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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3期 刊出日期:2018-06-30 上一期    下一期
    论文
    卫星水汽图像和位势涡度场在一次变性台风暴雨过程中的解译应用
    吴志彦, 李宏江, 赵海军, 丛春华, 姚丽娜
    2018 (3):  1-8.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2018.03.001
    摘要 ( 220 )   PDF(2141KB) ( 368 )  
    利用FY-2E卫星水汽图像、常规气象观测资料和ERA-Interim再分析资料,将高层动力场和水汽图像结合,对山东半岛一次台风和冷空气相关的大暴雨过程进行了解译分析。结果表明:台风北上过程中,槽后冷空气入侵台风环流,涡旋云系与斜压叶状云相结合,低层出现锋生。在卫星水汽图像上,台风的非对称结构表现为涡旋北侧加强的湿上升运动和南侧入侵的干闯入,具有高位涡特征的水汽暗区是活跃的动力干带。高空急流带位于短波槽前叶状云向极一侧边界附近的湿上升区一侧,急流的增强与水汽图像上明暗边界的锐化有关,暴雨区位于动力干带前方的湿上升区和高空急流入口区的右侧。强降水发生时,动力干带引起的高层位涡扰动造成正涡度柱的强烈下伸,与台风主体环流的正涡度柱在暴雨区上空形成相互贯通的涡旋系统。位涡异常区前侧的上升运动与台风环流本身的上升运动叠加,有利于加强对流层暖湿气流的抬升。卫星水汽图像体现了高层天气尺度动力强迫的特征,指示重要动力过程的发展。将卫星水汽图像和高层位涡场结合进行解译,有助于从水汽图像上判别高空动力特征的演变,为台风暴雨监测提供参考信息。
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    大连地区一次局地大暴雨过程中尺度特征及加密自动气象站数据的应用
    李燕, 刘晓初, 赛瀚, 张彩凤, 赵惠芳
    2018 (3):  9-17.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2018.03.002
    摘要 ( 233 )   PDF(6566KB) ( 228 )  
    利用常规气象观测资料、加密自动气象站风场资料及雷达回波资料对2016年8月7-8日大连地区一次漏报的局地大暴雨过程的中尺度特征进行分析,并探讨了加密自动气象站数据的应用。结果表明:2016年大连地区此次局地大暴雨过程T639、欧洲和日本3种数值模式预报结果差异较大,均漏报了暴雨和大暴雨量级降水。环流形势和物理量场对此次暴雨过程的暴雨与大暴雨量级降水落区均无明显预报指标,而卫星云图上有TBB<-45℃的中尺度对流云团与强降水区域对应;最强短时强降水区域雷达回波上有对流风暴单体,最大回波强度达55 dBz,高度上升至4 km,50 dBz强回波从地面伸展至6 km高度,且强度均匀,为低质心强降雨回波;同时,由加密自动气象站风场资料可知,提前1 h左右强降水落区有中小尺度辐合线形成,最强区域为中尺度气旋,这个指标配合雷达回波和卫星云图资料可以在环流形势、物理量场和数值预报均无明显特征时,作为局地大暴雨预警的指标。
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    辽宁省3次暴雪天气过程雷达特征对比分析
    胡鹏宇, 徐爽, 陈传雷, 杨磊, 纪永明, 孙丽
    2018 (3):  18-27.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2018.03.003
    摘要 ( 224 )   PDF(5562KB) ( 283 )  
