摘要:

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摘要:利用1950—2020年冬季HadISST逐月海面温度（sea surface temperature，SST）资料、SODAv2.2.4逐月SST和三维海洋流速同化资料以及NCEP/NCAR 2 m高度上的逐月气温（surface air temperature,SAT）资料，使用非对称合成差分析方法、海洋混合层热量收支诊断方法等，探究El Niño事件和La Niña事件下造成赤道东太平洋（E区：110°W~80°W，10°S~10°N）、赤道中太平洋（C区：160°E~170°W，10°S~10°N）SST异常场显著不同非对称性特征的可能海洋动力过程，分析ENSO事件非对称强迫下2 m高度上SAT异常场的非对称空间响应。结果表明：E区El Niño事件的强度显著强于La Niña事件，C区则相反。非线性动力学加热作用对E区和C区El Niño年和La Niña 年SST异常场的非对称分量都起到了正反馈作用，是造成这两个区域SST异常场产生正、负非对称分量的主导动力因子。埃克曼输送作用不利于E区SST异常场正非对称分量的形成，但有利于C区SST异常场负非对称分量的形成。平均流、纬向平流和温跃层的非对称正反馈作用阻碍了C区SST异常场负非对称分量的形成。2 m高度上SAT异常场的非对称分布与SST异常场的非对称分布较为一致，但SAT异常场正、负非对称分量的显著范围明显减小，部分区域的非对称结果不显著。

摘要:利用2014—2018年6—9月Aqua/MODIS提供的光谱数据、海面温度数据及其他辅助数据，基于CALIOP L2 VFM产品中云底高度提取的海雾、云和海表标签，建立3类样本数据集。结合使用K折交叉验证法、网格搜索法和粒子群优化算法训练随机森林（random forest，RF）、支持向量机（support vector machine，SVM）、多层感知机（multilayer perceptron，MLP）和全卷积神经网络（fully convolutional network，FCN）4种不同的机器学习模型，对比模型在北冰洋夏季海雾检测中的表现。结果显示，RF、SVM、MLP和FCN均表现出一定的海雾检测能力，检出率（probability of detection，POD）均超过70%。其中，FCN表现出最稳健的综合性能，POD达到79.91%，虚警率达到较低的24.90%，关键成功指数达到63.17%。

摘要:2020年6月1日下午至夜间，山东部分地区出现降雹天气，利用卫星和雷达以及闪电探测资料详细分析此次降雹过程的闪电和雷达参量特征。结果表明：（1）鲁北和鲁中雹暴闪电活动的主要差异为：鲁中雹暴的对流强度强于鲁北雹暴，其正地闪比例和正地闪平均强度明显高于鲁北雹暴。其相同特征为：在开始阶段正地闪比例和云闪占总闪电的比例较高；在地面降雹开始之前总闪电频数均出现跃增，其峰值提前降雹6~18 min，同时云闪表现更加活跃；地面出现降雹之后，云闪频数快速下降，地闪占总闪电比增加，甚至超过50%。（2）雹暴的闪电活动均发生在云顶温度小于-50 ℃的云区内，且密集出现在云顶温度小于-60 ℃的范围内。闪电主要发生在30 dBZ以上回波区域，密集的云闪对应强对流区，表明云内垂直运动剧烈。负地闪与差分相移率K_DP＞0.5 （°）·km^-1和差分反射率Z_DR＞2.0 dB的区域对应关系非常一致，表明负地闪与强降水区密切相关。雹暴回波穹隆区的Z_DR值较高、零滞后相关系数（C_c）值较低，很好地指示了上升气流区。较高的水平反射率因子（Z_H）和较低的C_c以及较低的Z_DR区域对应冰雹粒子区域。闪电很好地对应于云内霰、湿雪、冰雹、干雪等大的冰相粒子区。（3）0 ℃以上Z_DR≥1.0 dB的体积、Z_H≥30 dBZ的体积、Z_H≥30 dBZ的冰水含量与总闪电频数的时间演变趋势基本一致，其与总闪电频数的相关系数分别为0.756、0.780和0.710，进一步证实大的冰相粒子在起电过程中发挥着主导作用。

