气象与环境学报

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高琦,徐明,苟阿宁

2013 (4): 1-10.

摘要 ( 578 )

PDF(6068KB) ( 465 )

根据NCEP/NCAR再分析资料、常规观测和加密观测站资料以及FY-2C TBB资料，对2008年8月28—30日湖北暴雨过程两个强降水时段的大尺度环流背景和中尺度对流系统进行诊断分析。在此基础上，利用中尺度数值模式WRF的模拟结果对影响大暴雨过程两个强降水时段的中尺度对流系统和其他物理量场深入分析。结果表明：湖北大暴雨过程存在明显的两个降水增强阶段，它们发生与结束的时间近乎一致，并且第二阶段的强降水要比第一阶段强度更大；强降水第一阶段是由低涡切变与地面暖湿气流影响造成的，强降水第二阶段是由低涡切变、中低纬短波槽和地面冷空气共同影响造成的。两个强降水时段逐小时的降水与云团特征表明，雨团与云团的活动规律一致，其增幅均出现在晚上到凌晨时段。同时表明，β中尺度对流云团与此次暴雨过程关系密切；暖切变线自南向北影响第一时段降水增幅，西南涡中伸展出的冷切变线自西向东影响第二时段降水增幅，模式结果表明由冷切变线引起的第二时段降水增幅更大；两个强降水时段雨区上空均有较强的能量，强的水汽通量辐合贯穿整个降水过程，地面降水中心与其上空湿位涡大值中心有较好的对应关系。

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Q矢量和湿位涡在梅雨期区域性暴雨中的诊断分析

刘学华,朱宵峰,梁亮

2013 (4): 11-17.

摘要 ( 343 )

PDF(2897KB) ( 378 )

利用常规地面观测资料、区域自动站降水资料和NCEP再分析资料，根据Q矢量与湿位涡理论对2010年6月19—21日长江中下游暴雨过程进行诊断分析。结果表明：此次暴雨是由低层切变缓慢东移南压而造成；Q矢量绝对值大值区和Q矢量锋生函数大值区与强降水带相对应，值的变化也能反映出降水的增强与减弱，但Q矢量锋生函数中心与降水中心对应有时并不一致；Q矢量散度变化与雨带中心的加强减弱对应较好；强降水带处于正负值交界的等值线密集区，且其梯度的增大对应降水增强，梯度减小对应降水减弱。

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北京一次强降水过程的数值模拟

蒋立辉,张小宇,庄子波

2013 (4): 18-25.

摘要 ( 600 )

PDF(3121KB) ( 537 )

利用新一代中尺度数值预报模式WRF3.3和1°×1°的NCEP气象再分析资料，对2011年7月24日北京强降水天气过程进行数值模拟，并利用模式输出的高分辨率资料进行诊断分析。结果表明：WRF模式能较好地模拟出这次强降水过程。该过程不仅受到对流层中低层长波低槽和地面辐合区系统性的动力抬升作用，还受到对流层高层辐散的强迫作用。在这种配置下，中低层大尺度动力抬升与高层强辐散呈现出垂直耦合状态，有利于强降水区垂直环流和对流的发展。同时北京地区上空500 hPa以下相对湿度大于70 %，在降水区形成了深厚的高湿环境，为降水的产生、加强和维系提供了充沛的水汽条件。从大气稳定度方面看，北京市全境均处于K指数高值区，高峰值为42.5 ℃，反映了大气层结非常不稳定。从动力作用分析发现，高空辐散、低空辐合的流场特征促进了降水的产生，螺旋度低层正值、高层负值的耦合结构是触发并维持降水的动力机制。

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2010年2月辽宁地区冻雨天气诊断分析

关春玲,王天奎

2013 (4): 26-30.

摘要 ( 421 )

PDF(1263KB) ( 287 )

应用常规天气资料，从天气、气候及大气物理量场等方面，对2010年2月下旬发生在辽宁地区历史罕见的冰冻雨雪灾害性天气发生发展的成因、主要特征以及造成严重灾害的主要原因进行诊断分析。结果表明：500 hPa低涡分裂的小槽东移是冻雨天气的环流背景；700 hPa源源不断的水汽输送和低层辐合作用是降水产生的基本条件。地面强冷空气是冻雨天气的触发机制；高层为冷的冰晶层，对流层中低层有温度t>0℃的暖的融化层，近地面1—2 km为气温t<0℃的冷层，同时地面达到 0℃以下，这种复杂的逆温层是冻雨产生的天气条件。高层暖平流是维持中空暖层结构的重要条件之一，对暖层的建立和破坏起较大作用，暖层消失冻雨天气也随之结束。中低空水汽饱和度、地面温度和中低空上升、下沉运动与冻雨的强度有密切关系。

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GPS遥感大气可降水量在降水天气过程分析中的应用

黄振,李万彪,梁军

2013 (4): 31-36.

