主办单位:中国气象局沈阳大气环境研究所
国际刊号:ISSN 1673-503X
国内刊号:CN 21-1531/P
2024年, 第40卷, 第6期 刊出日期:2024-12-28 上一期   
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2024 (6):  0-0. 
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论文
辽东半岛两次由微湿下击暴流引发的雷暴大风过程对比分析
贾旭轩,纪永明,段云霞,刘晓初,梁军
2024 (6):  1-9.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2024.06.001
摘要 ( 30 )   HTML ( 2 )   PDF(8069KB) ( 12 )  

选用大连市和丹东市SA多普勒天气雷达资料,结合地面观测和ERA5再分析资料,对比分析2020年9月11日(过程Ⅰ)和2021年9月10日(过程Ⅱ)辽东半岛两次微湿下击暴流天气过程的环流背景及成因。结果表明:两次过程均发生在东北冷涡背景下,过程Ⅰ为北上台风变性后的冷涡,过程Ⅱ为切断低压。两次过程的大气层结均为“上干下湿”的不稳定层结,探空曲线呈向上开口喇叭型,近地面温度垂直递减率接近干绝热,整层大气可降水量大于30 mm,抬升凝结高度较低,CAPE和DCAPE较小;0~6 km风切变强度为过程Ⅱ明显强于过程Ⅰ。两次过程的雷暴大风均由微湿下击暴流引发,过程Ⅰ为孤立风暴产生的微湿下击暴流,过程Ⅱ为飑线系统内嵌的微湿下击暴流。两次过程在微湿下击暴流发生前,多普勒天气雷达高仰角大于45 dBz的强反射率因子缺口均先于低仰角出现。

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2020年黄土高原中南部一次暴雪天气过程成因及雨雪转换的低层降温机制分析
赵强,刘瑞芳,贾蓓,屈丽玮
2024 (6):  10-18.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2024.06.002
摘要 ( 27 )   HTML ( 4 )   PDF(7971KB) ( 22 )  

选用地面、高空观测资料及ERA5逐小时再分析资料(0.25°×0.25°),分析2020年11月20日黄土高原入秋以来的首场大到暴雪天气过程成因及降水开始阶段导致雨雪转换的低层降温机制。结果表明: 此次暴雪过程有西南和东南两条水汽供应路径;西风槽、高原槽东移合并加深,引导切变线东移,造成陕西北部水汽辐合抬升,高空急流的辐散作用使上升运动进一步加强;中层大气存在条件性对称不稳定,冷锋触发不稳定能量释放,在锋面两侧形成斜升次级环流,陕西北部位于次级环流的上升支,最大降雪强度超4 mm·h-1。此次过程降水初期近地面层气温的迅速下降是雨转雪的关键因素,气温预报偏差是模式雨雪相态预报偏差的原因。雨水蒸发引起的低层异常降温利于雨雪转换,需在雨雪相态预报中关注。

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2021年11月8日黑龙江南部一次冻雨天气过程成因分析
马国忠,安英玉,关铭,王秋京
2024 (6):  19-27.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2024.06.003
摘要 ( 23 )   HTML ( 3 )   PDF(6871KB) ( 12 )  

选用逐时地面观测数据、探空观测资料和ERA5再分析资料,对2021年11月8日黑龙江省雨雪天气的降水相态特征及其南部一次冻雨天气形成原因进行分析。结果表明:此次过程大气环流背景为高空低涡东移并加强,携带暖湿空气的东南风急流为此次降水过程提供了水汽和能量,由其形成的暖层导致了冻雨天气。此次过程冻雨区大气层结为“冷—暖—冷”结构,高空冷层的冰晶凝华增长形成雪,当雪下落至暖层融化形成雨,雨下落过程中与云滴碰并增长,至近地面冷层保持过冷水形态形成冻雨,属于“冰相融化”机制。大气的中低层暖平流增温对冻雨天气预报有指示作用,低层东北风是导致冷平流产生的重要原因,当有持续、较大的东北风出现时,冷平流增强、冷层气温下降,冻雨强度增强。此外,对比吉林省一次典型冻雨过程表明,当出现暖层、逆温较强的大气层结配置时,冻雨强度较强。

