925 hPa 相对入流辐合与 700 hPa 相对出流辐散形成耦合。(3)边界层辐合及地面辐合线较长时间维持在台风移动方向前侧,正涡度柱随台风移动西传, 在浙中形成低层辐合和涡度叠加效应,有利于浙中内陆局地强降水。(4)偏东气流的风速辐合、边界层相对入流以及之后西南气流的增强对浙中内陆边界层辐合的长时间维持起到一定作用。此外,地形对浙江内陆局地强降水也起了增幅作用。

    • 1814号台风“摩羯”引发鲁北平原一次罕见龙卷特征

      2022, 42(4):48-57. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2022.04.005 CSTR:

      摘要 (447) HTML (270) PDF 52.32 M (629) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用常规观测、探空、区域气象观测站、ERA5、多普勒雷达等资料对 2018 年 8 月 14 日台风 “摩羯”在鲁北平原引发的1 个 EF2 级龙卷的环境背景和雷达回波进行分析。结果表明:(1)龙卷发生时台风“摩羯”已减弱为温带气旋并停止编号。(2)低层辐合、高层辐散,上下重叠度较好的急流轴,低空强的垂直风切变和风暴相对螺旋度等,构成龙卷风暴发生的有利环境条件。(3)龙卷母风暴属于小型超级单体风暴,低层反射率因子具有钩状回波形态;在速度剖面上具有龙卷涡旋轴线和小尺度风场辐合特征,对应谱宽剖面上有谱宽大值区。(4)降低雷达系统中气旋探测算法和龙卷涡旋探测算法部分适配参数阈值后,系统提前60 min 给出中气旋特征,提前7 min 给出龙卷涡旋特征(tornado vortex signature,TVS);中气旋顶高、最大切变高度快速上升和下降的过程对应小尺度涡旋的增强和触地,最大切变值骤降对应龙卷快速释放能量。

    • 山东一次极端雨雪过程积雪特征分析及模式产品检验

      2022, 42(4):58-66. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2022.04.006 CSTR:

      摘要 (564) HTML (305) PDF 3.01 M (748) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用地面自动气象站资料、人工加密积雪深度逐时观测资料和ERA5再分析资料,对山东2021年11月6—8日极端雨雪过程积雪特征进行分析。结果表明:(1)降水量突破同期历史极值导致此次雨雪过程成为极端天气事件,积雪深度是预报难点。(2)暴雪和积雪集中分布在山东的中北部地区,有量积雪的范围与降雪量R≥5 mm的分布范围基本一致。积雪深度具有明显的时间变化特征。(3)在山东典型回流暴雪天气形势下,有利的水汽、动力条件和冷空气降温作用,造成山东出现极端雨雪。低层的强冷平流降温导致降水发生相态转换,山东中北部出现暴雪及严重积雪。(4)积雪区降雪含水比差异大,平均降雪含水比为0.53 cm·mm-1,比历史平均值偏低。积雪深度与高空温度、相对湿度和垂直速度的配置有关,低的温度有利于降雪和积雪。地理位置、鲁中山地地形和地面风速对积雪深度有影响,海陆差异较纬度差异影响大,海拔高度影响较小。(5)欧洲中期天气预报中心业务预报模式积雪产品对山东积雪有较好的预报能力,时效近、误差小,但存在预报总体偏弱、北部偏小和中南部偏大的特点。

    • 长江三角洲臭氧污染特征及天然源排放影响的模拟研究

      2022, 42(4):67-76. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2022.04.007 CSTR:

      摘要 (400) HTML (282) PDF 7.73 M (920) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据国控环境空气质量自动监测站2014—2019 年的观测资料,分析了长江三角洲地区不同季节的臭氧污染时空分布特征。夏季是该地区臭氧污染最严重的季节,春季次之。但是臭氧污染最严重的月份却位于春季(5 月),此时也是近些年臭氧污染上升趋势最明显的季节。利用 WRF-CMAQ模式探究了天然源对臭氧污染的贡献。天然源贡献最多的 3 个月都位于夏季,臭氧日最大8 h 滑动平均(maximum daily 8-hour average ozone,MDA8)夏季平均浓度为8. 0 ppb,其中 7 月 MDA8 臭氧月平均浓度最高,为10. 4 ppb。在浙江省东北部地区,天然源贡献的臭氧可占生成总臭氧的20%。春季和秋季天然源贡献的 MDA8 臭氧平均浓度约为 3. 0 ppb,冬季天然源的影响最小。 结合2021 年世界卫生组织提出的暖季峰值标准,此研究结果表明,未来研究需从现在重点关注夏季臭氧污染扩展至多个季节。同时,在未来人为源减排的背景下,天然源对臭氧的影响可能更加重要。

    • HY-2B卫星微波辐射计地理定位与偏差修正

      2022, 42(4):77-84. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2022.04.008 CSTR:

      摘要 (307) HTML (258) PDF 9.01 M (934) 评论 (0) 收藏

      摘要:文章介绍了 HY-2B 卫星微波辐射计的工作原理、卫星星历获取、天线波束指向计算和一系列坐标系转换的方法。针对微波辐射计的圆锥扫描工作方式,给出了一种适用的地理定位算法并进行定位计算,通过相关参数修正,实现了对地理定位偏差的修正。将修正后的全球高中低纬度典型地域的定位结果与高精度地理底图叠加,显示两者匹配良好,该算法具有一定的实际应用价值。

    • 基于FY-4A大气温度廓线数据的西北太平洋低云云顶高度反演研究

      2022, 42(4):85-94. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2022.04.009 CSTR:

      摘要 (433) HTML (464) PDF 1.67 M (832) 评论 (0) 收藏

      摘要:西北太平洋的低云云顶高度(cloud top height,CTH)是气候研究和气象灾害监测中的重要参数。研究中常用卫星数据获得大范围、连续变化的低云云顶高度,但其与实际的低云云顶高度存在较大的偏差。因此,基于低云云顶一般在低层逆温层底这一观测现象,提出一种利用 FY-4A 卫星大气垂直廓线数据反演低云云顶高度的方法(称为“逆温法”),并尝试用于西北太平洋低云云顶高度反演研究。利用星载激光雷达 CALIPSO(Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation)探测的低云云顶高度,检验 FY-4A 卫星的云顶高度产品(CTHAGRI)和“逆温法”反演的低云云顶高度结果(CTHGIIRS ),表明两者均显著偏低,与 CALIPSO 探测的云顶高度差分别为 -0. 49 km和-0. 27 km,相较而言,“逆温法”反演的低云云顶高度更接近 CALIPSO 的探测结果,优于FY-4A卫星的云顶高度产品。

    • >海洋天气评述
    • 2022年夏季海洋天气评述

      2022, 42(4):95-105. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2022.04.010 CSTR:

      摘要 (488) HTML (545) PDF 34.14 M (797) 评论 (0) 收藏

      摘要:2022 年夏季(6—8月)大气环流特征为:北半球极涡呈单极型分布,中高纬度西风带呈3 波型分布,欧亚大陆为“两槽一脊”的环流型。6 月,副热带高压偏南、偏强,不利于热带气旋生成;7—8 月副热带高压北抬西伸,热带气旋开始活跃并影响我国近海。我国近海有18 次8 级以上大风过程,其中热带气旋过程大风有5 次,5 次由入海温带气旋造成,7 次为雷暴大风,另外 1 次由冷空气过程引起。我国北方海域多海雾天气,出现 5 次明显的海雾过程,其中 6 月出现 4 次,7 月出现 1 次。发生 14 次2. 0 m 以上的大浪过程,6 月出现6 次,7 月出现4 次,8 月出现4 次。西北太平洋和南海共有 9 个热带气旋命名,比多年平均偏少 2. 6 个;其他各大洋共有 11 个命名热带气旋生成,分别为:北大西洋3 个、东太平洋8 个。

    • >技术报告
    • 基于自定义模型的FY-4A数据气溶胶光学厚度反演

      2022, 42(4):106-116. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2022.04.011 CSTR:

      摘要 (461) HTML (357) PDF 30.10 M (631) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用第二代静止气象卫星风云四号 A 星(FY-4A)的多通道扫描成像辐射计(Advanced Geosynchronous Radiation Imager,AGRI)资料,充分考虑其通道设置,以山东为研究区域,构建适用于山东本地的气溶胶模型,研究山东地区气溶胶光学厚度(aerosol optical depth,AOD)反演算法。选取两次典型空气污染案例进行反演,并将反演结果与临近时刻的 AOD 产品进行对比验证分析。结果表明:反演结果与 Himawari-8/ AHI(Advanced Himawari Imager)的气溶胶产品在空间分布上总体一致, 能体现 AOD 的变化趋势及分布情况;和临近时刻的 MODIS 产品相关系数较高,均在0. 90 左右,最高可达0. 94。这说明基于自定义气溶胶模型,利用 FY-4A/ AGRI 数据反演山东地区气溶胶合理可行。

    • 层次分析法在区域雷电灾害风险评估中的应用

      2022, 42(4):117-123. DOI: 10.19513/j.cnki.issn2096-3599.2022.04.012 CSTR:

      摘要 (323) HTML (383) PDF 888.14 K (734) 评论 (0) 收藏

      摘要:文中详细介绍了层次分析法的原理和计算方法,并举例说明该方法在区域雷电灾害风险评估中的应用。针对传统专家打分法的弊端,结合工作实际,建议采用背对背德尔菲法两轮打分和背对背与集体讨论相结合的两种群判断方法,这样能够减少专家对项目理解的偏差,有效提高评估的客观性,使最终评估结果趋于合理。同时建议建立群判断规则,避免出现分歧较大的打分结果。

    • 目次

      2022, 42(4):124-124. CSTR:

      摘要 (227) HTML (291) PDF 101.46 K (609) 评论 (0) 收藏

      摘要:

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“星载风场探测技术专题”征稿通知

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