气象与环境学报

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王宁, 秦玉琳, 姚帅, 王婷婷, 牛立强

2017 (3): 1-9. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.03.001

摘要 ( 282 )

PDF(3578KB) ( 483 )

利用常规气象观测资料、区域自动气象站降水观测资料和NCEP（National Centers for Environmental Prediction）的1°×1°逐6 h再分析资料，对2015年2月21—22日吉林省一次极端暴雪大风天气过程进行诊断分析。结果表明：高空冷涡配合地面蒙古气旋东移发展为形成暴雪的重要因素，850 hPa温压场反位相叠加符合吉林省典型大风天气的形势。此次降雪过程可以分为暖区和冷区降雪两个阶段，第一个阶段降雪由低空南风急流触发，来源于渤海和黄海的水汽异常丰沛，动力条件相对较弱;第二个阶段降雪水汽条件弱于第一个阶段，水汽主要来源于低涡北部的偏东风急流和偏北风急流，汇集日本海的水汽集中向西输送，但动力条件强于第一个阶段降雪，强降雪期间伴随明显的干侵入及锋生过程，冷空气作用显著。强降雪发生时，回波强度一般为15—25 dBz，且回波高度≤4 km，同时冷区降雪强度还与切变线的加强和冷空气的入侵密切相关。

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登陆台风“麦德姆”的空心结构及其特征

郭达烽, 周芳, 陈翔翔, 包慧濛

2017 (3): 10-20. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.03.002

摘要 ( 313 )

PDF(4640KB) ( 640 )

利用2014年7月18—25日常规气象观测资料、美国国家环境预报中心再分析资料（National Centers for Environmental Prediction Reanalysis Project）和FY-2云图资料等，分别从环流形势、台风垂直结构、水汽输送及冷空气作用等方面，采用诊断分析方法分析台风“麦德姆”空心结构的形成和特征。结果表明：台湾岛、福建沿海山脉及武夷山脉等地形是影响台风“麦德姆”强度减弱和结构变化的重要因素，高低空涡度与散度场、水汽输送与水汽通量、地面冷空气入侵与干舌卷入等，均为台风“麦德姆”结构发生变化并出现“空心”现象的重要原因。对比相似的登陆台风可知，即使台风的路径和影响区域极其相似，不同台风的结构也存在较大差异，说明登陆台风的结构变化是极其复杂的。

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强台风“彩虹”衍生的龙卷风特征分析

肖柳斯, 谌志刚, 胡东明, 廖菲

2017 (3): 21-28. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.03.003

摘要 ( 334 )

PDF(5198KB) ( 621 )

利用局地分析与预报系统（Local Analysis and Prediction System，LAPS）的分析资料和多普勒雷达资料，对1522号强台风“彩虹”外围衍生的广州市番禺区龙卷风的特征进行分析。结果表明：广州市番禺区强台风“彩虹”衍生的龙卷风为F2级强龙卷风，发生在台风移动方向右前侧约390.0 km位置，龙卷风位于强盛的偏南气流和东南气流辐合区，不稳定能量充足，垂直风切变较强，并有冷空气从低层渗透。雷达强度回波图上有明显的弓状结构，径向速度图上探测低层存在中等强度中气旋，但没有明显的钩状回波和悬垂特征，较难界定其为超级单体龙卷风还是非超级单体龙卷风。

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黑龙江省夏季降水主模态异常型前兆信号分析

李永生, 王永光, 王莹

2017 (3): 29-35. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.03.004

摘要 ( 208 )

PDF(1686KB) ( 421 )

基于主成分回归法，利用1981—2010年黑龙江省 15个地面气象站夏季降水观测资料、1980—2015年NCEP/NCAR（National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research）再分析资料和NOAA（National Oceanic and Atmospheric Administration）月平均海表温度资料，建立了黑龙江省夏季降水统计预测模型，并分析了影响黑龙江省夏季降水主模态的前兆信号。结果表明：影响黑龙江省夏季降水主模态异常型前兆信号为前一年11月新地岛和喀拉海以南地区的高度场、前冬北太平洋中部海温和加利福尼亚附近区域海温的反相变化、南印度洋的异常海温。1981—2010年逐年交叉回报检验和4 a独立样本预测检验均表明，建立的降水预测模型对黑龙江省夏季降水具有较好的预报能力，并在2015年实现业务化，对2015年黑龙江省夏季降水的预测效果较好，具有一定的参考价值。

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天津市典型区域立体多重城市内涝模型研究

陈靖, 解以扬, 李大鸣, 李培彦, 王雪莲, 邱晓滨

2017 (3): 36-44. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.03.005

摘要 ( 242 )

PDF(3182KB) ( 615 )

