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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5期 刊出日期:2020-10-30 上一期    下一期
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    2020 (5):  0-0. 
    摘要 ( 39 )   PDF(30625KB) ( 25 )  
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    论文
    联合概率方法在北京灾害天气预报中的应用研究
    付宗钰, 于波, 荆浩, 纪彬, 周璇, 秦庆昌, 杜佳, 李桑
    2020 (5):  1-9.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2020.05.001
    摘要 ( 118 )   HTML ( 13 )   PDF(2903KB) ( 77 )  

    基于ECMWF模式的集合预报数据,利用联合概率方法,针对北京地区冬季影响最大的寒潮和夏季强对流两类灾害性天气,建立了适用于本地区的两种集合预报业务产品。选取2 m温度和10 m平均风速制作寒潮预警信号联合概率预报产品,选取对流有效位能和0-6 km垂直风切变制作强对流潜势联合概率预报产品。通过对北京地区近年寒潮和强对流天气的预报检验表明:寒潮预警信号联合概率方法,当预报概率达到10%及以上时,实况就有可能达寒潮蓝色预警信号的级别;此方法对北京西北部的预报性能较好,其次为北京的东南部地区;对达到蓝色预警信号标准的区域具有较高的预报命中率,但对达黄色预警信号级别的区域,漏报率较高。强对流潜势联合概率方法的空报率较高,当预报概率达90%-100%时,实况才有可能出现强对流;与局地强对流相比,全市性强对流天气的高概率预报区域较为集中。

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    辽宁省夏季多模式降水预报检验及晴雨预报技术研究
    聂安祺,李得勤,滕方达,陆井龙,王当
    2020 (5):  10-17.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2020.05.002
    摘要 ( 83 )   HTML ( 2 )   PDF(708KB) ( 38 )  

    利用辽宁省291个国家气象观测站的降水资料,对2019年夏季(6-9月)8种模式降水预报及中央气象台格点降水预报进行了检验评估和比较,并采用消空方法进行晴雨预报技术研究。结果表明:2019年,EC模式具有最优的暴雨预报性能,而日本模式暴雨TS评分最高;中尺度模式对于局地性暴雨和短时强降水具有较好的预报潜力,性能较好的是GRAPES_MESO模式和睿图东北3 km模式;全球模式对24 h暴雨的预报频率比实况偏低30%,3 h强降水则偏低60%,中尺度模式对24 h暴雨的预报频率比实况偏高30%,3 h强降水则偏低20%。由于对小量级降水存在较多空报,各模式原始预报的晴雨预报大多呈现空报偏多的情况;使用小量级降水剔除的消空策略能够明显提高晴雨准确率,消空之后EC模式具有最优的晴雨预报性能。分别使用24 h和3 h累计降水量优化消空策略,发现分别取1.0 mm和0.8 mm的阈值进行消空可以使24 h晴雨准确率提高15.58%,3 h晴雨准确率提高10%-30%。

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    1960—2018年辽河流域日降水集中程度分析
    刘向培,佟晓辉,贾庆宇,刘晓娜,杨剑刃,薛志阳
    2020 (5):  18-24.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2020.05.003
    摘要 ( 55 )   HTML ( 1 )   PDF(2108KB) ( 36 )  

    基于1960-2018年的日降水资料,计算辽河流域降水集中指数(CI),分析日降水集中程度的时空特征。结果表明:降水集中指数CI可以有效描述辽河流域降水集中程度,辽河流域年CI指数平均为0.67,降水集中程度总体呈现出东部和西部低、南部和北部高的鞍型空间分布特征;夏季降水集中程度最高,各站点季平均CI指数为0.65,空间分布与年分布较一致,冬季平均CI指数最低,为0.60,由东南向西北递减;研究时段内年CI指数表现为不显著的减小趋势,其中东部区域减小的趋势最大;各子区域年CI指数平均变化周期为3 a左右,其中1985年以前,变化周期较短,在2 a左右,1985年以后,变化周期超过3 a。

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    锦州地区逐日降水概率分布特征
    温舟,温日红,曲梓祎,娄芳蕾,常姝婷,史虹婷,王笑影
    2020 (5):  25-32.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2020.05.004
    摘要 ( 67 )   HTML ( 1 )   PDF(1981KB) ( 35 )  