摘要:基于多源卫星遥感数据、Argo浮标数据和HYCOM（HYbrid Coordinate Ocean Model）再分析数据，分析上层海洋对2020年第8号北上强台风“巴威”的温盐响应特征，结果表明：（1）台风中心附近埃克曼（Ekman）抽吸引起上升流，表层以下海水辐合高盐冷水上翻，Ekman输运方向由台风路径指向路径两侧沿岸，海水在黄海两侧沿岸堆积引起下降流。由此导致台风路径附近海面温度（sea surface temperature，SST）与海面高度（sea surface height，SSH）下降，海面盐度（sea surface salinity，SSS）上升，路径两侧沿岸SSH上升，次表层海水温度增加和盐度降低。（2）由于台风前进方向右侧的风速更大，右侧Ekman输运强度比左侧大。台风更靠近右侧陆地，地形阻挡导致风速减小，在济州岛西南侧的海域上空10 m风呈现反气旋旋转，出现负Ekman抽吸速率（Ekman pumping velocity，EPV），为下降流，所以在台风和济州岛之间的海域存在着由强烈上升流到下降流的转变。这会让原本台风前进方向右侧强的夹卷和垂直混合进一步加强。这就导致了SST下降和SSS上升在台风前进方向右侧更为显著。（3）除了夹卷和垂直混合，台风前进方向右侧SSS的增加还与表层海水由南向北的水平流动有关。

摘要:2020年3月18日中午至夜间，山西、河北、北京、天津和山东等地先后出现阵风10级及以上强风天气。利用风廓线雷达、国家级地面气象观测站和欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts，ECMWF)第五代大气再分析数据(ECMWF Reanalysis v5，ERA5)等资料，对强风过程的天气学成因进行了分析。结果表明：强风发生在低空暖脊异常发展的热力环境条件下，冷锋自黄土高原下到华北平原，中层锋消，垂直方向上发生“断裂”，低层冷锋先行侵入热低压，在锋生过程中发生。强风具有显著的非地转瞬变特征，低层强冷平流是强变压梯度产生的主要因素，变压风叠加在快速移动的冷锋系统中诱发大风，变压风是重要组成部分；低空动量下传效应引起低层风速波动，但不足以直接诱发强风。

摘要:未来变暖背景下北极气候变化特征研究具有重要意义，基于国际耦合模式比较计划第六阶段（Coupled Model Intercomparison Project Phase 6，CMIP6）中对北极气候变化模拟能力较好的模式模拟结果，研究SSP2-4.5情景下21世纪北极2 m气温的时空变化特征及其影响因素。结果表明：（1）极地陆地的欧亚大陆（Eurasia，EA）和北美-格陵兰（Greenland，GL）对全球变暖具有不同的响应。EA在21世纪中叶前变暖趋势显著，之后主要表现为年代际尺度的冷暖振荡；GL则始终保持增暖趋势。EA、GL分区气温均存在年际、年代际（10~20 a）尺度上的波动，GL分区还存在20~40 a的准周期变化。（2）前冬北大西洋涛动正位相会引起次年夏季北大西洋呈南北向“-、+、-”三极型海面温度异常，并通过影响大气环流导致EA分区气温正异常，这种影响主要体现在年代际尺度上。（3）北大西洋多年代际振荡为正异常时，北美至格陵兰位势高度偏高，GL分区增暖，并且这种影响在21世纪70年代后更重要；北太平洋北部的海面温度正异常对GL分区增温也有贡献。

摘要:在同一东北冷涡背景下，2016年6月12—13日山西境内连续2 d出现强对流天气，12日为分散性对流而13日为大范围强对流。基于多源资料通过对比探讨次天气尺度系统及其演变对风暴环境进而对风暴结构的影响，得出以下结论：（1）两日风暴强度和风暴结构差异显著。6月12日对流孤立分散且回波强度小于55 dBZ，而13日准线性风暴发展成尺度较大的弓形回波引发大范围强对流天气，回波强度达60 dBZ。（2）此次过程的关键影响系统为冷涡背景下的次天气尺度低涡。12日次天气尺度低压扰动开始出现，距离远而未影响山西；13日低压扰动东移发展为次天气尺度切断低涡，低涡相关的地面冷锋及850 hPa切变线触发山西上游对流。（3）12日低层水汽含量低，0~3 km垂直风切变弱，13日低涡前偏南水汽输送使低层显著增湿，叠加中层干冷空气形成不稳定层结，受低涡影响0~3 km风垂直切变增强至5.0×10^-3 s^-1，冷锋触发的对流风暴在上述环境下强烈发展并产生阵风锋，阵风锋组织风暴形成飑线，冷池与0~3 km风切变相互作用使飑线维持。（4）13日有利于飑线发展的环境要素与东北冷涡西侧的次天气尺度切断低涡系统密切相关，次天气尺度低涡是飑线形成发展的关键系统。

