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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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    2021年, 第37卷, 第2期 刊出日期:2021-04-28 上一期    下一期
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    2021 (2):  0-0. 
    摘要 ( 73 )   PDF(4268KB) ( 154 )  
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    论文
    双台风“纳沙”和“海棠”登陆后强度变化成因及对比分析
    林小红,蔡义勇,韩美,郭弘,刘通易
    2021 (2):  1-11.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2021.02.001
    摘要 ( 722 )   HTML ( 29 )   PDF(11584KB) ( 116 )  

    利用NCEP(National Centers for Environmental Prediction)再分析资料对2017年双台风“纳沙”(1709)和“海棠”(1710)先后登陆福建后的强度变化特征进行对比分析。结果表明:低纬水汽输送的强弱变化是造成双台风强度变化的主要原因,而越赤道气流对水汽输送起到关键作用。副热带西风急流与中低空风场强弱变化一致,西风急流增强伴随中低空东风加强是“海棠”陆上强度维持不减的原因之一,反之“纳沙”快速减弱。双台风效应对强度变化也起着重要作用:双台风靠近相吸作用下,“纳沙”残余环流卷入“海棠”环流中,为其输送正涡度因子及斜压能量,也是促使“海棠”强度维持的原因。台风登陆后,其上空三种不同层差的垂直风切变值表现一致减小的变化趋势及低于6 m·s-1的风切,有利于弱台“海棠”陆上长久维持。海岸锋生及海表通量动热力因子对“海棠”右侧中小尺度对流发展和维持起到重要作用,加剧了“海棠”非对称性结构,促使“海棠”强度维持不减。

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    青藏高原雨季特征及其对气候增暖的响应
    余迪,段丽君,温婷婷,申红艳,汪青春,李红梅
    2021 (2):  12-18.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2021.02.002
    摘要 ( 362 )   HTML ( 6 )   PDF(2667KB) ( 82 )  

    利用青藏高原气象台站逐日观测资料,采用候雨量稳定通过临界阈值的方法对高原雨季起讫期进行客观定量划分,在此基础上,进一步分析增暖背景下雨季起讫期和雨季降水演变特征,并对比增暖前后高原雨季起讫期及不同等级降水的响应特征。结果表明:青藏高原雨季平均开始期为5月第3候、结束期为9月第6候、共持续28候;青藏高原雨季降水集中期为6月中旬至9月中旬,并在7月上旬、下旬和8月下旬出现3个峰值,7月上旬为雨季主峰期;1961—2017年雨季降水量总体呈增加趋势,雨季降水量自东南向西北逐渐递减,高值区位于青藏高原东南部的横断山脉;青藏高原雨季气候于1997年开始增暖,增暖前后雨季起讫期区域间差异较大,增暖后雨季开始期在青藏高原西部明显推迟,其余地区均提前,结束期则总体推迟;气候增暖后中雨以上日数增多,雨季降水极端性显著增强且空间覆盖范围明显扩大。

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    2018年7月大连地区异常少雨天气大气环流分析
    王秀萍,李红斌,张靖萱
    2021 (2):  19-26.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2021.02.003
    摘要 ( 227 )   HTML ( 5 )   PDF(5357KB) ( 53 )  

    利用1971—2019年大连地区6个气象台站的降水资料,NCEP/NCAR逐月髙度场、风场、气压场和水汽场等再分析资料,以及国家气候中心整编的130项气候系统监测指数资料,采用合成和相关分析等统计诊断方法,对比分析了大连地区7月降水偏多和偏少年对应的大气环流异常特征,并在此基础上诊断分析2018年7月大连地区降水异常偏少的事实和成因。结果表明:2018年7月大连地区处于降水偏少的气候背景,是1971年以来降水最少的时期。500 hPa位势高度场上30°—50°N的东亚大陆位势高度偏高,东亚沿岸由南至北为“负—正—负”的高度距平分布,中国华北—中国东北—日本海为位势高度正距平,东亚大槽偏东和偏弱,西太平洋副热带高压强度偏强,脊线和北界位置异常偏北,是历史同期最偏北的年份,深厚暖性高压影响大连地区,且稳定维持,从而引起该地区持续受异常下沉运动控制;同时850 hPa菲律宾附近至日本以南地区维持异常的气旋式环流,并且整层处于水汽通量异常辐散区域,不利于水汽汇合形成降水。以上是造成大连地区降水异常偏少的主要原因。其中,西太平洋副高强度偏强、脊线和北界位置异常偏北对大连地区降水异常偏少起了关键作用。

