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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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    2020年, 第36卷, 第3期 刊出日期:2020-06-30 上一期    下一期
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    2020 (3):  0-0. 
    摘要 ( 35 )   PDF(3708KB) ( 37 )  
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    论文
    华北“7.20”特大暴雨多尺度特征分析
    林璇,赵磊,李得勤,古珊,牛骋,陈薇,文小航,王思慧
    2020 (3):  1-9.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2020.03.001
    摘要 ( 230 )   HTML ( 18 )   PDF(11458KB) ( 77 )  

    利用华北地区248个加密气象观测站资料、FY-2G黑体亮温TBB、邢台站探空资料、华北地区多普勒雷达资料、欧洲中心(ECMWF)0.25°×0.25°和NCEP/NCAR(1°×1°)再分析资料,对2016年7月19—21日一场特大暴雨进行多尺度特征分析。结果表明:200 hPa南亚高压系统呈东西带状分布,500 hPa为“东高西低”环流背景,鄂霍茨克海附近闭合高压下游阻挡效应使上游系统移速缓慢,华北长时间处于深槽之中,环流形势利于产生稳定经向型暴雨;通过高低层流场对比发现,高空急流入口区右侧与低空急流出口区左侧重叠区为最强降水区域,降水大值区均位于太行山及燕山山脉迎风坡;垂直方向上,垂直上升运动中心介于散度辐合中心与辐散中心之间,剧烈的抽吸效应将水汽输送至高层,冷暖气流交汇及水汽上升过程凝结潜热释放导致对流系统迅速发展。河北地区稳定的深厚气旋是本次暴雨的关键系统,19日石家庄地区强对流单体(>45 dBz)存在时间超过20 h。MCS影响范围广、特殊山脉地形作用、系统停留时间较长等原因造成累积降水量增大,是本次暴雨与“7.21”北京特大暴雨相比的突出特点之一。

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    一次冰雹过程的对流单体识别与防雹效果分析
    刘昭武,田世芹,王凤娇,龚佃利
    2020 (3):  10-16.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2020.03.002
    摘要 ( 37 )   HTML ( 6 )   PDF(2714KB) ( 36 )  

    利用2018年6月12—13日山东鲁西北地区一次冰雹过程的常规气象资料,分析了冰雹形成的天气形势和物理量指标条件以及防雹效果。结果表明:人工防雹作业前后雷达回波指标呈明显的下降趋势,其中VIL值、回波顶高指标变化分别平均下降49.9%、37.4%,冰雹概率由作业前99.3%下降到作业后的28.7%,回波强度、回波顶高、VIL值下降最大值分别为10 dBz、7 km、48 kg·m-2。通过对比分析两个相似对流单体的发展演变,实施防雹作业的对流单体回波强度下降7 dBz、回波顶高下降3 km、VIL值下降11 kg·m-2、冰雹概率出现剧烈波动,防雹作业后较作业前回波强度、回波顶高、冰雹概率下降速度明显加快,而没有实施防雹作业的对流单体雷达回波综合指标在编号期间变化幅度小,进一步证实了人工防雹作业有效。

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    东北夏季天气分型及EC降水预报空间检验
    齐铎,张天华,王承伟,刘松涛
    2020 (3):  17-25.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2020.03.003
    摘要 ( 30 )   HTML ( 7 )   PDF(2626KB) ( 22 )  

    利用SANDRA(SAN)方法将东北地区2018年5—9月环流背景分型,并在此基础上对EC模式预报的较强降水(>10 mm/24 h)进行空间检验和定量分析。东北地区主要的形势背景分为北部扰动低压型、副热带高压北抬型、东北扰动低涡型、扰动低压东移型。其中,前3类环流型对应较强降水过程发生频率相对较高;将3种类型对应的模式预报较强降水过程进行分析。结果表明:模式对于北部扰动低压型过程中大雨以上量级降水落区面积的预报较实况普遍偏小45%—60%;中雨量级降水落区面积,36 h时效预报较实况偏大40%,84 h时效偏小19%;36 h、60 h、84 h时效,较强降水预报位置偏西分别为0.19°、0.53°、1.39°,平均强度预报分别偏低2.9 mm、3.1 mm、3.4 mm,极值预报分别偏低7.3 mm、8.1 mm、9.4 mm;副热带高压北抬型过程预报面积与实况之间的偏差没有一致的倾向性,预报位置较实况分别偏南0.25°、0.15°、0.37°,降水强度上有65%—72%的个例表现为平均强度及极值预报较实况偏弱的特征;东北扰动低涡型过程,预报位置偏差分别为36 h偏东0.18°、偏南0.55°,60 h偏东0.20°、偏南0.58°和84 h偏东0.74°;另外,3个时效对应平均强度预报分别偏低3.3 mm、3.7 mm、3.9 mm,极值预报平均偏低为10.2 mm、10.6 mm、11.6 mm。

