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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
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气象与环境学报
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2019年, 第35卷, 第6期 刊出日期:2019-12-30
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论文
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2018年9月丹东连续两次风雹天气的多尺度对比分析
徐璐璐, 李倩, 李慧琳, 韩梅, 罗箭宇, 孟鑫
2019 (
6
): 1-7. doi:
10.3969/j.issn.1673-503X.2019.06.001
摘要
(
258
)
PDF
(3137KB) (
122
)
利用高空、地面等常规气象资料和多普勒雷达等气象观测资料,以及NCEP再分析资料,对丹东2018年9月连续出现的两次风雹天气进行对比分析,探讨和总结两次风雹天气过程形成、维持、发展成因的异同。结果表明:中低层切变线、强垂直风切变和辐合抬升有利于风雹天气的发生。高空冷空气的入侵方式和强度、低空急流建立、环境垂直风切变强度对风雹天气剧烈程度有重要影响。两次风雹天气过程分别为东北冷涡型和高空冷槽型,9月6日横槽转竖引导冷空气快速移动并且后方还有冷涡后部的冷空气不断补充,配合850 hPa西南急流带来充沛水汽,使得6日风雹天气现象较3日更加剧烈;两次风雹天气过程在多普勒雷达回波上的特征明显。9月3日的风雹过程由多单体线对流风暴在东移过程中逐渐演变成弓形回波,在径向速度图上有明显的逆风区;9月6日的风雹过程沿地面辐合线激发多个超级单体呈现列车效应移动,径向速度图上出现了速度模糊,有较高的垂直累积液态水含量(Vertical Integrated Liquid water content,VIL)。
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2018年一次非典型梅雨锋暴雨过程诊断分析
毛程燕, 李浩文, 龚理卿, 孙杭媛, 王健疆, 陈慧玲
2019 (
6
): 8-13. doi:
10.3969/j.issn.1673-503X.2019.06.002
摘要
(
243
)
PDF
(4571KB) (
109
)
利用常规地面气象观测资料、NCEP/NCAR FNL 1°×1°网格点逐6 h再分析资料,对2018年6月20日浙江省一次暴雨过程的主要环流系统、等熵位涡、垂直螺旋度等进行了天气动力学诊断分析。结果表明:850 hPa低涡切变、对流层中层冷空气、200 hPa南亚高压、副热带高压是此次暴雨过程发生的主要影响系统;700 hPa上的正垂直螺旋度中心对暴雨的发生有良好的指示意义;等熵位涡的演变和形态对冷空气活动有较好的视踪作用,等熵位涡中心两侧气流辐合,有利于低压系统发展,高层等熵位涡与冷空气活动有较好的对应关系,等熵位涡大值区偏南侧的移动与强降水落区有较好的对应关系。
参考文献
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计量指标
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地形对豫东南一次极端暴雪影响分析
谷秀杰, 苏爱芳, 张宁, 栗晗, 王友贺
2019 (
6
): 14-20. doi:
10.3969/j.issn.1673-503X.2019.06.003
摘要
(
187
)
PDF
(2577KB) (
109
)
为了更全面地认识豫东南极端暴雪发生发展的机制,利用常规探空和地面观测资料以及NCEP 1°×1°再分析资料,对2018年1月3-4日豫东南极端暴雪过程从环流背景,高低空急流配置及水汽输送等方面进行分析。结果表明:高空低槽、中低空急流及切变线同时配合地面强冷空气南下,是形成本次极端暴雪事件最根本的天气尺度条件;豫东南位于高低空急流耦合作用形成的强烈上升区,西南急流不但为暴雪区提供源源不断的水汽条件,还起到了动力抬升及不稳定能量释放等作用,有利于暴雪发生发展与维持。豫东南地处大别山脉与桐柏山脉东北侧迎风坡处,地形较复杂,为了探究地形对本次极端暴雪的影响,本文尝试通过WRF模式模拟豫东南地形对降水的影响,通过控制试验和敏感试验对比分析表明,山体的迎风坡一侧对降水的增幅作用达4-6 mm,而背风坡一侧对降水的减幅作用约为6 mm;低层的U风分析显示,地形消减后U风风速将减小2-4 m·s
