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地形和建筑触发珠海机场低空风切变数值模拟

中山大学学报（自然科学版）（中英文） 2024年第4期63卷 47-60页

作者：杨巧兰蒋晓威夏冬黄照亮李智标邓丽洁珠海市公共气象服务中心广东珠海519000 珠澳气象创新与应用研究中心广东珠海519000

为了分析复杂地形和建筑物对珠海机场风场的影响及是否会诱发低空风切变,利用流体力学(CFD)软件FLUENT对珠海机场周围地形和建筑物进行风环境数值模拟,分析北、西北偏北和东北风背景下机场上空低空风切变的易发区。结果表明:(1)3个风向... 详细信息

为了分析复杂地形和建筑物对珠海机场风场的影响及是否会诱发低空风切变,利用流体力学(CFD)软件FLUENT对珠海机场周围地形和建筑物进行风环境数值模拟,分析北、西北偏北和东北风背景下机场上空低空风切变的易发区。结果表明:(1)3个风向下地形和建筑物在机场跑道引起的风速波动均出现在500 m高度以下,且均主要出现在沿着跑道的方向;(2)吹北风和西北偏北风时,风切变均发生在100~500 m高度,主要由地形引起;(3)吹北风时,在跑道南端以外(距端口0.0~1.4 km区间)发生低空风切变的概率最大,其次在跑道南端附近(跑道内距端口0.2~1.5 km区间),吹西北偏北风时,在跑道南端附近(向外距端口0.5 km至向内距端口1.1 km区间)发生低空风切变的概率最大,其次在跑道中点附近(0.3 km区间);(4)吹东北风时,机场跑道风切变发生概率低。研究结果可为珠海机场低空风切变的探测和预警提供基础,为风切变的防范提供依据,对今后的机场选址及航空安全气象风险评估有参考价值。

关键词：低空风切变 CFD模拟复杂地形建筑机场跑道

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气候变化与人类活动对河北省马铃薯产量的影响

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生态学杂志 2024年

作者：薛思嘉王朋朋魏瑞江杨梅刘园园李璠河北省气象与生态环境重点实验室承德市气象局河北省气象科学研究所

基于河北省1982—2022年20个气象站观测资料、化肥施用量、有效灌溉面积和马铃薯产量资料，采用相关分析、通径分析和残差趋势法等方法，研究了气候变化和人类活动对马铃薯产量的影响。结果表明：河北省马铃薯生育期内日平均气温、日最... 详细信息

基于河北省1982—2022年20个气象站观测资料、化肥施用量、有效灌溉面积和马铃薯产量资料，采用相关分析、通径分析和残差趋势法等方法，研究了气候变化和人类活动对马铃薯产量的影响。结果表明：河北省马铃薯生育期内日平均气温、日最高气温、日最低气温、0 cm和5 cm地温均显著升高，日照时数显著减少，降水量不显著升高，空气相对湿度不显著降低；马铃薯气象产量波动平均为中幅，2012—2022年以弱幅为主；气候变化和人类活动对马铃薯产量增加的相对贡献率分别为59.07%和40.93%，气候变化是马铃薯产量增加的主导因素。

关键词：气候变化马铃薯产量二次指数平滑法残差趋势法

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华东地区一次高空冷平流强迫型强对流分析

气象 2024年第7期50卷 818-834页

作者：王芳沈杭锋樊李苗高梦竹汪子琪杭州市气象局杭州310051 黑龙江省气象台哈尔滨150001 浙江省金华市气象局金华321000

利用常规气象观测资料、区域自动气象站加密观测资料和GFS 0.25°×0.25°逐6 h的分析场数据以及多普勒雷达、FY-4卫星等资料,对2020年4月12日华北冷涡后部中低层一致西北气流背景下,在华东地区出现的大范围对流大风天气进行了诊断分析... 详细信息

利用常规气象观测资料、区域自动气象站加密观测资料和GFS 0.25°×0.25°逐6 h的分析场数据以及多普勒雷达、FY-4卫星等资料,对2020年4月12日华北冷涡后部中低层一致西北气流背景下,在华东地区出现的大范围对流大风天气进行了诊断分析。结果表明,12日上午冷空气大风南下之后,下午华东处于中层冷平流、低层暖平流的有利热力背景条件下,在850 hPa与500 hPa温差大值区内,由山东、江苏交界一带的干线触发了对流;对流系统在东移南压过程中因水汽条件转好、中层风速增强、阵风锋的合并及杭州湾特殊海陆分布等有利条件下明显加强,使得江苏、安徽东南部、浙江北部等地在冷空气大风之后再次出现了大范围对流大风天气,并在舟山群岛附近出现13级极端大风;其灾害性大风出现在对流系统回波缺口处及其东北侧回波附近,由后侧入流急流及风暴内强烈的下沉辐散、光滑下垫面、快速移动的对流系统以及系统内小尺度下击暴流叠加造成。