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    气象因素对常州市区PM2.5浓度影响
    王振,杨卫芬,叶香,李艳萍,夏京,李春玉,何涛
    2020 (3):  26-32.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2020.03.004
    摘要 ( 47 )   HTML ( 5 )   PDF(883KB) ( 81 )  

    利用2016—2018年常州市区环境空气细颗粒物数据,结合同期地面气象资料,分析了常州市区PM2.5以及气象因素的变化特征,并统计分析气象因素对PM2.5浓度的影响。结果表明:常州市区PM2.5、降水量、相对湿度和气温等具有明显季节性,呈夏季较高冬季较低,而气压夏季较低冬季较高的特征。相对湿度与PM2.5呈正相关,即随着相对湿度的增加PM2.5超标率和平均浓度均增加;降水对PM2.5具有一定的清除作用,清除率与降水前PM2.5浓度、降水量、降水强度有关,降水量、降水强度越大,则降水清除效果越好,而降水前PM2.5浓度较小,则清除率不明显;常州市区偏西风时PM2.5的超标率和平均浓度较其他风向较高;风速对常州市区PM2.5的影响呈负相关,即风速越大PM2.5超标率和平均浓度均减小;常州市区地面天气形势可以分为两种类型,第一种类型表现为气压较低气温较高,PM2.5超标率以及平均浓度相对较低,而第二种类型表现为气压较高气温较低,PM2.5超标率以及平均浓度相对较高。

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    2017年漳州海陆风特征与冬春季污染物浓度关系
    王宏,郑秋萍,洪有为,吴建成
    2020 (3):  33-40.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2020.03.005
    摘要 ( 21 )   HTML ( 2 )   PDF(1518KB) ( 17 )  

    利用2017年福建漳州和南部海岛气象观测资料,通过统计分析和人工订正判识海陆风日,再结合天气形势和污染物浓度资料分析海陆风日的天气特征及其与污染物浓度的关系。结果表明:漳州海陆风日是海岛站的2.2倍,春夏季是海陆风的高发季节,秋冬季相对较少。冬季海陆风日主导天气形势为变性冷高压、高压后部、锋前暖区等,气象要素场配置为气压梯度小、气温高、风速小、日照时间长、湿度低、云量少,气象条件不利于污染物的稀释、扩散;海陆风影响下除了O3,其他5种污染物浓度均高于系统风日2—3倍,其中颗粒物浓度明显偏高。与冬季不同,春季海陆风不仅对颗粒物浓度升高有利,对O3浓度升高贡献更加明显,主导天气形势、气象要素场配置与冬季类似;海陆风影响下所有污染浓度均高于系统风日1—2倍,且易出现O3超标现象。研究显示,漳州的海陆风全年发生频率虽然不到30%,但其特有的日变化规律和局地环流结构对污染物累积、输送具有重要的影响。

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    1965—2014年黑龙江省洪涝灾害时空演变特征
    许佳琦,周永吉,姜丽霞,曹义娜,郭立峰
    2020 (3):  41-48.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2020.03.006
    摘要 ( 30 )   HTML ( 2 )   PDF(3137KB) ( 22 )  