摘要 ( 722 )

PDF(838KB) ( 20365 )

应用GPS探测的大气可降水量(PWV)对2010年大连地区降水过程中水汽变化特征进行了分析。结果表明：GPS/PWV资料能反映大气中水汽的时间和空间变化，其变化特征与降水有较好的对应关系；不同性质的降水过程PWV变化特征明显不同，稳定性降水过程中PWV变化较为平缓，呈明显的单峰结构，对流性降水过程水汽变化程度剧烈，呈震荡趋势，而混合型降水具有两种性质降水的共同特征；降水过程中GPS/PWV阈值表明，GPS/PWV资料在降水天气预报方面有一定的应用价值。

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5个全球气候模式对中国东北地区地面温度的模拟与预估

崔妍,李倩,周晓宇,张晓月,赵春雨

2013 (4): 37-46.

摘要 ( 634 )

PDF(1261KB) ( 418 )

利用5个全球气候模式和中国东北地区162个站点地面温度实测资料，评估全球气候模式和多模式集合平均对中国东北地区地面温度的模拟能力，并对SRES B1、A1B和A2排放情景下，中国东北地区未来地面温度变化进行预估。结果表明：全球气候模式能够较好地再现了东北地区地面温度的年变化和空间分布特征，但存在系统性冷偏差，模式对夏季地面温度模拟偏低1.16 ℃，优于冬季。预估结果表明，3种排放情景下21世纪中期和末期东北地区地面温度均将升高，末期增幅高于中期，冬季增幅高于其他季节， SRES A2排放情景下增幅最大，B1排放情景下最小；增温幅度自南向北逐渐增大，增温最显著地区位于黑龙江小兴安岭；21世纪末期3种情景下中国东北地区年平均地面温度将分别升高2.39 ℃(SRES B1)、3.62 ℃(SRES A1B)和4.43 ℃(SRES A2)。

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太原雾天能见度预报

管琴,李青平,黄铃光,李杰

2013 (4): 47-53.

摘要 ( 897 )

PDF(1117KB) ( 460 )

利用中尺度数值预报模式MM5对山西省2009年发生的几场典型雾个例进行数值模拟。结果表明：模拟2 m温度比观测值偏低约2 ℃，相对湿度模拟结果比观测值偏大约15 %，10 m的模拟风速比观测的偏大0—2 m·s^-1。山西省雾的预报指标为20 m液态水含量大于等于0.13 g·kg^-1而小于0.60g·kg^-1、20—1500 m高度大气层存在逆温层、地面风速小于4 m·s^-1。利用太原测站日平均能见度、日平均相对湿度以及空气污染指数进行拟合建立太原能见度预报模型，并利用实测资料订正MM5、CAPPS模式预报误差，给出订正后的能见度预报方程并以两次实例对区域及太原雾天能见度预报表明该能见度预报模型有一定的适用性。

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1961—2010年环渤海地区寒潮时空分布及变化特征

段丽瑶,刘爱霞,于莉莉

2013 (4): 54-58.

摘要 ( 534 )

PDF(935KB) ( 560 )

利用1961—2010年环渤海地区58个站的逐日平均气温、日最低气温资料，按照寒潮国家标准统计寒潮次数和寒潮强度，分析环渤海地区单站寒潮和区域寒潮的气候变化特征。结果表明：环渤海地区单站寒潮出现频次的地域差异很大，大体上呈现自北至南递减态势，年平均次数最多的为张北21次，最少的京津地区不足2次。近50 a来环渤海地区共有233次区域性寒潮，出现在当年9月至次年4月，其中11月最多。区域寒潮呈显著减少趋势。20世纪60—70年代区域性寒潮事件频发，80年代开始明显减少并在1983年出现了突变。区域特强寒潮不多，20世纪60年代出现了2次，自70年开始特强寒潮平均每个年代出现1次。在气候变暖背景下，环渤海地区区域寒潮次数明显减少，但特强寒潮亦极端寒潮事件并未减少。

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一次西南涡引发暴雨的地闪特征

苟阿宁,赵玉春,黄延刚,王玉娟

2013 (4): 59-63.