    利用欧洲中心(European Center for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF) ERA-interim再分析资料、常规气象观测资料及多普勒雷达资料,对辽宁省境内发生的2007年"0304"、2009年"0212"和2017年"0221"共3次暴雪过程进行对比分析,主要研究3次暴雪过程的大尺度环流背景条件、气团、水汽来源及雷达回波和雷达参量特征的异同。结果表明:辽宁省3次暴雪过程均为受高空槽影响产生的,高空低槽配合地面冷锋或倒槽,导致动力抬升条件增强;来自不同水汽源地的气团和冷暖气团的交绥是暴雪过程增强的关键因素;降雪过程的雷达回波强度不超过40 dBz,回波顶高低于10 km;雷达参量ZmaxZmean15的演变与降雪过程强弱的变化对应较好,强回波中心增强和及地的时段与主要降雪时段较一致,可以揭示系统强度的变化和降水粒子的下落,对降雪天气具有一定的预报意义。
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    长江中下游地区持续性暴雨年代际变化特征及环流形势
    刘蕾, 周晶, 刘俊杰, 高辉
    2018 (3):  28-36.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2018.03.004
    摘要 ( 232 )   PDF(2376KB) ( 335 )  
    利用1965-2016年长江中下游地区逐日降水数据和美国气象环境预报中心/美国国家大气研究中心(National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research,NCEP/NCAR)逐日再分析资料,从年代际变化的角度对长江中下游地区持续性暴雨及环流特征差异进行了分析。结果表明:1965-2016年长江中下游地区持续性暴雨主要集中出现在6月下旬至7月上旬,此时段内持续性暴雨发生频次与夏季持续性暴雨的年代际变化一致,均呈现先增多后减少的特征,1989-2003年为长江中下游地区持续性暴雨频发年代。对长江中下游地区持续性暴雨少发、频发年代的环流特征分析发现,1965-1988年高纬度地区气流平直,冷空气不活跃,而低纬副热带高压明显偏弱,导致南海水汽输送较弱,可降水量偏少,对流运动偏弱;2004-2015年500 hPa位势高度场上高纬度地区呈西高东低的特征,冷空气输送能力较弱,同时孟加拉湾低槽偏弱,副热带高压虽然偏强但位置偏南,水汽无法远距离输送至长江地区,可降水量也异常偏少;1989-2003年虽然为持续性暴雨频发年代,但其中无持续性暴雨年份与持续性暴雨频发年份的环流配置则完全相反,持续性暴雨频发年鄂霍次克海高压明显偏强,冷空气活跃,低纬副热带高压偏强偏西,其西北侧的水汽可以源源不断输送至长江中下游地区,造成可降水量异常偏多,冷暖空气的交汇则使垂直运动旺盛。可见,长江中下游地区持续性暴雨年代际变化与大尺度环流的年代际变化密切相关。
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    2000-2012年江西省三类区域性大雾时空分布及影响因素特征
    陈翔翔, 许爱华, 许彬, 肖安
    2018 (3):  37-47.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2018.03.005
    摘要 ( 200 )   PDF(2321KB) ( 371 )  
    利用中国气象局下发的2000-2012年常规地面观测资料、探空资料以及江西省GD05报资料,对比分析了江西省三类区域性大雾的时空分布、天气形势和主要气象要素特征。结果表明:2000-2012年江西省发生区域性大雾共259例,辐射雾最多。辐射雾主要发生于深秋至次年初春;平流辐射雾主要发生于冬季;平流雾主要发生于冬末初春,夏季不曾出现。江西省区域性大雾总体呈"中间多、赣北北部和赣东南少"的分布特征。辐射雾单次发生面最广,平流雾发生面最窄。江西省持续性区域大雾以辐射雾最为常见。平流辐射雾的逆温强度最大,平流雾最小。辐射雾逆温层结主要在1000 hPa附近及以下,上干下湿明显;平流辐射雾逆温层结可为多层逆温,在1000 hPa以下和925 hPa附近均可出现逆温、高湿区;而平流雾湿层深厚,逆温层结主要在925 hPa附近。辐射雾时,江西地面为均压场,低层为明显反气旋环流控制;平流辐射雾时,江西多处于地面小高压后部偏南气流中,低层表现为宽广的偏南气流;平流雾时,雾区处于地面低压倒槽附近、925 hPa切变线以南2个纬距内的偏南暖湿气流中。
