气象与环境学报

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2011年9月中国华西致灾暴雨环流特征及地形强迫效应分析

陈淼,牛涛, 郭世昌,刘冀彦, 丁旭辉

2014 (4): 1-8.

摘要 ( 519 )

PDF(3746KB) ( 1225 )

采用陕西及周边地区7213个雨量站资料，分析了2011年9月1—18日期间华西地区降水量分布特征，结果表明：该时段累计降水量是历史同期水平的2—3倍，持续时间长，致灾严重。降水主要分为4—6日、11日和16—18日3次大的过程。利用NCEP 1°×1°的资料分析3次过程的水汽和环流特征，表明暴雨区低层的主要水汽输送，除了偏南气流从川东一带向北输送外，还有偏东气流从华北平原南部一带向西输送。与3次降水过程对应，华西地区500 hPa有3次西风槽过境，700 hPa偏南风和850 hPa偏北风分别出现3个明显的控制时段;700 hPa偏南气流先期输送大量暖湿空气到华西地区，形成不稳定层结，当遇到偏北风输送的干冷空气楔入其下将其抬升时，叠加槽前的动力抬升作用和地形造成的风场辐合抬升，使得对流活动增强，不稳定能量释放，暴雨发生。稳定的环流形势（乌拉尔山阻高）导致特定地形下形成持续的不稳定层结以及动力抬升条件被不断重复满足，从而不断引发上升运动释放不稳定能量，这是2011年华西秋雨稳定持续的根本原因。

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一次东北冷涡不同阶段强对流天气特征对比分析

应爽, 袁大宇, 李尚锋

2014 (4): 9-18.

摘要 ( 535 )

PDF(4444KB) ( 434 )

利用NCAR/NCEP再分析（1?×1?）资料、区域自动站观测、FY-2D/2E卫星观测和GPS/MET水汽监测等资料，对2012年6月7—18日长春地区发生在同一东北冷涡系统不同演变阶段的3次强对流天气进行对比诊断分析。结果表明：在冷涡形成期，高低空急流耦合产生的次级环流上升支，触发锋前不稳定能量释放，导致中β尺度孤立深厚湿对流系统出现；在冷涡发展期，对流层高层干冷空气向对流层中下层侵入，形成高空露点锋，触发有组织的中α尺度对流系统；在冷涡消亡期，低涡减弱为高空槽并快速东移，其后部冷空气置于低层大范围暖湿空气之上，地面中尺度辐合触发不稳定能量释放，形成中β尺度对流系统。

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一次东北冷涡暴雨数值模拟及动力诊断分析

任丽,杨艳敏,金磊,韩冰,关铭

2014 (4): 19-25.

摘要 ( 518 )

PDF(2706KB) ( 512 )

利用常规观测资料、NCEP再分析资料和卫星云图产品，对2009年6月18—19日黑龙江省西南部地区的一次东北冷涡暴雨过程进行诊断分析，并利用WRF中尺度模式对暴雨过程进行数值模拟，分析产生暴雨的天气尺度和中尺度特征。结果表明：此次暴雨是由东北冷涡前部的暖湿切变造成的，鄂霍次克海阻塞高压阻挡使冷涡移动缓慢，使冷涡系统影响时间长，降水量增大。暖湿空气在切变处强烈辐合上升，为暴雨产生提供了动力条件；低空偏南急流为暴雨提供充沛的水汽条件，同时低层增温增湿使大气层结不稳定。低层强辐合区与高层强辐散区重叠，易产生强烈的上升运动，有利于深对流的发展和中尺度系统的生成及维持。暴雨是由暖锋云带中多个对流云团的发展移动造成的，地面中尺度切变线为暴雨云团的发展和维持提供了有利条件。数值模拟结果显示此次暴雨是由两次中尺度切变线先后在同一区域的发展和移动造成的；切变线上存在与暴雨关系密切的中尺度垂直环流。

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混合层的建立对一次强阵风天气过程的影响

汪靖, 赵玉洁, 吴振玲, 蔡子颖

2014 (4): 26-33.