    利用锦州地区的逐日降水量观测资料对逐日降水量的概率分布进行了统计分析,采用最大似然估计法得到Gamma函数分布的形状参数α和尺度参数β,通过Gamma概率分布模拟观测站点逐日降水的概率分布。结果表明:锦州地区逐日降水频率整体趋势先上升后下降,基本呈对称式分布,降水概率有一定的振荡,个别日会出现远超相邻日期的降水频率,7月21日降水频率最高,在不计微量降水的情况下,最低逐日降水概率有多个日期为0。各季降水频率偏低是造成义县地区干旱的原因之一;北镇夏季平均降水频率最低,但其夏季平均降水量却为锦州地区最高,说明北镇可能易出现较大量级降水或易出现极端降水天气。清明期间降水频率在50%以上、高考期间降水频率在80%以上,符合大众日常对特殊日期降水情况的认知;逐日降水频率可以为公众气象服务提供新的思路。凌海、北镇更容易出现极端降水天气;锦州地区日降水出现小雨天气概率最高,暴雨以上降水概率较低,锦州地区各站极少出现大暴雨以上量级降水,对锦州降水量级预报,尤其是暴雨或大暴雨以上降水量级的预报起到一定的指示作用。

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    1961—2017年辽宁省旱涝急转现象时空演变特征
    李倩,林毅,于琳琳,王大钧,林蓉,林益同,赵春雨
    2020 (5):  33-39.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2020.05.005
    摘要 ( 55 )   HTML ( 0 )   PDF(1604KB) ( 19 )  

    利用1961-2017年辽宁省61个气象站逐月降水数据,以5-8月为研究时段建立旱涝急转指数(drought-flood abrupt alternation index,DFAI)序列,采用线性倾向法、趋势分析、阶段性分析、T检验、ArcGIS空间插值等方法对辽宁省降水集中期的旱涝急转现象进行时空特征分析。结果表明:1961-2017年辽宁省降水集中期DFAI总体以-0.7/(10 a)的速率下降,有13 a出现旱转涝,有19 a出现涝转旱;DFAI强度以0.1/(10 a)的速率略呈上升趋势。近57 a,辽宁省旱转涝多发生在20世纪60年代,涝转旱多发生在20世纪70年代和20世纪初之后,1989年出现了涝转旱的突变,发生频率呈增多趋势,1994年又出现旱转涝的突变,发生频率呈减少趋势。典型旱转涝年(2013年),DFAI的高值区分布在中、西部地区;典型涝转旱年(2014年),DFAI绝对值的高值区分布在东北部和中西部地区。DFAI变化率在空间分布上具有明显的中、北部增多,东、西部减少的趋势差异。

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    不同升温情景下中国东北地区平均气候和极端气候事件变化预估
    敖雪, 翟晴飞, 崔妍, 赵春雨, 王涛, 周晓宇, 侯依玲
    2020 (5):  40-51.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2020.05.006
    摘要 ( 89 )   HTML ( 3 )   PDF(3386KB) ( 34 )  

    利用区域气候模式RegCM4的逐日气温和降水资料,预估1.5℃和2.0℃升温情景下,东北地区平均气候和极端气候事件的变化。结果表明:RCP4.5排放情景下,模式预计在2030年和2044年左右稳定达到1.5℃和2.0℃升温;两种升温情景下,东北地区气温、积温、生长季长度均呈增加趋势,且增幅随着升温阈值的升高而增加;1.5℃升温情景下,年平均气温增幅为1.19℃,年平均降水距平百分率增幅为5.78%,积温增加247.1℃·d,生长季长度延长7.0 d;2.0℃升温情景下气温、积温、生长季长度增幅较1.5℃升温情景下显著,但是年和四季降水普遍减少,年降水距平百分率减小1.96%。两种升温情景下,极端高温事件显著增加,极端低温事件显著减少,极端降水事件普遍增加。霜冻日数、结冰日数均呈显著减少趋势,热浪持续指数呈显著增加趋势;未来东北地区降水极端性增强,不仅单次降水过程的量级增大,极端降水过程的量级也明显增大,随着升温阈值的增大,极端降水的强度也逐渐增大。

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    硫酸盐气溶胶间接效应对中国东部冬季气候的影响
    王东东, 朱彬, 万绪江
    2020 (5):  52-61.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2020.05.007
    摘要 ( 47 )   HTML ( 0 )   PDF(5126KB) ( 12 )  

    气溶胶间接效应通过对云的作用来影响气候,其过程复杂且不确定性较大。本研究利用美国国家大气研究中心(NCAR)的公共大气模式CAM5.1,通过改变模式中硫酸盐气溶胶转化为云凝结核数浓度的数量,设计了硫酸盐气溶胶间接效应的敏感性试验,通过与控制试验对比来研究其间接效应对中国东部地区冬季云、降水和季风强度的影响。结果表明:在东亚地区云凝结核形成过程中,硫酸盐气溶胶占绝对的主导地位。硫酸盐气溶胶间接效应导致中国东部地区冬季云凝结核和云滴数浓度显著增加,海洋和陆地低层的云滴有效半径减小和总云液水路径的增加,导致了云反照率的增加。引起的负辐射强迫使地表和大气降温,海平面气压升高,增加的海陆气压梯度导致中国南方地区东亚冬季风增强,总降水率减少。硫酸盐气溶胶间接效应可能不是东亚冬季风在20世纪80年代中期年际变率减弱的原因。