以天津地区典型的津河局部地段作为研究对象，结合城市地理信息和排水管网运作方式，重新构建城市内涝模型，将河网、路网、管网和社区的计算网格分层划分，形成相对独立的河网、路网、管网和社区的计算模拟体系，通过对城市内涝数学模型进行改进，形成分区分层与立体多重的城市内涝计算模式。选取2009—2015年天津地区的10次降雨过程，结合排水部门提供的城市积水信息和河道水位数据，对建立的立体多重城市内涝模型的模拟结果进行验证。结果表明：建立的天津地区立体多重城市内涝模型模拟的最大积水深度与实况积水深度误差绝对值小于10 cm的降水过程，占模拟的2009—2015年天津地区全部降雨过程的88%，模拟的液面过程与实测液面过程的变化趋势一致，模拟的河道水位与实况水位的统计平均误差均小于10 cm，水量平衡的相对误差为0。可见，建立的天津地区立体多重城市内涝模型可以有效的模拟城市河道的水位和城市积水的变化。

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2015年宁波地区两次灰霾天气过程气溶胶垂直分布特征分析

黄思源, 王界, 全彩峰

2017 (3): 45-51. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.03.006

摘要 ( 242 )

PDF(2115KB) ( 506 )

利用2015年2月12—18日宁波市镇海区和奉化市双波段偏振气溶胶激光雷达的观测资料，结合常规地面气象观测资料、风廓线雷达观测资料和大气成分监测资料，分析了2月12—14日和16—18日宁波地区两次灰霾天气过程的气溶胶垂直分布特征，并通过532 nm和355 nm双波段偏振激光雷达的消光系数与退偏振度的垂直分布及随时间的变化分析两次灰霾天气过程形成的机理。结果表明：2015年2月宁波地区的两次灰霾天气过程，一次过程是由本地污染物的积聚所致，另一次过程是受外来污染物的跨界输送沉降与近地面污染物耦合所致。宁波地区本地污染颗粒物主要分布在1.0 km以下，外来污染颗粒物主要分布在1.0—2.0 km之间。风廓线雷达观测的高空风场变化与激光雷达反映的颗粒物分布特征具有较好的对应关系，可以进一步对2015年2月宁波地区两次灰霾天气过程的成因进行分析。本文利用多台激光雷达组网对高空颗粒物进行观测，改变了以往近地面观测的局限性和单站点探空的单一性，为定量分析污染物的输送强度和颗粒物的时空演变特征提供了良好的技术方法，可进一步提高灰霾天气的监测预警能力。

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京津冀地区气溶胶光学厚度反演及其空间分布特征

杨鹏, 陈静, 高祺, 智利辉, 赵利平, 崔生成

2017 (3): 52-58. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.03.007

摘要 ( 258 )

PDF(2106KB) ( 520 )

利用2014年9月1日至2015年5月31日Terra/MODIS MOD 021KM数据，以京津冀地区为研究区域，采用深蓝算法和查找表法反演京津冀地区1 km分辨率的气溶胶光学厚度，并将反演的气溶胶光学厚度与NASA产品和CE-318观测的气溶胶光学厚度进行比较。结果表明：反演的气溶胶光学厚度与NASA MOD 04_L2（10 km×10 km）和MOD 04_3K（3 km×3 km）两种气溶胶产品的空间分布具有高度的一致性，且空间分辨率更高;反演的气溶胶光学厚度与石家庄站CE-318观测气溶胶光学厚度的平均绝对误差为0.07左右，二者之间的相关系数R²=0.956。卫星过境时，1 km反演的气溶胶光学厚度与MOD 04_L2气溶胶产品的平均误差约为0.06，反演的气溶胶光学厚度与MOD 04_3K气溶胶产品的平均误差约为0.03。对反演的气溶胶光学厚度与河北省PM_2.5和PM₁₀质量浓度的空间分布进行相关性分析表明，气溶胶光学厚度AOD与PM_2.5和PM₁₀质量浓度的相关系数分别为0.745、0.663，说明1 km反演的AOD可以有效反映区域PM_2.5和PM₁₀质量浓度的空间分布。

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上海地区空气污染变化特征及其气象影响因素

陈镭, 马井会, 甄新蓉, 曹钰

2017 (3): 59-67. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.03.008

摘要 ( 435 )

PDF(1034KB) ( 1667 )