摘要 ( 424 )

PDF(2557KB) ( 338 )

利用NCEP再分析资料和常规地面观测资料，分析混合层的建立对2012年3月23日天津地区强阵风天气过程的影响机理。结果表明：强气压梯度和强变压梯度的共同动力作用是地面强阵风形成的背景条件。强阵风出现在午后气温较高、湿度较低且地面气压较低的时段。午后深厚混合层内的干热对流使高空急流北侧下沉气流将动量下传至对流层中层后向近地面层进一步有效下传，导致地面阵风增大。深厚混合层的建立也是地面强阵风形成的一个重要原因。WRF模拟结果表明，局地混合层强度差异使高空动量下传产生局地差异，这可能是天津各地区阵风强度存在空间差异的重要原因。

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5个IPCC AR4全球气候模式对东北三省降水模拟与预估

崔妍,周晓宇,赵春雨,龚强,王颖,李倩,敖雪,房一禾,张海娜

2014 (4): 34-41.

摘要 ( 416 )

PDF(1259KB) ( 326 )

利用IPCC AR4中5个全球气候模式数据集和中国东北三省162个站降水实测资料，评估5个全球气候模式和多模式集合平均对中国东北三省降水的模拟能力，并对SRES B1、A1B和A2三种排放情景东北三省未来降水变化进行预估。结果表明：全球气候模式能较好再现东北三省降水的月变化，但存在系统性湿偏差；多模式集合平均能较好模拟东北三省年降水量的空间分布，但模拟中心偏北，强度略强，模式对东北三省夏季降水的模拟效果优于冬季降水；预估结果表明，三种排放情景下21世纪中前期和末期东北三省降水均将增多，21世纪末期增幅高于21世纪中前期，冬季增幅高于其他季节；就排放情景而言，SRES A1B和A2排放情景增幅相当，高于B1排放情景增幅；不同排放情景东北三省降水量增率分布呈较一致变化，A2排放情景下，增幅最显著的辽宁环渤海地区年降水量在21世纪中前期将增加7%以上，21世纪末期将增加16%。

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中国东部地区冬季气温与北极涛动的关系

雷杨娜,孙娴, 乐章燕

2014 (4): 42-48.

摘要 ( 430 )

PDF(1162KB) ( 362 )

利用NCEP/NCAR再分析资料、北极涛动（AO）指数序列及中国160个台站月温度资料，分析1951—2007年中国冬季气温与AO指数的变化特征及其相互关系。结果表明：1951—2007年AO与中国东部地区冬季气温基本呈正相关关系。中国东部地区冬季气温指数（IWT）与北极涛动指数（IAO）均逐渐增强，并有显著的年际和年代际变化，均存在准18 a的周期变化特征。从偏相关系数来看，在年际尺度上，西伯利亚高压对中国东部地区冬季气温的年际变化影响较大，而AO与冬季气温无显著相关关系；在年代际尺度上，AO对中国东部地区冬季气温的影响较显著，比西伯利亚高压影响大。东亚大槽偏弱时，中国冬季气温偏高，AO指数也偏高，反之则相反。在年际尺度上，东亚大槽对中国东部地区冬季气温的年际变化影响较大，而AO与冬季气温无显著相关关系；在年代际尺度上，AO和东亚大槽对中国冬季气温的变化影响均较显著。

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江西省冻雨垂直温度层结分析及预报

郑婧,许爱华,许彬

2014 (4): 49-56.

摘要 ( 564 )

PDF(1986KB) ( 374 )

利用1960—2013年江西省89个气象观测站常规观测资料，采用统计分析和插值处理方法，对江西106次冻雨过程垂直温度层结进行分析，并建立冻雨预报思路。结果表明：江西省冻雨发生通常伴随1000—850 hPa剧烈降温和700 hPa增温，925—700 hPa存在明显逆温。融化层是冻雨发生的必要条件，87.7 %样本融化层位于700 hPa，9.4 %样本融化层位于850 hPa；一般以1000 hPa温度<1.0 ℃、925 hPa和850 hPa温度<-2.0 ℃和700 hPa温度≥0.0 ℃作为江西冻雨预报的温度阈值标准，同时也应注意融化层位于850 hPa的情况。地面气温越低，越有利于冻雨形成，冻雨发生时最低气温为0.0 ℃以下，平均气温为1.0 ℃以下。冷暖空气持续在27°—28 °N交汇，且鄱阳湖以南至抚河流域平均气温＜1.0 ℃和最低气温＜0.0 ℃出现比其他地区多，造成该区域冻雨发生频次比其他地区明显偏多。另外，通过大气逆温层结、地面气温与冻雨的对应关系，建立基于模式资料和常规观测资料的自动诊断方法。

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华北地区雨季极端降水量的非均匀性特征

杨艳娟,李明财

2014 (4): 57-62.