-1
,并且中心位置东南移1-2个纬距,强降水中心随之东南移;垂直速度沿经度及纬度剖面均显示山体迎风坡处对垂直上升运动增幅达0.1×10
-2
m·s
-1
;地形对水汽辐合起到明显增强作用,尤其在山体上方850-700 hPa高度辐合更加显著。
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基于NCEP_CFSv2模式的黑龙江省夏季降水预测研究
班晋, 王波, 李永生, 赵佳莹
2019 (
6
): 21-27. doi:
10.3969/j.issn.1673-503X.2019.06.004
摘要
(
232
)
PDF
(1385KB) (
65
)
基于1982-2017年NCEP_CFSv2(NCEP Climate Forecast System version 2)模式预测资料对黑龙江省夏季降水进行降尺度预测。通过分析黑龙江省夏季降水与同期环流因子的关系、模式对关键区环流因子的预测,选取模式模拟与再分析资料相关较好、黑龙江降水实况与再分析资料关系较好的环流因子作为预测因子,结合最优子集回归法筛选因子,建立降尺度预测模型,最后采用交叉检验法进行预测效果检验和独立样本预测。结果表明:模式降尺度预测与实况的距平符号-致率为69%,6 a独立样本预测中有5 a预测正确,优于目前的业务预测效果。进-步研究发现,在模式能够准确预测环流因子的情况下,模式降尺度可以较好地预测黑龙江省夏季降水的趋势。此外,模式降尺度在拉尼娜年预测效果较好。
参考文献
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六盘山区夏秋季大气水汽和液态水特征初步分析
田磊, 桑建人, 姚展予, 常倬林, 单新兰, 曹宁, 孙艳桥
2019 (
6
): 28-37. doi:
10.3969/j.issn.1673-503X.2019.06.005
摘要
(
226
)
PDF
(1556KB) (
73
)
六盘山区是中国典型的农牧交错带和生态脆弱带,也是黄土高原重要的水源涵养地、生态保护区及国家级扶贫开发区。利用2017年6-11月隆德气象站地基多通道微波辐射计资料,结合同期平凉探空站及隆德地面降水等观测资料,分析了六盘山区夏秋季大气水汽、液态水变化特征。结果表明:六盘山区夏秋季在降水天气背景下,大气水汽含量和液态水含量均较高,分别为无降水天气背景下的1.4倍和7.0倍;降水天气背景下水汽在5000 m以下有明显的增加,且在此高度范围内的水汽密度随高度的递减率比无降水天气背景下明显偏小;各高度层的液态水相比无降水天气背景下均有明显增大,除6月外,主峰值均出现在0℃层高度层以下。六盘山区夏秋季各月中,6-9月。大气水汽含量高值区均出现在正午到傍晚时段,低值区均出现在日出前后;液态水含量在日出前、午后及傍晚分别出现峰值,最明显的峰值出现在午后。对一次对流性降水天气过程分析后发现,降水发生前40 min大气水汽含量和液态水含量出现两次明显的跃增,水汽向上输送不断加强,2500-7500 m高度的相对湿度明显增大。
参考文献
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基于地基微波辐射计遥感的天津大气水汽和液态水特征
陈树成, 史静, 王彦, 李晓波, 崔明
2019 (
6
): 38-45. doi:
10.3969/j.issn.1673-503X.2019.06.006
摘要
(
181
)
PDF
(1914KB) (
111
)
利用2013年3月至2017年2月天津西青地基35通道微波辐射计观测资料,分析天津地区大气水汽和液态水特征。结果表明:天津地区各季节积分水汽和积分液态水的日变化趋势基本一致,均呈单峰型日变化特征,其中夏季最大,秋季次之,冬季最小。各季节积分水汽最大值出现在23:00时(北京时,下同)的概率均明显大于其他时次,夏季和冬季的积分液态水的最大值出现在14时的概率最大,春季和秋季分别出现在10时和13时的概率最大。天津地区水汽密度由地面至3.5 km处逐渐减小,递减梯度由夏季、秋季、春季和冬季的顺序依次增大,各季节从1.5 km往上日变化均不明显。1 km以下,春季、夏季和秋季平均水汽密度的日变化曲线呈双峰型,主峰值分别出现在08时、11时和12时左右。冬季呈单峰型变化,峰值区出现在12-16时。液态水密度随高度分层变化,夏季的液态水密度大值区(0.08-0.14 g·m
