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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

当期目录

    2017年, 第33卷, 第1期 刊出日期:2017-02-28 上一期    下一期
    论文
    上海地区辐射雾演变成因及模式预报
    朱佳蓉, 漆梁波
    2017 (1):  1-11.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.01.001
    摘要 ( 264 )   PDF(3097KB) ( 777 )  
    利用地面和高空气象观测资料、卫星云图及数值模式产品,对2015年11月29日至12月1日上海地区陆地及近海一次大雾过程的演变特征与生消成因进行了分析,并采用WRF模式和EC模式对此次大雾过程进行预报。结果表明:上海地区此次大雾过程主要由辐射降温造成的,具有强度大和近海雾持续时间长的特征,此次大雾过程大致分可为3个阶段,29日夜间陆地及近海辐射雾生成;30日白天陆地雾蒸发消散,近海大雾维持;30日傍晚后近海雾平流到沿岸并加强,直至12月1日上午大雾过程完全结束。低云云底不断下降和辐射降温冷却是此次大雾过程起雾时间较一般辐射雾更早的主要原因。近海雾区由于升温条件差且增湿条件较好,较难消散且持续时间长;当夜间近海雾区移向上海沿岸地区时,雾平流作用加上辐射降温再次导致局部地区出现强浓雾。华东区域WRF模式和EC高分辨模式均未能较好地预报出此次大雾过程,对大气低层湿度模拟效果较差可能是主要原因;在模式预报性能尚未达到业务需求之前,云图和近海自动气象站观测资料的综合分析对近海雾的临近预报至关重要。
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    辽宁地区一次暴雪过程低涡增强机制分析
    田莉, 阎琦, 陆井龙, 陈妮娜
    2017 (1):  12-18.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.01.002
    摘要 ( 244 )   PDF(2407KB) ( 645 )  
    利用常规气象观测资料和NCEP/NCAR再分析资料,对2015年2月15—17日辽宁省东北部地区一次暴雪天气过程的低涡增强机制进行了分析。结果表明:辽宁地区此次暴雪过程中850 hPa低涡增强最明显,绝对涡度平流项是高层正涡度变率的主要强迫项,散度项则是低层正涡度变率的主要强迫项;500 hPa冷平流增强强迫高层正涡度变率发展,造成涡度在垂直方向上分布不均匀,差动涡度平流增大,垂直上升运动加强,低层辐合加强,使低层涡度增强,低层低涡系统发展,低层低涡系统发展使干冷的西北气流、东北气流和来自黄海北部的东南暖湿气流在辽宁中部地区汇合,降雪加强。
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    回流与倒槽作用引发的内蒙古自治区两次暴雪天气过程分析
    马素艳, 张超, 史金丽
    2017 (1):  19-25.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.01.003
    摘要 ( 303 )   PDF(2966KB) ( 508 )  
    利用常规气象观测资料、NCEP再分析资料(1°×1°)、FY-2C卫星云图及呼和浩特多普勒天气雷达资料,从环流形势、物理量场及红外云图和雷达回波特征方面,对2015年11月5—6日和21—22日内蒙古自治区两次回流与倒槽作用引发的暴雪过程进行分析。结果表明:500 hPa 西风槽、700 hPa急流和切变线及地面倒槽是内蒙古自治区两次暴雪过程的主要影响系统,中尺度云团是造成两次暴雪过程的直接原因。700 hPa急流对暖湿空气的输送及强烈的水汽辐合为暴雪产生提供了充足的水汽,700 hPa急流越强且持续时间越长,降雪持续时间越长,降雪量也越大;系统性抬升为暴雪产生提供了动力条件,高低空急流耦合有利于上升运动加强,冷空气“楔入”构成低层冷垫,温度差异及其垂直切变导致动力锋生,锋面次级环流产生强烈的上升运动;暖湿气流在“冷空气楔”上爬升,“冷垫”与“暖盖”是暴雪产生的热力条件;最强降雪出现在锋区最强且开始减弱期间,暴雪区对应相当黑体温度低值中心(TBB≤220 K)、850 hPa水汽辐合中心及最大上升运动中心;基本反射率因子达30—35 dBz,可导致局部强降雪;径向速度图上零速度线呈“S”型结构,“牛眼”结构长时间存在可使降雪持续或加强。