摘要 ( 426 )

PDF(1325KB) ( 438 )

利用高频次多普勒雷达回波资料、闪电定位仪及区域自动站资料，对2011年6月9日湖北暴雨过程的闪电特征进行分析。结果表明：MCS不同生命阶段地闪所处位置不同，正、负闪同时跃增到峰值是MCS成熟阶段的标志之一，地闪密集区和MCS中移速较快的强回波位置基本吻合，MCS强回波区域出现正、负闪和45—55 dBz回波后部区域对应较好，强降水发生在MCS成熟后趋于消亡阶段。

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自动站小时气温数据的质量控制系统研究

张志富,任芝花,张强,邹凤玲,杨燕茹

2013 (4): 64-70.

摘要 ( 445 )

PDF(1971KB) ( 710 )

逐小时自动站数据对于气象灾害预警、决策服务及预报预测等十分重要。以国家级自动站小时观测气温数据为基础，分析研究了小时气温数据的疑误形式，针对各种疑误数据，利用国家级台站建站以来的日最高、日最低以及4时次(北京时02点、08点、14点、20点)定时观测气温数据，研制形成了适用于中国自动站(区域站和国家站)逐小时气温数据质量控制系统，并将此系统应用到2006—2010年中国27000多自动站小时气温观测数据中。结果表明：区域站的正确率、可疑率、错误率分别为99.43 %、2.24 ‰和3.45 ‰，国家站则分别为99.82 %、1.27 ‰和0.49 ‰；区域站和国家站数据的可疑率相当，但国家站错误率明显比区域站低一个量级。通过历史数据质量控制结果的分析，证明自动站气温质量控制系统设计合理，可以判断出错误和可疑数据，具有可用性。

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辽河流域生态系统时空格局及服务价值变化研究

侯伟,王毅,马溪平,吴丹,徐成斌,胡成,李茜

2013 (4): 71-76.

摘要 ( 336 )

PDF(988KB) ( 453 )

以辽宁省境内辽河流域为研究对象，将流域生态系统划分为7类，从全流域、15个子流域、河岸带3个尺度分析了生态系统结构的空间和时间变化，结合生态系统服务价值评估方法，评价了三个尺度下生态系统服务价值及变化。结果表明：全流域生态系统以农田和森林生态系统为主，子流域生态系统结构及时空变化存在较大差异，河岸带生态系统结构与全流域结构差异显著，与全流域生态系统结构相比，河岸带森林生态系统所占成分显著降低，水体与湿地生态系统显著增加。全流域生态系统服务总价值逐渐降低，森林生态系统服务价值最高；子流域内森林生态系统服务价值对子流域服务价值最大；河岸带内水体与湿地生态系统服务价值最大。

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热带大气季节内振荡与2008年初中国南方雪灾的关系

朱红蕊,刘赫男,张洪玲,王春华

2013 (4): 77-83.

摘要 ( 393 )

PDF(1921KB) ( 418 )

利用热带大气季节内振荡(MJO)指数、向外长波辐射(OLR)资料和NCEP/NCAR全球逐日再分析资料以及中国南方地区降水资料，应用合成分析等探讨了MJO与2008年初南方雪灾的关系，进而从MJO角度研究雪灾过程成因。结果表明：雪灾过程中，MJO存在明显的东传现象，即由西太平洋向东传送至印度洋附近。伴随着MJO的向东传播，中国南方降水强度及集中区也在随之变化，MJO在一定程度上对雪灾过程有调制作用。通过对OLR的分析，表明2008年初中国南方4次异常降水(雪)过程受到了MJO两次东传的影响，第一次导致西太平洋副热带高压持续偏强，第二次导致南支槽活跃；副热带高压西侧偏南风带来的暖湿气流，以及南支槽带来的印度洋和孟加拉湾的暖湿气流不断向中国输送，为中国南方强降水过程提供了水汽条件。

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镇江市道路结冰影响指数分级预报方法

孙翠梅,马俊峰,孔启亮,巫丽君,王燕

2013 (4): 84-88.

摘要 ( 407 )

PDF(500KB) ( 448 )

利用2010年3月至2003年12月镇江市水泥路面、柏油路面两种下垫面的地面气温数据，分析镇江市道路结冰的气候特征，结合降水性质、是否有积雪、日最低气温和日平均气温，定义道路结冰影响指数，并对其分级预报进行检验。结果表明：镇江市道路结冰月季分布不均，主要集中在冬季，11月和3月出现次数很少，其变化趋势与镇江11月至翌年3月常年月平均气温的变化趋势呈反位相；在考虑当日或者前一日出现降雪或者有积雪的情况下，水泥、柏油两种下垫面的地温≤0 ℃并持续16 h以上将会出现对交通有严重影响的道路结冰；道路结冰主要出现在夜间，白天如果出现了道路结冰，当日其它时次也会出现严重的道路结冰，对交通的影响将比仅夜间出现更大。道路结冰影响指数对连续的道路结冰具有一定的预报能力，但是空报率比较高。

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1961—2010年黑龙江省太阳能资源特征分析与评估

刘赫男,张洪玲,朱红蕊

2013 (4): 89-93.