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    乌鲁木齐市酸雨变化特征及其与气象因子的关系
    苗运玲,张军,郑玉萍,陈梦娇,张云惠
    2020 (5):  62-68.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2020.05.008
    摘要 ( 55 )   HTML ( 1 )   PDF(775KB) ( 41 )  

    利用1992-2018年乌鲁木齐国家基本气象站酸雨监测资料共1316个采集样品,统计分析降水样品中pH值和K值变化特征及其与气象因子的关系。结果表明:近27 a乌鲁木齐市年平均pH值为6.64,酸雨发生频率仅为4.56%,大气降水主要以中性和碱性降水为主,年平均pH值呈微弱的上升趋势,且pH值在1998年发生突变,在四季中从大到小顺序为:夏季>秋季>春季>冬季;采样期间,年平均K值为90.40 μs·cm-1,且呈下降趋势,2001年发生突变,在四季中由高到低的顺序与pH值相反,即:冬季>春季>秋季>夏季;乌鲁木齐市出现酸雨时地面和高空风向以偏北风为主,pH值与风速呈正相关,K值与降水量呈负相关;由于近年来乌鲁木齐市在采暖季实行"煤改气",大大减少煤炭的用量,使大气所含SO2等含硫化合物明显减少,其次是近年来市政府加大了对环境污染治理,酸雨出现频率较2007年以前有明显减少。

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    新疆铁路沿线最强风区大风特征对比分析
    姜萍, 潘新民, 薛俊梅, 沙艳萍
    2020 (5):  69-75.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2020.05.009
    摘要 ( 57 )   HTML ( 0 )   PDF(1227KB) ( 18 )  

    利用2015-2018年新疆境内兰新铁路沿线32个大风监测站逐小时风速资料,基于统计学方法、空间分析法,从平均大风日数、大风历时、不同风速的贡献率以及平均风速不同时间尺度和地域分布的变化特征等,对兰新铁路新疆段内两个最强风区带——百里风区和前百里风区的大风特征进行统计和对比分析。结果表明:较之百里风区,前百里风区更易出现极端大风天气(大于11级风),同时具有风速"昼弱夜强"、地域分布差异性大、主导风向与兰新铁路运行方向基本垂直以致横风强劲等特点。该分析结果能够有效弥补前百里风区这一无人区气象规律探索的空白,可为探明特殊地域强风区大风最新变化规律、关键区的大风逐小时内精细化预报、专项试验研究、风速灾害预警阈值的制定等提供基础。

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    辽宁省冰雪气候资源适宜性评价
    周晓宇,龚强,赵春雨,崔妍,刘鸣彦,敖雪,张新宜
    2020 (5):  76-85.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2020.05.010
    摘要 ( 39 )   HTML ( 2 )   PDF(3599KB) ( 37 )  

    为充分挖掘辽宁省冰雪资源优势,科学规划开发寒地冰雪资源,利用61个站点的气象数据,采用统计、定性或定量指标等分析方法,评估了辽宁省冰雪气候资源的适宜性。结果表明:辽宁省各地均具有冰雪资源,东部山区冰雪资源最为丰富,辽西地区结冰期长,大连沿海地区冰雪资源相对较少。辽宁省冬季室外冰雪活动温度条件较好,冰雪资源丰富区风速低且日照适中。冬季各地高温融雪、雾和大风、低能见度等气象灾害风险低。11月中旬到翌年3月上旬全省均可人工造雪,人工造雪时段适宜。抚顺、本溪、铁岭、沈阳、丹东、辽阳的大部分地区均是宜冰宜雪的最优地区;西部地区降雪量少,宜冰大于宜雪,可适当开发冰上旅游项目;沿海的葫芦岛和大连地区冰雪期短,可探索发展小规模的冰雪旅游项目和海冰旅游。

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    辽宁省植被覆盖度时空演变及其对气候因子的响应
    李雨鸿,陶苏林,李荣平,李琳琳,王婷,周斌,李晶
    2020 (5):  86-90.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2020.05.011
    摘要 ( 53 )   HTML ( 1 )   PDF(2043KB) ( 34 )  