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    天津地区一次回流降雪过程结构特征及发生机理分析
    何群英, 孙一昕
    2017 (1):  26-33.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.01.004
    摘要 ( 407 )   PDF(3156KB) ( 501 )  
    本文利用常规气象观测资料、美国国家环境预报中心再分析资料(NCEP)、天津铁塔、风廓线雷达及微波辐射计探测资料,对2014年2月6—7日渤海西岸天津滨海国际机场一次回流降雪过程的结构特征和发生机理进行了分析,重点讨论了此次回流降雪过程中两个降雪阶段边界层东风的性质和作用及上升运动的形成机制。结果表明:天津地区此次回流降雪过程可分为两个阶段,第一阶段降雪为2014年2月6日15:06—19:00,第二阶段降雪为7日凌晨00:25—15:46。2月6日降雪是发生在回流形势建立初期的弱降雪过程,低层的弱东风将海面上充沛的水汽输送至天津地区,同时配合偏东气流中的中尺度扰动,在2.0 km以下形成浅薄的辐合上升运动。2月7日降雪是中层的西来槽和低层冷空气共同作用的结果,以偏东路径南下的冷空气本来是较干的,由于经过渤海湾,使贴近海面(约600 m以下)的大气湿度明显增加,因此影响天津地区的偏东风为湿冷的,并在边界层内形成了一个明显的冷垫,当500 hPa高空槽移至天津地区时与边界层偏东风形成的冷垫相遇,暖湿空气沿冷垫爬升促进了上升运动的发展,同时槽前的西南气流也起到输送水汽的作用。
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    基于逐时降水站点资料空间插值方法对比研究
    许娈, 董美莹, 陈锋
    2017 (1):  34-43.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.01.005
    摘要 ( 251 )   PDF(28625KB) ( 340 )  
    自动站降水资料的格点化是目前气象业务及研究亟需解决的问题,空间插值方法是数据格点化最直接有效的方法。本文选取3个降水个例分别作为大范围强降水、大范围弱降水和局地强对流3种类型降水的典型代表,采用8种常用的插值方法,设计3组试验,通过交叉检验对比8种插值方法降水的插值效果及站点密度对插值效果的影响。结果表明:高密度站点试验表明(站点平均距离约为9.0 km),8种插值方法降水的插值效果依次为CR、IW、NN、LP、KR、TL、MQ和SP,8种插值方法之间的差异小于样本间的差异,即插值效果主要取决于站点的分布而不是插值的方法。低密度站点试验表明(站点平均距离约为30.0 km),大范围降水个例(包括大范围强降水和大范围弱降水)插值的均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)显著增大,不同插值方法之间的差异也增大;而局地强对流个例中,插值后均方根误差增大幅度较小,不同插值方法之间的差异较小。利用CR、IW和NN等3种插值方法开展站点密度敏感性试验,试验表明站点密度提高有利于减小降水插值误差,但站点平均距离达13.0 km甚至更密时,降水误差减小的趋势变缓。
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    基于模式相对湿度的降水概率预报方法研究
    储海, 漆梁波
    2017 (1):  44-50.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.01.006
    摘要 ( 273 )   PDF(1750KB) ( 919 )  
    本文采用EC数值模式预报结果与历史观测资料结合的方法,建立了一种基于模式确定性相对湿度预报制作降水概率产品的方法。通过对2012—2013年华东地区EC细网格模式大气相对湿度预报进行分类,将不同层次和不同湿度等级的大气进行分类采样,并统计各类别对应的历史降水概率,分析模式相对湿度与实际降水概率的分布特征,进而根据当前模式预报的相对湿度预报降水概率。采用ETS评分、Brier评分、可信度对比及个例分析方法检验2013年7月至2014年5月降水预报试验效果,结果表明:本文建立基于模式相对湿度的降水概率预报方法可较好的反映未来降水的分布,对天气尺度雨带的预报效果优于对流性降水;与EC模式相比,可有效降低空报现象;与传统集合概率预报相比,本文建立的降水预报方法可更好地反映实际降水的发生概率,降水概率产品能较好的指示降水发生的位置和可能性,具有较好的实际参考价值。