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    基于3种能见度方案山东地区雾天气预报试验研究
    夏凡, 李昌义
    2018 (3):  48-57.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2018.03.006
    摘要 ( 241 )   PDF(3487KB) ( 261 )  
    基于中尺度天气研究与预报(Weather Research and Forecast,WRF)快速更新循环(Rapid Update Cycle,RUC)模式系统,选取SW (Stoelinga and Warner)方案、RUC方案与FSL (Forecast Systems Laboratory)方案3种能见度方案,对2015年10月至2016年3月山东地区的25次雾天气个例进行预报试验,包括能见度的定量化预报和雾天气的有、无诊断预报,利用常规气象观测资料对预报结果进行检验评估,并分析不同能见度方案对雾天气预报效果不佳的原因,对RUC方案进行订正。结果表明:SW方案模拟的能见度平均绝对误差为9-12 km,RUC方案和FSL方案模拟的能见度平均绝对误差均为2-4 km。对于山东地区大部分雾天气预报试验,SW方案和FSL方案雾天气预报的确报率高于误报率,均对雾天气具有一定的预报能力;RUC方案雾天气预报的确报率和误报率均为0,对雾天气没有预报能力。综合山东地区能见度与雾天气的预报效果可知,FSL方案更适合作为WRF-RUC模式业务中雾天气的预报产品。模拟能见度对相对湿度的预报误差过于敏感、未考虑空气中的污染物对能见度的影响及计算公式未进行本地化订正是能见度方案对雾天气预报效果不佳的主要原因,订正后的RUC方案模拟的能见度平均绝对误差较原始方案减小,且提高了雾天气的预报效果。
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    降雨天气对大气污染物浓度的影响分析
    安林昌, 张恒德, 李凯飞
    2018 (3):  58-70.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2018.03.007
    摘要 ( 619 )   PDF(2267KB) ( 339 )  
    利用2014-2016年的中国气象局地面观测资料和中国环境保护部公布的6种大气污染物浓度数据,对降雨天气前后的大气污染物浓度变化进行分析。结果表明:在京津冀、长三角和珠三角区域,降雨天气后6种大气污染物浓度降低的时次约占43%-60%,其中PM10浓度降低最为明显,PM2.5、O3、SO2和NO2次之,最不明显的是CO。一般而言,降水天气前大气污染物浓度越高,降雨后浓度降低的时次所占比例越大,浓度降低值也越大,但当降雨天气前大气污染物浓度较低时,降雨天气后浓度升高的个例也很多,约占21%-61%。京津冀地区由于平均大气污染物浓度较高,降水天气对大气污染浓度的降低效果比长三角和珠三角地区更明显。对于大多数降雨时次,小时降水量越大,大气污染物浓度降低的时次所占比例越大,但浓度降低值反而越小。例外的是,小时雨强大于10 mm的降雨后,京津冀地区的O3和SO2浓度以及长三角地区的PM10、PM2.5和SO2浓度降低程度不如小时雨强小于10 mm时;而珠三角地区的NO2和O3在降雨后的浓度变化对小时雨强不敏感。在京津冀地区,降雨天气对较大浓度的O3清除作用非常明显。在长三角和珠三角地区,降雨前CO浓度较低时,降雨后浓度升高时次比浓度减小的多;另外,降雨天气对SO2的清除作用非常明显。
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    1951-2015年吉林省蒸发量变化特征
    徐士琦, 梁洪海, 傅帅, 胡轶鑫
    2018 (3):  71-77.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2018.03.008
    摘要 ( 230 )   PDF(1455KB) ( 369 )  
