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创新驱动发展提高气象灾害防御能力——第30届中国气象学会年会

作者：石春娥邓学良杨元建吴必文孟燕军安徽省气象科学研究所中国气象局北京城市气象研究所

2013年1月安徽霾天气具有范围广、持续时间长、能见度低等特点。本文利用合肥、安庆、阜阳三个代表性城市最近5年1月的地面常规资料、高分辨率的探空资料,结合轨迹分析和聚类分析,分析了2013年1月安徽霾天气频发的原因。结果表明:(1)低... 详细信息

2013年1月安徽霾天气具有范围广、持续时间长、能见度低等特点。本文利用合肥、安庆、阜阳三个代表性城市最近5年1月的地面常规资料、高分辨率的探空资料,结合轨迹分析和聚类分析,分析了2013年1月安徽霾天气频发的原因。结果表明:(1)低风速、高湿度不能解释2013年安徽各地能见度偏低、霾日数增多的现象。(2)安庆和阜阳的探空资料表明,2013年1月大气层结稳定、接地逆温偏多、偏厚,可部分解释2013年1月霾日增多现象。(3)边界层中上部(1000m高度)输送轨迹以西北来向为主,短轨迹对应着较低的能见度,但逐年各组轨迹分布情况不能解释2013年1月霾日增多现象。(4)近地层(100m高度)输送轨迹以偏北和偏东北来向为主,轨迹来向与能见度关系密切,各地都是经过江苏的轨迹组,而非最短的本地轨迹组,对应着最低的能见度,安庆和阜阳是经过山东的轨迹组对应着次低能见度,合肥是本地短轨迹组对应着次低能见度,这与安徽北边、东边各省高SO2排放量和高NO2柱含量有关,2013年1月各地最低和次低能见度的轨迹组比例历年中最高(安庆、阜阳)或较高(合肥)。较好地解释了2013年霾日增多的现象。可见,冬季大气污染物的输送主要发生在近地层。总之,控制气团稳定少动,大气层结稳定,近地层经过江苏、山东的输送轨迹偏多应是2013年1月安徽各地能见度偏低、霾天气偏多的主要原因。

关键词：霾天气低能见度地面气象条件逆温输送轨迹

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基于PR和VIRS融合资料的东亚台风和非台风降水结构分析

基于PR和VIRS融合资料的东亚台风和非台风降水结构分析

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第31届中国气象学会年会

作者：陈凤娇傅云飞杨元建潘晓李迎新中国科学技术大学地球和空间科学学院中国科学院大气成分与光学重点实验室安徽省气象科学研究所安徽省大气科学与卫星遥感重点实验室

借助JAXA/EORC热带台风数据集资料,实现了台风区和非台风区的分离,在此基础上,利用热带测雨卫星(TRMM)搭载的测雨雷达(Precipitation radar,PR)和可见光/红外扫描仪(visible/infrared scanner,VIRS)的融合观测资料,对1998007年东亚雨季... 详细信息

借助JAXA/EORC热带台风数据集资料,实现了台风区和非台风区的分离,在此基础上,利用热带测雨卫星(TRMM)搭载的测雨雷达(Precipitation radar,PR)和可见光/红外扫描仪(visible/infrared scanner,VIRS)的融合观测资料,对1998007年东亚雨季台风及非台风降水的气候特征和降水云红外信号特征进行了分析。结果表明:1)东亚台风降水强度谱较非台风降水谱更宽,特别是对流降水主要分布在50 mm/h之间;强降水更多,主要分布在东亚洋面。2)雨季东亚降水的主要形式是非台风层云降水,但台风降水对局地降水量的贡献也不容忽视,例如台湾以东附近洋面可达20%。3)台风降水云亮温海陆分布差异显著;其雨顶高度在4 km(层云)和4.52.5 km(对流)之间均有分布,较非台风降水雨顶高度谱更宽。4)不同等级的台风在降水强度、覆盖区域和云顶10.8μm亮温分布上差异大。

