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京津冀后冬极端低温与北极涛动相关性年代际减弱

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气象 2022年第4期48卷 418-427页

作者：车少静王冀李晓帆韩世茹河北省气候中心石家庄050021 河北省气象与生态环境重点实验室石家庄050021 北京市气候中心北京100081

基于京津冀冬季逐日平均气温资料,分析了冬季及各月京津冀极端低温日数与北极涛动(AO)的关系,以及后冬二者相关性年代际变化的大气环流异常。结果表明:20世纪80年代后期开始京津冀冬季极端低温日数呈减少的趋势。冬季极端低温日数与同... 详细信息

基于京津冀冬季逐日平均气温资料,分析了冬季及各月京津冀极端低温日数与北极涛动(AO)的关系,以及后冬二者相关性年代际变化的大气环流异常。结果表明:20世纪80年代后期开始京津冀冬季极端低温日数呈减少的趋势。冬季极端低温日数与同期AO指数相关性存在显著年代际变化,20世纪80年代后期开始迅速减弱,21世纪00年代初开始前冬增强,后冬持续偏弱。AO所对应的大气环流异常是导致后冬极端低温日数与AO相关性年代际变化的重要原因。在相关性显著时段,AO正位相时,西伯利亚高压和阿留申低压偏弱,乌拉尔山阻塞高压和东亚槽偏弱,温带急流减弱,极端低温日数偏少,负位相反之。相关性不显著时段,大气环流纬向对称性特征明显,与极地相互作用减弱。

关键词：极端低温北极涛动年代际减弱相关分析

基于CatBoost算法的长江中游冬季降水相态预报方法研究

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气象 2022年第9期48卷 1153-1161页

作者：王珊珊雷彦森方鸿斌孟英杰章翠红刘文婷李康丽武汉中心气象台武汉430074 湖北省荆门市气象台荆门448124

利用2000—2014年地面观测资料和欧洲中期天气预报中心(ECMWF)ERA5再分析资料,选取表征四类降水相态(雨、雪、雨夹雪、冻雨)的温度、湿度、微物理特征的43个特征量,使用精细地形高度订正,利用CatBoost算法开展长江中游降水相态预报方法... 详细信息

利用2000—2014年地面观测资料和欧洲中期天气预报中心(ECMWF)ERA5再分析资料,选取表征四类降水相态(雨、雪、雨夹雪、冻雨)的温度、湿度、微物理特征的43个特征量,使用精细地形高度订正,利用CatBoost算法开展长江中游降水相态预报方法研究。结果显示:此方法对雨、雪、冻雨有较好的分类和预报效果。使用精细地形高度预处理后的特征量,能够提高降水相态判别的准确率和空间精细度。雨、雪、冻雨的预报准确率与ECMWF预报产品相比分别提高了9.9%、39.1%、11.1%,但对雨夹雪的改进不明显。

关键词：降水相态 Catboost算法不平衡数据处理

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甘肃省强对流天气特征分析

自然灾害学报 2022年第2期31卷 222-232页

作者：谭丹黄玉霞沙宏娥兰州中心气象台甘肃兰州730020

强对流天气引发的灾害是甘肃省最主要的自然灾害,已严重威胁人民群众的生命财产安全。本文利用甘肃省2013-2019年1716个自动观测站的小时雨量资料以及80个国家气象站1990-2019年冰雹和1990-2013年雷暴大风观测资料,分析了甘肃省短时强... 详细信息

