气象与环境学报

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晴天地表总辐射和净辐射瞬时值计算方法

孙治安, 刘晶淼, 曾宪宁, 梁宏

2014 (2): 1-13.

摘要 ( 635 )

PDF(1710KB) ( 502 )

以较为精确的大气辐射传输模式为基础，研制出晴天地表总辐射和净辐射瞬时值的计算方案。与以往的经验计算方法不同，该方案将辐射传输带模式的思路引入地面太阳辐射计算，并尽可能将大气中吸收和散射物质对太阳辐射的影响考虑进去，从而使该方法具有较好的精确性和普适性。在此基础上采用了Kokhanovsky等人提出的大气气溶胶反射率和透过率参数化方案，使得气溶胶对地面总辐射和净辐射的影响得到较好的处理。采用的自变量都是数值预报模式或卫星观测能提供的气象要素，因此该方案即可用于数值预报模式或陆面过程模式计算地表辐射平衡,又可以利用卫星观测或再分析资料估算地面太阳能资源分布。利用美国能源部三个大气辐射观测站点2005年全年的观测资料及欧洲宇航局提供的卫星反演气溶胶资料对计算方案进行了检验。结果表明，该方法十分精确，所有点的平均相对误差都小于6%，误差的均方差都小于0.3 W •m^-2。

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2011年长江中下游梅雨特征及成因分析

娄小芬,罗玲,孔照林

2014 (2): 14-22.

摘要 ( 393 )

PDF(2646KB) ( 412 )

利用NCEP2.5°×2.5°再分析资料、NOAA的OLR资料、常规观测降水资料以及历史梅雨特征指数等资料，系统地分析了2011年梅汛期南亚高压、副热带高压、季风和对流系统等的演变特征，以揭示2011年梅雨期降水异常的成因。分析表明： 2011年入梅和出梅均偏早，旱涝急转迅速，降水集中，梅雨总量异常偏多；南亚高压和西太平洋副热带高压北跳、500 hPa西风带环流的调整、西南季风北涌至长江流域的时间均早于常年是2011年入梅偏早的原因。ITCZ的北抬伴随强热带风暴“米雷”北上引起副热带高压的北抬东退是出梅偏早的主要原因；南亚高压和副热带高压位置和强度迅速调整，同时中高纬度环流也快速调整，西南季风和水汽输送也由弱转强，使得长江中下游地区由受冬季风控制迅速转为冷暖气流的汇合地，且此期间大气层结不稳定，降水强度大。以上原因导致该区域出现迅速的旱涝急转；梅雨期间，西太平洋副热带高压和高空西风急流稳定偏强，强盛的季风涌、中高纬度冷空气和青藏高原对流扰动东传的有利配置导致了2011年梅雨总量异常偏多。

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GRAPES-EPS系统的初值生成方法与对比试验研究

王太微,陈德辉, 吴曼丽

2014 (2): 23-30.

摘要 ( 351 )

PDF(3826KB) ( 366 )

介绍了增长模繁殖法（BGM）和集合转化卡尔曼滤波法（ETKF）两种不同的模式初始扰动方法的基本原理，并以GRAPES中尺度模式为基础，利用两种初始扰动方法构建了两套中尺度集合预报系统。通过圣帕台风的个例试验，对比两种初始扰动生成方法对降水预报结果的影响。结果表明：两种方法均可以很好的捕捉到中尺度强降水的过程信息，集合平均结果优于控制预报，并在一定程度上改善了对强降水的落区和强度的预报；从邮票图和对集合预报系统的检验参数上来看，ETKF的集合离散度和特征值分布好于BGM方法，但对于降水结果TS等的评分的比较上来看，BGM的预报结果要优于ETKF的预报结果；另外，BGM方法和原理更简单，易于实现业务应用。

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廊坊市回流型强降雪天气及预报指标分析

许敏,刘艳杰, 王洁,孙艺桃

2014 (2): 31-37.

摘要 ( 355 )

PDF(2066KB) ( 304 )

统计了1990—2009年间降雪资料的基础上，运用历史天气图、micaps资料以及NCEP再分析资料，对回流型强降雪个例进行了详细分析，总结了华北回流型强降雪天气的普遍特征，通过对回流形势和廊坊及上游沿线测站高低空物理量特征的诊断分析，归纳出一些适合廊坊本地的预报指标，并通过初级模型的建立进一步提高当地强降雪预报的准确率。结果表明：回流降雪过程500 hPa高空形势可分为两类：两槽一脊型和多波动型；地面图上亚欧东部基本呈“北高南低”或“东北高西南低”的形势，高压中心的平均强度可达1045.5 hPa。廊坊地面风的上游即渤海西岸为显著的北到东风，当风速达到5 m·s^-1以上时要注意强降雪的发生。

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丹东冬季降水相态判据研究

高松影,李慧琳,宋丽丽,赵婷婷,徐璐璐

2014 (2): 38-44.