    基于1965—2014年黑龙江省63个气象站逐月降水资料,利用Z指数、区域洪涝指数、数理统计和反距离权重插值等方法,得出洪涝等级(轻涝、中涝、重涝),分析近50年黑龙江省不同等级洪涝灾害时空分布特征及其变化趋势。结果表明,近50年黑龙江省发生区域性轻度、中度和重度洪涝灾害分别为7次、7次和6次,降水倾向率为0.864 mm/a;洪涝灾害发生频率分布不均,发生轻涝104次、中涝74次以及重涝29次,洪涝灾害发生频率较高地区逐年扩大;同时,发生洪涝灾害的站数比差异明显,且随时间呈缓慢上升趋势,其中,轻涝、中涝和重涝站数比的增幅分别为1.3/10a、1.6/10a和0.85/10a;洪涝灾害高发期主要在20世纪80年代、90年代和2010年之后,主洪涝区为鹤岗、伊春、黑河和牡丹江地区,次洪涝区为大兴安岭和大庆地区。

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    吉林省高温天气气候特征及其过程等级评估
    纪玲玲,袭祝香,陈卓,刘玉汐
    2020 (3):  49-54.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2020.03.007
    摘要 ( 39 )   HTML ( 4 )   PDF(872KB) ( 17 )  

    利用1951—2018年吉林省50站逐日最高气温资料,采用气候倾向率、距平累积、灰色关联度、正态分布等方法分析了吉林省高温天气的时空分布特征、建立了吉林省高温过程综合指数、高温过程评估等级指标和气候重现期指标。结果表明:近68 a来,吉林省年平均高温日数总体呈增加趋势,气候倾向率为0.04 d/10 a。吉林省高温次数阶段性变化明显,1959—1996年为偏少时段;1951—1958年、1997—2018年为偏多阶段。吉林省高温天气主要出现在6月中旬至8月中旬,其中7月下旬最多,8月上旬次多。西部为高温的高发区,吉林省年平均高温日数呈自西向东减少特征。对高温过程进行了等级划分,并给出等级及气候重现期评估指标,对于高温过程,可采用综合指数评估指标和各分项评估指标进行评估,便于在决策业务中应用。

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    基于数据挖掘处理的影响辽宁高速公路冬季交通事故主要气象要素分析
    林毅,肇毓,李倩,马东雷,张广梅,马强,李岚,赵凡
    2020 (3):  55-63.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2020.03.008
    摘要 ( 22 )   HTML ( 0 )   PDF(1147KB) ( 19 )  

    利用2014—2016年辽宁省冬季高速公路事故记录,将多要素逐日气象观测数据与事故数据按照日期进行匹配,分析气象条件引发高速事故的空间分布特征。数据挖掘分析首先利用两步聚类方法确定辽宁地区冬季天气类型数量,再通过K-means方法对气象数据进行聚类处理。采用随机森林方法对不同天气类型搭建高速公路交通事故分类模型,并分析模型中气象要素的特征重要性。结果表明:受气象条件影响的高速事故数量辽南地区最多,其次是辽西地区,辽东、辽北地区占比较低。辽宁冬季天气可以分为四种类型,根据气象要素数据结构总结出的天气特征分别为:当日出现降水、前一日出现降水、寒冷干燥、潮湿回暖。有明显降水特征天气类型的事故率超过七成,降温、升温天气类型的事故率在两成左右。随机森林方法对前一日出现降水、寒冷干燥两种天气类型的分类精度更高,模型泛化能力也更好。4种天气类型中气象要素的特征重要性有明显差异,最高地温要素在事故高发天气类型中特征重要性排第1位,在潮湿回暖天气类型排第3位,对于冬季辽宁地区高速公路交通安全影响高于其他要素。

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    不可溶性气溶胶对边界层暖云滴谱离散度影响的模拟研究
    吴尚,李岩,杨素英,田芷洁,张志强,邓悦,吴祉贤
    2020 (3):  64-71.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2020.03.009
    摘要 ( 10 )   HTML ( 0 )   PDF(2325KB) ( 2 )  

