气象与环境学报

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马素艳, 伊娜娜, 赵斐, 张旭

2019 (2): 1-8. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2019.02.001

摘要 ( 308 )

PDF(2117KB) ( 223 )

使用常规观测资料、FY-2G卫星及1°×1°的NCEP再分析资料，对2017年7月6—7日内蒙古东南部地区一次冷涡暴雨天气过程进行分析。结果表明：在稳定的“一槽一脊”型环流背景下，阻塞高压稳定维持，西风槽东移受阻移动缓慢，加深为涡，暴雨发生在冷涡发展加强阶段；低空急流建立，一方面形成偏南水汽输送，为暴雨提供源源不断的水汽，水汽收支主要集中在700 hPa以下，暴雨发生前水汽净收入明显增大，南、北边界水汽贡献率大；另一方面，偏南暖湿气流的输送使不稳定层结建立，能量在暴雨区积聚，偏南低空急流与高空急流耦合，又为暴雨发生提供了动力条件；暴雨发生前后湿度场变化显著，大气可降水量最大达到55—60 kg·m^-2，且暴雨发生前增幅显著，增幅近2倍。暴雨区700 hPa（850 hPa）上比湿不低于7 g·kg^-1（12 g·kg^-1），强降水出现在水汽图上白亮区断裂消失后，高层比湿峰值附近和相当黑体温度<230 K为强降水高发区。

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中国地区集合预报产品自适应递减平均偏差订正法的改进研究

肖瑶, 史一丛, 王耸, 王新伟

2019 (2): 9-14. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2019.02.002

摘要 ( 219 )

PDF(2204KB) ( 75 )

基于中国地区T213集合预报产品2 m温度预报数据，采用卡尔曼滤波类型的自适应递减平均法进行偏差订正处理，原方案在剧烈降温天气订正效果表现不理想。通过对递减平均参数w的重新构建得到改进的订正方案w（i，p）（i为站点信息，p为天气过程信息），在此基础上进一步优化对历史信息的有效提取，得到改进的方案w（i，p）相似法和w（i，p）统计法，并进行效果检验。结果表明：改进为包含空间和天气过程信息的函数w（i，p）后方案的订正效果得到不同程度的提高，其中24 h剧烈降温预报各成员预报均方根误差平均减小了0.15 ℃；而进一步改进的w（i，p）统计法在当前几种剧烈降温预报中订正效果最优，其集合平均偏差与w（i，p）方案相比减小2.54 ℃。

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基于多元线性回归的滇西南短时强降水预报模型研究

王秀英, 廖留峰, 王俊杰

2019 (2): 15-22. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2019.02.003

摘要 ( 211 )

PDF(1469KB) ( 95 )

利用云南省普洱市2015—2017年多普勒天气雷达资料、探空资料和气象观测站5 min雨量观测资料，分析了普洱地区研究期间41次短时强降水的环境场和雷达回波演变特征。结果表明：中尺度辐合线、中气旋、逆风区是强降水触发和维持的重要成因。短时强降水发生前，整层大气水汽充沛，静力不稳定层结，大气可降水量（PW）≥35 mm、SI≤-0.23、K>35，可作为环境场对流潜势的判定因子；短时强降水发生时，雷达回波最强反射率因子≥40 dBz，35 dBz回波顶高>5 km，径向速度的辐合切变量>5 m·s^-1。通过多元线性回归分析，选取4个相关性显著的影响因子，建立普洱市短时强降水预报模型。所选预报因子包括：35 dBz回波顶高、30 dBz垂直剖面中心高度、30 dBz以上雷达回波面积和SI。预报模型的回报检验表明，普洱短时强降水平均雨强相对均方根误差为17.0%，局地降水持续时间相对均方根误差为33.9%，局地过程降水相对均方根误差为25.6%，回报效果较好。4次短时强降水预报检验中，平均雨强的预报误差每5 min小于1.2 mm，局地强降水持续时间的预报误差小于10 min，局地过程降水的预报误差小于4 mm，模型均预报出局地连续性降水超过50 mm。预报模型有较好的预报能力，可应用于普洱短时强降水的临近预报预警。