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2014—2021年泰安市PM2.5和O3复合污染特征及其气象成因分析
栾兆鹏,卢慧超,史俊南
2024 (6):  28-34.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2024.06.004
摘要 ( 18 )   HTML ( 1 )   PDF(1956KB) ( 5 )  

选用2014—2021年泰安市地面气象观测资料、大气污染物监测资料及欧洲中期数值预报中心(ECMWF)提供的ERA5资料,分析该地区的PM2.5和O3复合污染特征、气象成因及复合污染期间PM2.5与O3的相互作用。结果表明:泰安市PM2.5和O3复合污染严重,月超标小时数为单峰型分布,具有显著的季节变化特征,气温和相对湿度较高、风速较小条件下更易发生PM2.5和O3复合污染。应用PCA与K均值聚类法将泰安市复合污染天气分为高压后部型、均压场型、鞍型场型、弱低压前部型、高压底部型5种类型,其中,高压后部型发生复合污染频率最高。泰安市PM2.5和O3相互作用分析表明,冬季、夏季二者均存在显著相关,夏季的大气氧化性以O3的氧化作用为主,不同强度光化学水平下的大气PM2.5浓度贡献率均为一次排放大于二次生成;冬季的大气氧化性较弱,随PM2.5浓度增大,太阳直接辐射减弱,O3峰值浓度减小,表明PM2.5对O3的生成存在一定的抑制作用。

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1961—2020年松辽流域作物生长季降水量十年际变化及其与水汽输送的关系
宋成玉,李永生,汪靖,班晋,赵佳莹,王昊
2024 (6):  35-43.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2024.06.005
摘要 ( 15 )   HTML ( 0 )   PDF(6152KB) ( 6 )  

选用1961—2020年CN05.1降水观测数据和ERA5再分析资料,分析松辽流域作物生长季(5—9月)降水量十年际变化特征及其与水汽收支的关系,探讨松辽流域水汽总收支与水汽输送的关系。结果表明:松辽流域作物生长季降水量和水汽收支具有相似的十年际变化特征;有5条水汽通道影响松辽流域降水,水汽主要来自西风带和东亚夏季风的水汽输送。20世纪60—70年代松辽流域作物生长季以东亚夏季风水汽输送为主,20世纪80—90年代水汽输送为西风带和夏季风共同主导,21世纪以后主要为西风带水汽。

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1961—2020年长江三峡地区降水变化特征分析
邹旭恺,陈鲜艳,赵珊珊,陈峪,曾红玲,张强
2024 (6):  44-52.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2024.06.006
摘要 ( 19 )   HTML ( 2 )   PDF(2008KB) ( 12 )  

选用1961—2020年长江三峡地区33个国家地面气象观测站逐日降水资料,分析该地区年、季、月不同强度等级降水的时空变化特征。结果表明:三峡地区降水充沛,区域平均年降水量为1200 mm,年降水日数达155 d。该地区降水量和降水强度年变化均为单峰型,峰值出现在7月;降水日数年变化为双峰型,峰值出现在春季,次峰出现在秋季。近60 a,三峡地区年降水日数呈显著减少趋势,年降水强度显著增大,但年降水量变化趋势不显著;该地区春季、秋季、冬季的降水日数显著减少,其中,10—12月小雨日数减幅较大;秋季、冬季降水强度显著增大,其中, 1月、2月和11月增幅较为明显。三峡地区年降水日数空间分布为全区一致的减少趋势,降水强度普遍为增大趋势;降水量变化分布不均匀,为中部地区减小、东西部地区增大。

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1961—2021年辽宁省区域性暴雨过程综合强度时空变化分析
李倩,林益同,周晓宇,房一禾
2024 (6):  53-61.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2024.06.007
摘要 ( 23 )   HTML ( 2 )   PDF(1786KB) ( 20 )  

选用1961—2021年辽宁省61个国家级气象站逐日降水资料,采用百分位数法、标准化处理方法、相关系数法和权重综合指数法,选取辽宁省区域暴雨过程的最大过程降水量、最大日降水量、最大小时降水量、暴雨范围及持续时间5项评估指标,建立该地区区域性暴雨过程综合强度定量评估模型,分析辽宁省区域性暴雨综合强度时空变化特征。结果表明:辽宁省区域性暴雨过程出现在4—11月,持续日数一般为1~4 d,暴雨范围一般为4~30站,暴雨频次和综合强度均为夏季最高、秋季次之、春季最少。区域性暴雨过程造成暴雨以上量级的强降水主要发生在辽宁东南部,其中,春季强降水多发生在辽宁南部,夏、秋季则多发生在辽宁东南部。辽宁省区域性暴雨过程频次和强度均存在显著的年代际变化,20世纪70年代区域性暴雨频次偏少,80年代初至今整体偏多;20世纪70年代中期至21世纪初的区域暴雨综合强度偏强,21世纪以来整体偏弱。

