气象与环境学报

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马申佳, 何宏让, 陈超辉, 吴丹, 陈圣劼

2019 (1): 1-9. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2019.01.001

摘要 ( 217 )

PDF(6736KB) ( 169 )

对流尺度集合预报是研究飑线等强对流天气的新方向。当前对飑线系统结构的研究主要采用卫星和雷达资料结合高分辨率确定性预报的方法，而本文从集合预报技术的角度分析飑线结构特征。针对2014年7月30日中国江淮地区的一次强飑线过程，利用WRF模式开展了对流尺度集合预报试验，采用概率匹配平均法对集合预报结果进行综合处理，重点考察集合预报对飑线结构特征的模拟能力。结果表明：对流尺度集合预报能够模拟出飑线系统的基本结构特征。集合平均和概率匹配平均法相比控制预报而言，对飑线回波、热力场、动力场和微物理量场结构有明显的改善作用。同时模拟出了飑线系统近地面冷池和环境垂直风切变的相互作用，与RKW理论相一致。概率匹配平均法在回波强度上较集合平均更接近实况，应用于对流尺度集合预报研究极端天气事件具有指示意义。

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三个典型登闽空心结构台风强降水分布差异分析

林小红, 吴建成, 刘通易, 韩美, 郭弘, 柯小青

2019 (1): 10-17. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2019.01.002

摘要 ( 186 )

PDF(6119KB) ( 205 )

利用常规气象观测资料和NCEP （National Centers for Environmental Prediction）再分析资料对1710“海棠”、1307“苏力”和0709“圣帕”这三个典型登闽空心台风分别于2017年7月31日、2013年7月13日和2007年8月19日产生的强降水分布差异采用诊断方法分析。结果表明：高层辐散分流通道显著不同，“海棠”与“圣帕”为反气旋性流出气流，“苏力”属于单一流出通道。环境风垂直切变方向对“海棠”与“苏力”大降水落区有一定预报指示意义。湿度锋区及干舌侵入位置的差异对三个台风空心结构形成及强降水分布的差异有重要影响。湿位涡场均呈现下负上正分布，表明大气在低层为对流不稳定状态。湿正压项是“海棠”与“圣帕”台风MCS发展的主要不稳定条件，而湿正压项和湿斜压项均对“苏力”台风MCS发展起加强作用，其中湿正压项对MCS非对称分布起主要作用。

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河南省三次重污染过程的对比分析

董贞花, 齐伊玲, 孔海江

2019 (1): 18-25. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2019.01.003

摘要 ( 249 )

PDF(4226KB) ( 151 )

利用气象观测资料、EC-Interim再分析资料、L波段雷达的探空资料以及空气污染资料，对比分析了河南省2015年11月27日至12月25日的3次重污染过程。首先从范围、时间、强度、首要污染物等方面对比分析这3次过程的污染特征。其次对比分析这三次过程的气象条件。结果表明：污染期间平直的环流、弱的气压场、高湿、小风、逆温均有利于重污染的产生；I和Ⅱ污染最重日500 hPa河南处在弱脊区，Ⅲ处在槽后的西北气流中；偏北风有利于污染物由北向南的传输，造成大面积重污染且污染达到最重；三次重污染过程的结束均是由于西路冷空气入侵造成；风速、湿度、24 h变温和24 h变压与PM_2.5有一定的超前滞后关系，其中超前4 h风速、超前1 h湿度、超前10 h变温、超前19 h变压和PM_2.5浓度的相关性最好。边界层内，三次过程均存在不同程度的逆温，I过程大部分时间同时存在接地逆温和悬浮逆温；Ⅱ和Ⅲ整个过程几乎均有接地逆温存在，而大部分时间不存在悬浮逆温；湿度场的垂直方向上，I过程存在明显的上干下湿特征，而Ⅱ和Ⅲ过程不存在。Ⅱ和Ⅲ都是中西部污染最先清除、其次是北部、南阳和东部地区；而I过程北部最先清除。