强对流天气引发的灾害是甘肃省最主要的自然灾害,已严重威胁人民群众的生命财产安全。本文利用甘肃省2013-2019年1716个自动观测站的小时雨量资料以及80个国家气象站1990-2019年冰雹和1990-2013年雷暴大风观测资料,分析了甘肃省短时强降水、冰雹和雷暴大风的时空分布特征。结果表明:甘肃省短时强降水与山脉地形密切相关,有3个高发中心,主要位于陇南山地和陇东黄土高原丘陵沟壑区;不同强度短时强降水年际变化特征明显,20~30 mm·h-1强降水占79.0%;短时强降水主要出现在4~9月,8月最多;日变化特征明显,高发时段在17:00-02:00。近30年甘肃省冰雹和雷暴大风日数均呈明显减少趋势。冰雹空间分布特征与地形密切相关,有3个高发区和3个高发点,主要出现在青藏高原边坡和高海拔地区,大部地区以中等强度冰雹为主。降雹季节性强,雹日高度集中,5~7月为高发时段,占全年的62.6%;日变化特征明显,午后13~19时为高发时段,占全天的88.5%。降雹持续时间主要集中在8 min以内,不同持续时间冰雹发生次数呈先增加后减少特征,2~4 min出现次数最多。雷暴大风以一般雷暴大风为主,强雷暴大风仅占5%,空间上呈现山地、高原多的特点,一年之中主要集中出现在5~9月,占全年的86.6%,一日之中主要出现在午后(15:00-21:00),占全天的83.7%。

关键词：短时强降水冰雹雷暴大风时空分布甘肃省

2000—2020年中国西北地区区域性沙尘暴特征及成因

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中国沙漠 2022年第6期42卷 53-64页

作者：秦豪君杨晓军马莉王一丞傅朝张君霞陆正奇中国气象局兰州干旱气象研究所甘肃兰州730020 兰州中心气象台甘肃兰州730020 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044

利用地面观测资料分析了2000—2020年中国西北地区区域性沙尘暴特征,同时基于气候动力因子、温度、降水和NDVI资料,研究西北地区区域性沙尘暴成因。结果表明:2000—2020年西北地区区域性沙尘暴年总日数呈波动下降趋势,且存在两个高(低)... 详细信息

利用地面观测资料分析了2000—2020年中国西北地区区域性沙尘暴特征,同时基于气候动力因子、温度、降水和NDVI资料,研究西北地区区域性沙尘暴成因。结果表明:2000—2020年西北地区区域性沙尘暴年总日数呈波动下降趋势,且存在两个高(低)频期。春季是区域性沙尘暴高发季,其中4月总日数最高,达47 d;相较于上旬和中旬,春季各月下旬更易出现区域性沙尘暴。新疆南部的塔里木盆地、内蒙古中西部和甘肃河西是西北地区区域性沙尘暴高发区,总日数均在10 d以上,其余大部分地方总日数均小于8 d。北半球极涡面积指数、强度指数及亚洲区极涡强度指数均与区域性沙尘暴日数显著正相关,北半球极涡从扩张期到收缩期转变及其强度的减弱,是西北地区区域性沙尘暴减少的重要气候动力因素。西北地区年(春季)降水量和平均NDVI均与区域性沙尘暴日数显著负相关,近21年西北地区大部分地方气候趋于暖湿化,植被覆盖整体以改善为主要趋势,此种转变有利于沙化面积收缩,减少非输入性沙尘暴的发生。

关键词：西北地区区域性沙尘暴时空分布特征气候变化气候动力因子

ECMWF极端天气指数在华东台风降水预报中的应用和检验

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气象科学 2022年第2期42卷 182-192页

作者：傅良罗玲张玉静娄小芬钱浩浙江省气象台杭州310017 杭州市气象局杭州310051

选取2015—2018年影响华东地区的13个台风个例,分析降水极端天气指数EFI(Extreme Forecast Index)和SOT(Shift of Tails)与台风降水之间的统计关系。结果表明:EFI和SOT与降水气候百分位之间存在明显的正相关关系。EFI和SOT越大,强降水... 详细信息

选取2015—2018年影响华东地区的13个台风个例,分析降水极端天气指数EFI(Extreme Forecast Index)和SOT(Shift of Tails)与台风降水之间的统计关系。结果表明:EFI和SOT与降水气候百分位之间存在明显的正相关关系。EFI和SOT越大,强降水发生概率越高。随着预报时效的增加,EFI和SOT指数对暴雨和大暴雨的预报效果逐渐变差。对于短期(72 h以内的时效),EFI预报技巧优于SOT,而随着预报时效的延长,SOT的预报技巧逐渐接近并超过EFI。以TS评分最大为标准兼顾合理的预报偏差,得到两种极端天气指数不同预报时效、不同等级暴雨的预报阈值。总体而言,事件越极端,EFI和SOT的预报阈值越大,对于暴雨和大暴雨,EFI指数的预报阈值随着预报时效的延长有减小趋势,而SOT的预报阈值基本保持不变。在台风极端降水预报中,EFI和SOT可以作为EC定量降水预报的补充,有助于减少强降水的漏报,并提早发出预警信息。

