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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

    2018年, 第34卷, 第1期 刊出日期:2018-02-28 上一期    下一期
    论文
    2013年湖北地区两次雷暴大风过程环境及雷达回波特征
    刘希文, 李得勤, 韦惠红, 徐双柱, 苟阿宁
    2018 (1):  1-10.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2018.01.001
    摘要 ( 260 )   PDF(9805KB) ( 454 )  
    本文选取2013年5月23日和8月18日湖北地区两次灾害性雷暴大风过程(简称"523"和"818"过程),基于天气实况、NCEP(National Centers for Environmental Prediction)再分析资料和雷达资料分别从两次雷暴大风过程的天气形势、探空结构、大气参数特征及雷达回波演变等多角度分析归纳造成灾害性大风的有利条件。结果表明:"523"过程为高空冷槽东移背景下,十堰地区形成典型的超级单体;"818"过程在副热带高压外围东北气流和登陆台风的共同影响下,在热力和不稳定条件、地面辐合线的共同作用下,阵风锋出流触发了雷暴大风。2013年湖北地区两次雷暴大风过程大气参数具有一定的相似性,均存在较大的对流有效位能CAPE(>1300 J·kg-1),整层水汽条件均较差,低层均为干绝热递减。θse垂直分布表明两次雷暴大风过程在中低层有干空气侵入,同时一些重要的强对流参数K指数和垂直风切变等差异明显,反映了大气参数在强对流预报中的复杂性和不确定性。"523"过程雷达回波具有中气旋、钩状回波、V型缺口及回波悬垂等特征,"818"过程雷达回波具有阵风锋、弓形回波及强回波中心迅速向地面塌陷等特征。两次雷暴大风过程均有中低层径向速度辐合和地面大风核。中气旋、钩状回波、阵风锋、弓形回波和中低层径向速度辐合等雷达回波特征对雷暴大风预警具有较好的指示意义。
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    2016年6月30日沈阳地区局地暴雨过程特征及预报
    李典, 柴晓玲, 李崇, 鲁杨, 吴宇童, 崔景琳
    2018 (1):  11-21.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2018.01.002
    摘要 ( 246 )   PDF(12311KB) ( 301 )  
    利用实况气象观测资料、欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)细网格预报产品、东北中尺度数值模式(Weather Research and Forecasting,WRF)资料和雷达探测产品,从降水系统演变、短期及短时预报和数值模式产品应用等方面对2016年6月30日沈阳地区局地暴雨过程进行了分析。结果表明:此次沈阳地区强降水过程短期可预报性特征明显,但不满足过去总结的辽宁省暴雨预报阈值指标。ECMWF模式集合预报产品的降水量90%分位值和EFI对此次强降水过程的极端性预报具有指示意义。辽宁省南部地区较大的垂直风切变使对流云团移动路径发生转折。多种数值模式均预报出沈阳地区降水的分布特征,但降水落区预报存在偏差。不同起报时次ECMWF模式预报的不确定性较大,最新起报时次的参考意义最好。中尺度WRF模式可用于重点分析对流云团的演变特征。
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    三种数值模式气温预报产品的检验及误差订正方法研究
    王焕毅, 谭政华, 杨萌, 张翘, 蒋林杉
    2018 (1):  22-29.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2018.01.003
    摘要 ( 342 )   PDF(590KB) ( 577 )  
    基于德国天气在线T7online(简称T7)、ECMWF细网格(简称EC)及T639三种数值模式的气温预报产品,结合本溪站气象观测资料,对三种数值模式2014年1月至2015年12月本溪市气温预报的准确率及预报误差进行了检验和分析,根据误差分析结果利用BP神经网络模型建立了本溪市数值模式气温预报误差客观化订正模型。结果表明:对于气温预报的年检验,T7、EC和T639三种数值模式的最低气温预报准确率均高于最高气温的预报准确率;对于气温预报的月检验,三种数值模式对夏季、秋季最低气温的预报效果明显优于冬季和春季,而对于最高气温的预报,T7的气温预报准确率明显优于EC和T639模式;当气温波动较大时,三种数值模式气温的预报准确率均明显下降。三种数值模式对最低气温预报的平均误差均为2.00℃以内,对最高气温的预报准确率存较大差别,T7模式最高气温的预报误差最小,T639模式气温预报的系统偏差最明显,最低气温系统偏差为-1.34℃,最高气温系统偏差为-2.87℃。根据三种数值模式气温预报误差的特征,结合BP神经网络建立本溪市气温误差预报模型对数值模式气温预报结果进行订正,订正后气温平均绝对误差由2.40℃左右降至1.40℃左右,系统偏差和均方根误差均明显缩小,气温预报准确率由50%左右提高至80%以上,数值模式气温预报准确率明显提高,具有较好的应用价值。
