气象与环境学报

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基于多模式2015年江西省汛期区域性暴雨的检验

孙素琴, 郑婧, 金米娜, 吴静, 李葳

2017 (2): 1-7. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.02.001

摘要 ( 253 )

PDF(898KB) ( 417 )

利用24 h降水实况资料和高空实况形势场资料、ECMWF模式形势场预报资料及ECMWF、JMA、T639模式降水预报资料，对2015年江西省汛期（4月上旬至7月上旬）区域性暴雨的时空分布特征进行分析，并对2015年江西省汛期区域性暴雨的影响系统和降水预报结果进行了短期主观检验，对比分析了ECMWF、JMA和T639等3种数值模式对江西省区域性暴雨系统预报的效果。结果表明：ECMWF模式对江西省汛期暴雨天气系统的调整和演变具有一定的预报能力，如对副热带高压和西南急流的预报；但随着预报时效增加，预报误差增大。ECMWF模式预报的48 h和72 h副热带高压强度较实况明显偏弱，预报的副热带高压西脊点位置偏东，随着季节转变预报的副热带高压强度明显偏弱，其中24 h预报的准确率较高。ECMWF模式对高空槽的预报基本准确；ECMWF模式对切变线移动的总体预报效果较好，72 h预报的切变线移动偏慢；ECMWF模式对700 hPa西南急流强度的预报易偏弱，对850 hPa和925 hPa西南急流的预报易偏强；ECMWF模式预报的急流轴位置多数偏北；ECMWF模式对低层比湿的预报较实况偏强。随着预报时效临近，ECMWF、JMA和T639等3种数值模式对江西省汛期区域性暴雨的预报具有较强的调整能力；JMA模式预报的暴雨与实况最接近，表现出对雨带分布具有较强的预报性能，但对降水量级预报偏弱；ECMWF模式对降水强度的预报性能较好，预报的降水分布总体偏北；T639模式预报的主雨带范围较实况偏大，3个模式均存在对暴雨以上量级降水漏报的问题。

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2015年湖北省梅雨期一次暴雨过程对流云活动分析

张端禹, 崔春光, 徐明, 王婧羽, 胡昌琼

2017 (2): 8-17. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.02.002

摘要 ( 350 )

PDF(2955KB) ( 553 )

利用常规与加密气象观测资料、FNL再分析格点资料及FY-2G卫星云顶亮温（Temperature of Black Body，TBB）观测资料，对2015年7月14—15日湖北省梅雨期一次连续暴雨过程对流云活动的环境条件和导致短时强降雨的对流云影响方式进行了分析。结果表明：500 hPa位于西风槽前、850 hPa风场辐合、温度露点差较小及850—500 hPa暖平流为有利于湖北省对流云活动的环境条件。当天气尺度暖输送带云系在江南西部至长江中游地区建立，且低层暖切变线同时出现在湖北地区上空时，降雨明显增幅；当暖输送带云系明显东移后，湖北地区暴雨过程结束。当暖输送带位于湖北地区上空时，850 hPa相当位温平流项和对流项均为较大正值，且对流项大值区出现在平流项大值区的南侧。短时强降雨主要发生在降雨盛期，是构成湖北地区暴雨的重要组成部分。湖北省短时强降雨的4种对流云影响方式分别为对流云团西边界、深对流云团中心区、对流云串“列车效应”及对流云合并加强；其中，受对流云西边界、深对流云中心区或云团串影响的短时强降雨发生次数较多，受深对流云中心区和对流云合并加强影响的短时强降雨平均降雨量较大。

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同化GPS可降水量资料在安徽地区暴雨预报中的应用

何志新, 江杨, 张苏, 姚叶青, 邱学兴

2017 (2): 18-27. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.02.003

摘要 ( 330 )

PDF(3377KB) ( 551 )

利用2014年5月10日 08时和5月24日 08时的中国GPS（Global Positioning System）可降水量资料、地面气象观测资料及探空资料，基于WRF（Weather Research Forecast）模式及其三维变分同化系统对安徽地区2014年5月10日区域性暴雨过程和5月24日局地性暴雨过程进行了同化研究。结果表明：同化GPS水汽资料能较好地改善WRF模式的湿度场，对风场的调整较小；同化探空资料和地面常规气象观测资料可以同时调整湿度场与风场，但对湿度场的改善效果明显不如同化GPS水汽资料。仅同化GPS可降水资料，可以改进暴雨落区和强度的WRF模式模拟预报效果；而同化探空资料和地面常规气象观测资料对暴雨落区与强度预报的改进效果低于仅同化GPS水汽资料；同时同化地面常规气象观测资料、探空资料和GPS可降水资料对暴雨强度与落区的预报效果改进明显，与实况更接近，暴雨预报的TS评分更高，空报率更低。