    利用吉林省蒸发量的逐日观测资料,对1998-2001年吉林省非冰冻期(5-9月)小型蒸发皿与E601型蒸发皿的蒸发量观测数据进行对比研究,并利用1951-2015年吉林省小型蒸发皿观测蒸发量数据分析了其变化特征。结果表明:1998-2001年吉林省非冰期(5-9月)平均蒸发量的月变化明显,与E601型蒸发皿相比,小型蒸发皿观测的蒸发量明显偏大,且蒸发量偏大率(D)随月份(5-9月)增加而减小。1951-2015年吉林省年平均蒸发量呈自东南部地区向西北部地区逐渐增加的空间分布特征;春季、夏季、秋季蒸发量的空间分布与年分布特征较相似。近65 a来吉林省年平均蒸发量呈略下降的趋势,但各季节和各地区蒸发量的变化趋势并不完全相同。
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    潍坊市地面水汽压时空分布特征及其影响因素
    王晓立, 王恬茹, 杨萌, 张娜, 鲁丹, 徐太安
    2018 (3):  78-85.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2018.03.009
    摘要 ( 218 )   PDF(1762KB) ( 212 )  
    基于1961-2015年潍坊市9个气象观测站逐月地面水汽压及其他气象要素的观测数据,利用气候倾向率、经验正交函数(Empirical Orthogonal Function,EOF)、M-K (Mann-Kendall)突变检验和相关系数等方法,分析了潍坊市地面水汽压的时空分布特征及其影响因素,为合理开发云水资源提供理论依据。结果表明:1961-2015年潍坊地区年与春季、秋季、冬季地面水汽压均呈上升的趋势,春季地面水汽压上升最明显,夏季地面水汽压呈略下降的趋势;潍坊市地面水汽压年代变化明显,20世纪80年代地面水汽压最低。近55 a潍坊市地面水汽压月变化呈明显的单峰型,最大值出现在7月,最小值出现在1月。潍坊市地面水汽压在1989年发生突变,突变后呈明显上升的趋势。近55 a潍坊地区年和四季地面水汽压均呈由西北向东南方向递增的空间分布特征,最低值均出现在青州地区,最高值均出现在诸城地区,主要受地理位置和海拔高度影响造成的。特征向量表明潍坊市地面水汽压具有空间一致性的变化特征,呈西北-东南反向分布。潍坊市地面水汽压受多种气象因素的影响,地面水汽压与相对湿度、气温、降水量均呈显著的正相关关系,地面水汽压与日照时数、蒸发量、风速均呈显著的负相关关系。
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    简报
    基于积分回归法黑龙江省作物产量动态预报研究
    朱海霞, 李东明, 王铭, 王萍, 闫平, 李秀芬
    2018 (3):  86-92.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2018.03.010
    摘要 ( 162 )   PDF(523KB) ( 293 )  
    由于积分回归法生物学意义明确,预报效果较好,已成为一种新的作物产量动态预报方法。为了完善黑龙江省主要作物的动态预报方法,提高作物单产的预报准确率,本文利用积分回归方法,随机选取以县为单元的研究对象,开展黑龙江省多种作物积分回归产量动态预报模型的适用性研究。结果表明:建立的黑龙江省6月下旬至9月下旬春玉米、大豆和水稻积分回归产量动态预报模型均通过了F的显著性检验,作物产量预报的平均差MD和相对误差RE均未通过显著性检验,表明建立的春玉米、大豆和水稻产量预报模型的预报效果较好;其中春玉米和水稻产量预报模型的预报准确率较高,模型预报的单产与实际单产的一致性较好。通过对2011-2014年黑龙江省作物单产进行试报和检验,发现春玉米、水稻和大豆单产的预报准确率平均为96%、95%和93%;表明积分回归方法对黑龙江省大豆单产预报的适宜性略差,积分回归法适用于黑龙江省水稻和春玉米单产的预报。基于积分回归法的原理,可以在黑龙江省开展春玉米和水稻单产的动态预报,并继续开展大豆产区积分回归产量动态预报的适用性研究。
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    日照地区气候背景下冬小麦适播期分析
    成兆金, 陈蕾, 徐淑米