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    安庆市降水相态识别判据研究
    张丽, 徐朋飞, 吴胜平, 董方有
    2018 (1):  30-37.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2018.01.004
    摘要 ( 239 )   PDF(819KB) ( 404 )  
    利用1999-2014年11月至翌年3月安庆站逐日地面气象观测资料和探空资料,分析了安庆站不同降水相态的时空分布特征和雨雪转换过程中影响系统的配置及转变,选取雨雪转换、降雪和冰粒(包括冻雨)3种天气现象,研究不同降水相态与特性层温度及厚度层结的关系。结果表明:1999-2014年安庆市固态降水集中出现在11月至翌年3月;有降水相态转换的过程中,将850 hPa及以下各层温度与地面温度结合对降水相态转变的识别具有更好的效果,当T850 hPa≥-4℃、T925 hPa≥-4℃、T1000 hPa≥-1℃、T地面温度≥1℃时可以判定降水相态为降雨,各层温度继续降低将出现雨转雪,直接降雪在以上指标的基础上需要850 hPa的温度降至-6℃及以下;H850-700 hPaH1000-850 hPa厚度层结雨雪转换的临界值分别为154 dagpm、129 dagpm,低于此值则为雪,反之为雨;0℃层高度也可以作为降水相态转换的指标之一,当0℃层高度下降至1000 hPa左右时为雨转雪;降水过程中逆温层普遍存在,各种降水类型的区别在于冰粒(冻雨)在850-700 hPa之间存在一个0℃以上的暖层,而降雪需要逆温层温度小于0℃。
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    南海夏季风爆发前后柳州地区前汛期南风型暖区暴雨特征
    刘蕾, 张凌云, 陈茂钦, 苏小玲, 袁马强
    2018 (1):  38-44.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2018.01.005
    摘要 ( 221 )   PDF(3971KB) ( 382 )  
    利用常规气象观测站、区域自动气象站及NCEP/NCAR(National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research)的1°×1°再分析资料,对比分析了2010-2015年南海夏季风爆发前后柳州地区前汛期南风型暖区暴雨的特征及环流形势。结果表明:72.7%的南风型暖区暴雨出现在南海夏季风爆发后;南海夏季风爆发前后两类暖区暴雨发生时500 hPa均有正涡度的输送,辐合区主要位于925 hPa附近或以下,超低空急流及边界层较强的南风风速辐合是暖区暴雨重要的触发机制;柳州北部地区的地形在一定程度上触发了暖区暴雨的发生,加大了柳州北部地区暴雨的发生频次;南海夏季风爆发前,暴雨区上空湿层较浅薄,中层干冷空气的侵入增加了暴雨区上空的不稳定度,高层辐散机制主要为副热带西风急流;而南海夏季风爆发后,南亚高压提供高层辐散机制,且高层辐散强于低层辐合,高层强烈的"抽吸"作用使暴雨区上空维持旺盛的上升运动,暴雨区湿层深厚,整层高湿的环境有利于降水效率的提高和中尺度对流系统的产生。
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    京津冀地区高速公路冰冻灾害风险区划
    王春玲, 郭文利, 李迅, 姜江, 李宏宇, 陈传雷
    2018 (1):  45-51.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2018.01.006
    摘要 ( 215 )   PDF(2216KB) ( 342 )  
    冰冻灾害是京津冀地区冬季高速公路主要的气象灾害,对冰冻灾害进行风险区划具有十分重要的意义。本文基于1981-2015年京津冀地区173个气象站的逐日地面气象观测资料,结合ArcGIS空间分析方法和AHP层次分析法,对京津冀地区高速公路冰冻灾害进行风险区划。结果表明:京津冀地区冰冻灾害敏感性总体呈西北高、东南低的空间分布特征,冰冻灾害风险最高的区域位于河北省张家口市境内的张北草原一带,冰冻灾害高敏感度区域面积比例达29.2%;北京地区和承德西北部山区为冰冻灾害中等至较高敏感度区域,面积比例分别为61.3%和64.0%。结合路网数据可知,张石高速、张承高速张家口市区以北路段为冰冻灾害的高风险路段,本文研究结果可以为相关管理部门防灾减灾提供参考依据。
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    2016年春节期间上海市空气质量分析
    张欣, 王体健, 陈璞珑