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基于NCEP FNL资料的山西岢岚地区雨雪天气诊断可信度分析

程胡华, 王益柏, 闻斌, 武帅, 智茂林, 赵亮

2019 (2): 23-31. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2019.02.004

摘要 ( 206 )

PDF(1137KB) ( 53 )

基于山西岢岚地区2005—2014年共1218个雨雪天气日的NCEP FNL资料（1°×1°）与探空资料，采用偏差、绝对差、相关系数和偏差区间占有率的统计方法，对常规物理量（温度、相对湿度、纬向风和经向风）和诊断物理量（T_800-500、T_d800和TT_d700）进行统计分析。结果表明：常规物理量中的温度平均偏差值和绝对差值最小、相关系数值最大，分别为-0.22 ℃、1.02 ℃、0.90，可信度最高；而相对湿度的平均偏差值和绝对差值最大、相关系数值最小，分别为12.31%、19.68%和0.63，可信度最低；纬向风和经向风的可信度相差不大，略低于温度；诊断物理量T_800-500、T_d800和TT_d700的偏差值分别为-0.08 ℃、1.50 ℃和2.79 ℃，绝对差值分别为1.21 ℃、3.33 ℃和4.14 ℃，相关系数值分别为0.95、0.92和0.74，偏差值为[-5，5]占总数百分比分别为98.77%、80.30%和75.04%。即T_800-500可信度最高，TT_d700指数可信度最低。

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基于地基观测的成都彭州气溶胶光学特性研究

巫俊威, 赵胡笳, 杨东, 魏垚

2019 (2): 32-39. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2019.02.005

摘要 ( 255 )

PDF(863KB) ( 121 )

利用2017年成都市彭州地区CE318型太阳分光光度计的观测数据，反演了该地区的气溶胶光学厚度（Aerosol Optical Depth，AOD）、Angström指数（α）和大气浑浊度（β），分析了AOD与α、β以及可吸入颗粒物（PM₁₀、PM_2.5）之间的关系。结果表明：AOD表现出冬季>春季 > 夏季 > 秋季的季节变化特征，高值主要出现在冬、春季，低值主要出现在夏、秋季。Angström指数在全年的波动不大，月平均值为1.22±0.19，低值出现在春季，高值出现在夏季。除了冬季，在其他季节观察到和Angström指数具有相同的月变化趋势。AOD与β之间具有较强的相关性，但与PM₁₀、PM_2.5的正相关关系表现偏弱。该地区气溶胶光学特性受北方沙尘的影响并不明显，但受到人类活动的影响显著，该地区主控态气溶胶是以细粒子为主的城市—工业型气溶胶类型。

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巢湖地区能见度特征及其影响因子分析

吴杰, 周建平, 邓学良, 王传辉, 周文鳞

2019 (2): 40-45. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2019.02.006

摘要 ( 211 )

PDF(966KB) ( 129 )

基于巢湖地区高密度的能见度监测数据，分析了其能见度时空分布特点，初步探讨了湖泊及周边地形对能见度及大雾形成的影响机理。结果表明：受湖泊气温、风、水汽等要素的影响，巢湖沿岸能见度低于远岸地区；一般远岸地区雾较近岸先形成，但是近岸地区雾持续时间长，且消散慢；在湖陆风或主导风作用下，巢湖北岸和西南岸雾的发生次数和持续时间明显多于其他地区；巢湖东南岸由于受山脉的影响，夜间干冷山风提高了岸边能见度，减少了大雾的发生。

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兰州主城臭氧污染特征及气象因子分析

陈培章, 陈道劲

2019 (2): 46-54. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2019.02.007

摘要 ( 281 )

PDF(695KB) ( 282 )