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    基于CUACE模式的合肥地区空气质量预报效果检验
    杨关盈, 邓学良, 吴必文, 霍彦峰, 翟菁, 于彩霞, 田磊
    2017 (1):  51-57.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.01.007
    摘要 ( 294 )   PDF(1235KB) ( 550 )  
    为了检验CUACE模式指导产品在合肥地区的预报性能,本文利用合肥地区PM2.5、PM10、O3监测资料对中国气象局下发的2014年3月至2015年2月合肥地区空气质量CUACE模式指导产品的预报效果进行了检验。结果表明:2014年3月至2015年2月合肥地区CUACE模式指导产品AQI和PM2.5浓度的预报值接近实测值,PM10浓度预报值略小于实测值,O3浓度的预报值明显偏大,但O3浓度的预报值与实测值相关性最好,AQI、PM2.5浓度和PM10浓度预报值与实测值之间的相关系数均为0.3—0.4。实测空气质量等级为良时,CUACE模式空气质量等级预报的TS评分最高,漏报率和空报率最小;实测首要污染物为PM2.5时,CUACE模式首要污染预报TS评分最高,漏报率和空报率最小。CUACE模式的预报性能并未随预报时效的延长而降低,CUACE模式指导产品总体预报效果较好,可为合肥市空气质量预报提供指导。
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    本溪市大气颗粒物变化特征及其与气象要素的关系
    李杨, 赵胡笳, 马雁军, 朱轶明, 李潇潇
    2017 (1):  58-65.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.01.008
    摘要 ( 248 )   PDF(628KB) ( 481 )  
    利用 2014年本溪市大气颗粒物质量浓度监测资料和风速、气温、相对湿度、气压等常规地面气象要素观测资料,分析了本溪地区大气颗粒物质量浓度的月、季变化特征及其与气象要素的相关性。结果表明:2014年7月和10月本溪市大气颗粒物质量浓度较高,5月和9月大气颗粒物质量浓度较低,6月和11月大气颗粒物质量浓度比值较高。夏季PM10质量浓度较低,平均浓度为115.1 μg·m-3;冬季PM2.5和PM1.0质量浓度较高,平均浓度分别为99.5 μg·m-3和86.1 μg·m-3。春季和冬季平均风速与大气颗粒物质量浓度的相关性最好,夏季和冬季相对湿度与大气颗粒物质量浓度的相关性最好。当ρ(PM2.5)≥200.0 μg·m-3时,ρ(PM2.5)与平均气温呈显著的正相关关系,相关系数为0.5288,ρ(PM2.5)与相对湿度的相关系数也高达0.6981,高温、高湿和小风等气象条件是本溪地区大气颗粒物高质量浓度事件发生的有利气象条件。
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    深圳市臭氧污染特征及其与气象条件的关系
    梁碧玲, 张丽, 赖鑫, 魏晓琳
    2017 (1):  66-71.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.01.009
    摘要 ( 361 )   PDF(1040KB) ( 813 )  
    利用2013—2015年深圳国家基本气象站的观测资料和11个国家环境监测点的O3监测资料对深圳市臭氧(O3)的污染特征及影响O3的气象条件进行了统计分析。结果表明:2013—2015年深圳市11个环境监测点均存在不同程度的O3超标现象,O3超标率为0.7%—11.9%,全市臭氧平均超标率为4.1%。深圳市O3污染呈内陆地区污染重、沿海地区污染轻的特点。深圳市秋季和冬季O3 污染较重,夏季O3 污染较轻。综合气象条件是深圳市O3污染变化的重要因子,有利于O3污染的气象条件为较高的温度、充足的日照、干燥、无雨及弱风。
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    珠海市夏季高温天气气候特征及2014年异常高温天气环流分析