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上海地区两次强对流天气过程灾害成因及预警研究

刘飞, 肖鹏, 黄宁立, 方哲卿, 谢潇

2017 (2): 28-36. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.02.004

摘要 ( 359 )

PDF(2574KB) ( 804 )

对2014年8月24日和9月1日上海地区两次强对流灾害天气过程的环流背景、动力条件及水汽条件、不稳定层结、多普勒雷达观测等方面进行了对比分析，研究两次强对流过程的成因，并对强对流天气进行了预报预警。结果表明：上海地区8·24过程和9·01过程均发生在副热带高压边缘，均有明显的低空急流输送，两次强对流过程预报的开始时间均较实况偏早。8·24过程为槽前型强对流过程，冷锋前飑线和中尺度阵风锋造成强雷电天气。9·01过程为低涡东移型强对流过程，造成了暴雨天气。槽前型强对流过程高层为强辐散，低层为强辐合，有利于强雷暴的产生；低涡东移型强对流过程湿层深厚，降水时间长有利于产生暴雨。垂直风切变趋势预报对雷暴维持和加强具有较好的指示作用。槽前型强对流过程伴随强垂直切变配合，产生区域性强雷暴；低涡东移型强对流过程垂直切变较弱，产生区域性对流暴雨。槽前型对流系统影响时间短，需重点分析地面中小尺度低压辐合区的发展，低涡东移型强对流过程的降水起始时间与暖区对流性降水有关。

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1960—2014年辽宁省汛期暴雨气候特征

吴琼, 赵春雨, 牛丹, 晁华, 张志恒, 王大钧, 徐方姝

2017 (2): 37-43. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.02.005

摘要 ( 297 )

PDF(1775KB) ( 435 )

利用1960—2014年辽宁省54个国家气象站逐日降水观测资料，对近55 a辽宁省汛期（6—9月）暴雨日数和暴雨强度的时空变化特征进行了分析。结果表明：1960—2014年辽宁省暴雨集中出现在汛期（6—9月），其中尤以7—8月暴雨出现最多，7—8月暴雨总量占年暴雨总量的72%。近55 a辽宁省汛期暴雨日数呈由东南部地区向西北部地区减少的分布，暴雨强度则自沿海地区向内陆地区减小；辽宁省汛期持续性暴雨主要为连续2 d的暴雨过程，暴雨发生次数不同区域差异较大。1960—2014年辽宁省汛期平均暴雨日数、暴雨强度和暴雨范围均无明显变化趋势，汛期暴雨日数和暴雨强度序列主要变化周期均为12 a，在20世纪90年代二者还存在显著的2 a变化周期。

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基于分段三次样条函数逐时气象资料模拟方法研究

朱业玉, 宋丽莉, 姬兴杰, 孟寒冬, 李凤秀, 罗璇

2017 (2): 44-52. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.02.006

摘要 ( 322 )

PDF(1003KB) ( 672 )

精细化的逐时气象资料是气候可行性论证的基础，本文利用河南省5个气象观测站逐日4次定时气温观测资料及日最高气温和日最低气温观测资料，基于分段三次样条函数插值法模拟计算逐时气温，并以2006—2015年郑州气象观测站气温观测资料为例分析观测气温与模拟气温之间的差异。结果表明：分段三次样条函数插值法可以有效模拟实际气温的变化特征，但考虑日最高气温和日最低气温后，“六点”插值法模拟效果优于“四点”插值法，2006—2015年郑州气象观测站模拟气温与观测气温之间呈极显著的正相关关系（R²=0.99，n=73 040）；特别是在气温要素没有连续跃变时，利用分段三次样条函数插值法可以使4次气温观测资料有效转换为逐时气温资料，三次样条函数插值法也适宜于其他连续性变化的气象要素（如水汽压、相对湿度和风速等）的逐时模拟，且模拟效果基本不受地域影响；从郑州气象观测站模拟气温与观测气温之间的偏差及其变化幅度来看，计算结果可以满足气候可行性论证对气象要素时间精度的要求和气候应用服务的需求。

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石家庄市区域自动气象站气温数据适用性分析

岳艳霞, 智利辉, 王磊, 曹春莉

2017 (2): 53-62. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.02.007

摘要 ( 310 )

PDF(1636KB) ( 513 )