基于2014—2017年兰炼宾馆、生物制品所、职工医院、铁路设计院4个国控站的监测数据，通过分析兰州市主城臭氧浓度变化时间分布特征以及气象指标对臭氧浓度的影响关系，进而通过遗传算法得到最优的气象因子范围，以此预测O_{3_8h}浓度的超标情况。结果表明：2014—2017年兰州市主城臭氧污染主要集中在4—8月，且每日14—16时处于高值区；对臭氧浓度变化起主导作用的气象因素有净地表太阳辐射、边界层高度、距地面2 m温度、西风、850 hPa相对湿度以及850 hPa垂直速度；采用遗传算法得到最优气象因子范围，据此判断气象条件是否处于高影响状态：当此时刻气象条件处于高影响状态时，下一时刻O_{3_8h}超标（O_{3_8h}大于160 μg·m^-3）概率为42.31%，O_{3_8h}超过130 μg·m^-3的概率为99.04%；当此时刻气象条件处于低影响状态时，下一时刻O_{3_8h}未超标概率为99.87%。因此，在兰州市主城臭氧防治中，首先需要对未来的气象条件进行判断，进而在09时前人为操控一些主要气象因子或者控制臭氧前体物浓度，从而抑制臭氧浓度在09—14时快速上升，防止臭氧浓度超标。

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乌鲁木齐市日最大边界层高度变化特征分析及其与空气质量的关系

贾健, 杨佩琪, 蒋慧敏

2019 (2): 55-60. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2019.02.008

摘要 ( 359 )

PDF(998KB) ( 207 )

利用2007—2017年乌鲁木齐市L波段探空雷达和地面常规观测数据，以Holzworth干绝热曲线原理，估算该地逐日最大边界层高度，并计算对应的边界层平均风速和通风量等数据。同时，应用2015—2017年空气污染指数（AQI），探讨空气质量与大气边界层参数的关系。结果表明：乌鲁木齐市日最大边界层年均高度为1415 m，总体上呈下降趋势，平均降幅为5.9 m·a^-1。时间序列上，日最大边界层高度分布呈明显周期性。逐月数据呈“抛物线”状，1月平均高度最低（336 m），6月平均高度最高（2400 m）。冬季边界层平均风速最小，为2.6 m·s^-1，春季和夏季最大，均为5.6 m·s^-1。一年中，1月平均通风量最小，为977.0 m²·s^-1，5月平均通风量最大，为14835.9 m²·s^-1，4—9月为平均通风量大值期，平均通风量为13282.3 m²·s^-1。大气污染物在风速弱、边界层高度低和通风量小条件下的累积，易造成中度以上污染。冬季，乌鲁木齐常处于蒙古高压后部或底部，为造成冬季污染严重的重要原因之一。

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大连地区雷暴时空变化特征及其严重年大气环流背景分析

王秀萍, 金巍, 王岩, 侯彦泽, 高磊

2019 (2): 61-68. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2019.02.009

摘要 ( 209 )

PDF(2939KB) ( 257 )

利用 1961—2013年大连地区3测站逐日地面雷暴观测资料及1948—2016年NCEP/NCAR再分析月平均资料，采用线性趋势估计和合成分析方法分析了大连地区雷暴日数的时间和空间分布规律，并进一步探讨雷暴严重年5—9月平均大气环流背景特征。结果表明：大连地区雷暴具有明显的地域特征，空间分布主要呈现北部内陆地区多，南部沿海地区少的特点；除2月外，各地其余月份均可发生雷暴，7月和8月达到高峰值，雷暴集中发生在5—9月，雷暴具有较强的季节性，夏季6—8月最多，冬季很少出现雷暴；年平均雷暴日数总体呈减少趋势，其中北部的减少趋势尤为显著；雷暴初日多出现在4月，终日多出现在10月，初日较终日稳定，无论初日和终日均以北部地区较南部地区稳定，各地雷暴初日显著提前，终日推迟不显著，但仅有大连终日推迟趋势显著；雷暴初日和终日北部地区对应的候平均气温阈值分别为-1 ℃和10 ℃，南部（东部）地区对应的候平均气温阈值分别为6 ℃（-1 ℃）和3 ℃（8 ℃）；多雷暴年，高层500 hPa蒙古低涡异常偏强，副热带高压偏西偏北，低层850 hPa偏南风水汽输送和大连上空整层垂直上升运动均异常偏强，这些有利于雷暴日数的增多，而少雷暴年与多雷暴年特征基本相反。