利用2013—2014年上海地区6种空气污染物小时浓度和逐日空气质量分指数（IAQI）的监测资料，统计分析了上海地区空气污染的变化特征及其气象影响因子。结果表明：2014年上海地区空气质量优良率达77.0%，空气质量总体较2013年明显好转。2013—2014年上海地区AQI具有季节性特征，表现为冬季空气质量较差、秋季空气质量较好的特征，其中12月空气质量最差。由首要污染物分布可知，上海地区最主要的污染物为PM_2.5，其中冬季PM_2.5污染出现最多;O₃则为夏季的主要污染物。由污染物浓度的周循环变化可知，上海地区PM_2.5、PM₁₀、NO₂和O₃浓度均存在周末低于工作日的“周末效应”，但PM₁₀和NO₂浓度的“周末效应”更显著。由2014年上海地区霾日与PM_2.5浓度的变化可知，当PM_2.5浓度达到轻度及以上污染时，霾天气出现的概率大幅提高，但二者并非对应的关系。天气形势对PM_2.5污染影响较大，基于上海地区天气形势特点可以将PM_2.5污染的地面形势分为7种类型，其中高压中心型和高压楔型为PM_2.5污染的主要天气型。由于上海地区冬季冷空气活动频繁，西北风将上游地区颗粒物输送至本地，易造成较严重的污染天气;同时在冷高压的控制下，高压中心型和高压楔型天气频繁出现，导致颗粒物不易扩散，也易造成空气污染。夏季和秋季在副热带高压的控制下，水平和垂直扩散条件均较好，不易出现PM_2.5污染，但由于气温较高，光照条件较好，易出现O₃污染。

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浙江省重度空气污染过程时空变化特征

李怀川, 陈宣淼, 叶子祥, 吴贤笃

2017 (3): 68-79. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.03.009

摘要 ( 239 )

PDF(5554KB) ( 600 )

利用2012年10月至2015年5月浙江省11个地市逐日和逐时AQI监测资料，对浙江省各地AQI>200的61次重度空气污染过程的发生时间、持续时间及各重度污染过程AQI的时间变化特征进行了分析，并结合天气形势场探讨重度空气污染过程的时空变化特征。结果表明：2012年10月至2015年5月浙江省各地重度空气污染和严重空气污染过程主要发生在冬季（12月至翌年1月），主要污染物为PM_2.5;重度空气污染时数呈西北部地区多、东南部地区少的空间分布，地区间差异显著。浙江省重度空气污染过程可以分为同步变化型、南北输送型和区域累积型3种类型，南北输送型又可以分为移动输送和扩散输送，其中移动输送表现为局域移动和片区移动两种形式;区域累积型污染易发展为严重污染，且持续时间较长。

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基于不同干旱指数鲁中地区干旱变化规律研究

环海军, 姚丹丹, 刘岩, 夏福华

2017 (3): 80-87. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.03.010

摘要 ( 212 )

PDF(1153KB) ( 513 )

利用1980—2014年鲁中地区8个代表气象站逐日的气象观测资料，采用累积频率法对5种干旱指数的阈值进行修正，分析了鲁中地区干旱的时空变化特征，并研究不同干旱指数在鲁中地区的适用性。结果表明：1980—2014年鲁中地区5种干旱指数计算的年平均干旱日数为92—106 d，干旱中心位于鲁中中部地区，干旱日数随时间变化均呈减少趋势，减少幅度为2—6 d/10 a，其中综合气象干旱指数对干旱持续时间长和干旱程度较重年份的监测效果较好;鲁中地区四季干旱日数监测效果较好的干旱指数不同，春季、夏季和冬季干旱日数随时间呈减少的趋势，四季干旱日数的空间变化规律不一致;鲁中地区干旱日数最多和最少的月份分别为5月、8月，干旱日数年变化呈近余弦的变化规律，鲁中地区不同月份干旱日数监测适用的干旱指数不同。

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基于实际蒸散量辽西地区春玉米生物量及产量评价

张慧, 史奎桥, 常松, 杨扬, 李爽, 贾宁, 赵佳

2017 (3): 88-94. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.03.011

摘要 ( 315 )

PDF(768KB) ( 530 )

为了确定辽西地区春玉米各发育阶段生长状况及最终产量的评价方法，基于2011—2015锦州农业气象试验站开展的玉米分期播种试验，利用锦州地区气象观测数据、玉米发育期数据和玉米各发育阶段地上生物量及产量数据，采用Penman-Monteith方法和数理统计方法分析锦州地区玉米不同发育阶段实际蒸散量与地上气象生物量和气象产量的相关关系，并建立玉米各发育期生长状况及最终产量评估模型。结果表明：2011—2015年锦州地区玉米各发育阶段实际蒸散量与地上气象生物量和气象产量之间的线性关系显著，播种—七叶阶段二者呈显著的相关关系（P<0.05），播种—拔节、播种—抽雄、播种—乳熟和播种—成熟阶段二者呈极显著的相关关系（P<0.01）。建立的玉米各发育期生长状况及产量评估模型的预报准确率为77.8%—94.5%。辽西地区玉米正常生长全生育期水分供应的下限为333.2 mm，其中播种—七叶、七叶—拔节、拔节—抽雄、抽雄—乳熟和乳熟—成熟阶段水分供应的下限分别为49.9 mm、23.3 mm、83.4 mm、118.9 mm、57.7 mm。玉米各发育阶段干旱对产量影响的程度由重至轻依次为：拔节—抽雄 > 抽雄—乳熟 > 七叶—拔节 > 播种—七叶 > 乳熟—成熟。本文基于玉米实际蒸散建立的辽西地区春玉米生物量及产量评估方法，可以满足农业气象产量预报服务的需求，在实际业务中具有应用价值。