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辽西地区玉米农田土壤水分消退特征及其预测模型研究
张兵兵,吕晓,高莉莉,高全,吴航,梁涛,鲁宇超,张方敏,蔡福
2024 (6):  62-69.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2024.06.008
摘要 ( 13 )   HTML ( 0 )   PDF(805KB) ( 1 )  

选用2021年辽宁西部地区玉米农田3种质地土壤(中壤土、沙壤土和粘土)的不同降水量级(小雨、中雨、大雨)连续7 d、7 d后隔日0~50 cm土壤相对湿度资料,分析该地区玉米生长期不同降水量级、不同质地土壤水分消退特性和不同土层深度土壤水分消退系数(K)的变化特征,构建土壤水分预报模型。结果表明:辽宁西部地区玉米农田土壤水分消退过程可分为快速消退、缓慢消退、滞缓消退3个阶段,3种质地土壤快速消退阶段的平均消退速率为7.21 mm·d-1,其中,粘土的快速消退速率较其他土质高9%~12%,各土质缓慢消退速率及滞缓消退速率差异不明显。浅层(10~20 cm)K值明显小于其他土层,且离散程度最大,强降雨量级的50 cm土层K值波动幅度明显增大。K值与降水量为显著的负相关关系(R=-0.92)。相同降雨量级条件下,粘土的K值小于中壤土和沙壤土,偏小12%~20%。K值月变化为3月最大、8月最小,11月末回升至较大值。基于土壤水分平衡方程构建的土壤水分消退模型,小雨量级的模拟精度最好,浅层土壤的模拟结果好于深层。

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2001—2021年内蒙古东部森林生产力和碳素利用率时空变化及其对干旱的响应
赵晶,李丹
2024 (6):  70-77.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2024.06.009
摘要 ( 16 )   HTML ( 1 )   PDF(5557KB) ( 4 )  

选用2001—2021年内蒙古自治区MODIS资料和气象观测数据,分析该地区湿润度指数的季节变化以及内蒙古东部森林生态系统净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)、总初级生产力(Gross Primary Productivity,GPP)和碳素利用率(NPP/GPP)对干旱的响应特征。结果表明:内蒙古东部森林平均NPP和GPP分别为418.79 g C·m-2·a-1和703.12 g C·m-2 ·a-1,NPP/GPP为0.59;NPP和GPP空间分布为北高南低,NPP/GPP为由西北向东南递减。2001—2021年内蒙古东部森林NPP和GPP由稳定型转为波动增长型,NPP/GPP以微弱增大趋势为主,固碳能力增强。大兴安岭东部地区NPP、GPP为增大趋势,北部地区为下降趋势,NPP/GPP整体变化幅度较小。夏季干旱对NPP、GPP增大的抑制作用较强,秋季干旱对NPP/GPP存在一定程度的影响。

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气象条件对三江平原水稻产量和营养品质的影响
高永刚,王芳,王艳,韩俊杰,姜丽霞,高峰,王铭,孙胜阳
2024 (6):  78-88.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2024.06.010
摘要 ( 9 )   HTML ( 0 )   PDF(700KB) ( 3 )  