    2018 (1):  52-60.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2018.01.007
    摘要 ( 250 )   PDF(2570KB) ( 433 )  
    本文对2016年春节期间(2月7-13日)上海市空气质量及其成因进行了分析,并与2014年和2015年同期空气质量进行对比。结果表明:2016年春节期间上海市空气质量以优良为主,仅正月初一受除夕夜烟花爆竹燃放及不利大气扩散条件的影响,为三级轻度污染;通过对春节期间气象条件、后向轨迹及全国污染分布分析可知,除夕夜上海市大气扩散条件较差,有利于污染物在本地累积,另外上游地区污染物向本地输送也是造成2016年上海市除夕夜空气污染的主要原因之一;通过对比分析上海市烟花禁燃区域内外PM2.5小时浓度的变化及PM2.5浓度差值的绝对值可知,烟花禁燃对污染排放具有一定的控制作用。通过对2014-2016年春节期间上海市PM2.5浓度的分析可知,总体2016年春节期间细颗粒物PM2.5污染明显低于2014年同期,与2015年同期相比2016年春节期间空气质量具有PM2.5峰值浓度低且污染持续时间短等特点,春节期间由于停产和停工使排放源减少,因此对上海市空气质量的改善效果明显。
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    安徽省云地闪密度与雷暴日数关系的研究
    朱浩, 孙浩, 王凯, 江梦天, 段春锋, 程向阳
    2018 (1):  61-68.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2018.01.008
    摘要 ( 276 )   PDF(952KB) ( 298 )  
    利用1961-2015年安徽省雷暴日数资料和2010-2015年ADTD系统闪电定位数据,以县级行政区域为基本单位,采用线性和幂两种计算模型分析安徽省年平均云地闪密度Ng与雷暴日数Td的关系,并与《建筑物防雷设计规范》(GB 50057)公式的计算结果进行对比。结果表明:2010-2015年安徽省雷暴日数与1961-2015年雷暴日数的观测数据无显著性差异,幂模型比线性模型更适用于表征安徽省年平均云地闪密度和雷暴日数的关系。利用雷暴日数据结合规范两种计算公式得到的安徽省各县区年平均云地闪密度与实际观测的云地闪密度存在较大的差异,公式Ng=0.024Td1.3计算的云地闪密度的样本平均相对误差为31.65%,低于Ng=0.100Td计算的云地闪密度的样本相对误差44.03%。拟合公式Ng=0.0281Td1.369计算的安徽省年平均云地闪密度与实际观测的云地闪密度接近,较规范中的两类公式Ng=0.024Td1.3Ng=0.100Td更适用于安徽地区。
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    湖南省雨季与中国南方地区不同雨期相关分析
    廖玉芳, 张剑明
    2018 (1):  69-81.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2018.01.009
    摘要 ( 335 )   PDF(6272KB) ( 343 )  
    利用1961-2013年中国784个气象站逐日降水观测资料分析了中国中东部地区降雨的逐候变化、湖南省雨季与中国南方地区不同雨期的相关性及不同雨期降雨的空间分型。结果表明:中国区域的25°-30°N全年均有一条雨带维持,春季增强,秋季减弱,先后出现了江南春雨、华南前汛期、长江梅雨和华西秋雨。江南春雨降雨量与同期湖南省降雨量的高相关区为除湘西和湘西北地区外的湖南省其他区域;华南前汛期降雨量与同期湖南省降雨量的高相关区为湘中及其以南区域,梅雨期降雨量与同期湖南省降雨量的高相关区为湘中及其以北区域;华西秋雨降雨量与同期湖南省降雨量的高相关区为湘西北和湘北地区。中国南方地区不同雨期降雨量与湖南省不同雨期高相关区的降雨量具有较好的一致性,江南春雨期降雨量与同期湖南省降雨量的一致性最好,华南前汛期降雨量和华西秋雨期降雨量次之。中国南方地区不同雨期降雨量的前4个空间模态能较好的表现南方地区不同雨期降雨量的主要空间分布特征,4个模态分别为全区一致变化、南北反位相变化、江南地区与其他地区反位相变化、东西反位相变化。
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    基于可见光—红外图像信息融合的云状识别方法
    张弛, 刘钧, 李旭光, 张淇海, 杨毕宣, 杨俊
    2018 (1):  82-90.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2018.01.010
    摘要 ( 249 )   PDF(1296KB) ( 419 )  