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2017年5月长三角地区一次沙尘重污染天气成因分析

霍彦峰, 邓学良, 弓中强, 杨关盈, 孙强, 翟菁, 于彩霞

2019 (1): 26-34. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2019.01.004

摘要 ( 188 )

PDF(9374KB) ( 157 )

利用地面污染物监测数据、常规气象数据，ECMWF再分析数据以及L-波段无线电探空数据，并结合后向轨迹模型，对2017年5月长三角地区的一次沙尘重污染天气过程进行成因分析。结果表明：此次沙尘重污染过程是天气系统、地面及边界层气象条件共同作用的结果。东亚大槽东移、冷空气南下并配合地面高压的发展使河西走廊、宁夏大部、内蒙古西部出现沙尘天气，为后期长三角地区沙尘的输送提供了沙源；850 hPa上较大的风速为上游沙尘源区向下游长三角地区输送提供了通道；高压中心的下沉运动和白天增强的热对流活动使得高层沙尘影响地面具备了足够的动力条件；当沙尘抵达长三角上游地区后，不断减弱的冷空气和趋于静稳的近地面形势不利于污染物扩散，加剧了此次污染过程。

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辽宁城市PM_2.5时空变化聚类及其气象影响特征

项程程, 柴曼

2019 (1): 35-44. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2019.01.005

摘要 ( 177 )

PDF(3329KB) ( 218 )

利用2015年11月至2016年10月辽宁14市环境空气质量监测数据和地面气象站点监测数据，对辽宁省细颗粒物污染时空特征以及气象因子对其影响规律进行了系统的分析，并据此进行聚类分区。结果表明：辽宁城市PM_2.5浓度变化的季节性差异明显，呈冬季高、春季次、夏秋低的总体特征；辽宁全境PM_2.5浓度的空间分布差异较大，中部平原地区为最高、两翼丘陵较低、东部沿海最低；根据PM_2.5浓度与气象因子的散点图及Spearman相关系数，辽宁城市可分为4种类型，即辽东半岛型（I类，包括丹东、大连、盘锦、营口）、辽西山地型（Ⅱ类，包括葫芦岛、锦州、朝阳、阜新）、辽东山地型（Ⅲ类，包括本溪、抚顺）、辽中平原型（IV类，包括铁岭、沈阳、辽阳、鞍山），4类城市的PM_2.5浓度依次递增，且冬季最为明显；PM_2.5浓度与气温、水汽压、相对湿度仅在冬季均呈正相关，但I、Ⅱ类城市在春季呈正相关，IV类城市在春、夏两季也呈正相关；与风速在冬季均呈负相关；与气压的相关性不明显。

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2007—2015年北京地区能见度时空变化特征

姜江, 郭文利, 王春玲

2019 (1): 45-52. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2019.01.006

摘要 ( 192 )

PDF(1170KB) ( 304 )

利用2007-2015年北京市大兴观象台、28个道面自动气象站、部分区域自动气象站等多种台站观测资料分析了2007-2015年北京地区能见度的时空变化特征。结果表明：2007-2015年北京地区春季平均能见度最高、夏季平均能见度最低，夏季及年平均能见度呈显著增加的趋势，春季和秋季能见度均呈波动增加，冬季颗粒物浓度的显著增加致使北京地区冬季能见度下降的时段集中在2011-2014年；空间上，北京西北地区能见度明显高于中心城区和东南大部地区。秋季和冬季能见度的空间分布特征与年平均能见度的分布特征较一致，表现为能见度自西北向东南方向逐渐递减；与能见度相关性最高的为相对湿度、颗粒物浓度、风向及风速，但不同要素在月、季和年尺度上的相关性差别较大；根据天气现象统计表明，近10 a来北京地区雾、霾、沙尘日均呈增加的趋势，但是山区与城区气象站点低能见度事件的发生频次存在较大的差异。整体来看，小于10 km能见度事件的发生频次在全区以增加为主，而小于1 km能见度事件的发生频次在全区以减少为主。此外，近10 a来北京地区干霾的发生频率为44.29%，湿霾的发生频率为7.13%，低能见度事件多由干霾造成，但湿霾发生时，能见度恶化的更明显。