关键词：热带测雨卫星台风降水非台风降水可见光/红外

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安徽省冰雹灾害风险评估模型研究

安徽省冰雹灾害风险评估模型研究

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强化科技基础推进气象现代化——第29届中国气象学会年会

作者：唐为安田红温华洋谢五三王胜杨元建安徽省气候中心安徽省气象信息中心安徽省气象科学研究所

为了完善冰雹灾害风险评估方面的研究,本文以安徽省为例,利用冰雹灾损及主要致灾因素数据,在识别冰雹关键致灾因子的基础上,构建了冰雹灾害风险评估模型,并确定了不同灾害风险等级的临界阈值,最后分析了近50年来安徽省冰雹灾害强度年极... 详细信息

为了完善冰雹灾害风险评估方面的研究,本文以安徽省为例,利用冰雹灾损及主要致灾因素数据,在识别冰雹关键致灾因子的基础上,构建了冰雹灾害风险评估模型,并确定了不同灾害风险等级的临界阈值,最后分析了近50年来安徽省冰雹灾害强度年极值的变化特征。结果表明:1)降雹最大直径和降雹持续时间为冰雹灾害致灾关键因子,其与灾损的相关系数分别为0.577和0.524,均通过0.01显著水平检验,而降雹时风速与灾损的相关程度未能通过0.05显著水平检验。2)冰雹灾害风险评估模型经检验效果良好,确定的不同致灾风险等级的临界阈值与实际发生情况基本一致,可应用于冰雹灾害风险评估研究。3)近50a来,安徽省冰雹强度年极值变化趋势波动不一,特别在上世纪90s有较为明显的上升趋势且年极值变率最大。

关键词：冰雹灾害致灾因子风险评估安徽省

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多部多普勒天气雷达资料同化对暴雨个例模拟的影响分析

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暴雨灾害 2015年第2期34卷 168-176页

作者：何志新江杨邱学兴林春泽杨元建安徽省气象台合肥230031 中国气象局武汉暴雨研究所武汉430074 安徽省气象科学研究所合肥230031

利用中尺度模式WRF(Weather Research and Forecasting Model)及其资料同化系统3DVAR,将国内多普勒天气雷达(CINRAD)反射率因子及径向风资料直接用于中尺度数值模拟;对安徽梅雨期一次暴雨过程进行模拟试验,经过质量控制后,分析同时同化... 详细信息

利用中尺度模式WRF(Weather Research and Forecasting Model)及其资料同化系统3DVAR,将国内多普勒天气雷达(CINRAD)反射率因子及径向风资料直接用于中尺度数值模拟;对安徽梅雨期一次暴雨过程进行模拟试验,经过质量控制后,分析同时同化安徽省内六部多普勒天气雷达观测资料对模拟结果的影响。结果表明:(1)经过质量控制后,同化雷达径向风和反射率因子对初始场的风场和湿度场均有较为明显的改善,说明用该雷达资料质量控制方案同化雷达资料是可行的;(2)同化多部雷达径向速度资料能使风场气旋性增强,同化反射率资料能调整初始水汽场,使对流层中下层水汽含量增加;(3)同化多部雷达径向风和反射率因子资料,能提前模拟出强降水回波结构,且其中尺度特征更清晰,降水落区和强度预报更接近实况,同化雷达资料对降水预报能持续影响到12 h,并提高了12 h降水预报准确率。

关键词：资料同化短时强降水反射率因子径向风

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热带地区厚云砧的光谱、云参数及辐射强迫效应特征

热带地区厚云砧的光谱、云参数及辐射强迫效应特征

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第34届中国气象学会年会

作者：杨元建傅云飞吕达仁秦放朱佳晨安徽省气象科学研究所安徽省大气科学与卫星遥感重点实验室中国科学技术大学地球和空间科学学院中国科学院大气物理研究所

夏季积云发展至强盛阶段形成积雨云。积雨云中上升气流强烈,在其上部形成出流,使云顶常呈现砧状。积雨云的云砧也是卷云形成的原因,它由冰晶组成,其高度常在6000m以上。因探测困难等缘故,积雨云云砧的相关研究甚少,而其空间分布及垂直... 详细信息