-3
)为5-6 km,在18-20时出现最大值。秋季、春季和冬季液态水密度的大值区出现的高度为1.5-3.5 km,但数值依次减小,春季和冬季的最大值出现在05时前后,秋季则出现在02时左右。另外天津地区水汽、液态水与温度和降水量的变化趋势基本一致,除夏季06-18时及冬季部分时次外,水汽与温度呈正相关。液态水与温度相关性较差,但与降水量呈正相关,全年液态水与降水量夜间的相关性大于白天。
参考文献
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2017年上海臭氧污染气象条件分析及臭氧污染天气分型研究
余钟奇, 马井会, 毛卓成, 曹钰, 瞿元昊, 许建明
2019 (
6
): 46-54. doi:
10.3969/j.issn.1673-503X.2019.06.007
摘要
(
386
)
PDF
(1202KB) (
436
)
根据2016-2017年上海空气污染物和相关气象要素数据,分析上海2017年O
3
变化特征以及气象影响因素,并对造成O
3
污染的天气系统进行主观分型。结果表明:2017年上海市空气质量优良天数为275 d,占全年天数的75.3%,O
3
-8h污染天数为55 d。上海市O
3
-8h年均浓度115 μg·m
-3
,同比增幅超过10%,为2013年以来的最高值,主要体现为夏半年O
3
浓度的上升。与2016年相比,2017年夏半年西太平洋副热带高压偏西偏强,上海地区风速风向、温度、水汽、光照、辐射条件均有利于O
3
浓度上升。造成2017年高浓度O
3
污染主要有4种天气类型:副热带高压控制型(SH)、地面高压型(G)、均压场型(J)和低压型(D)。其中副热带高压控制型是典型的O
3
-8h污染天气型,占总污染日数的29.1%,且污染程度较重;低压型出现次数较少;地面高压型的臭氧平均污染程度最弱。
参考文献
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2013—2017年天津市大气自净能力与大气颗粒物质量浓度特征分析
唐颖潇, 韩素芹, 蔡子颖, 杨旭, 冯琎
2019 (
6
): 55-66. doi:
10.3969/j.issn.1673-503X.2019.06.008
摘要
(
182
)
PDF
(3567KB) (
284
)
基于经验公式分析了天津市2013-2017年大气自净能力,以及PM
2.5
和PM
10
质量浓度的时空分布特征,并探讨了大气自净能力与大气颗粒物PM
2.5
质量浓度的关系,以期更好的理解大气环境对污染物浓度变化的影响。结果表明:时间变化上,天津市大气自净能力在午后13-14时最大,夜间最低,一年之中在采暖季(10月至翌年3月)要小于非采暖季,与之相反,天津市PM
2.5
和PM
10
质量浓度在采暖季均高于非采暖季。2017年相对于2013年,大气自净能力增加了5%,而PM
2.5
质量浓度下降了34%,PM
10
质量浓度则减少了47%。空间分布上,大气自净能力各季节均表现为沿海高于内陆,城区低于郊区的分布,天津市的PM
2.5
和PM
10
质量浓度的高值也主要集中在中南部地区,尤其是城区。大气自净能力与颗粒物浓度的分布在空间分布上有着一定的对应关系。分析表明,天津市大气自净能力日均值与PM
2.5
质量浓度日均值呈负相关,两者的相关系数为-0.34,在采暖季,相关系数有所提高。通过大气自净能力与PM
2.5
质量浓度变化的分析可知,重污染事件大多数发生在低大气自净能力时。
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承德市臭氧污染气象条件预报方法研究
陆倩, 王国辉, 付娇, 周士茹
2019 (
6
): 67-76. doi:
10.3969/j.issn.1673-503X.2019.06.009
摘要
(
226
)
PDF
(2205KB) (
141
)
利用2014-2016年承德市环境监测站和气象站的数据,分析了气象条件对承德市O
3
-8h浓度的影响,探讨了臭氧污染气象条件的预报方法。结果表明:4-7月是承德市O
3
-8h浓度较高的月份,O
3
浓度的日变化特征为午后浓度高而夜间浓度低;O
3
污染的天气形势为500 hPa受高压脊和偏西气流影响,850 hPa有强暖平流和20℃以上的高温,地面受低压前部和高压后部之间的偏南气流影响;有利于O