    基于一维分档MISTRA边界层云模式,模拟研究了内部混有不可溶核的硫酸铵气溶胶对边界层暖云微物理特征的影响。结果表明:边界层内湍流动能通量是影响暖云发展的重要因素。云中液态水含量、过饱和度以及云滴谱离散度均随云中的高度增加而增大。云滴谱标准差是影响云滴谱离散度变化的主要因子。在暖云发展阶段,不可溶性核会增加云中过饱和度,进而导致云滴谱分别向大尺度和小尺度端拓宽,云滴谱标准差增大,云滴谱离散度随时间增加而增大的程度增强;在暖云减弱阶段,不可溶核会造成云中大尺度端云滴数浓度减少,云滴谱变窄,标准差变小,云滴谱离散度逐渐减小的特征减弱。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    上海中心城区二氧化碳通量特征分析
    支星,敖翔宇
    2020 (3):  72-79.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2020.03.010
    摘要 ( 11 )   HTML ( 0 )   PDF(2877KB) ( 16 )  

    利用位于上海中心城区徐家汇站的涡动相关湍流通量资料,对该区域2012年12月至2013年11月二氧化碳(CO2)通量的时间变化、空间分布特征、年总排放量进行分析。结果表明:中心城区徐家汇为CO2通量的源区,CO2通量的日变化呈现与交通流量相对应的双峰现象,冬季的通量值普遍小于其他季节,尤其在早高峰时段更为明显。节假日CO2通量的早高峰效应并不明显,其峰值明显低于工作日,且有滞后的趋势。各方向CO2通量大小与其周边下垫面情况密切相关,夏季白天在商业建筑密集区和主要道路处,CO2通量明显高于其他季节。上海中心城区CO2通量的年总排放量为44.5 kg/(m2·a),高于国内外其他城市的市中心或高密度住宅区的数值,这主要和观测时段相对偏晚、植被覆盖率偏低、周边高层建筑和主干道偏多有关。

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    1966—2018年秦皇岛气候舒适度时空变化特征
    徐静,卢宪梅,刘志刚,宋金妹
    2020 (3):  80-86.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2020.03.011
    摘要 ( 26 )   HTML ( 2 )   PDF(682KB) ( 17 )  

    利用1966—2018年气象资料,采用气候舒适度评价及趋势分析方法,对秦皇岛地区近53 a气候舒适度变化进行分析。结果表明:秦皇岛北部山区、中部平原和东南沿海三个区域的气候舒适度变化趋势一致,存在空间差异性。整体上,秦皇岛气候舒适度以舒适至冷凉特征为主,各区域舒适和较舒适等级占47%—49%,冷不舒适等级占34%—37%,炎热及更热不舒适等级极少。近53 a,夏季、冬季气候舒适度均呈增暖趋势,冬季增暖幅度大于夏季。热不舒适日数自20世纪90年代开始激增且持续偏多,寒冷不舒适日数呈逐年代减少态势;在空间上,热不舒适日数随着测站高程和纬度的降低而增多,寒冷不舒适日数与之相反。5—10月气候舒适或较舒适,秦皇岛全域皆为旅游、疗养适宜期;7—8月无酷暑,“微热”的天气为人们提供畅游大海的有利气象条件;3月、4月和11月气候偏冷凉,是户外登山的大好时机;12月至翌年2月寒冷不舒适,不适宜大众旅游疗养,适宜开展冰雪旅游活动。因此,可以认为秦皇岛全域、全季皆适宜旅游,由此为秦皇岛市旅游开发与规划及研究气候变化对旅游业的影响提供依据,为来到“秦皇山海、康养福地”的康养群体提供生活和出游气象服务指导。

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    1999—2018年锦州地区大雾气候特征及成因分析
    张翠艳,阎琦,白雪,张广梅,娄芳蕾,周福然,常姝婷
    2020 (3):  87-92.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2020.03.012
    摘要 ( 31 )   HTML ( 0 )   PDF(3355KB) ( 19 )  

    应用常规气象观测资料、能见度仪观测资料,分析1999—2018年锦州地区大雾气候特征及成因。结果表明:锦州地区雾日年总频次多年平均为33次,存在12 a、6 a和3 a的变化周期。锦州地区典型大雾过程主要分为弱低压槽型、雨后弱高压型。大雾存在日变化。雾前T-Td为4—14℃,风速为4 m·s-1以下,偏南风占50%,偏北风占38%,静风占12%;雾发展阶段T-Td为0—4℃,平均风速为2.2 m·s-1,偏南风占58%,偏北风占42%;浓雾阶段T-Td为0—2℃,平均风速为1.9 m·s-1,偏南风占58%,偏北风占42%;雾减弱到消散阶段T-Td逐渐升高,平均风速为3.3 m·s-1,偏北风占58%。大雾期间,均出现逆温和湿层。