夏季积云发展至强盛阶段形成积雨云。积雨云中上升气流强烈,在其上部形成出流,使云顶常呈现砧状。积雨云的云砧也是卷云形成的原因,它由冰晶组成,其高度常在6000m以上。因探测困难等缘故,积雨云云砧的相关研究甚少,而其空间分布及垂直结构特点亦不甚清楚。现有的积雨云云砧垂直结构概念主要来自有限的区域试验,很显然区域试验结果在时空上具有一定的局限性且不具备普适性。最近,傅云飞等(2010)利用热带测雨卫星(TRMM)测雨雷达(PR)能区别降水类型的探测优势,对10年夏季亚洲"其他"类型的降水进行了研究,并率先发现PR探测的"其他"类型降水的平均廓线表现了积雨云云砧特征,并佐证了PR对积雨云云砧具有一定探测能力。本文在傅云飞等(2010)的工作基础上,利用TRMM PR的1998007年探测结果,对热带及副热带地区的夏季和冬季积雨云云砧的气候特征进行了分析。结果表明,陆面云砧样本占"其他"类型降水样本的60%-90%,而洋面的云砧样本占"其他"类型降水样本的50%-70%。热带及副热带地区的云砧出现频次的特点是陆面高于洋面,出现频次范围为0.05%-0.5%。垂直结构方面,热带及副热带地区的云砧平均厚度3-5 km,其底部高度约6 km,顶部高度在10-12 km。由于陆地强迫的作用,陆地的云砧雨顶高度和平均厚度均比海洋的大约0.5-1 km,而云砧底部高度的海陆差异较小。光谱特征方面,热带及副热带地区云砧顶部的可见光(0.63μm波段)反射率在0.7-0.8之间,远红外(10.8μm波段)平均亮温低于220 K,其3.7μm和10.8μm亮温差的平均值在15-30 K之间,而10.8μm和12μm亮温差的平均值在1-2 K之间。研究表明,TRMM PR在大的时空尺度上对云砧进行探测具有独特的优势。进一步利用热带测雨雷达对降水云的分型识别方法,给出了全球热带地区云砧云量、几何参数(高度、厚度)的气候态分布特征,利用双光谱法反演并揭示了热带地区云砧物理参数(云滴有效半径、光学厚度)的气候态分布特征。基于单柱辐射传输模式,在全球格点尺度上实现并估算了热带地区云砧的短波和长波辐射强迫及其净效应,揭示了热带地区云砧的辐射效应的气候态空间分布特征。同时本工作将对全面理解热带及亚热带云砧的空间分布和垂直结构特征及其辐射效应具有重要意义。

关键词：云砧 TRMM 其它类型降水云参数 SBDART 辐射强迫

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安徽省霾污染的季节变化特征及其主导气象因子研究

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中国科学技术大学学报 2018年第7期48卷 567-579页

作者：陈凤娇王体健邱康俊温华洋刘惠兰陆明明石春娥杨元建安徽省气象信息中心安徽合肥230031 南京大学大气科学学院江苏南京210093 黑龙江气象灾害防御技术中心黑龙江哈尔滨150030 安徽省气象科学研究所安徽省大气科学与卫星遥感重点实验室安徽合肥230031 南京信息工程大学遥感与测绘工程学院江苏南京210044

基于1980~2010年期间63个国家级气象站的地面观测资料,对安徽省霾污染的季节变化特征及其相对湿度和风速等主导气象因子进行了研究.结果表明:(1)1995年前,安徽省的霾频次呈现出冬季>春季>秋季>夏季的季节变化特征;其后季节差异减小,霾... 详细信息

基于1980~2010年期间63个国家级气象站的地面观测资料,对安徽省霾污染的季节变化特征及其相对湿度和风速等主导气象因子进行了研究.结果表明:(1)1995年前,安徽省的霾频次呈现出冬季>春季>秋季>夏季的季节变化特征;其后季节差异减小,霾天气趋于常年化.(2)近30年来,夏秋季霾频次逐年明显上升(1995年前后增加最明显),春冬季则表现出微弱的增长趋势.(3)霾发生时,四季的风向均表现出高东北风频次、多静风、低偏南风频次的分布特征;夏秋季霾发生时的风速明显减小,48.5%和54.5%的霾发生时的风速(14时)小于2m/s.(4)安徽省大部分区域的霾易生成于高相对湿度(>70%)环境下,但高污染的合肥和蚌埠,约71.2%和68.9%的霾生成于低相对湿度(<70%)下.(5)夏秋季,生成于不同相对湿度下的霾频次逐年显著增加(置信度95%),且发现小风日数(日均风速≤2m/s)显著增加也可能是夏秋霾增加趋势的原因之一.