选用2018—2019年三江平原水稻分期移栽观测资料、气象资料和籽粒品质检测资料,采用Duncan多重极差检验、Friedman秩检验、相关分析、产量与品质综合指数等方法,分析气象条件对水稻产量和营养品质的影响。结果表明:气象条件对产量影响显著,产量与抽穗—乳熟期的∑T≥10 ℃呈极显著正相关,该值684.8 ℃为水稻获得理想产量的积温指标。气象条件对籽粒氨基酸、脂肪酸含量影响显著,各类氨基酸、脂肪酸含量与气象条件相关性各有特点。总体上,氨基酸含量与抽穗—乳熟期的ΔT、移栽—成熟期的Tmax分别呈极显著、显著负相关;脂肪酸含量与移栽—成熟期的TTmax、孕穗—成熟期的ΔT呈极显著负相关。抽穗—乳熟期ΔT为5.1 ℃和孕穗—成熟期ΔT为7.0 ℃分别是获得理想氨基酸、脂肪酸含量的气温指标。气象条件对籽粒蛋白质含量无显著影响,而对籽粒脂肪、淀粉、直链淀粉含量影响显著;随着移栽期推迟,脂肪和直链淀粉含量降低,淀粉含量增加。总体上,水稻产量和营养品质与抽穗—乳熟期Tmin呈显著正相关,在三江平原,水稻适宜移栽期为气温稳定通过13.0 ℃,移栽日期为5月19日左右,上述条件下水稻栽培可获得高产、优质、高效。可见,合理调控作物播种或移栽期是农业生产中改善作物产量与品质的有效方法,可促进农业生产增产、提质、增效。

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基于多时相MODIS数据的黑龙江省大豆种植区识别与面积估算
宋瑞,赵恒谦,于文颖,杨屹峰,李子涵
2024 (6):  89-97.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2024.06.011
摘要 ( 7 )   HTML ( 0 )   PDF(2325KB) ( 4 )  

选用2017—2021年黑龙江省多时相MODIS影像数据,基于Google Earth Engine(GEE) 地理空间分析云平台,对比分析各类地物光谱反射率以及归一化植被指数(NDVI)、归一化水体指数(NDWI)等指数差异特征,建立分类决策树,识别黑龙江省大豆种植区、估算面积,并与其他分类方法进行比较。结果表明:基于决策树分类方法识别的2018年黑龙江省大豆种植区面积估算总精度为97.09%,Kappa系数为0.77,分类精度高于随机森林和支持向量机法。通过调整优化决策树模型,进行无样本年份大豆种植区识别和面积估算,得到2017—2021年黑龙江省大豆分布变化,总精度为90%以上,Kappa系数大于0.60,面积估算结果精度达95%以上。

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1961—2020年上海市冬季空调室外计算气象参数变化及其对空调热负荷和碳排放量的影响
曹经福,赵玥,王卉,吴蔚,李明财
2024 (6):  98-105.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2024.06.012
摘要 ( 12 )   HTML ( 0 )   PDF(2620KB) ( 3 )  

选用1961—2020年上海市10个国家气象站观测资料,计算该地区冬季室外空调不同气象参数下的空调热负荷变化,结合碳排放因子法,基于2020年数据量化分析上海市冬季气象条件变化对空调热负荷和碳排放量的影响。结果表明:上海市冬季空调室外计算气温明显升高,计算相对湿度变化以减小为主,其中中心城区的计算气温和相对湿度变幅最大,上海东北部的崇明区最小。综合空调室外计算气温和相对湿度变化,上海市冬季空调热负荷总量为减小趋势。与1961—1990年相比,1991—2020年总热负荷减小5.39%~8.42%。上海市冬季空调碳排放受气候变化影响可减少55~4553 t。

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快报
不同天气条件下港珠澳大桥行车防侧滑的风向和风速分析
孙丽烨,夏冬,王静,苏昱丞,黄文敏,黄照亮
2024 (6):  106-112.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2024.06.013
摘要 ( 7 )   HTML ( 0 )   PDF(1349KB) ( 4 )  

以世界最长的跨海大桥港珠澳大桥主体桥梁工程(分为A、B两段)为研究对象,基于车辆侧滑模型估算晴天和雨天、1~17级风力和多种风向角下不发生侧滑的安全车速阈值,分析安全车速随风向角、风力、晴雨状况的变化趋势。结果表明: 最不利于安全行驶的风向角约为75°,港珠澳大桥A段最不利的风向角为120°、150°、300°、330°,B段最不利的风向角为15°、165°、195°、345°。综合分析大桥气象观测代表站的风向、风速资料表明,港珠澳大桥A段行车侧滑高风险季节为夏季,8月为高风险月份;B段高风险季节为夏季,7月为高风险月份,且B段风险大于A段。

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《气象与环境学报》2024年第40卷总目次(卷终)
2024 (6):  113-120. 
摘要 ( 12 )   PDF(495KB) ( 5 )  
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