摘要 ( 351 )

PDF(832KB) ( 304 )

利用丹东1979—2012年10月至翌年4月逐日降水、天气现象、高空探空资料及NCEP0.5°×0.5°（部分2.5°×2.5°）再分析资料，对丹东地区冬季不同相态降水气候及大气层结特征进行了统计分析, 并对不同相态降水典型个例进行了分析。结果表明：丹东地区虽地处北方，但冬季降水相态多样。在秋冬、冬春过渡和严冬不同时段，大气不同层结不同相态降水气温阈值范围不同，建立了丹东冬季不同大气层结降水相态判据。大气不同层结前期特别是近地面层气温背景与不同相态降水的发生与转换关系密切，可为动态预报降水相态提供了参考。850 hPa及以下中低空温度条件对冬季降水相态形成至关重要，850 hPa的0℃线能较好区分雨和雪区大致范围，925 hPa的0 ℃线能较好区分雨夹雪和雪以及雨夹雪和雨大致范围。

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基于地基GPS遥感的大连地区大气水汽总量变化特征

黄艇, 黄振, 朱晶,梁宏, 张建国

2014 (2): 45-50.

摘要 ( 326 )

PDF(1122KB) ( 383 )

基于大连地区地基GPS综合观测网遥感反演了大气水汽总量（PWV），分析了大连地区PWV空间变化、逐月变化和日变化特征以及PWV变化与降水的关系，并利用大连本站2005—2011年的探空资料拟合了大连地区地面温度和大气加权平均温度的关系。结果表明：大连本站的PWV与探空积分的水汽含量相关系数达到0.988，均方根误差为2.5 mm。大连地区PWV南北分布比较均匀；PWV最大的月份为7—8月，最大月平均值约40 mm，PWV最小的月份为1月，最小月平均值小于4 mm；大连地区PWV春季和冬季日变化幅度约0.5 mm，夏季和秋季日变化幅度约1.3 mm。夏季和秋季的PWV日变化呈单峰型，春季和冬季的PWV日变化呈多峰型；在降水发生前8 h 大气水汽总量有明显增加过程，对降水的发生有指示作用。

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2001—2011年西宁市空气质量特征及其与气象条件的关系

祁栋林, 张加昆, 李晓东, 魏鸿业, 王力,马明亮,孔维强, 肖宏斌, 张娟

2014 (2): 51-59.

摘要 ( 444 )

PDF(945KB) ( 506 )

利用2001—2011年西宁市城市空气质量日报资料，研究西宁市区域性污染特征，并结合气象资料对空气质量变化特征和影响因素进行了分析。结果表明：西宁市空气污染以可吸入颗粒物为主要污染物，空气质量状况以优和良居多；空气质量季节变化特征明显，春季空气质量最差，其次是冬季和秋季，夏季空气质量最好，冬春季空气质量不稳定，夏秋季空气质量较稳定; 空气质量年变化幅度大，供暖期API指数明显高于非供暖期；沙尘影响指数呈现下降趋势；从年际变化来看，空气质量已经有了明显改善；气象要素对大气污染物有制约关系，其中起主要作用气象因子为沙尘日数、降水量、相对湿度和气温；可吸入颗粒物长距离输送是西宁市冬春季重污染现象的主要原因，来源于新疆、甘肃西北部、内蒙古中西部及本省西北部的柴达木盆地。

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沈阳两次降水过程中能见度的变化特征

赵胡笳,马雁军,赵明,朱轶明,李潇潇

2014 (2): 60-66.

摘要 ( 414 )

PDF(1242KB) ( 339 )

利用2011年7月29-31日，8月27-29日沈阳大气成分观测站的能见度资料，统计分析了能见度与降水强度、PM₁₀、PM _2.5、PM_1.0质量浓度、风速、相对湿度等气象要素的相关性。结果表明: 7月29-31日降水过程特点为个别时间内降水量较大，8月27-29日降水过程特点为持续几个小时都有较大降水量；7月29-31日和8月27-29日降水过程中，初期降水对PM的湿清除效果较好，后期随着降水强度的增加，能见度有所降低；7月29日0时-31日23时期间内，PM质量浓度在降水过程中出现5 μg•m^-3左右的低值是因为降水和较大风速的双重作用，而8月27日0时-29日23时期间内的降水过程中，风速较稳定，PM质量浓度的改变量相对较小；7月29日-31日和8月27日-29日降水过程中，平均风速与PM₁₀、PM_2.5、PM _1.0的变化趋势均呈反相关，较高的相对湿度有利于PM质量浓度的上升；7月29-31日和8月27-29日降水过程中，能见度与PM _2.5/PM₁₀、PM _1.0/PM₁₀的比值变化趋势均呈明显的反相关。随着颗粒物粒径的减小，其与能见度的相关性逐渐增加。