利用2009—2015年石家庄地区17个国家级自动气象站和61个两要素区域自动气象站的逐时气温、逐日最高气温及逐日最低气温观测资料，对比分析了石家庄市国家站和区域站逐时与逐日气温空间分布特征的相似性及差异性。结果表明：探测环境差异对日最低气温观测值的影响较大，对日最高气温观测值的影响较小。石家庄市不同区域气温冬季差异最大，夏季差异最小，春秋季居中；太阳辐射可以减小区域之间气温的差异，日出后不同区域的气温差异快速缩小，辐射最强时气温差异最小，日落后不同区域气温差异达最大，直至日出前不同区域的气温差异变化微弱，始终保持较高差值。石家庄市西北部山区气温较低，东部平原地区气温较高，石家庄城区气温最高。选取不同探测环境的气象站统计某区域平均气温时，对日平均最高气温统计值的影响较小，对日平均最低气温统计值的影响较大；23时至翌日上午10时，国家级自动气象站气温差异的季节变化特征可以代表全区气温差异的季节变化，其他时刻代表性较差，18—20时气温差异的代表性最差；冬季夜间石家庄市主城区相对周边地区城市热岛最明显，夏季山区相对城区最高气温更低，冬春季白天城区相对乡镇存在明显的冷岛现象。

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APEC会议期间呼和浩特市大气污染防控与气象条件分析

宋桂英, 江靖, 狄慧, 陈云刚

2017 (2): 63-69. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.02.008

摘要 ( 243 )

PDF(911KB) ( 388 )

利用2014年10月14日至11月13日欧亚地区高空和地面气象常规观测资料、NCEP再分析资料及内蒙古环境监测中心站的污染物浓度监测资料和AQI日资料，分析了APEC会议前后呼和浩特市大气污染防控效果及气象条件的作用。结果表明：2014年10月14—25日内蒙古自治区实施大气污染防控前，呼和浩特市轻度及以上污染日数比2013年同期上升37.5%；10月26日开始采取减排措施，污染颗粒物浓度大幅下降，呼和浩特市轻度及以上污染日数比2013年同期下降100.0%。大气污染防控期间，中国华北地区出现了4次较明显的冷空气活动，较强的冷平流由中高层侵入地面，呼和浩特市风力加大，有利于污染物扩散，4次冷空气活动全部对应呼和浩特市空气质量指数AQI最低值。因此，APEC会议期间呼和浩特市空气质量达优良等级，可能是结合了气象条件进行的政府防控取得了显著效果。

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中国典型代表城市空气污染特征及其与气象参数的关系

张莹, 贾旭伟, 杨旭, 王式功, 程一帆, 杨柳, 肖丹华

2017 (2): 70-79. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.02.009

摘要 ( 410 )

PDF(1684KB) ( 866 )

基于2000年6月至2013年8月中国120个环境保护重点城市的空气污染逐日监测数据及同期地面气象观测资料和探空资料，分析了中国典型代表城市的空气质量状况及其与污染气象参数的相关性。结果表明：中国典型代表城市的AQI整体呈由北向南减小的空间分布特征，北方城市API的季节分布呈“冬高夏低”型，且变幅明显大于南方城市。北方城市的逆温层厚度整体较南方城市高，且代表城市的逆温层厚度在年际尺度上均呈“U”型分布，并呈现“冬半年强夏半年弱”的特点。中国典型代表城市最大混合层厚度与逆温层厚度呈反位相关系，北方和南方地区高海拔城市最大混合层厚度较高，变幅大；南方地区低海拔城市则相反。污染气象参数与API关系密切。可见，北方城市冬季污染重，是由取暖引起的污染排放量增加和由污染气象参数反映的大气边界层扩散能力降低双重作用造成的，可以为空气污染潜势预报提供参考。

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合肥市冬季PM₁₀污染特征及大气环境容量测算研究

孙维, 程小泉, 王晖, 刘承晓, 黄潇

2017 (2): 80-86. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.02.010

摘要 ( 272 )

PDF(1278KB) ( 608 )

利用2013年冬季（10—12月）合肥市10个空气质量自动监测站点的PM₁₀监测数据，分析了合肥市PM₁₀的污染特征，并基于合肥地区主要大气污染源调查，利用CALPUFF模式对PM₁₀浓度进行了模拟；同时通过建立大气污染物传递矩阵，采用线性规划法测算合肥市污染源的PM₁₀大气环境容量分配额。结果表明：2013年冬季（10—12月）合肥市PM₁₀质量浓度日变化呈典型的双峰型分布，早上和晚上出现峰值，午后和午夜后出现谷值；PM₁₀质量浓度呈东北部地区偏高、西南部地区偏低的空间分布特征。CALPUFF模式对合肥市大部分空气质量自动监测站点PM₁₀质量浓度的模拟值与监测值基本一致，整体可以较好地反映合肥市PM₁₀质量浓度的空间分布。合肥市污染源的PM₁₀大气环境容量分配额测算表明，在合肥市面源消减705.233 t·a^-1后，工业点源可以获得12 935 t·a^-1的大气环境容量。