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哈尔滨市空气质量特征及其与气象要素的关系

朱红蕊, 刘赫男, 张洪玲, 尹嫦姣

2019 (1): 53-58. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2019.01.007

摘要 ( 254 )

PDF(449KB) ( 227 )

利用哈尔滨市2014-2016年逐日空气质量指数（AQI）数据，结合同期气象观测资料，分析了哈尔滨市空气质量的变化特征、主要污染物及与主要气象要素之间的关系。结果表明：近3 a间，哈尔滨空气质量为良级别的天数最多，占47%，达到污染级别的天数占31%，2016年空气质量最佳，优良级别的天数达到284 d，占全年78%；春夏季AQI指数较低，秋冬季AQI指数明显偏高，9月空气质量全年最佳，1月空气质量最差；PM_2.5是造成哈尔滨空气污染的最主要污染物，其次是PM₁₀、NO₂和臭氧8 h （O₃-8 h）；AQI与气压之间以正相关为主，秋冬季最为显著；与风速主要表现为负相关，冬季尤为显著；与气温的关系受到采暖的干扰差异较大，年尺度及秋冬季呈负相关，月尺度呈正相关；与降水日数呈负相关；与相对湿度冬季表现为显著正相关，而5-9月为负相关。

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辽宁省海绵城市建设中年径流总量控制率分区及其分布差异研究

顾正强, 龚强, 晁华, 张海娜, 徐红, 朱玲, 沈历都, 蔺娜

2019 (1): 59-65. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2019.01.008

摘要 ( 202 )

PDF(3049KB) ( 783 )

利用1986-2015年辽宁省60个气象站逐日降雨量观测资料和1986-2015年美国国家环境预报中心/美国国家大气研究中心（National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research，NCEP/NCAR）逐月全球的再分析资料，对辽宁省年径流总量控制率区域划分及其分区分布的差异进行分析。结果表明：辽宁省年径流总量控制率可以划分为Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区、Ⅴ区共4个区，比《海绵城市建设技术指南-低影响开发雨水系统构建》中辽宁省年径流总量控制率分区多1个Ⅴ区，且相同分区对应的空间分布差异明显；年平均降雨量对年径流总量控制率的分区趋势具有一定指示作用，总暴雨量占总降雨量的比例与年径流总量控制率的分区关系密切，辽宁省水汽输送的特征和地形地势是形成年径流总量控制率区域分布差异的内在成因。

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2012—2016年宁波市中暑流行特征及热浪对其影响分析

孙仕强, 鹿文涵, 郭建民, 钱燕珍, 卢晶晶

2019 (1): 66-71. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2019.01.009

摘要 ( 201 )

PDF(900KB) ( 110 )

城市高温热浪事件严重影响人体健康和生命安全已成共识。利用宁波市2012-2016年中暑病例数据和同期气候数据对宁波市夏半年中暑流行特征及热浪对其的影响作了相关分析。结果表明：2012-2016年，2012年和2013年中暑人数最多，并集中在6-8月，其中7月人数最多占比55.3%；男性中暑概率明显高于女性，中暑程度主要集中在轻度中暑，31-60岁年龄段中暑人数占比最高，市区中暑人数占比要高于郊区（县）；用温湿两要素结合的炎热指数和热浪公式定义宁波热浪过程，发现热浪天数和中暑人数的相关系数高达0.898，选出7次热浪过程计算热浪中暑的相对危险度，发现除2013年以外其他年份热浪中暑的相对危险度均在10以下，2013年的3次热浪中暑的相对危险度分别为18.1、21.6和25.8，这与2013年热浪出现相对频繁集中有关；同时通过这7次热浪过程的前、后段热浪中暑的相对危险度的比较，并未见明显的热浪滞后效应存在。