摘要 ( 413 )

PDF(1601KB) ( 379 )

利用1957—2011年华北地区50个站日降水资料，分析极端降水量的集中度和集中期，探讨华北地区雨季极端降水的非均匀性特征。结果表明：华北地区极端降水量东南部大，西北部小；集中度也为东部大，西部小，即东部地区极端降水较集中，西部地区较分散。极端降水多出现在7月下旬，即华北的主汛期。极端降水量和集中度呈显著减小趋势，集中期减小趋势不显著。华北地区雨季极端降水量的集中度和集中期与同期极端降水量有较好的相关关系，极端降水量越多，极端降水出现越集中，且出现时间越晚；反之亦然。这种关系在环渤海湾地区最显著。分析京津唐地区极端降水发现，极端降水量及其集中度、集中期均呈显著减少趋势。京津唐地区极端降水量在20世纪90年代中期出现突变，90年代后，极端降水量明显减少，且更分散，集中期主要表现为提前。

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1971—2011年辽宁寒潮时空分布特征

阎琦, 陆井龙, 田莉, 崔锦, 李爽,杨青

2014 (4): 63-69.

摘要 ( 557 )

PDF(1243KB) ( 420 )

利用1971—2011年辽宁省58个常规观测站日最低气温资料，分析辽宁寒潮时空分布特征。结果表明：1971—2011年辽宁寒潮年平均频次空间分布存在两个大值中心，一个位于辽宁东北部地区，另一个位于辽西建平地区；11月大范围强寒潮出现最多。近41 a辽宁区域性寒潮在20世纪70年代出现最多，呈不显著的下降趋势；寒潮在10月中旬至翌年5月上旬均可出现，12月上旬至翌年2月下旬是寒潮集中出现时段，出现最多的是1月；区域性寒潮出现次数存在20、13、8a和4a的变化周期。影响辽宁区域性寒潮的主要天气形势有小槽发展型、横槽型和低槽东移型。寒潮物理量预报指标主要有：寒潮前至少有一日升温过程；500 hPa冷中心温度≤-40 ℃；地面冷高压主体中心气压为1050 hPa以上，分裂小高压中心气压为1030 hPa以上；500 hPa和850 hPa急流普遍为24 m.s-1和12 m.s-1以上；850 hPa辽宁附近等温线密集程度≥5条/10纬度；风向与等温线夹角基本大于60°。

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2011年春夏季节长江中下游旱涝急转可能成因

李明,祝从文,庞轶舒

2014 (4): 70-78.

摘要 ( 579 )

PDF(3186KB) ( 529 )

利用1980—2011年观测的降水和美国NCEP/NCAR大气再分析等资料，采用经验正交分解（EOF）和线性回归等统计方法，讨论了2011年发生在长江中下游地区春夏旱涝急转的成因。结果表明：该年1—5月持续的La Nina事件导致西北太平洋副热带高压位置位于125°E以东，西北太平洋副热带高压西北侧的西南风伴随的水汽通量无法达到长江流域，从而导致了2011年长江流域1—5月份的持续性干旱现象。伴随La Nina的减弱，6月份的青藏高原的感热明显增强，诱发西北太平洋副热带高压自东向西北方向移动到110°E，引导西南风水汽向长江流域输送，而青藏高原对流的加强和向东移动与来自西北太平洋副热带高压西北侧的西南气流在长江中下游地区的汇合导致了6月份长江中下游降水的急剧增加，从而形成了2011年长江中下游地区春夏季节的旱涝急转。

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黑龙江省延迟型低温冷害气候指标研究

李帅,陈莉,王晾晾, 万琳琳

2014 (4): 79-83.

摘要 ( 395 )

PDF(784KB) ( 347 )

针对影响黑龙江省农业生产的延迟型低温冷害，探讨前人提出的东北地区低温冷害气候指标在黑龙江省的适用性，借鉴前人经验，考虑玉米和水稻种植面积不断北扩等因素，确定黑龙江省延迟型性低温冷害气候指标的技术路线、判识临界值和计算方案。利用1961—2012年黑龙江省27个气象台站5—9月平均气温，以热量指数距平冷害判识指标为参照，考虑低温冷害指标与纬度、经度和海拔高度的密切关系，采用逐步回归法建立黑龙江省延迟型低温冷害气候指标；经过验证，表明该指标判识的低温冷害年与黑龙江省低温冷害的实际和发生规律相符，可作为监测指标；该指标所需数据量小，计算简便，具有实用性和推广价值；可采用该指标对黑龙江省低温冷害的历史发生规律进行分析。

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高寒地区冻土活动层变化特征分析

高峰,刘军, 倪长健,高永刚, 赵慧颖

2014 (4): 84-90.