3
-8h出现高浓度的气象因子为日平均气温大于23℃、日最高气温大于28℃、日平均海平面气压995-1007 hPa、日平均水汽压18-28 hPa、偏南风大于1 m·s
-1
。利用气象因子综合评分建立臭氧污染指数,与O
3
-8h浓度的相关系数高达0.7553,说明臭氧污染指数能较好地预报臭氧污染天气。
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中国东北冬季相邻两天降温特征及其年代际变化
李尚锋, 高枞亭, 杨旭, 尹路婷
2019 (
6
): 77-84. doi:
10.3969/j.issn.1673-503X.2019.06.010
摘要
(
215
)
PDF
(3660KB) (
113
)
利用1961-2012年CN05.2的日平均温度、日最低温度和日最高温度,将3种温度资料冬季相邻两天的降温情况分为弱降温、一般性降温和强降温3类,并分析了这3类降温的时空分布特征。结果表明:日平均温度和日最低温度的弱降温和一般性降温发生频次最大的地区位于大、小兴安岭地区和长白山山脉一带,而强降温发生频次最大的区域则为长白山山脉一带;这三类降温的高频发生时段均为20世纪60年代和70年代,随后开始减少,到21世纪初为发生频次最少时段。对日最高温度而言,弱降温和一般性降温高频发区为42°-45°N,呈带状分布,其北部和南部均为一般性降温发生频次的低发区,呈现"低-高-低"的频次分布特征,而强降温的高频发生区则位于长白山山脉一带;同日平均温度和日最低温度年代际变化特征一样,日最高温度3类降温均在20世纪60年代和70年代频次最大,其后发生频次开始减少。
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黄山地区高温气候特征及一次持续性高温诊断分析
杜其成, 黄骏凯, 沈绪杨, 牛军宜
2019 (
6
): 85-92. doi:
10.3969/j.issn.1673-503X.2019.06.011
摘要
(
213
)
PDF
(1619KB) (
112
)
基于1981-2017年安徽省黄山地区观测资料以及EC再分析资料,利用数学统计方法对黄山地区的夏季高温特征进行分析,并重点对2017年7月的极端气温高、连续时间长、强度大、范围广的高温天气及成因进行诊断分析。结果表明:副热带高压是黄山夏季高温的主要影响系统,夏季高温具有明显的时空分布特征,高温日数7月最多(占48%)、8月次之(占37%),主要集中7月中旬至8月上旬;空间分布上呈盆地、丘陵地区多,高海拔山区少的特点。副热带高压强、脊线稳定在黄山地区、副热带高压脊线附近的下沉增温与低层暖中心配合,是2017年7月12-29日黄山地区持续高温产生的主要原因;盛夏期间热带低值系统不活跃且高温期间登陆台风少,为黄山地区出现持续性高温提供了有利条件;海拔高度等地形地貌导致高温分布不均匀。此外,副热带高压脊线位置、副热带高压强度、相对湿度廓线、降雨量、台风、地形等要素对高温的预报预警有较好指示意义。
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台湾海峡西岸台风大风特征及极端大风典型个例分析
林小红, 吴幸毓, 陈淼, 李雅芬, 刘锦绣, 陈彬
2019 (
6
): 93-100. doi:
10.3969/j.issn.1673-503X.2019.06.012
摘要
(
217
)
PDF
(2640KB) (
105
)
利用1987-2016年福建省沿海台风大风资料、美国NCEP再分析资料和FY2C卫星云顶亮温(TBB)资料,采用统计和天气学诊断方法,对台湾海峡西岸台风大风和极端大风进行定义并对特征进行分析。结果表明:台湾海峡西岸台风大风以7-9级为主,极端大风在10-14级,海峡西岸中部是大风重灾区。将研究时段内的台风大风样本按路径归为4类,发现产生大风的台风以登陆闽中北-浙中和登陆闽南-粤东路径居多,大风区总体位于登陆台风路径的右侧。对0608号"桑美"和1614号"莫兰蒂"产生极端大风的典型个例对比研究发现,地面北高南低形势及气压梯度越密集越有利于大风提早产生,台风上空中层冷平流侵入激发低层中尺度对流发展强盛是导致地面大风增强的可能成因。
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1959—2018年沈阳地区冻土时空变化特征
丁抗抗, 张浩宇, 杨洪斌, 万志强, 李丽光, 隋明
2019 (