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CCSM4模式对东北气温和降水的模拟及预估

张海娜, 侯依玲, 赵春雨, 刘鸣彦, 王涛, 周晓宇, 崔妍, 敖雪, 易雪

2019 (1): 72-78. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2019.01.010

摘要 ( 175 )

PDF(1948KB) ( 173 )

利用东北地区162个气象观测站逐月气温和降水资料对CCSM4模式的模拟性能进行了评价，并预估了2021-2050年东北地区的气候变化情景。结果表明：CCSM4模式长期历史气候模拟实验模拟的1961-2005年月平均气温、降水量值能较好地再现东北区域年平均气温、降水量的空间分布形态，但气温模拟值比观测偏低，91.4%站点误差在1.5℃以内；降水中心比观测略偏北，全区平均偏多35.18 mm。2021-2050年东北区域年平均气温呈增温趋势，高纬度地区的增温幅度明显大于低纬度地区，与基准年相比，RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下全区分别偏高6.00℃、5.86℃和6.42℃。年降水量分布呈东南向西北递减的形态，降水大值中心出现在东南部吉林与辽宁交界处，RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下全区分别偏多15.2%、3.1%和2.0%。

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基于雷达组网拼图的定量降水反演II:方案改进及综合评估

纪永明, 陈传雷, 蒋大凯, 任志杰, 孟莹, 才奎志, 张硕, 胡鹏宇

2019 (1): 79-87. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2019.01.011

摘要 ( 194 )

PDF(2178KB) ( 263 )

为提高雷达定量降水反演精度，结合多普勒天气雷达组网拼图资料与地面加密自动站降水观测资料，在利用最优化法建立辽宁本地化动态Z-I关系基础上，进一步优化雷达定量降水反演方案，分别开展了分雷达回波强度等级与分地理区域优化降水Z-I关系研究。结果表明：两种优化方案的定量降水反演评估指标均有所改善，整体而言，优化方案有效降低了雷达定量降水反演误差，降水反演能力得到进一步提高。2013年辽宁抚顺“8.16”典型强降水个例定量降水反演结果显示，两种优化方案反演降水的空间分布形势与地面降水实况场更加接近，尤其弥补了单一动态Z-I关系法对20.0 mm·h^-1以上量级强降水落区范围以及40.0 mm·h^-1以上量级超强降水中心反演不足的问题，采用优化方案后的各项评估指标均大幅提升，明显改善了雷达定量降水反演的不确定性，降水反演效果具有更强的稳定性和可靠性，为灾害性短时强降水天气事件短临预报预警提供了定量参考。

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1961—2016年祁连山区季节性干旱综合指数特征分析

郭小芹, 罗永忠

2019 (1): 88-93. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2019.01.012

摘要 ( 143 )

PDF(1109KB) ( 140 )

采用Z指数和熵权理论，构建了干旱综合指数作为干旱强度评价标准，对祁连山区季节性干旱特征及其空间分布规律进行了深入剖析。结果表明：1961-2016年季节性干旱强度普遍减弱，其中春秋两季显著减弱，夏季明显减弱；尽管20世纪60-70年代、90年代为季节性干旱频发与重发时段，但从2000年以来夏旱与冬旱却比较频繁，不容忽视。干旱强度由强到弱依次为冬季、夏季、春季和秋季，冬季干旱程度最强；在干旱波动性上秋季最强，冬季次之，春季最弱。春夏秋三季南侧比北侧干旱，冬季北侧比南侧干旱，其中冬季干旱范围最为广泛，尤以酒泉为中心的北侧区域最为显著。在研究时段内祁连山南北两侧干旱强度逐渐减弱，南侧明显减弱，枯草期干旱强度减弱程度尤为显著。本研究为祁连山区干旱评价提供了参考依据。

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太子河本溪城区段水体中重金属分布特征及形态分析

王俭, 马博健, 于英潭, 陆冰, 王守鹏, 刘琳, 张雪, 张朝星

2019 (1): 94-100. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2019.01.013