    刘金丽, 李娇
    2017 (1):  72-79.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.01.010
    摘要 ( 242 )   PDF(1665KB) ( 568 )  
    利用1976—2014年珠海国家气象站常规地面气象观测资料、自动气象站观测资料和NCEP再分析资料,对珠海市夏季高温气候特征及2014年异常高温天气的环流特征进行了分析。结果表明:20世纪80年代末珠海市夏季高温日数开始逐渐增多,东部地区(香洲)高温日数多于西部地区(斗门);但进入21世纪,西部地区高温日数明显增多。珠海市极端最高气温呈显著增加的趋势,且西部地区极端最高气温上升速率较东部地区快。珠海市夏季高温天气特征与珠海城市海陆分布和城市化发展阶段有关,近海且城市化发展成熟的东部地区高温天气不明显,而城市化处于发展阶段且靠内陆的西部地区高温天气明显。珠海市高温天气环流型可分为3种,分别为西太平洋副热带高压(脊)控制型、热带气旋控制型及副热带高压(脊)和热带气旋共同控制型,其中第三种环流型高温天气出现频次最多。2014年夏季副热带高压西伸脊点偏西、强度偏强及脊线位置偏南,造成珠海市出现异常高温天气。
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    2013年浙江省夏季异常高温天气特征及其成因分析
    张小泉, 王文, 傅帅
    2017 (1):  80-86.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.01.011
    摘要 ( 402 )   PDF(2140KB) ( 663 )  
    本文利用常规气象站观测资料及欧洲数值预报中心ERA-Interim(0.75°×0.75°)再分析资料,对2013年浙江省夏季异常高温天气的特征及其成因进行了分析。结果表明:2013年夏季浙江省出现了自1951年以来最严重的一次高温天气,7—8月全省平均气温、高温日数和极端最高气温均为1951年以来的最高纪录;梅雨期偏短,台风影响程度小,是浙江省此次高温天气发生的背景。浙江省此次高温天气的6个阶段中,第四个阶段高温持续时间最长和强度最强。浙江省此次异常高温天气主要是由于夏季偏强偏西的副热带高压和偏强偏东的南亚高压控制浙江地区的高低层,受下沉气流影响,对流活动受到抑制;极涡中心位置偏向北美北部地区,冷空气偏弱,中高纬度地区低压槽相对浅薄,不利于冷空气深入南下,副热带高压7月中旬开始稳定维持在长江中下游地区,并在8月上旬形成带状高压坝,使冷暖气流辐合偏北,降水落区偏北;西风急流位置偏北,影响副热带高压西伸,导致高温区受下沉气流影响增温。
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    华南前汛期印度洋海温异常与海南岛降水的关系
    程守长, 胡德强, 杨扬, 柯元惠, 陶丽
    2017 (1):  87-92.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.01.012
    摘要 ( 260 )   PDF(1281KB) ( 479 )  
    利用1969—2013年海南岛7个基本气象观测站前汛期(4—6 月)的月降水观测资料、NCEP/NCAR再分析资料和HadISST海温资料,分析了华南前汛期印度洋海温异常与海南岛降水的联系,并利用ECHAM5对印度洋海温与海南岛降水的关系进行了敏感性实验。结果表明:1969—2013年海南岛前汛期降水时段主要集中在5—6月,降水极大值分布在海南岛东部及北部地区。华南前汛期印度洋海温与海南岛降水存在显著的负相关关系,印度洋海温异常增暖,对应较弱的印度季风和赤道太平洋地区较强的东风异常,导致西北太平洋及南海北部存在异常的反气旋环流,不利于海南岛对流发展,同时反气旋南侧的异常东风不利于孟加拉湾水汽的输送,使海南岛降水偏少,反之亦然。数值模拟实验表明,印度洋海温异常增暖有利于西北太平洋低层反气旋的维持和发展,导致海南岛在华南前汛期降水偏少。
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    黄淮海平原典型冬小麦农田生态系统能量平衡研究—以封丘地区为例
    李国栋, 史桂芬, 吴东星, 张茜