6
): 101-108. doi:
10.3969/j.issn.1673-503X.2019.06.013
摘要
(
631
)
PDF
(1418KB) (
179
)
利用1959年10月至2018年4月沈阳地区7个气象站逐日冻土观测资料、逐日平均气温、逐日平均地温及5 cm、10 cm、15 cm、20 cm、40 cm地温观测资料,分析了近60 a沈阳地区最大冻土深度的时空变化特征,并探讨了其对气候变暖的响应。结果表明:近60 a来沈阳地区冻土一般在10月开始出现,翌年4月消融。1959-2018年沈阳地区年平均月最大冻土深度在2月和3月最大,10月最小;年最大冻土深度以-4.8 cm/10 a的速度显著变浅,年代平均最大冻土深度也呈变浅趋势。相关分析表明,近60 a沈阳地区日最大冻土深度与日平均气温、地温呈显著负相关关系,相关系数分别为-0.60和-0.72。Mann-Kendall检验表明,7个气象站年平均最大冻土深度均有突变发生,突变点大多出现在20世纪80年代。近60 a沈阳地区最大冻土深度开始日期和结束日期分别呈延后和提前趋势,趋势率分别为1.0 d/10 a和-3.2 d/10 a。1959-2018年沈阳地区平均冻土持续时间为164 d,年变化呈缩短趋势,趋势率为-4.4 d/10 a。
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基于AHP的天津泥石流灾害评估
段丽瑶, 熊明明, 李大鸣, 刘训平, 汪靖, 李培彦
2019 (
6
): 109-116. doi:
10.3969/j.issn.1673-503X.2019.06.014
摘要
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176
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(1996KB) (
62
)
利用天津市蓟州区降水、地形地貌、人口、地质灾害、DEM数字高程数据等资料,以天津北部蓟州区为研究对象,采用无结构不规则网格设计方法对研究区域进行网格划分,应用层次分析法(AHP)确定直接雨量和间接雨量、水流流速、地形地貌、人口密度、发生频率等泥石流危险因子权重,建立天津泥石流危险度评估模型。利用模型对蓟州区2011-2018年11次强降雨过程进行泥石流危险度评估。结果表明:过程降雨量最大、降雨最为集中的2016年7月20日泥石流危险度最高,雨势平稳的2018年8月12-14日危险度最低;蓟州区2012年7月22日出现的双安泥石流以及2018年7月24日出现的小型山体崩塌,在模型对应的区域内均显示有泥石流风险存在,表明模型对泥石流具有较好的评估能力,可应用于业务和服务中。采用广义极值分布函数计算了蓟州区不同重现期1 h和12 h雨量,利用泥石流危险度评估模型模拟不同重现期雨量的泥石流风险,研究结果可为相关部门和行业提供决策参考。
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广西区域性冰雹天气的云图特征分型研究
翟丽萍, 黄明策, 赖珍权, 周云霞, 李佳颖
2019 (
6
): 117-125. doi:
10.3969/j.issn.1673-503X.2019.06.015
摘要
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162
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(3465KB) (
139
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基于2007-2017年风云系列卫星云图资料,结合高空、地面常规观测资料,针对广西23次区域性冰雹天气过程,从主要影响系统及卫星云图云型特征方面建立3种区域性冰雹卫星云图概念模型,即华北低槽型、高原东部低槽型以及南支槽东移型。结果表明:高空槽云系的位置和所属模型类型较为关键,冰雹云团多起源于高空槽前底部;华南沿海的副热带急流云系对冰雹云团的发生发展起到重要作用,冰雹云团通常发生在副热带急流云系的北侧晴空区中;广西区域性典型冰雹云团表现为长椭圆形,上风方向边界光滑呈"V"型并沿下风方向伸出很长的卷云砧。
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估算模式AERSCREEN的参数敏感性研究