摘要 ( 180 )

PDF(924KB) ( 113 )

为了解太子河本溪城区段河流水体中重金属分布特性及形态特征，对城区段河流干支流中的重金属Zn，Pb，Cd，Cu，Mn，Cr，Se的含量和分布状况进行了分析，并使用PHREEQC软件对重金属存在形态进行了模拟计算。结果表明：采样区河段7种重金属中污染较重的为Mn和Cr，平均值均超过国家地表水环境质量Ⅳ类标准（GB 3838-2002）。多元统计分析表明，7种重金属可以归为两个主成分，其中第一主成分PC-I （Mn，Cd，Se）主要受人为污染因素的影响；第二主成分PC-Ⅱ （Zn）主要受自然地质背景影响。重金属污染指数范围在28.49-473.76之间，表明采样区段部分水体的重金属污染程度已超过可接受水平。形态分析表明，在水体中7种重金属大多以胶体（Cu （OH）₂）或沉淀（ZnCO₃、PbCO₃、MnCO₃等）的形态存在，溶解态含量较低。本研究结果可为太子河本溪城区段水污染防治与河流水体修复提供参考。

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播种期水分胁迫及补水对玉米出苗率的影响

朱梦媛, 张慧, 李爽, 张兵兵, 常松, 蔡福, 赵佳, 蔡文博

2019 (1): 101-107. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2019.01.014

摘要 ( 188 )

PDF(633KB) ( 88 )

为探究玉米播种期水分胁迫及补水对玉米出苗率的影响，利用盆栽方式在玉米播种-出苗期开展水分胁迫及复水控制对比试验，分析播种日土壤相对湿度、播种后补水时间和补水量对辽西地区玉米出苗的影响。结果表明：玉米出苗率随播种日土壤相对湿度的降低，干旱持续时间的增加和补水量的减少而减小。播种后无补水，当播种日土壤相对湿度w_播种为60%-70%时，出苗率达100%；w_播种为50%-55%时，出苗率达66.7-77.8%；w_播种为30%-45%时，出苗率为0。w_播种为35%-45%时，持续5-20 d干旱，补水20 mm，出苗率为66.7%-100%，较补水10 mm的出苗率为0%-77.8%。w_播种为35%-45%时，需在10-20 d内补水，所需补水量随补水时土壤相对湿度的减小而增加。研究结果可为春旱频发地区确定玉米播种后最迟补水时间和补水量下限提供有效的技术参考。

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基于数值预报模式的乡镇温度预报方法研究

吴春英, 刘多文, 钟博, 蒋婷婷, 于蕙箐, 陈佳美, 高燕

2019 (1): 108-112. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2019.01.015

摘要 ( 192 )

PDF(698KB) ( 188 )

利用2015年8月至2017年7月长兴岛站和交流岛站日最高气温、日最低气温实况资料，对ECMWF细网格2 m温度预报值和日本FSFE02（24 h地面形势场预报）、FSFE03（36 h地面形势场预报）进行了检验。结果表明：根据历史回归统计检验，ECMWF细网格模式24 h的2 m最高气温、最低气温预报效果显著，通过了0.05信度显著性检验。对各月做相关分析，相关性均较好。利用前一日ECMWF细网格2 m温度预报值与长兴岛站实况差值，根据统计的ECMWF细网格2 m温度预报订正值，做出长兴岛站未来24 h的气温预报。交流岛站温度预报是在长兴岛站温度预报的基础上订正做出，经统计分析，交流岛站和长兴岛站的气温差值与地面形势场和风场有较好的对应关系，根据不同类型的地面形势场和风场订正值，做出交流岛站的温度预报。应用Matlab计算机语言的开发功能，提取ECMWF细网格2 m温度预报的最高、最低气温值，并录入当日长兴岛站和交流岛站最高、最低气温实况值，自动预报各站未来24 h最高气温、最低气温。创建可视化预报工作界面，实现乡镇温度预报自动化。

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