关键词：霾季节变化相对湿度风速

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1980-2013年安徽霾天气的时空变化特征及成因分析

1980-2013年安徽霾天气的时空变化特征及成因分析

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第31届中国气象学会年会

作者：石春娥邓学良李元妮杨元建温华洋安徽省气象科学研究所安徽省大气科学与卫星遥感重点实验室

对1980-2013年安徽霾日数的时空变化特征及其可能原因的分析表明:1)1980年以来,安徽霾天气年均发生日数总体呈显著的上升趋势,且年际波动较大。不同年代,霾的高发区的位置不同。2)按测站位置分类后统计发现地级市平均霾日数呈显著上升... 详细信息

对1980-2013年安徽霾日数的时空变化特征及其可能原因的分析表明:1)1980年以来,安徽霾天气年均发生日数总体呈显著的上升趋势,且年际波动较大。不同年代,霾的高发区的位置不同。2)按测站位置分类后统计发现地级市平均霾日数呈显著上升的趋势,而县城霾日数上升速度缓慢,且在2008年之后有下降趋势。3)城市化和汽车拥有量激增导致NOx排放量的快速增加可能是2000年之后城市霾日数显著增加的主要因素。县城测站霾日数的变化主要驱动因子是气候原因,如东亚季风强度的变化。

关键词：霾日数变化趋势 SO2排放对流层NO2 东亚季风指数安徽

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秸秆焚烧对中国东部气溶胶时空格局的影响

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大气与环境光学学报 2013年第4期8卷 241-252页

作者：杨元建傅云飞吴必文石春娥邓学良张浩张颖中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气成分与光学重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学地球和空间科学学院大气探测与水循环实验室安徽合肥230026 安徽省气象科学研究所安徽省大气科学与卫星遥感重点实验室安徽合肥230031

利用2001～2009年期间的MODIS遥感数据,结合地面能见度资料和近地面风场资料,通过个例和统计分析了我国东部地区6月份气溶胶时空格局及其成因。结果表明:1)MODIS监测的火点主要分布在32°N～35°N东西向带状区域内,气溶胶光学厚度(AOD)... 详细信息

利用2001～2009年期间的MODIS遥感数据,结合地面能见度资料和近地面风场资料,通过个例和统计分析了我国东部地区6月份气溶胶时空格局及其成因。结果表明:1)MODIS监测的火点主要分布在32°N～35°N东西向带状区域内,气溶胶光学厚度(AOD)的高值区和监测到的火点高发区有着较好的空间对应关系。6月受到秸秆焚烧的影响,整个东部地区的AOD达到全年最高。此外,地形和人类活动共同决定了东部地区气溶胶的分布格局。2)安徽地区的能见度、霾日数以及AOD的逐月变化关系表明,6月份夏收季节大量焚烧秸秆,造成空气中颗粒物浓度升高,配合相应的气象条件使得整个东部地区的AOD均有所上升。这进一步加重了东部地区的空气污染,形成了严重灰霾天气,从而导致能见度下降。3)我国东部地区6月份AOD的时空变化(特别是年际变化)与近地面风场时空变化密切相关:风速大值区,污染物容易扩散,AOD相对较低;风速小值区,即气流停滞区,水平扩散条件不好,污染物浓度容易升高,AOD相对较高。

关键词：气溶胶 MODIS 中国东部秸秆焚烧霾

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基于遥感的合肥市土地利用变化对气温观测影响研究

基于遥感的合肥市土地利用变化对气温观测影响研究

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第27届中国气象学会年会城市气象，让生活更美好分会场

作者：杨元建荀尚培张爱民张宏群石涛唐为安安徽省气象科学研究所安徽省大气科学与卫星遥感重点实验室安徽农业大学资源与环境学院安徽省气候中心

以合肥、肥西和肥东3个气象站点为基准点,利用覆盖合肥的MSS、TM和ETM数据和GIS技术提取了近30年来合肥观测场1km、2.5km、4km以及合肥市区20km缓冲区内的土地利用/覆盖变化(LUCC)信息。对比分析了1970-2008年合肥站与肥西、肥东站的年... 详细信息