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    吉林省盛夏降水季内变化特征及大气环流分析
    李宇凡,徐士琦,袭祝香,邱译萱,姜忠宝
    2021 (2):  27-32.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2021.02.004
    摘要 ( 237 )   HTML ( 4 )   PDF(2063KB) ( 64 )  

    利用1961—2017年吉林省46个地面气象观测站点降水月数据及NCEP/NCAR全球月平均位势高度场、风场再分析资料,采用EOF、SEOF、滑动相关、回归分析及合成分析等方法研究了近57 a吉林省盛夏7月、8月降水的基本特征,季内差异及其大气环流异常特征。结果表明:吉林省盛夏7月、8月降水在空间上以全区一致型为主,整个吉林省均表现为正(负)异常;吉林省7月、8月降水在1986—2004年基本呈现反位相变化,即7月多(少),8月少(多);2005—2017年两个月份呈现同位相变化,即7月少(多),8月少(多);反位相年中7月降水与北美东西遥相关(NAEW)及东亚太平洋相关(EAP)有关,8月降水与欧亚遥相关(EU)有关,同位相年中7月、8月降水与副热带高压强度和位置异常有关;吉林省盛夏降水同西太平洋副热带高压有着密切关系,反位相年高、低值年副热带高压的东西位置差异显著,同位相年期间副热带高压异常西伸北进、面积增大。

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    渤海北部东岸海风锋活动及其触发对流特征分析
    张晶,姚文,陈海涛,何晓东,张运芝,李黎,赵晓川
    2021 (2):  33-40.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2021.02.005
    摘要 ( 275 )   HTML ( 12 )   PDF(12723KB) ( 111 )  

    利用常规观测、雷达、卫星及加密自动气象站等资料,对2015年、2018年和2019年渤海北部东岸海风锋活动及其触发的对流特征进行统计分析。结果表明:不同年份渤海北部东岸海风锋活动的差异较大,海风锋主要出现在6—8月,其中7月最多;海风锋可分为沿山型、北部沿海型和混合型3种,其中沿山型占比70%以上,海风锋东移到达沿山地区后维持加强,北部可伸展到沈阳地区;海风锋在雷达反射率图上表现为窄带回波,强度一般小于27 dBz,在速度图上表现为风向的辐合或风速的大值区,但在相关系数、差分反射率等雷达双偏振产品上没有可明显识别的特征;在各种天气背景下均能发生海风锋,其中在高空脊控制下最多,且可触发午后热对流,多为弱对流;在副热带高压后部、高空槽、冷涡背景下的海风锋容易触发强对流天气,带来冰雹、短时强降水、雷雨大风等灾害。

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    基于气温和体感温度的中国南方地区供暖必要性分析
    赵洁云,龙步菊,袁维颖,刘思妤,李柯尧
    2021 (2):  41-47.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2021.02.006
    摘要 ( 188 )   HTML ( 1 )   PDF(2345KB) ( 125 )  

    利用1961—2017年中国各省市701个完整时间序列逐日气象资料的台站数据,以《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB50736—2012)中的供暖标准为指标,采用滑动5 d平均方法,从气温和体感温度两种角度,分析了中国南方地区省市供暖的必要性。结果表明:从气温计算的采暖期看,江苏省、安徽省北部、四川省西部、贵州省西部有集中供暖的必要性;从体感温度角度计算的采暖期看,江苏省、安徽省、湖北省东部和北部、湖南省中部、贵州省中部、四川省西部、浙江省北部有集中供暖的必要性。从气温和体感温度两个角度分析,不仅考虑了原有的标准,还考虑了空气湿度等其他气象要素的影响,能为中国南方地区省市冬季更好地解决取暖问题提供参考。