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东亚沙尘源区与下游地区气溶胶光学特性比较

郑玉琦,于兴娜, 项磊, 登曾然登, 德庆央宗

2014 (2): 67-73.

摘要 ( 312 )

PDF(1010KB) ( 118 )

利用AERONET观测资料从气候学的角度比较分析了2001—2011年东亚地区沙尘天气发生时沙尘源区和下游区大气气溶胶光学特性。结果表明：沙尘期间沙尘源区气溶胶光学厚度明显大于下游区，而Angstr?m波长指数却小于下游区，当沙尘暴出现时会降至零甚至负值。气溶胶粒子尺度体积谱分布除敦煌为单峰外，其余各站均呈双峰分布，香河和北京的细粒子浓度明显大于西北地区，这可能是由细的沙尘粒子和污染气溶胶共同造成。在440—1020 nm范围内，中国地区气溶胶单次散射反照率平均值为0.93，韩国和日本站分别为0.93和0.94。沙尘源区与下游区相比，复折射指数实部偏大，虚部偏小。总体来说，沙尘天气下东亚地区在4个波段内平均不对称因子为0.70。

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山西省阳泉市城市热岛效应特征分析

李润春,崔建国,牛俊玫,李兴,岳凯杰,王晓敏

2014 (2): 74-80.

摘要 ( 429 )

PDF(1231KB) ( 449 )

利用1972－2011年阳泉市3个国家级气象站资料、2011年36个乡镇区域自动站气温资料，分析了阳泉市城市热岛效应的年际变化、季节变化、月变化和日变化特征。结果表明：阳泉市存在弱的城市热岛效应，1972－2011年平均热岛强度0.554 ℃。阳泉市城市热岛强度整体呈显著上升趋势，热岛强度的增加主要是由于夏季热岛强度的增强；热岛强度冬、秋季强，春、夏季弱；12月最强，5月最弱；热岛强度日变化表现为12时最小，从傍晚开始随降温逐渐增大，到早晨气温降到最低时最大，日出之后迅速减小；2008－2011年最强热岛强度出现在2010年1月14日08时，达7.9 ℃。阳泉在升温天气热岛强度变幅增大，易在早晨形成较强城市热岛，下午形成城市冷岛；降温天气热岛强度变幅减小；温度变化较小时则易维持弱的城市热岛。阳泉市主要城市发展因子与霾日数、气温呈显著正相关，在目前的经济发展水平条件下，阳泉市城市化发展可能使城市温度增高，城市绿地面积的增加可能对热岛效应有缓解作用。

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中国黑戈壁地区气候变化特征

咸迪, 郑新江, 李雪,李永华

2014 (2): 81-87.

摘要 ( 428 )

PDF(1317KB) ( 363 )

利用1959—2011年黑戈壁地区12个气象站的年平均气温、年降水量、年平均地面风速、年大风日数和年沙尘暴日数，采用气候趋势法分析了黑戈壁地区气候变化基本特征，并与荒漠化地区气候变化数据相比较。结果表明：黑戈壁地区年平均气温增温速率为0.34 ℃/10 a，高于0.25 ℃/10 a的荒漠化地区；年降水量增长率为1.33 mm/10 a，略小于荒漠化地区1.66 mm/10 a的年降水量增长率；年地面风速减小率为-0.10 m·s^-1/10 a，不如荒漠化地区-0.14 m·s^-1/10 a的值；年大风日数减少率为-1.83d/10a，远不如荒漠化地区-3.44 d/10 a的值；年沙尘暴日数减少率为-1.83 d/10 a，比荒漠化地区-1.77 d/10 a的减少率略明显。Mann-Kendall方法检验表明，除年降水量外，其他气候因子只有一个突变点。不同气候因子的空间分布是不同的。

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辽宁水稻主产区稻瘟病发生特征分析

赵先丽,刘志恒,纪瑞鹏,张淑杰,蔡福, 程海涛,张玉书, 刘明

2014 (2): 88-92.