关键词：冷流强迫干线加强机制极端大风

京津冀地区倒春寒时空特征及风险概率统计分析

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高原气象 2024年第4期43卷 955-966页

作者：童俊孟旭芹赵亮彭九慧张晓辉陈思雨河北省气象与生态环境重点实验室河北石家庄050021 中国气象局雄安大气边界层重点开放实验室河北雄安新区071800 河北省承德市气象局河北承德067000 河北省气象灾害防御和环境气象中心河北石家庄050021

利用京津冀99个国家气象站1961-2020年3-5月日气温数据,应用MK趋势检验等方法,分析倒春寒发生频次、持续天数和站次比时空分布规律,基于信息扩散理论评估不同等级倒春寒风险概率。结果表明:近30年99个国家气象站共发生2570次倒春寒,轻... 详细信息

利用京津冀99个国家气象站1961-2020年3-5月日气温数据,应用MK趋势检验等方法,分析倒春寒发生频次、持续天数和站次比时空分布规律,基于信息扩散理论评估不同等级倒春寒风险概率。结果表明:近30年99个国家气象站共发生2570次倒春寒,轻度最多,重度最少。发生频次上,轻度和中度由北向南递减,重度自东北向西南递减,4月轻度、中-重度和发生总次数均最多,年际变化呈下降趋势,其中3-5月和5月显著下降。总持续天数上,轻度和重度由东北向西南递减,中度呈南北高、中间低的格局。各站轻度平均持续天数相差不大,中度和重度则差异明显,平均持续天数随着等级的增大而跃增。年均倒春寒持续天数为6.9 d·a^(-1),呈下降趋势,降幅为1.5 d·(10a)^(-1)。88.9%的站点持续天数呈年际下降趋势,35个站显著下降,南部比北部降幅更大。3-5月和5月站次比年际下降趋势显著,4月轻度和中-重度站次比均最高,各月轻度站次比均远高于中-重度。倒春寒风险随着等级升高呈阶梯式降低,轻度2年一遇以下约占34.3%的站点,主要在北京、石家庄、邢台和邯郸等地;中度5~10年一遇和10年一遇以下的站点约占90%,前者集中在京津冀南北两端,后者大多位于京津冀中部。研究区重度倒春寒风险均较低,高达97.0%的站点为25年一遇以下。

关键词：倒春寒信息扩散理论发生频次持续天数站次比风险

1990年以来柴达木盆地小柴旦湖扩张及影响分析

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湖泊科学 2024年第3期36卷 927-938页

作者：祝存兄樊启顺严应存校瑞香青海省防灾减灾重点实验室西宁810001 青海省气象科学研究所西宁810001 中国科学院青海盐湖研究所盐湖资源绿色高值利用重点实验室西宁810008 青海省盐湖地质与环境重点实验室西宁810008

柴达木盆地盐湖对维系区域生态平衡、保障农业安全和国民经济发展具有重要的作用。受青藏高原气候暖湿化影响,盆地湖泊格局发生了一系列变化。为分析盆地盐湖变化特征,本文以小柴旦湖为例,基于长时间序列卫星数据,利用随机森林法提取盐... 详细信息

柴达木盆地盐湖对维系区域生态平衡、保障农业安全和国民经济发展具有重要的作用。受青藏高原气候暖湿化影响,盆地湖泊格局发生了一系列变化。为分析盆地盐湖变化特征,本文以小柴旦湖为例,基于长时间序列卫星数据,利用随机森林法提取盐湖水域范围并解构、评估“点—线—面”形态变化,同时构建矿化度指数表征盐湖资源禀赋。结果表明:(1)1990—2022年小柴旦湖面积呈“缓减—缓增—快增”的阶段性变化特征,岸线长度呈阶段性变化(2016年后增长明显),湖泊质心总体向西北方向迁移,截止2022年湖泊质心累计迁移距离为2363.49 m。(2)1990—2022年矿化度指数波动下降,呈“淡化”态势。(3)气象数据显示研究区年平均气温升高、年降水量增多、年潜在蒸散量下降,处于暖湿化轻度转型期,降水增多、蒸发下降、增温引起的冰雪融水增加综合叠加效应引起区域水资源增加,进而导致湖泊扩张和“淡化”。(4)小柴旦湖扩张和“淡化”对社会经济和生态平衡影响明显,一方面,影响湖区周边基础设施,近70 km^(2)区域受淹没直接影响,包括德小高速公路、柳格高速公路部分路段;另一方面,作为资源型湖泊,小柴旦湖盐湖矿产资源开发利用潜力下降,“淡化”或将引起湖泊生态系统失衡。(5)未来应适当调整小柴旦湖开发利用方向,挖掘“雪山—荒漠—盐湖—湿地—公路”视觉多元化立体景观资源,平衡盐湖“资源”与“生态”属性。本研究从湖泊动态变化研究的视角,结合多种方法开展了有益的尝试,分析结果可为柴达木盆地盐湖资源和生态环境保护及基础设施建设提供决策支撑。