    2018 (3):  93-98.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2018.03.011
    摘要 ( 211 )   PDF(589KB) ( 280 )  
    气候变化改变了作物的生育环境,冬季积温的增加使冬小麦的适播期发生了变化,春季霜冻、干热风,使小麦的生理机能受到了损害。因此,给出气候变化背景下冬小麦最佳播期的窗口尤为重要。本文利用日照地区3个气象站1951-2016年的逐日气象数据,采用趋势分析、相关性检验等方法,对该地区冬小麦适播期(冬前≥ 0℃·d有效积温为400-750℃·d)、拔节期间发生的春季霜冻以及乳熟期间发生的高温干热风天气的时间变化进行了分析。结果表明:冬前(10月2日至12月20日)≥ 0℃·d有效积温,近62 a来大东港区以1.572(℃·d)·a-1的速度递增,近58 a来五莲县以1.339(℃·d)·a-1的速度递增,近66 a来莒县以1.513(℃·d)·a-1的速度递增,日照地区冬小麦的适播期均未发生突变过程。最终确定日照地区冬小麦适播期大东港为10月20-25日,五莲县为10月17-20日,莒县为10月11-15日,比传统播期推迟5-10 d,理论上避免了冬小麦拔节期的霜冻危害,并分别以69%、85%、75%减少了小麦乳熟期的高温、干热风危害。该研究对当地冬小麦生产可起到积极的指导作用。
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    快报
    北京市夏季日最大电力负荷与气象因子的关系
    李琛, 郭文利, 吴进, 金晨曦
    2018 (3):  99-105.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2018.03.012
    摘要 ( 190 )   PDF(671KB) ( 342 )  
    利用2006-2013年北京市逐日15 min电力负荷资料及北京平原地区6个人工气象观测站(朝阳、海淀、丰台、石景山、观象台、昌平)的气象要素观测资料,分析北京市电力负荷时间和空间的变化特征及其夏季(6-8月)日最大电力负荷与各种气象因子的关系,采用剔除逐日最大电力负荷、历年夏季最大电力负荷极值及历年夏季最大电力负荷平均值的变化趋势项3种方法提取气象负荷并进行对比,进一步研究累积气象因子与夏季气象负荷的相关性。结果表明:2006-2013年北京电力负荷呈逐渐增长的趋势,电力负荷年变化和日变化均呈"双峰型"。北京全市及各区最大电力负荷多数出现在夏季,部分地区最大电力负荷出现在冬季(11月至翌年2月),朝阳和海淀地区夏季最大电力负荷明显高于其他地区。北京市夏季日最大电力负荷与闷热指数及平均气温的相关性最好;气象负荷与气象因子的相关性好于原始负荷,且剔除夏季日最大电力负荷平均值变化趋势项获得的气象负荷优于其他方法;当气象因子累积2 d时,夏季气象负荷对气象因子的变化最敏感。
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    气象条件对辽宁省高速公路交通安全的影响研究
    林毅, 李倩, 张凯, 李岚, 齐昕, 林中冠, 林松, 张运福
    2018 (3):  106-111.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2018.03.013
    摘要 ( 202 )   PDF(581KB) ( 366 )  
    选取2010-2015年辽宁地区包含事故位置、等级、发生时间、环境条件等信息的高速公路交通事故数据,采用序关系分析法将事故数量和等级量化为高速公路事故指数。匹配事故发生地点临近的气象站点观测数据,分析了高速事故发生时间特征及与气象要素相关性,并利用气象要素通过逐步回归方法对高速事故指数进行模拟。结果表明:辽宁省高速公路事故高发年份气候特征为降水偏多、日照时数偏少。冬季因天气诱发的高速事故数量最多、平均事故指数最大,其中相对湿度、降水量与冬季事故指数关系最为密切。对事故指数进行预测的结果显示:秋季、冬季重特大级别事故的预测准确率较好,准确率分别达到62.5%和51.3%。
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