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1980—2015年沈阳地区采暖期霾天气气候特征

徐红, 陈军庆, 何斗太, 程攀, 王文, 朱玲, 晁华, 顾正强

2017 (2): 87-94. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.01.011

摘要 ( 203 )

PDF(1077KB) ( 485 )

利用1980—2015年沈阳地区地面气象观测资料，对近36 a沈阳地区采暖期霾天气的年、日变化及气象要素的变化特征进行了分析。结果表明：1980—2015年沈阳地区采暖期霾日数呈平稳增加的趋势，霾天气主要出现在上午的07—11时，夜间和午后霾天气较少出现；霾天气持续时间多为7 h以内。沈阳地区采暖期霾天气发生时，地面相对湿度较高，主要集中在70.0%—90.0%之间；地面风速主要为3.0 m·s^-1以下且以静风为主，风向以偏东风为主。利用地面气象观测资料计算的混合层高度对不同等级霾天气的指示效果较好：重度霾天气混合层高度主要集中在0—400 m高度层内，中度霾天气混合层高度主要集中在0—600 m高度层内，轻度霾天气混合层高度主要集中在200—600 m高度层内。加强天气条件监测和预测可以有效预测霾天气，并采取有效应对措施减轻霾天气的影响。

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辽宁省内陆与沿海城市雷暴活动特征对比分析

郜凌云, 栾健, 王迪, 马虹旭, 栾澜

2017 (2): 95-100. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.02.012

摘要 ( 250 )

PDF(3359KB) ( 407 )

利用1961—2012年辽宁省59个气象台站的雷暴观测资料和美国NCEP/NCAR逐日再分析资料，采用气候趋势分析法和合成t检验法，对辽宁省内陆城市和沿海城市的雷暴活动及其大气环流特征进行了对比分析。结果表明：1961—2012年辽宁省内陆城市年平均雷暴日数呈自东部和西部山区向中部丘陵和平原地区逐渐递减的趋势，沿海城市年平均雷暴日数普遍少于内陆城市，随纬度降低雷暴日数减少；辽宁省内陆城市和沿海城市雷暴日数均呈逐年减少的趋势，但沿海城市雷暴日数减少的速度比内陆城市快。内陆城市雷暴活动与近地面气温、亚洲纬向和经向环流有关，沿海城市雷暴活动与对流层中低层的风场和高度场密切相关，雷暴日数的年际变化与西太平洋副热带高压脊线的位置密切相关。

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石家庄地区气温对慢性阻塞性肺病住院人数的影响

付桂琴, 刘华悦, 贾俊妹

2017 (2): 101-106. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.02.013

摘要 ( 293 )

PDF(655KB) ( 413 )

利用2013年1月1日至12月31日石家庄地区慢性阻塞性肺病住院病例资料和同期石家庄站地面气象观测资料、大气污染监测数据，采用广义相加模型控制时间趋势和大气污染混杂效应，定量分析气温对慢性阻塞性肺病住院人数的影响。结果表明：24 h变温（BT）、滞后3 d的最低气温（T_min3）和滞后5 d的气温日较差（Tc5）3项指标对石家庄地区慢性阻塞性肺病住院人数均有不同程度的影响，当-4.4 ℃< BT≤-0.7 ℃、-3.6 ℃< T_min3≤3.2 ℃和T_min3> 20.5 ℃、0.9 ℃< Tc5≤8.6 ℃时，BT、T_min3和Tc5等3项指标每上升1.0 ℃，慢性阻塞性肺病发病住院的相对危险度RR分别为1.0207（95%CI：1.0074—1.0342）、1.0118（95%CI：1.0015—1.0222）和1.0069（95%CI：1.0005—1.0133）、1.0125（95%CI：1.0066—1.0185），本文研究结果对石家庄地区慢性阻塞性肺病的气象预报服务具有一定的指导意义。

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高空气象探测雷达场强仿真方法及应用研究

沈晔, 曾鸣, 张赴建, 叶晶, 印敏

2017 (2): 107-111. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.02.014

摘要 ( 251 )

PDF(1562KB) ( 391 )

利用FEKO产品对高空气象探测雷达场强进行建模，获取相对场强的离散值，研究并比较了双线性内插法、反距离加权法（k=1）和（k=2）、边界平滑的反距离加权法（k=1）和（k=2）5种内插方法计算的高空气象探测雷达在任意方向的相对场强。结果表明：任意方位角和天顶角范围内，双线性内插法计算的高空气象探测雷达场强的拟合度最好；在主瓣区域采用小于等于0.5°，旁瓣区域采用小于等于0.1°间隔的初始场强，仿真结果可以满足高空气象探测雷达模拟训练系统的需求。

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