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2013年7月大连地区降水异常偏多成因分析

王秀萍, 金巍, 赛翰, 刘卫华

2017 (3): 95-100. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.03.012

摘要 ( 232 )

PDF(1957KB) ( 416 )

利用1971—2016年大连地区逐日降水量观测资料和NCEP/NCAR（National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research）再分析月平均资料，对2013年7月大连地区降水异常偏多的成因进行了诊断分析。结果表明：2013年7月欧亚中高纬地区维持两脊一槽环流型，乌拉尔山和鄂霍次克海高压异常偏强，贝加尔湖附近低槽稳定维持造成冷空气频繁南下;同时，高空西风急流位置偏北偏强，西太平洋副热带高压明显偏西偏北，东亚夏季风偏强，有利于来自孟加拉湾、南海和西北太平洋的暖湿水汽沿副热带高压外围持续向大连地区输送，冷暖空气在大连地区交汇，形成水汽的异常辐合区，造成大连地区降水异常偏多。高能舌、不稳定层结、异常偏强的上升运动、高空辐散及低空辐合为大连地区降水异常偏多提供了有利的热力和动力条件。

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杭州地区人体舒适度对自然死亡人数的影响

张青, 李颖, 骆月珍, 郑文涛

2017 (3): 101-106. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.03.013

摘要 ( 284 )

PDF(1418KB) ( 500 )

选取涵盖温度、湿度和降水等要素的体感温度及人体舒适度等级划分方法，以杭州地区为研究对象，探讨1998年8月至2007年7月杭州地区人体舒适度对自然死亡人数及不同性别、年龄、典型疾病死亡人数的具体影响。结果表明：1998年8月至2007年7月杭州地区体感温度与自然死亡人数之间大致呈二次多项式分布，当体感温度约为25.5 ℃时日平均死亡人数达最低值，体感温度对死亡人数滞后影响以3—5 d滞后相关最显著。以36.51人为阈值，杭州地区死亡高峰日多出现冬季，偶尔出现在夏季，5月和10月人体舒适度等级最高。男女死亡人数与体感温度均呈显著的负相关关系，男性日平均死亡人数略高于女性，冷不舒适的影响高于热不舒适的影响。老年和中年死亡人数与体感温度均呈显著的负相关关系，且老年人对温度的敏感性最大，婴幼儿和少年、青年死亡人数受体感温度的影响较小，日平均死亡人数由高至低依次为老年、中年、青年、婴幼儿、少年。循环系统和呼吸系统疾病死亡人数与体感温度均呈显著的负相关关系，而体感温度与肿瘤死亡人数呈显著的正相关关系，日平均死亡人数由高至低依次为肿瘤、循环系统和呼吸系统疾病，但呼吸系统疾病对体感温度的变化较敏感。

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基于气象因子杭州市燃气负荷预测研究

顾婷婷, 骆月珍, 张青, 朱占云

2017 (3): 107-112. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2017.03.014

摘要 ( 226 )

PDF(739KB) ( 442 )

利用2008—2013年杭州市逐日和逐时燃气负荷资料及同期气象观测资料，统计分析了杭州市燃气负荷的变化及其与气象因子的响应关系，并基于支持向量机（Support Vector Machines，SVM）方法建立了杭州市燃气负荷预测模型。结果表明：2008—2013年杭州市燃气负荷具有较明显的季节变化特征，冬季日平均气象负荷率最高，夏季日平均气象负荷率最低;而各季节燃气负荷总体的日变化规律较相似，基本呈单峰型变化。除6月和9月，其他月份逐日气温与日气象负荷率均呈负相关关系，其中12月逐日气温与日气象负荷率的负相关最显著。当日平均气温≤13 ℃时，日气象负荷率为正值;当日平均气温为3 ℃左右，日气象负荷率达最高值。1—4月和10—12月日平均气压与日气象负荷率均呈显著的正相关关系。除夏季外，其他季节逐时气温与小时气象负荷率呈显著的负相关关系，且秋季相关最显著。考虑主要气象影响因子，采用SVM回归方法构建杭州市燃气负荷逐日和逐时预测模型，模型预测效果较好，逐日燃气负荷预报的平均误差为4.36%，逐时燃气负荷预报的相对误差约为4.18%。

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