摘要 ( 376 )

PDF(1259KB) ( 495 )

利用1960—2010年黑龙江省83个气象站的冻土和0 cm地温资料，采用线性回归和多项式回归方法，分析了黑龙江省冻土活动层的时空变化特征，揭示了黑龙江省五个典型气候区域最大冻土深度的变化趋势与特征，讨论了黑龙江省冻土活动层的影响因子。结果表明：黑龙江省冻土活动层冻结开始于9月份，至冬季3月份冻土深度达到最大值，8月份时冻土厚度接近于0 cm。由北向南，最大冻土深度逐渐变小，冻结开始时间逐渐推迟，融化结束时间逐渐提前。黑龙江省最大冻土深度均呈显著减小趋势，存在明显的退化趋势。从年代际变化上看，20世纪90年代前黑龙江省最大冻土深度变化不大，最大冻土深度较深，90年代后最大冻土深度呈显著减小趋势。高纬度地区地温低，在同等条件下冻土深度较低纬度地区大。

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热带气旋结构和强度变化研究进展

胡姝,孙立尹,李英

2014 (4): 91-98.

摘要 ( 486 )

PDF(505KB) ( 528 )

热带气旋结构和强度变化的物理过程和影响因子十分复杂，其登陆过程中海—陆—气三者之间的复杂作用常使其结构和强度发生突变，给热带气旋预报带来较大困难。近年来外场科学试验及数值模拟等科学方法都取得较大改进，在此基础上对热带气旋结构和强度研究取得了新的进展，如热带气旋强度突变及不同下垫面对热带气旋强度变化的影响等。但对热带气旋非对称结构对其强度的影响及热带气旋内部结构变化与其强度之间的联系等问题的研究仍不全面。本文通过查阅国内外相关研究文献，从环境气流、下垫面及内部结构3个主要方面，总结影响热带气旋结构和强度变化的主要因子，以期为改进热带气旋结构和强度的预报方法提供有意义的理论依据。

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基于Web-GIS的市县级农业气象业务服务系统研究

陈金华,吴文玉,杨太明,何彬方,王晓东

2014 (4): 99-104.

摘要 ( 427 )

PDF(1729KB) ( 405 )

加强市县级农业气象业务信息化与自动化建设，可有效提升直通式农业气象服务水平。本文面向基层气象为农服务需求，依托省级农业气象业务服务平台，构建基于Web-GIS市县级农业气象业务服务系统。系统首先应用ArcSDE技术，将省级农业气象业务服务平台输出的农业气象监测、灾害诊断和利弊影响分析等数据产品，转换为空间数据库；采用ArcGIS Server for Flex API开发技术，在浏览器端实现对农业气象数据产品的空间分析。通过拓展省级农业气象周年服务方案、农业气象指标库及农业气象灾害防御对策等知识库，构建农业气象知识库在线维护与服务平台。并基于Internet平台，为县级气象为农服务人员，提供基础数据统计分析及省、市、县三级农业气象业务服务产品共享等功能。系统基于B/S结构，便于推广应用，可为基层直通式农业气象服务提供重要技术支撑。

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辽宁北部典型流域水生态功能三级分区与水生态服务功能评价

王金龙, 李法云,吕纯剑, 魏冉,李崇

2014 (4): 105-112.

摘要 ( 385 )

PDF(1113KB) ( 339 )

流域水生态功能区划是水生态和水资源综合保护的重要前提和基础。在综合分析调查辽河流域辽北地区典型流域自然环境特征、水文数据、地理信息数据的基础上，结合辽河流域水生态功能一级、二级分区结果，建立水生态功能三级分区指标体系，对辽宁省辽河流域内清河、汎河流域进行水生态功能三级分区。结果表明：清河流域可分为7个水生态功能三级区，汎河流域可分为4个水生态功能三级区，水生态服务功能类型共划分为5类：生物多样性与生物栖息地维持功能，产品提供与农业生产功能，水源涵养与水文调蓄功能，人居保障与城市发展功能，水土保持与生态修复功能。水生态功能三级分区结果为辽河流域实施水生态综合管理提供了科技支撑，同时也为中国水生态功能分区技术规范的制定提供了科学依据。

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