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    1961—2017年中国华东区域高空温度变化特征
    支星,谈建国,孙兰东
    2021 (2):  48-55.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2021.02.007
    摘要 ( 237 )   HTML ( 3 )   PDF(2131KB) ( 378 )  

    利用中国华东六省一市13个探空站1961—2017年高空温度数据,对850 hPa、500 hPa、200 hPa高空温度的时间变化特征和空间变化特征进行分析,结果表明:1961—2017年中国华东区域对流层中下层增温趋势明显,向上增温趋势减弱,对流层顶增温趋势有所增强。850 hPa、500 hPa温度的年代际变化均呈现出先降低后升高的趋势,而200 hPa温度的年代际变化则呈现持续升高的趋势。秋、冬季在各个层次上均为显著的增温趋势,冬季的增温趋势明显大于其他季节,500 hPa春季和200 hPa夏季有微弱的降温趋势。不同层次年平均气温的空间分布均有明显的南北差异,且随着高度的增加,南北平均温差先增大后减小。850 hPa、500 hPa年平均温度的空间变化趋势一定程度上呈现出华东沿海地区增温趋势大于内陆的特征,200 hPa则呈现华东南部的增温趋势大于北部的特征。850 hPa各季节呈现出中国华东沿海地区增温、内陆增温趋势不如沿海地区或内陆呈现降温趋势,500 hPa的春季和200 hPa的夏、秋季则呈现出中国华东南部地区增温、北部地区降温的趋势。

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    2019年1月长春市一次霾污染过程成因分析
    于杰,李玉鹏,苏丽欣,邵祺多,李尚锋,丁立,高枞亭,安林昌
    2021 (2):  56-63.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2021.02.008
    摘要 ( 257 )   HTML ( 5 )   PDF(1830KB) ( 186 )  

    利用空气质量历史监测数据、地面气象要素及激光雷达探测资料,综合分析了2019年1月10—15日长春市一次霾污染过程,探讨了污染过程中污染物和气象要素的变化特征与影响机制。结果表明:此次霾污染过程中12—13日污染最重,PM2.5和PM10质量浓度均超过150 μg·m-3,气溶胶消光最强,超过70%的PM2.5/PM10比值大于0.7,指出了细粒子对重污染事件的贡献;重污染期间近地面风速偏小、相对湿度增加、变压较小,同时低空风出现明显的风向转变,弱下沉运动与逆温以及较低的边界层共同削弱了大气的水平和垂直扩散能力,有利于污染物累积,导致霾污染。500 hPa天气形势表明长春市位于槽前脊后,850 hPa高度场为弱西风,相对湿度大;海平面气压场存在低压气旋及弱西南气流,该气流有利于将污染物输送至长春市,造成霾污染加剧;1月14—15日高空槽加深东移,850 hPa西北气流增强,近地面气压梯度力变大,污染物得到扩散,霾污染逐渐结束。

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    气象因子和海风对秦皇岛市臭氧污染的影响
    周士茹,宋金妹,陆倩,郭鸿鸣,赵玉广,高艳春
    2021 (2):  64-70.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2021.02.009
    摘要 ( 223 )   HTML ( 7 )   PDF(942KB) ( 173 )  