杨洪斌, 张云海, 李克非, 陈刚, 邹旭东, 汪宏宇, 刘玉彻
2019 (
6
): 126-131. doi:
10.3969/j.issn.1673-503X.2019.06.016
摘要
(
155
)
PDF
(482KB) (
43
)
《环境影响评价技术导则大气环境》(HJ2.2-2018)推荐的估算模式AERSCREEN在气象和地形资料的处理以及建筑物下洗等多个方面做了改进。利用估算模式AERSCREEN,针对30 m左右高度的点源,进行了不同排放参数、不同气象条件下最大落地浓度的敏感性试验。结果表明:随着烟气出口流速的增大,地面浓度最大值逐渐减小;随着波文比的变化,地面浓度最大值没有明显的变化;随着地面粗糙度的增大,地面浓度最大值逐渐减小;随着烟气出口温度的增高,地面浓度最大值逐渐减小;当烟气温度为75℃,粗糙度达到1.3 m时,地面浓度达到最小;随着反照率的增大,地面浓度最大值逐渐减小;随着烟囱高度的增大,地面浓度最大值逐渐减小;在各种烟囱高度条件下,随着最高环境温度的增高,地面浓度最大值逐渐增大;而在各种环境温度条件下,随着烟囱高度的增高,地面浓度最大值在逐渐减小;模式中,随着最低环境温度的增高,地面浓度最大值没有变化;但随着最小风速的增大,模拟得到的地面浓度最大值会逐渐减小。
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湖泊与陆地雷电参数分布特征及其对比分析
王学良, 余田野, 贺姗
2019 (
6
): 132-138. doi:
10.3969/j.issn.1673-503X.2019.06.017
摘要
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167
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61
)
根据湖北省雷电定位系统(Lightning Location System,LLS)2007年1月1日至2016年12月31日监测资料,采用数理统计方法,对湖泊和陆地区域的地闪频次、极性、地闪密度、雷电流幅值和波头陡度等雷电参数分布特征进行了对比研究。结果表明:湖泊与陆地的雷电参数时间变化趋势基本一致。近10 a闪电频次呈明显减少趋势,正地闪比例呈上升趋势;陆地比湖泊区域的闪电频次多,春夏季湖泊和陆地闪电频次差异明显,其中,夏季陆地闪电频次比湖泊多21.1%;湖泊和陆地闪电频次日变化大致呈单峰型,13-18时陆地闪电频次比湖泊多39.7%。湖泊地闪密度比陆地小,湖泊和陆地平均地闪密度分别为2.96次·(km
-2
·a
-1
)和3.47次·(km
-2
·a
-1
)。湖泊的平均雷电流幅值较陆地大;湖泊和陆地的平均雷电流波头陡度变化不大,相差一般在1 kA·(μs)
-1
以下。
参考文献
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基于自然灾害风险理论的黑龙江省玉米干旱风险评价
吴双, 姜丽霞, 李宇光, 宫丽娟, 田宝星, 吴英
2019 (
6
): 139-144. doi:
10.3969/j.issn.1673-503X.2019.06.018
摘要
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)
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)
为了明确黑龙江省玉米干旱风险区划,为农业防灾减灾和保障玉米安全生产提供参考,选取黑龙江省玉米主要种植区44个农业气象站1971-2017年气象资料及农业资料,划分玉米全生育期为玉米生长前期(出苗-抽雄),玉米生长后期(抽雄-成熟),基于自然灾害风险评价方法,以水分亏缺指数确定不同生育期干旱指标,考虑危险性、暴露性、脆弱性和防灾减灾能力4项要素,引入权重系数,采用灰色关联度方法,确定四个因子对灾害发生的不同影响程度,构建危险性评估模型,评估黑龙江省玉米干旱风险,并进行了干旱风险区划。结果表明:在玉米不同发育期,干旱风险指数高值区均主要位于松嫩平原地区,其中,黑龙江西部地区为玉米干旱高风险区,中高值区分布在哈尔滨双城区以及绥化市肇东县。黑龙江省西南部地区肇州、肇源、安达等地区为中等风险区。而低值区主要分布在黑龙江东部三江平原地区以及黑河、伊春、牡丹江等地。研究结果可为黑龙江省玉米干旱防灾减灾工作提供理论依据。
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