摘要:利用地面气象观测站资料、加密地面观测资料和欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts，ECMWF）第五代大气再分析数据（ECMWF Reanalysis v5，ERA5；分辨率为0.25°×0.25°）逐小时资料，对山东2021年11月6—8日极端暴雪过程雪水比影响因子进行研究。结果显示：此次暴雪过程平均雪水比分布总体呈“北大南小、西大东小”的分布特征，降雪初期产生的雪水比小，降雪中后期产生的雪水比大；温度偏高、云内液态水含量较高的地区雪水比较小，温度偏低、云内液态水含量较低的地区雪水比较大；雪水比与地面气温、地表温度呈负相关，地面气温与雪水比的相关性最大，积雪产生之后地表温度与雪水比变化无明显相关。

摘要:针对2022年第3号台风“暹芭”的主要特点和预报难点问题进行分析和研究，得出如下主要结论：“暹芭”是2022年首个登陆我国的台风，在华南登陆减弱后，其残余环流继续北上，与西风带系统共同影响我国华中、华东、华北及东北等地的部分地区；累计雨量大、风雨强度强；台风外围出现多个龙卷。主要的预报难点问题有：弱台风准确定位问题表现突出，引进新的卫星产品有助于提高定位精度；72 h路径预报的偏差问题主要是由于模式对东台风、大陆高压和南压高压、西风急流等关键系统的预报偏差引起；台风登陆后北上长时间维持（含减弱后的残涡）的预报问题需关注持续的水汽通道和高层出流条件变化。

摘要:利用中国气象局公共气象服务中心地面实况专业服务产品（CARAS_SUR1 km，简记为“CAR”）、国家气象信息中心多源融合实况分析产品（ART_1 km，简记为“ART”）、全国雷达反演降水产品（简记为“RAD”）、风云四号卫星反演降水产品（简记为“SAT”）以及全国气象观测站逐小时资料，应用机器学习方法建立了基于选定位置气温、降水、风向、风速要素的实况融合应用模型（简记为“GBDT模型”）。15 d逐时GBDT融合产品的全国分区域检验结果表明：GBDT气温融合产品在东北、华北、西北、华中、新疆、西藏6个区域较CAR和ART均有改进，在西藏的改进最明显，在华东和西南GBDT融合产品优于ART而逊于CAR，在华南和内蒙古GBDT融合产品误差较ART、CAR略有增加；GBDT降水融合产品在样本偏少的内蒙古较ART、CAR误差略有增加，其他区域有改进或基本相当；GBDT风速、风向融合产品较ART、CAR均有较大改进。试验结果表明，机器学习方法可应用于融合多源实况分析产品和观测数据，以开展选定位置气温、降水、风向、风速要素的实况气象信息服务。

摘要:以复杂地形的天津蓟州为例，通过对比距离蓟州最近的大兴探空站资料与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）资料的差异，对基于ERA5资料生成的强对流指数在蓟州的适用性进行检验和评估。结果表明：（1）ERA5资料与大兴探空站探测的位势高度、气温和风速在对流层高度吻合，说明ERA5资料能够描述蓟州高空气象条件，且对低空的表现能力比高空准确，各要素中大气湿度的表现相对较差；（2）基于ERA5生成的对流指数中，与强对流天气密切相关的对流有效位能（convective available potential energy，CAPE）、K指数、沙瓦特指数（Showalter index，SI）和大气可降水量（precipitable water，PW）与大兴探空站对应参数的相关系数分别达到0.66、0.90、0.93和0.99，表明利用ERA5构建的对流指数能够揭示大气不稳定层结条件；（3）ERA5对流指数变化与蓟州降水过程相对应，ERA5能够反映天气的变化和发展，为强对流潜势分析提供参考。

摘要:2023年秋季（9—11月）北半球极涡为单极型分布，中高纬度地区呈5波型，欧亚大陆西风环流较为平直，西风带槽脊较弱。我国近海共出现16次8级以上大风过程，其中热带气旋大风过程3次，热带气旋与冷空气共同影响的大风过程3次，冷空气和温带气旋共同影响的大风过程3次，冷空气大风过程7次。西北太平洋和南海共生成4个热带气旋，热带气旋活动较常年偏少，全球其他海域生成热带气旋22个。近海出现2.0 m以上大浪过程17次，大浪日数占秋季总日数约71%。近海海面温度较常年平均偏高。