    基于MODIS-NDVI数据及像元二分模型,对辽宁省植被覆盖度进行估算,并在此基础上探讨了辽宁植被覆盖度时空演变特征及其对气候因子的响应,结果表明:2000-2018年辽宁省植被覆盖度整体呈波动增加趋势,年平均增长速率为0.38%,呈增加趋势的面积占总面积的92.3%;2000年以来,裸地及低覆盖区域占比逐年减小,中低覆盖、中覆盖及高覆盖区域占比分别增加11.35%、11.00%和9.22%;辽宁省植被覆盖度与气候因子的关系表现出明显的空间差异性,其中,西部易旱地区覆盖度与气温呈显著负相关,与降水呈正相关,东部地区覆盖度与气温呈正相关,与降水呈负相关;辽宁植被覆盖度对降水的响应存在一个月的滞后期,对气温的响应无滞后效应。

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    黑龙江省闪电活动特征及其与地面相对湿度的响应关系
    袁湘玲, 马虹旭, 陈石定, 刘春芳
    2020 (5):  91-96.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2020.05.012
    摘要 ( 59 )   HTML ( 1 )   PDF(1228KB) ( 25 )  

    利用2006-2017年黑龙江省闪电定位资料和日平均地面相对湿度资料,采用数理统计、Pearson相关分析、GIS空间分析技术,研究了闪电密度和强度对地面相对湿度(RH)的响应关系。结果表明:地面RH过小或过大都不利于闪电活动产生;当RH < 25%时,几乎无闪电发生,当RH < 77%时,RH增加有利于闪电活动发生,当RH>79%时,随着RH增加,闪电活动减少;当RH < 77%时,闪电密度与之呈正相关,闪电强度与之呈负相关;当RH>79%时,闪电密度与之呈负相关,闪电强度与之呈正相关;地面RH的临界值域约为77%-79%;70%≤ RH ≤ 90%区间为闪电易发湿度区间,在闪电密度与湿度相关度高的区域,闪电更趋于集中发生在闪电易发湿度区间。

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    快报
    中国建筑气候分区和采暖气候条件变化研究
    刘玉莲,陈莉,康恒元,孙爽,周永吉,张恒翀
    2020 (5):  97-104.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2020.05.013
    摘要 ( 39 )   HTML ( 1 )   PDF(1607KB) ( 15 )  

    利用1951-1980年和1981-2010年两个气候期的月平均气温数据,对中国大陆地区建筑气候分区进行对比,讨论建筑气候分区的变化;并基于近气候期的建筑气候分区以逐日气温为基础,讨论了1951-2018年不同分区采暖气候条件变化特征。结果表明:与1951-1980年相比,1981-2010年严寒地区范围有所缩减,南界北移;寒冷区、夏热冬冷区、夏热冬暖区北进,温和区西扩,夏热冬暖区范围增大。中国大陆采暖度日数、采暖日数、采暖日均强度分布一致,东部随纬向增加,西部随海拔增加;采暖度日数严寒地区最大,寒冷地区其次,夏热冬暖地区最小;1951-2018年,中国大陆各建筑分区的采暖度日数都呈显著减少趋势,减少速率严寒地区最大,温和地区最小;夏热冬冷地区距平百分率的波动最大,严寒地区波动最小。1998-2012年,全国各建筑气候分区采暖度日数和采暖日均强度在此期间均表现为增加,其中夏热冬暖地区增加趋势通过了0.05显著性检验。

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    沈阳城市绿地土壤呼吸时空变化特征
    白洁,范志平,林力涛,李群,孙学凯,马溪平,李丹丹
    2020 (5):  105-112.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2020.05.014
    摘要 ( 35 )   HTML ( 1 )   PDF(1152KB) ( 13 )  

    以沈阳市4类植被配置方式24块城市绿地为研究对象,探究城市绿地土壤呼吸速率的时空动态变化规律及其影响因素。结果表明:土壤呼吸速率具有显著的夏季高、冬季低的季节动态规律性,偏相关分析显示,土壤温度与土壤呼吸时间动态变化显著相关。此外,植被配置方式对绿地土壤呼吸速率的影响存在差异:稀乔(5.68 μmol·m-2·s-1)>乔草(5.66 μmol·m-2·s-1)>乔灌(4.75 μmol·m-2·s-1)>乔灌草(3.84 μmol·m-2·s-1),稀乔和乔草土壤呼吸显著高于乔灌草配置。空间异质性分析显示,由疏透度导致的地表土壤温度差异,加之土壤有机质等养分条件差异可能是不同植被配置城市绿地土壤呼吸速率出现差异的主要因素。冬季和夏季拟合结果对比显示土壤温度是影响城市绿地碳排放空间异质性的主要因素,因此,如何通过合理的植被配置减少直达地表光照辐射、降低土壤温度是实现城市绿地减排的重要选项。

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