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东北地区气温演变的一致性与局地性特征研究

侯依玲, 刘鸣彦, 赵春雨, 王涛

2019 (2): 69-76. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2019.02.010

摘要 ( 237 )

PDF(1358KB) ( 294 )

选取中国东北区域162个气象站1961—2015年地面气温资料，采用多种统计方法分析了近55 a东北地区气温的一致性和局地性演变特征。结果表明：东北地区年平均气温存在较为良好的空间一致性，“全区一致型”气候类型为东北地区最主要气候形态；第一旋转载荷向量时间系数呈上升趋势亦存在较明显2—7 a的周期，说明北部地区气温受全球变暖、ENSO等大尺度气候背景影响显著；1961—2015年北部区域以0.34 ℃/10 a的升温率高于南部区域的0.26 ℃/10 a，但1980年后增温趋势减慢；年平均气温的概率曲线随年代整体向高值区移动，北部区域冬季增暖较为显著，南部区域冬夏均较为明显，春秋季节可能有缩短趋势。

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大兴安岭植被NDVI变化及其对气候的响应

曲学斌, 张煦明, 孙卓

2019 (2): 77-83. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2019.02.011

摘要 ( 169 )

PDF(1579KB) ( 70 )

利用S-G（Savitsky-Golay）滤波对2000—2016年呼伦贝尔市境内的大兴安岭植被NDVI序列进行逐栅格重构并剔除突变点，结合大兴安岭海拔、坡向、坡度等地理因子和气温、降水等气象因子，分析大兴安岭植被生长季NDVI的变化及其对气候的响应。结果表明：大兴安岭植被NDVI生长季均值呈上升趋势，平均增速为0.029/10 a。植被NDVI随海拔的增加呈现先缓慢减小后迅速增加的趋势，随坡向变化不大，随坡度的增加而增加。植被NDVI的生长季均值与1 a前和2 a年前的降水呈现显著的正相关，具有明显的滞后性。在每年植被恢复生长初期各海拔植被均与气温呈现极显著的正相关，年内植被NDVI与降水的相关性在垂直方向上存在较大差异。

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1961—2010年中国气候生产潜力时空格局变化及其潜在可承载人口分析

徐雨晴, 周波涛, 於琍, 徐影

2019 (2): 84-91. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2019.02.012

摘要 ( 234 )

PDF(1294KB) ( 193 )

以气温、降水格点数据为基础，采用Thornthwaite Memorial模型计算了中国气候生产潜力（CPP），并从气候的角度估算了耕地上气候资源潜在可承载的人口数，以便增强了解气候变化的影响及气候资源最大人口支撑能力。结果表明： 1961—2010年中国CPP总体呈突变性增加趋势，1987年为突变点，年最低、最高及平均值分别为689.18、814.56和744.05 g·m^-2·a^-1。空间上呈现出从西北向东南逐渐递增的带状分布，其中高值区主要分布在华南大部，最高值达2103.56 g·m^-2·a^-1；低值区主要分布在西、北部地区，最低值为39.28 g·m^-2·a^-1。2001—2010年中国大部分地区CPP年平均值相对于1961—2010年多年平均值变化幅度不大，变化比例高的地区基本上分布于中国西、北部，其中增加的区域达82%，主要分布在华东地区、新疆西部、西藏北部及青海大部，远大于缩减的区域（17%）。1995—2010年，基于公里网格的耕地气候潜在可承载人口为46—2180 人·km^-2，全国平均值最低的年份为1130人·km^-2，对应的实际人口为0—49729 人·km^-2，全国平均值均不高于137人·km^-2；全国实际总人口为11.43—13.04亿，耕地气候潜在可承载总人口为19.72—20.22亿，前后比值为58%—65%。这表明，中国耕地生产力未达到气候生产潜力，尚有一定的开发潜力；实际人口在中国大部分地区均没有超出气候资源潜在可承载的最大人口，然而在少数省市（如生态环境脆弱的青海省以及经济发达的大城市及沿海地区）已超出。