    利用2017年9月至2019年9月秦皇岛市环境监测站污染物浓度资料以及秦皇岛市国家基本气象站和浮标站的气象数据,统计分析了秦皇岛市O3污染特征以及气象因子和海风对秦皇岛市O3污染的影响。结果表明:秦皇岛市O3污染月变化特征表现为以5—6月和9月最为严重,10—12月和1—2月则无O3超标天气出现。O3污染的日变化特征表现为单峰型分布,午后O3浓度最高而清晨O3浓度最低。有利于秦皇岛市出现O3污染的气象条件为太阳辐射强度850—950 W·m-2、日最高气温高于32℃、无降水和相对湿度50%—60%、受SW和SSW风影响。秦皇岛市海风以6—8月最多,出现频率达50%以上,海风多在上午08—10时开始出现,午后12—15时达到最大,傍晚以后减弱结束;5—6月和8—9月有海风日的O3-8h平均浓度均高于无海风日,且5月、6月和9月有海风日的O3-8h月平均浓度高达155—166 μg·m-3,海陆风环流对秦皇岛市的O3污染有加重的影响。

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    1951—2018年衢州市椪柑采摘期连阴雨天气变化特征
    汪晨,毛程燕,龚理卿,王健疆
    2021 (2):  71-76.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2021.02.010
    摘要 ( 128 )   HTML ( 3 )   PDF(2951KB) ( 283 )  

    基于1951—2018年衢州市椪柑采摘期降水量、雨日、日照时数、相对湿度等逐日气象资料,应用统计分析和小波分析方法,分析椪柑采摘期连阴雨天气变化特征及其大气环流背景。结果表明:1951—2018年衢州椪柑采摘期连阴雨日数、次数和强度呈略微增加趋势、滑动3 d无雨次数呈减少趋势;滑动3 d无雨次数存在明显的5 a、7 a和15 a左右的年际和年代际周期变化规律,并且均呈现缩短趋势;椪柑采摘期连阴雨较强年亚欧地区呈两高一低的径向型环流,强冷空气南下活动较频繁、东移缓慢,偏南暖湿气流活跃,致使冷暖空气在中国长江中下游地区长时间交汇,导致连阴雨天气。

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    基于三参数Weibull分布的安徽省年最大风速均一性检验
    温华洋,朱华亮,刘壮,孔芹芹,马文周,陈凤娇
    2021 (2):  77-83.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2021.02.011
    摘要 ( 119 )   HTML ( 0 )   PDF(773KB) ( 123 )  

    以安徽省56个国家级气象站1980—2018年年最大风速序列为研究对象,采用基于三参数Weibull分布的变点检验方法对年最大风速序列均一性进行检验,以郎溪站数据为例,给出了检验和分析的具体过程,最后将该方法检验结果与PMFT法、SNHT法检验结果进行了对比分析。结果表明:56个站点的年最大风速序列均通过Weibull分布检验,而通过正态分布检验的年最大风速序列只有45个,表明年最大风速序列更符合Weibull分布;Weibull法检测出的18个非均一点中有15个得到印证,检验准确率为83.3%,PMFT法检测出的4个非均一点均由迁站造成,检验准确率为100%,SNHT检测出的20个非均一点中有15个得到印证,检验准确率为75%。造成序列非均一的主要原因是台站迁移、仪器换型、仪器高度调整和探测环境变化等;综合比较发现,PMFT法对年最大风速序列非均一点的敏感程度不如Weibull和SNHT,而SNHT法对待检序列要求较高,且检验准确率不及Weibull法,表明Weibull方法在年最大风速序列的均一性检验中更具有优势。

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    基于Ka波段云雷达的六盘山顶云特征分析
    田磊,桑建人,姚展予,常倬林,舒志亮,曹宁
    2021 (2):  84-90.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2021.02.012
    摘要 ( 181 )   HTML ( 1 )   PDF(1494KB) ( 169 )  

    利用宁夏六盘山气象站2017年9月至2018年8月的Ka波段云雷达观测资料,统计分析了六盘山顶不同云的出现频率及宏观特征。结果表明:六盘山顶云出现频率最高值在7月,为61%,最低值在12月,为26%;按云层数划分,六盘山顶出现的云主要以1层云、2层云及3层云为主,相对总云的月平均出现频率分别为68%—86%、14%—27%及0.4%—4.8%;按云底高度及云层厚度划分,六盘山顶低云、中云、高云及直展云相对总云的月平均出现频率分别为29%—53%、14%—58%、6%—22%及2%—20%。云底高度在冬春季节高于夏秋季节,云顶高度在夏秋季节高于冬春季节,云层厚度为1.6—3.6 km,年变化特征与云顶高度类似。整体来看,春、夏、秋季云厚在白天大于夜间,冬季云厚在夜间大于白天,其中夏、秋季云厚日变化特征较为明显。