以合肥、肥西和肥东3个气象站点为基准点,利用覆盖合肥的MSS、TM和ETM数据和GIS技术提取了近30年来合肥观测场1km、2.5km、4km以及合肥市区20km缓冲区内的土地利用/覆盖变化(LUCC)信息。对比分析了1970-2008年合肥站与肥西、肥东站的年平均、最高和最低3项气温的动态变化特征,同时建立了合肥观测场LUCC与气温的回归模型并作了显著性分析。结果表明,近40年来,合肥建成面积在不断扩大,从而导致了气象观测场"进城"而先后进行搬迁的现象。1979和2004两年合肥观测场搬迁至郊区,城郊气温温差明显变小。1979-2003年期间,合肥观测场由于受到城市扩张影响显著,合肥站3项气温的增温速率均明显大于肥西和肥东站3项气温增温速率,合肥相对于肥西、肥东的热岛增温速率较大,且温差也较大。不同缓冲区LUCC与气温的回归模型表明,合肥观测场1km、2.5km的缓冲区LUCC对3项气温变化影响均不显著。类似地,4km缓冲区LUCC对最高气温变化的影响也不显著,而对平均气温和最低气温的变化则有显著影响。具体地,建成面积的增加对平均气温、最低气温有正贡献;而农田、植被、水体的增加却对对平均气温、最低气温存在贡献。

关键词：土地利用热岛效应遥感 TM 气温观测环境合肥

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东部地区冬季模式边界层探空效果评估

东部地区冬季模式边界层探空效果评估

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第28届中国气象学会年会

作者：李耀孙石春娥杨军邓学良杨元建吴照宪南京信息工程大学大气物理学院安徽省气象科学研究所

为研究MM5对边界层内气象要素的模拟效果,探讨利用中尺度模式与一维雾模式相结合的方法对中国东部地区区域雾进行模拟和预报的可行性,本文应用MM5对2006、2007年12月进行逐日模拟,并用模拟区域内的地面常规观测资料及南京和安庆08、20... 详细信息

为研究MM5对边界层内气象要素的模拟效果,探讨利用中尺度模式与一维雾模式相结合的方法对中国东部地区区域雾进行模拟和预报的可行性,本文应用MM5对2006、2007年12月进行逐日模拟,并用模拟区域内的地面常规观测资料及南京和安庆08、20时逐日探空资料对模拟的地面及边界层内气象要素进行了客观评估,计算了地面和边界层内不同高度的温度、湿度、风向、风速等要素的多种常用统计参数(相关系数(R)、平均偏差(MB)、平均绝对误差(MAE),模拟值与观测值的吻合指数(IA),观测值的标准偏差(SD),模拟值的标准偏差(SD));并分别讨论了雾发生前和雾中边界层探空的模拟效果。结果表明,(1)整个模拟区域内MM5模拟的地面温度和相对湿度均较理想,RMSE较小,IA较大,但风速误差较大;整体上模拟的地面温度偏低,湿度偏大,风速的模拟值大于实测值;温度、相对湿度、风速的观测与模拟偏差的概率分布均呈近正态分布,峰值中心分别为-1.52℃、4.59%和1.92m/s,三种要素的模拟效果白天均优于夜间。(2)以南京、安庆两站为例,模拟的08、20时边界层内探空基本可靠,但20时的效果比08时好;模拟效果均随高度上升而变好;且南京站边界层内的温度、相对湿度的模拟效果优于安庆站,但安庆站风的模拟效果优于南京站,上述不同地区模拟效果的差异可能与当地的局地地形条件有关。(3)以南京站为例,雾发生前和发生时温度、湿度模拟效果较平均情况差,风速模拟较其他模拟时段无明显变化,说明本文所用方案不能很好地模拟雾内边界层气象条件。此外,敏感性数值试验的结果表明,模式底层厚度从7—8m调整到约20m会使地面温度模拟效果变差,但MAE仅偏大0.1℃左右,说明本文模拟方案中地面负的温度偏差不是由近地层高垂直分辨率所致。

关键词： MM5 边界层模式探空效果评估

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