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山岳型风景区最高最低气温预报方法研究

王新伟, 张宇星, 魏芳芳

2019 (2): 92-96. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2019.02.013

摘要 ( 203 )

PDF(498KB) ( 150 )

利用ECMWF预报场资料和地面观测资料开展支持向量机（SVM）、卡尔曼滤波（Kalman）两种统计方法对山岳型风景区气温集成预报方法的研究，并且结合自动气象观测站气温资料进行检验。结果表明：单一的SVM方法预报准确率较高且稳定，传统的Kalman方法预报效果不太理想，对长时效预报效果较差；加权集成后，3种集成方法预报稳定性较好、准确率比单一的SVM和Kalman预报方法均有所提高。从不同预报时效的检验结果看，各预报方法最高和最低气温预报准确率随着预报时效的增加均呈现降低的趋势。绝对误差分析表明，各预报方法最高气温的平均绝对误差均低于最低气温的平均绝对误差。

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黄山冬半年云海预报研究

丁国香, 刘安平, 杨彬

2019 (2): 97-101. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2019.02.014

摘要 ( 242 )

PDF(548KB) ( 68 )

利用2004—2014年黄山气象站地面气象观测资料和NCEP/NCAR再分析资料，分析了云海发生时气温、气压、湿度、风速等要素的垂直分布、时间演变特征，选取能够反映云海天气特征的指标作为预报因子，分析预报因子分布特征，确定其阈值及消空指标，采用指标叠套法建立了黄山冬半年各月08时云海预报模型，总体正确率为88%，T_S评分为31%。利用2015—2016年资料进行检验，总体正确率为88%，T_S评分为36%，其中3月、10月T_S评分为44%，1月T_S评分为38%，模拟结果对黄山冬半年的云海预报具有一定的参考价值。

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花后持续干旱对玉米生理参数及产量的影响

马永忠, 蔡福, 赵先丽, 王阳

2019 (2): 102-106. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2019.02.015

摘要 ( 191 )

PDF(618KB) ( 46 )

为研究玉米开花后的持续干旱对其生理过程及产量的影响，采用在玉米灌浆阶段持续控水的方式开展干旱胁迫试验，对主要光合参量（净光合速率P_n、蒸腾速率T_r）、光响应参数、水分利用效率（Water Use Efficiency，WUE）及产量结构进行观测和计算，分析它们对干旱的响应特征。结果表明：玉米花后干旱可导致P_n、T_r、WUE以及最大净光合速率（P_nmax）随干旱持续时间延长而减小，干旱持续15—27 d，1200 μmol·m^-2·s^-1光强处P_n和T_r减小幅度分别由50.0%增大到75.1%、71.7%增大到83.6%；WUE和P_nmax减小幅度分别由21.7%增大到47.9%，由50.9%增大到73.2%；玉米百粒重和茎秆重分别显著减小11.6%和23.2%，果穗长、果穗粗和籽粒与茎秆比没有明显受到影响，秃尖比和株籽粒重虽有大幅增大和减小，但并不显著；研究时段内干旱导致玉米减产11.7%。

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海口市重污染天气潜在源分析研究

张滢滢, 陈明, 陈丽英

2019 (2): 107-111. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2019.02.016

摘要 ( 198 )

PDF(1059KB) ( 94 )

在进入冬半年后，海口市受弱冷空气或较强下沉气流控制时，易出现污染天气，对2013—2015年当年10月至翌年1月的气团轨迹进行了聚类分析、潜在源贡献因子分析（Potential Source Contribution Function，PSCF）和重轨迹分析（Concentration Weighted trajectory，CWT），结果表明：在污染时段内，海口大多受到来自中国华南和华东的东北向气流影响。PSCF和CWT分析表明，广东、福建、江西的大部分地区，以及湖南东部、广西东部等地区，是对海口地区污染天气污染物浓度的潜在贡献大值区。在进行预报时，可参考主要天气影响系统，和一些关键区域的外源影响以及本地污染的堆积情况。

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