关键词： EFI SOT 台风华东暴雨

2013~2021年邢台PM_(2.5)重污染过程输送和增长特性

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环境科学 2023年第7期44卷 3749-3759页

作者：江琪盛黎靳雨晨王继康尤媛王飞国家气象中心北京100081 中国气象局地球系统数值预报中心北京100081 内蒙古自治区气象科学研究所呼和浩特010051 中国气象局云降水物理与人工影响天气重点开放实验室北京100081

利用河北邢台2013~2021年的PM_(2.5)、气象要素和模拟资料,着重针对重度及以上污染过程(SAAP)中PM_(2.5)增长速率、来源及其与大气环流和风场的关联性进行分析.结果表明,2013~2021年邢台共发生PM_(2.5)污染过程164次,SAAP 103次.地面环... 详细信息

利用河北邢台2013~2021年的PM_(2.5)、气象要素和模拟资料,着重针对重度及以上污染过程(SAAP)中PM_(2.5)增长速率、来源及其与大气环流和风场的关联性进行分析.结果表明,2013~2021年邢台共发生PM_(2.5)污染过程164次,SAAP 103次.地面环流中倒槽型出现概率较低,但出现污染概率最高(61.1%),其次为高压控制型;500 hPa为平直西风带控制时重度及以上污染概率最高(20.7%),槽后型次之(16.1%).SAAP中PM_(2.5)小时变化率(ΔPM_(2.5))主要在±150μg·(m^(3)·h)^(-1),PM_(2.5)小时变化率为正(+ΔPM_(2.5))贡献约61.7%,其中暴发增长占比约13.9%.北偏东风为与重度及以上污染关联最为紧密的风向.中等风速条件下SAAP中ΔPM_(2.5)平均值大多低于静小风,但东偏北和南偏西部分风向区间中,中等风速ΔPM_(2.5)平均值显著高于静小风(与污染传输有关);较大风速对ΔPM_(2.5)影响复杂.后向轨迹表明,SAAP中缓慢、快速和暴发增长的后向轨迹可分为北偏西、北偏东和偏南3个主要路径,随增长速度加快,北偏西气团来向占比增大.缓慢增长气团相对湿度(RH)较大(80%以上RH>50%),快速增长气团RH分布较集中(主要为35%~55%),暴发增长中的低RH(RH<50%)气团占比明显增加(约63%).模拟表明SAAP可分为本地累积、北部偏东输送、北部偏西输送、混合输送型和偏南输送这5类,其中混合输送型占比最高,其次为北部偏西输送型.偏南输送、本地累积和北部偏东输送型中出现概率最高的高低空配置均为高空槽后配合地面均压场;北部偏西输送型中地面高压配合高空槽后出现概率最高;混合输送中多种环流配比相对均衡.

关键词： PM_(2.5) 污染传输暴发增长大气环流重度及以上污染过程(SAAP)

基于复卡尔曼滤波技术的华东区域风的多模式集成预报研究

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气象 2022年第4期48卷 393-405页

作者：吴柏莹智协飞陈超辉张秀年南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/气象灾害教育部重点实验室南京210044 天气在线气象应用研究所江苏无锡214000 国防科技大学气象海洋学院长沙410073 云南省气象台昆明650034

基于欧洲中期天气预报中心的业务预报系统(EC)、美国国家环境预报中心的全球预报系统(GFS)、我国的中尺度数值业务预报系统(CMA-MESO)和全球预报系统(CMA-GFS)这4个预报系统的华东及周边地区(20°~40°N、110°~130°E)2020年1—4月逐... 详细信息