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    综述
    古建筑雷电灾害及防雷技术研究综述
    李京校,霍沛东,符琳,俞勇佩,张宇龙,李秀文
    2021 (2):  91-100.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2021.02.013
    摘要 ( 255 )   HTML ( 5 )   PDF(2166KB) ( 263 )  

    古建筑是宝贵的历史文化遗产,雷电灾害是威胁古建筑安全的主要因素之一。本文首先较完整地介绍了古建筑雷电灾害的总体研究进展,分别综述了古建筑构件的雷击破坏特征和机理,以及古建筑雷击起火灾害成因、方式和影响因素等方面研究现状,建议在雷击模拟试验基础上利用数值模拟分析方法研究雷击破坏基础性问题。分析了古建筑绝缘避雷与采用防雷装置接闪泄流两种方法,认为后者科学合理。通过归纳古建筑雷电防护技术研究进展、古建筑防雷新技术方法和装置,分析了古建筑防雷技术标准现状。最后,提出古建筑防雷有待深入研究的方向,包括开展古建筑雷击破坏机理、实用的防雷新技术、古建筑雷击选择性、雷击精细化监测预警等,特别是加强古建筑防雷新技术研究,尽量减小对古建筑原貌的影响,做好古建筑的防雷保护是非常关键和必要的。

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    快报
    风电场流场特性及风机布局数值模拟研究
    张思瑶,赵超,隋东,张菁,王学涛
    2021 (2):  101-106.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2021.02.014
    摘要 ( 171 )   HTML ( 3 )   PDF(2872KB) ( 307 )  

    针对风电场流场特性研究对风力机工作性能提高的重要意义,采用计算流体力学(CFD)方法在单机风力机模拟验证的基础上,对某风电场单风力机和三种布局条件下的风电场流场特性进行了数值模拟研究。考察了不同布局条件下风电场速度、叶轮表面压力以及湍流涡的分布特性。结果表明:叶轮后方尾流效应明显,速度损失随着相对距离的增加而逐渐减小,风力机处中心尾流速度比率最低降为0.4;当相对距离超过4 d后,风速可恢复为初始速度的90%以上;尾流速度与涡流粘性呈负相关性;三风力机平行布置时,各风力机尾流速度比率基本一致;三风机组在错落布置时,尾流效应对下游风力机工作性能影响较小,错落角度越大,尾流损失越小。

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    基于数据窗口标准差的边界层高度反演方法——以上海市为例
    王芃,谈建国,束炯,彭杰
    2021 (2):  107-112.  doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2021.02.015
    摘要 ( 125 )   HTML ( 2 )   PDF(1497KB) ( 121 )  

    大气边界层具备一个重要特性,即在边界层顶部,气溶胶浓度在垂直分布上存在显著突变。利用该特性,采用主动遥感装置经过窗口平滑去除噪点后数据,提出基于梯度法改进的大气边界层高度反演方法——窗口标准偏差法。基于激光云高仪后向散射廓线数据,利用该方法反演边界层高度,在边界层高度下大气气溶胶混合均匀时,反演结果较为理想。在此基础上,将窗口标准偏差法反演结果与逐步曲线拟合法反演结果进行比较。结果表明:两种方法具有较好的相关性,相关系数为0.94。两种方法产生差异的原因在于窗口标准偏差法不考虑夹卷层厚度而逐步曲线拟合法考虑夹卷层厚度。窗口标准偏差法可以降低高空背景光噪音对反演结果的影响。通过该方法反演出的边界层高度,在时间序列上具有连续性强的特点,反演结果更有利于研究大气边界层高度的时间变化趋势。

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