    云状的正确观测对降水测报具有指示性意义,云状自动识别技术是气象要素自动化观测领域的难题之一。本文基于全天空可见光成像仪采集的云图与中红外热像仪获取的云图结合,对天空云状进行分类和测量。结果表明:通过在北京、杭州和丽江气象台站采集的大量云图,从云图特征和降水指示性方面将云状划分为Clear、CH、CL、CB及CM共5类。选取14个色彩和纹理特征值作为云状计算参数,采用552张云图作为训练样本,信息分类利用特征值加权最小距离算法,对于5类500个被测样本进行云状的判别。对应自拟的标准云状分类,平均准确率为82%。基于可见光-红外图像信息融合的云状识别方法结合了可见光图像色彩信息丰富的特点及红外图像可以降低雾霾干扰的优势,对比单一可见光传感器云测量,准确性有所提高。本文在可见光与红外图像传感器等多种云观测设备的信息融合方面进行了有益的尝试。
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    1961—2014年东北三省热量资源变化特征
    冯喜媛, 王宁, 刘实
    2018 (1):  91-98.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2018.01.011
    摘要 ( 217 )   PDF(1443KB) ( 348 )  
    利用1961-2014年东北三省83个气象观测站逐日平均气温观测资料,采用气候倾向率、累积距平曲线、9 a滑动平均等统计方法分析了东北三省年平均气温、稳定通过0℃和10℃的积温、稳定通过0℃和10℃的起止日期及稳定通过0℃和10℃持续日数的变化特征。结果表明:近54 a东北三省热量资源整体呈增加的趋势,年平均气温的气候倾向率为0.29℃/10 a,稳定通过0℃和10℃积温的气候倾向率分别为60.10(℃·d)/10 a、60.00(℃·d)/10 a,稳定通过0℃和10℃持续日数的气候倾向率分别为2.3 d/10 a、1.9 d/10 a,稳定通过0℃和10℃起始日期的气候倾向率分别为-1.3 d/10 a、-0.8 d/10 a,稳定通过0℃和10℃终止日期的气候倾向率分别为1.0 d/10 a、1.1 d/10 a,东北三省全区热量资源呈北部地区比南部地区增加趋势显著的特点;2005年前后出现转折性变化,年平均气温、稳定通过0℃和10℃的积温、稳定通过0℃和10℃的持续日数均转为逐渐减少的趋势,稳定通过0℃和10℃的起始日期相对延后,终止日期相对提前,东北三省整体热量资源增加的趋势减缓,变化方向为由南向北发展。
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    简报
    基于积温模型丹东地区桃树盛花期预测研究
    董海涛, 谭丽静, 刘洪林, 左晓强, 于文革, 孟鑫
    2018 (1):  99-105.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2018.01.012
    摘要 ( 224 )   PDF(728KB) ( 418 )  
    利用2005-2015年丹东市河口地区桃树盛花期物候观测资料和宽甸国家基准气候站的逐日平均气温观测资料,分析了丹东地区桃树盛花期与气温要素之间的关系,并采用活动积温、有效积温和滑动积温3种积温模型对丹东地区桃树盛花期进行预测。结果表明:基于国际通用的SW(SpringWarming)物候模型原理建立了活动积温、有效积温和滑动积温3种积温模型模拟丹东地区的桃树盛花期,采用0.1℃温度间隔普查和数学偏差方法确定每种积温模型最具代表性的界限温度及桃树花期前积温阈值,并检验评估3种积温模型的适用性。滑动积温模型对丹东市河口地区桃树盛花期的预测适用性最好,内部检验的准确率为90.91%;其次为活动积温模型(81.82%),有效积温模型的预测效果最差(63.64%)。通过统计2005-2015年5 d滑动积温稳定通过区间最高气温和最低气温的平均值作为判断桃树盛花期的生长指标,使滑动积温模型达到最佳预测效果。因此,丹东地区桃树盛花期预测采取滑动积温模型方法较适用。
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    快报
    渤海海洋气象灾害天气分型与预报指标研究
    于志明, 王驷鹞, 马冬亮
    2018 (1):  106-111.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2018.01.013
    摘要 ( 292 )   PDF(1016KB) ( 490 )  
    为了掌握渤海海洋气象灾害的特征,提高海洋气象灾害的监测预报能力,根据天气学原理并采用天气学分析方法,利用Micaps、卫星云图、探空、国家基本气象观测站及大浮标站资料,对2001-2015年渤海海区由大风、大雾、强对流引发的78次海难事故的天气个例进行分析。结果表明:渤海海上大风以冬季和春季偏北大风为主,偏南大风次之,影响渤海及沿岸地区的偏北大风冷空气可以分为北路、西北路和西路3条路径,偏南大风地面气压场可以分为东北低压型和华北地形槽型。渤海海上大雾多出现在秋季和冬季,多发的平流雾通过东、东南和西南3条路径进入并影响渤海及沿岸地区。渤海强对流天气主要出现在5-9月,强对流天气主要受蒙古低涡(低槽)和东北低涡(低槽)影响。
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