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    唐山市农业洪涝灾害面积与暴雨关系分析
    王猛,高桂芹,王爱军,张莉,万绪江,袁雷武
    2020 (3):  93-97.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2020.03.013
    摘要 ( 21 )   HTML ( 1 )   PDF(761KB) ( 10 )  

    利用唐山市统计局1985—2014年各县逐年播种面积和农业洪涝受灾面积数据资料、唐山地区11个县市气象站逐日降水资料,采用趋势分析、多项式统计回归等方法,对唐山地区农业洪涝灾害时空特征及与暴雨的关系进行分析。结果表明:唐山洪灾面积总体呈微弱的下降趋势,但不显著,与年暴雨日数变化趋势一致。各县域的洪灾以轻到中度为主,占洪灾的80%—100%。唐山地区洪灾与年暴雨量有关(R = 0.78),但不显著,受灾面积与年暴雨日数显著相关(R = 0.83,P < 0.01)。中等以上洪灾年的暴雨平均暴雨日数为4—6 d、80%县站大暴雨日数为0.7—1.5 d、60%暴雨累积量在300 mm以上。区域种植结构、地形地势、水系河流分布等因素也是导致洪灾的一个重要方面。

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    快报
    气候变化对天津市不同节能水平建筑制冷采暖能耗的影响
    陈跃浩,孙玫玲,曹经福,李明财,张瑞雪,孟凡超
    2020 (3):  98-105.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2020.03.014
    摘要 ( 8 )   HTML ( 0 )   PDF(814KB) ( 2 )  

    利用天津市地面气象观测站1961—2017年逐小时观测资料,通过TRNSYS软件,对不同节能水平办公建筑供热和制冷能耗,以及居住建筑供热能耗进行动态模拟,定量评估了气候变化对天津市不同节能水平建筑能耗的影响。结果表明:在供暖期和制冷期,温度均呈现显著上升的趋势,而太阳辐射则呈现下降的趋势,受其影响,1961—2017年办公和居住建筑供热能耗呈现显著下降的趋势,制冷能耗呈现微弱的上升趋势,但气候变化对供热能耗的影响要明显强于制冷能耗;随着建筑节能水平的提升,供热和制冷能耗均有一定程度的下降,其中供热能耗的降幅尤为明显,四步节能居住建筑相比于一步到三步节能居住建筑,供热能耗分别下降了53.56%、50.13%和21.25%。对新建建筑及既有建筑的节能改造,应充分考虑不同节能水平对建筑能耗的影响,结合实际需求酌情进行升级改造。除此之外,建筑节能水平的提升,会使其供热和制冷能耗变化量随温度的上升而减小,说明其对气候变化的敏感性在逐渐减弱。因此,提高建筑节能水平,可以更好的应对气候变化,保证其在未来的使用中耗能更低。

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    基于多种模型的云南元江哈尼云海景观预报研究
    丁圣,段玮,朱勇,李刚
    2020 (3):  106-112.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2020.03.015
    摘要 ( 8 )   HTML ( 1 )   PDF(752KB) ( 1 )  

    为推动区域旅游事业发展,满足旅游气象服务需求,研究针对云南元江哈尼云海景观进行了立体气象观测和业务预报实验。本研究基于云南元江云海气候站2016—2019年观测数据,利用经验预报法、Logistics回归、支持向量机、决策树分析等方法,进行了云海景观出现与否的二分类预报实验。结果表明:各预报方法间训练样本总体准确率在74.3%—82.2%之间差别不大,但传统经验预报基于云海机理研究背景,预报指标物理意义明确,随着预报经验的积累经验预报2019年TS评分为54.8,优于2016—2018年TS评分46.0,也优于仅使用局地数据的统计学习算法的预报评分,且其他几种统计学习预报方法的检验样本TS评分均不如训练样本评分高。云海景观出现需要水汽条件和大气静稳条件的配合,局地云海气象观测站建设收集的立体气候数据有利于预报人员改进预报指标体系,提高预报准确率,有利于提升区域旅游气象服务能力发展。

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