    2017 (1):  93-100.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.01.013
    摘要 ( 189 )   PDF(779KB) ( 443 )  
    本文以位于黄淮海平原的中科院封丘农业生态试验站冬小麦农田生态系统为研究对象,基于2013年10月至2014年6月涡度相关和自动气象站观测资料,利用涡度相关法和相关性分析法对黄淮海平原典型冬小麦各生育期的能量平衡特征进行了分析,揭示冬小麦农田环境气象要素与各分支通量之间的相关关系。结果表明:黄淮海平原典型冬小麦各生育期能量分配的特征不同,出苗期潜热仅占净辐射的40%,拔节期和抽穗期潜热占净辐射的比重均高达80%以上,其他生育期潜热占净辐射的比重均为55%以上。播种期和出苗期显热通量占净辐射的比重最大,均可达50%以上;分蘖期及其后生育期显热通量占净辐射的比重均为35%及以下,拔节期和抽穗期显热通量占净辐射的比重最小,仅为10%左右;随着冬小麦的生长,显热通量占净辐射的比重基本呈下降的趋势。冬小麦各生育期土壤热通量的区别不明显,越冬期土壤热通量占净辐射的比例为15%,其余各生育期土壤热通量占总能量的比例均为10%以下。冬小麦各生育期的能量闭和度均较高,出苗期能量闭合度为83%,分蘖期能量闭合度为90%,返青期以后生育期的能量闭合度均为90%及以上。2013—2014年封丘地区冬小麦各生育期气温与各通量之间呈正相关关系,相对湿度与各通量之间呈负相关关系;冬小麦生育期土壤温度与土壤热通量之间的相关系数为0.5左右,土壤温度与净辐射、潜热、显热之间无显著相关性;土壤含水量在冬小麦播种期、返青期与各通量的相关系数均为-0.5,其他生育期土壤含水量与各通量无明显相关性。
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    快报
    2004—2013年中国气象灾害损失特征分析
    赵珊珊, 高歌, 黄大鹏, 何文平
    2017 (1):  101-107.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.01.014
    摘要 ( 267 )   PDF(1346KB) ( 1179 )  
    利用2004—2013年中国气象灾害的灾情资料,采用无量纲化法和归一化法构建了气象灾害综合损失指数,对中国各种气象灾害综合损失的分布特征进行了分析。结果表明:2004—2013年除直接经济损失外,中国气象灾害造成的死亡人口、受灾人口和农业受灾面积、绝收面积及直接经济损失占国民生产总值的比例均呈减少的趋势。暴雨洪涝和干旱灾害是影响中国最主要的气象灾害,暴雨洪涝灾害造成的死亡人口和直接经济损失最多,干旱灾害造成的农业受灾面积和受灾人口最多。暴雨洪涝灾害在长江流域影响较重,干旱灾害在西南地区及内蒙古自治区和黑龙江地区影响较重,中国东南沿海为台风灾害影响严重的地区,局地强对流灾害严重影响华北和黄淮地区,低温冷冻害主要影响长江流域地区。中国中东部地区为气象灾害综合损失严重的地区,其中四川、湖南及湖北地区气象灾害综合损失较重。
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    简报
    不同发育期的干旱对华北地区夏玉米生长发育及产量的影响
    徐英, 李曼华, 李辉, 姜鹏
    2017 (1):  108-112.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.01.015
    摘要 ( 221 )   PDF(503KB) ( 554 )  
    以“郑单958”为试验材料,分别在夏玉米出苗—拔节期和出苗—抽雄期进行土壤水分控制试验,研究不同发育期不同程度干旱对华北地区夏玉米生长发育及产量的影响。结果表明:不同发育期的干旱对华北地区夏玉米的生长发育均具有抑制作用,具体表现为株高变矮、叶面积降低及干物重减少等。与对照T5处理相比,T1处理的玉米,株高偏矮33.5%,叶面积指数下降60.7%,果穗长、穗粒数、百粒重分别下降了18.3%、54.7%和22.5%;与对照T5处理相比,T3处理的玉米,株高偏矮35.8%,叶面积指数下降58.8%,果穗长、穗粒数、百粒重分别下降了24.1%、58.9%和24.4%。可见,干旱灾害是制约华北地区夏玉米高产的一个关键因子,干旱程度越重,持续时间越长,对玉米干物质积累和产量影响越大。
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