摘要 ( 428 )

PDF(1116KB) ( 387 )

利用1999—2012年辽宁省8个水稻主产区（17个观测点）的稻瘟病资料，分析辽宁省水稻主产区稻瘟病的发生特征及发展趋势。结果表明：2001年、2003年和2010年辽宁地区水稻产量显著下降，水稻生产受稻瘟病影响较大。2011年辽宁水稻种植主要集中在沈阳、盘锦、铁岭、辽阳、丹东和营口地区，其余地区也有少量种植。2001年辽宁稻瘟病（主要为穗颈瘟）发生严重，发病率为27.7 %。稻瘟病主要在新宾和清原发生严重，平均发病率分别为17.0 %和16.4 %。辽宁不同熟期水稻以中早熟品种稻瘟病发生严重，平均发病率为10.1 %。辽宁不同区域以辽东地区水稻稻瘟病发生严重，平均发病率为11.2 %。

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天线座水平度对目标定向影响的解析分析

张维全,张岳,李洋,赵姝慧,王吉宏,袁健,班显秀

2014 (2): 93-100.

摘要 ( 329 )

PDF(825KB) ( 491 )

本文定义了在天气雷达天线座水平度数值非0条件下的“实用坐标系”，并给出了该坐标系与“理想坐标系”之间的解析关系；在此基础上通过严格数学分析，给出了天气雷达探测目标的方位、仰角在“实用坐标系”中的读数与其在“理想坐标系”中对应的方位、仰角数值之间的多元函数关系；定义了方位误差分析函数、仰角误差分析函数，并利用所定义的误差分析函数对天气雷达天线座水平度数值如何影响目标定向进行了深入的解析分析。结果表明：仰角读数在45°以下，天线座水平度引起的方向定位误差不会大于天线座水平度自身的数值；当仰角读数大于45°后，天线座水平度引起的方向定位误差将迅速增大。尤其在接近天顶的空间区域，天线座水平度引起的方向定位误差可达天线座水平度数值本身的百倍以上。

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农业气象服务效益评估方法研究

张钛仁, 匡晓燕, 潘双迪,方立清

2014 (2): 101-106.

摘要 ( 568 )

PDF(537KB) ( 568 )

科学、准确的对我国农业气象服务效益进行评估和分析，对政府和企业正确决策，提高农业气象防灾减灾能力，具有重要的作用和意义。结合农业气象服务的特点，采用剂量-反应分析和德尔菲法相结合的研究方法，研究提出了农业气象服务效益评估模式。该评估模式以典型单位的气象服务贡献率的实际测定值为参考值，运用专家评估法，由农业专家估测出气象服务在该农业生产中的贡献率，以此为基础分析评估出农业气象服务效益值。应用这一评估模式，对河南省农业气象服务效益进行了实证分析评估。结果表明，种植业气象服务贡献率为6.90 %，而后依次是牧业4.20 %、林业3.93 %、农林牧渔服务业3.36 %和渔业2.90 %。同时，分析研究了2007年以来，河南省农业气象服务效益的动态变化，研究表明，气象服务效益值随着农业产值的增加而不断提高，从2007年128.27亿元攀升至2010年191.65亿元，年均增速达到14.32 %。河南省农业气象服务平均贡献率保持在5.60 %—5.90 %之间，这一比率远高于全国，由此也说明了农业气象服务对河南省农业生产的重要作用。

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基于水生态功能分区的寇河水系水环境容量研究

吴松羽,胡成

2014 (2): 107-111.

摘要 ( 301 )

PDF(664KB) ( 304 )

河流水环境容量是实行污染物排放总量控制的理论依据，也是河流水环境管理的科学基础。本文采用综合标识指数法识别河流水质污染状况及主要污染指标，对寇河水系水生态功能分区进行水质评价，水生态功能分区是基于对流域水生态系统的区域差异的研究而提出的一种分区方法；采用一维稳态水质模型模拟河流水质变化规律，并结合线性规划模型，计算寇河上游水生态较高功能区、寇河中游水生态较低功能区、南城子水生态较高功能区的COD_Cr和NH₄-N的水环境容量。结果表明：寇河上游水生态较高功能区COD_Cr和NH₄-N的水环境容量分别为852.22 t·a^-1、47.96 t·a^-1；寇河中游水生态较低功能区COD_Cr和NH₄-N的水环境容量分别为410.33 t·a^-1、23.09 t·a^-1；南城子水生态较高功能区CODCr和NH4-N的水环境容量分别为25.23 t·a^-1、1.58 t·a^-1。

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