摘要 ( 384 )

PDF(1069KB) ( 496 )

利用1961—2010年黑龙江省5个辐射站和32个地面基准站资料，分析黑龙江省太阳能资源的时空分布特征，并从太阳能资源丰富度及资源稳定性等方面进行资源评估。结果表明：黑龙江省年均太阳总辐射显著减少，1月和12月减少最明显，20世纪70年代太阳辐射最强，80年代最弱；总辐射和日照时数的空间分布呈西丰(多)东贫(少)的趋势。全省太阳能资源的稳定性较高，其中松嫩平原西部的太阳能资源最丰富、稳定性最高，适合集中建设大型太阳能电站。

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基于数据矢量特性的MODIS数据几何校正

隋明,李国春,李刚, 蔡冰

2013 (4): 94-99.

摘要 ( 377 )

PDF(1448KB) ( 487 )

MODIS探测器的大扫描角多探元并扫方式是造成扫描图像严重畸变的主要根源，应用基于SWATH的卫星遥感数据处理策略，分析MODIS 1B各分辨率数据空间位置关系及图像数据与经纬度数据的对应情况，结合探测器扫描方式、卫星升降轨和地球曲率等各方面因素按像元地理位置合成图像，抛弃数据光栅特性采取矢量特性实现对像元几何精定位。结果表明：应用该种方法处理的MODIS数据几何校正精度高，方便进行亚像元级精确几何校正，而且可以避免2次或多次像素重定位导致信息丢失，不会出现“BowTie”现象。

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日光温室电暖风机加温效果评估与经济投入分析

李宁,黎贞发,申双和,李春,刘淑梅,于红

2013 (4): 100-105.

摘要 ( 560 )

PDF(619KB) ( 465 )

日光温室加温是改善冬季日光温室作物生长温度环境的主要措施之一。选择典型节能型日光温室，利用暖风机加温试验研究加温方式作用下温室内温度时间、空间变化以及在极端天气条件下和不同外界温度条件下的加温效果，并进行经济投入分析。结果表明：电暖风机加温后温室内温度明显提高且温度分布较均匀，平均温度较对照温室高4.23 ℃，其中平均最低温度提升效果最明显；低温天气时，平均温度比对照温室温度高4.24 ℃；寡照天气时，平均温度比对照温室温度高4.48 ℃。暖风机在外界温度-12 ~-4 ℃时对温室进行加温的效果最佳。通过对几种传统的温室加温方式经济投入的分析表明，电暖风机是一种投资小，耗能低，经济效益相对较高的加温方式。

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冻融交替对河岸缓冲带土壤无机氮和土壤微生物量氮的影响

范志平,李胜男,李法云,高洪翠,闫加亮

2013 (4): 106-112.

摘要 ( 468 )

PDF(650KB) ( 407 )

全球气候变化引起的中高纬度地区积雪覆盖和降雪格局变化，造成该区域土壤冻融交替强度和频次变化，是土壤氮循环的重要影响因素。冻融温差和冻融循环次数影响微生物数量和群落的变化，进而影响土壤氮素生物地球化学循环。以大伙房水库实验林场小流域的河岸缓冲带生态系统为研究对象，通过分析冻融交替对河岸缓冲带土壤无机氮和土壤微生物量氮的影响，阐明冻融交替对土壤无机氮含量变化的影响机制，为评估小流域氮素流失风险提供依据。结果表明：随着冻融循环次数的增加，土壤无机氮含量呈增加趋势；不同温差的冻融循环处理对土壤无机氮影响不同，冻融条件为-5/+5℃和-20/+5℃时土壤无机氮含量在冻融循环10次之后分别为34.9±0.9 mg/kg和37.2±0.8 mg/kg，是处理前的1.21和1.41倍；冻融温差和冻融循环次数对土壤NH₄⁺–N含量有极显著影响(P<0.01)，土壤冻融10次后土壤NH₄⁺–N含量是对照处理的4—10倍；冻融循环次数对土壤NO₃^－–N含量有显著影响(P<0.05)，冻融温差对NO₃^－–N含量无显著影响(P>0.05)；土壤微生物量氮含量对冻融循环的响应显著(P<0.01)。可见，冻融交替显著增加了土壤无机氮含量，由于早春季节植被对无机氮吸收较少，可能增大土壤氮素随冰雪融化的淋溶流失风险。

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