基于欧洲中期天气预报中心的业务预报系统(EC)、美国国家环境预报中心的全球预报系统(GFS)、我国的中尺度数值业务预报系统(CMA-MESO)和全球预报系统(CMA-GFS)这4个预报系统的华东及周边地区(20°~40°N、110°~130°E)2020年1—4月逐日地面和高空风的0~72 h预报资料,利用复卡尔曼滤波方法(augmented complex extended Kalman filter,ACEKF)对其进行多模式集成预报试验,并对结果进行检验和评估。结果表明,ACEKF方法的预报效果优于多模式消除偏差集合平均、多模式超级集合预报等方法和单一模式的预报,能够进一步降低风速预报的误差,提高风场预报的预报准确率。ACEKF在高空风速预报上的改进效果要优于地面风速预报,在地形复杂地区改进效果更优,在所有预报时效的均方根误差和距平相关系数上均有体现。

关键词：复卡尔曼滤波技术多模式集成预报风速数值预报

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基于客观分型的冰雹概率预报方法研究

高原气象 2022年第4期41卷 934-944页

作者：钟敏郭英莲陈璇董良鹏章翠红武汉中心气象台湖北武汉430074 中国气象局武汉暴雨研究所湖北武汉430205

利用NCEP GFS资料,对2004-2015年湖北省25次冰雹天气过程54个大冰雹样本进行天气形势分类和环境场物理量统计。基于物理量百分位统计特征,利用连续概率方法,选用升、降半岭函数建立槽前型、槽后型冰雹发生概率预报模型,利用二分法计算... 详细信息

利用NCEP GFS资料,对2004-2015年湖北省25次冰雹天气过程54个大冰雹样本进行天气形势分类和环境场物理量统计。基于物理量百分位统计特征,利用连续概率方法,选用升、降半岭函数建立槽前型、槽后型冰雹发生概率预报模型,利用二分法计算东风气流型冰雹发生概率。在业务中,利用ECMWF数值预报模式,在实现各类天气形势客观识别的基础上进行概率预报,并在2017-2020年开展实时业务运行。四次典型冰雹过程的检验结果表明,三类天气形势下冰雹的预报效果均较好,取60%概率作为预报冰雹有无的临界阈值,命中率达91.2%,漏报率8.8%,空报率51.5%,TS评分为46.3%,预报时间提前量为12~24 h。

关键词：客观分型冰雹概率预报

CMA数值模式对台风“杜苏芮”(2305)的预报性能分析

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海洋气象学报 2023年第4期43卷 21-31页

作者：王海平渠鸿宇董林向纯怡国家气象中心北京100081

2023年第5号台风“杜苏芮”海上维持超强台风时间长达约72 h,登陆福建时为强台风级,登陆后维持时间长达22 h,给我国近海、沿海和内陆地区造成了严重的风雨影响。各家数值模式预报出现较大分歧,给综合预报造成较大困难。为了更好地对模... 详细信息

2023年第5号台风“杜苏芮”海上维持超强台风时间长达约72 h,登陆福建时为强台风级,登陆后维持时间长达22 h,给我国近海、沿海和内陆地区造成了严重的风雨影响。各家数值模式预报出现较大分歧,给综合预报造成较大困难。为了更好地对模式做出解释应用,重点检验中国气象局区域台风数值预报系统(China Meteorological Administration_Regional Mesoscale Typhoon Numerical Prediction System,CMA-TYM)和中国气象局全球同化预报系统(China Meteorological Administration_Global Forecast System,CMA-GFS)的路径和强度预报在“杜苏芮”预报过程中的表现,并采用欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)和美国国家环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)预报与之对比,从而找出国产模式的优势和不足。检验结果发现,CMA-TYM路径预报误差与NCEP相近,大于ECMWF和CMA-GFS。在台风生成初期,CMA-TYM对其移动方向预报出现较大偏差,明显偏向了实况路径的右侧。23日开始的路径预报对登陆点把握良好,误差主要由对移动速度的预报偏快造成。CMA-TYM对快速加强过程的预报效果较其他模式具有显著优势。CMA-GFS的路径预报质量较好,平均误差略大于ECMWF,但小于NCEP和CMA-TYM,尤其是对长时效预报具有较好的可参考性,但对强度预报明显偏弱。

关键词：台风“杜苏芮” 数值模式预报检验

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