关键词：盐湖卫星遥感随机森林质心矿化度小柴旦湖

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微波辐射计联合云雷达的相对湿度校正方法

应用气象学报 2024年第5期35卷 551-563页

作者：张婷焦志敏茆佳佳张雪芬王彦霏陈沛宇金龙河北省气象技术装备中心石家庄050000 中国气象局气象探测中心北京100081

基于中国气象局大气探测试验基地地基遥感垂直廓线系统中云雷达与微波辐射计同址观测的优势,使用2021年8月—2022年7月毫米波云雷达、探空数据,分析云雷达反射率因子与相对湿度特征关系,提出联合云雷达的微波辐射计相对湿度分段校正方法... 详细信息

基于中国气象局大气探测试验基地地基遥感垂直廓线系统中云雷达与微波辐射计同址观测的优势,使用2021年8月—2022年7月毫米波云雷达、探空数据,分析云雷达反射率因子与相对湿度特征关系,提出联合云雷达的微波辐射计相对湿度分段校正方法,实现云区微波辐射计相对湿度实时校正,并利用2023年1—8月探空和2023年7—8月ERA5(ECMWF reanalysis version 5)逐小时再分析数据进行误差分析。结果表明:入云区的相对湿度与反射率因子间呈正相关关系,云区中段相对湿度近似饱和状态,出云区与入云区相对湿度随高度变化近似对称;层状云条件下校正后微波辐射计与探空和ERA5相对湿度的均方根误差比校正前分别减小7.99%和8.91%,偏差中位数绝对值分别减小12.62%和13.05%,且连续观测时次经校正后误差均减小,校正效果较好;对流云条件下校正效果也较好,但部分个例存在过度校正。因此,联合云雷达的相对湿度分段校正方法能够实现微波辐射计相对湿度廓线的连续实时校正,可提高有云条件下微波辐射计的观测质量。

关键词：微波辐射计毫米波云雷达相对湿度云

京津冀2022年11-12月冷暖转折成因分析

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高原气象 2024年

作者：高旭旭车少静杜浩昱中国气象局雄安大气边界层重点开放实验室河北省气象与生态环境重点实验室河北省气候中心

2022年11-12月京津冀气候出现明显的暖冷转折，11月和12月两个月平均气温温差大，达到10.6℃，位列1961年以来第一位，与1971年和1980年持平。本文基于NCEP/NCAR再分析和气候指数等数据，从大气环流转折、厄尔尼诺-南方涛动（El Nin?o-S... 详细信息

2022年11-12月京津冀气候出现明显的暖冷转折，11月和12月两个月平均气温温差大，达到10.6℃，位列1961年以来第一位，与1971年和1980年持平。本文基于NCEP/NCAR再分析和气候指数等数据，从大气环流转折、厄尔尼诺-南方涛动（El Nin?o-Southern Oscillation, ENSO）及北极涛动（Arctic Oscillation, AO）对气温异常影响的年代际变化角度，探究了京津冀地区2022年11月和12月气温转折的可能原因。研究结果表明：（1）11-12月，乌拉尔山阻塞高压和西伯利亚高压的强度，以及西太平洋副高的强度发生了转折性变化，导致11月京津冀地区气候异常偏暖，12月异常偏冷。（2）通过与1971年、1980年和2005年的冷暖转折事件对比，大气环流转折特征存在年代际变化，2022年和2005年11月偏暖除了北方冷空气活动偏弱外还受到南方暖气流北上的影响，12月偏冷则出现在北极增暖和西伯利亚高压显著偏强的背景下。（3）ENSO与京津冀11月气温以及AO与12月气温相关性在21世纪00年代明显增强，拉尼娜背景下AO由11月正位相转为12月负位相，气温出现反相概率高，2022年恰为拉尼娜年，在AO位相由正转负的影响下，11-12月京津冀出现冷暖转折事件。

关键词：冷暖转折京津冀 ENSO AO

基于等效水量法的城市内涝模型实时订正技术研究

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中国农村水利水电 2024年第7期 19-25页

作者：魏军陈笑娟李婷徐艺芙河北省气象与生态环境重点实验室河北石家庄050021 中国气象局雄安大气边界层重点开放实验室河北雄安新区071800 河北省气象灾害防御和环境气象中心河北石家庄050021

为解决现有城市内涝模型在模拟计算时的输入场通常仅考虑降雨量及先期预先设定的相关参数,无法将实况积水数据代入模型对模拟结果进行实时订正,使得模型计算结果与实际存在偏差较大的问题,采用模型计算结果与积水监测数据实时同化确定... 详细信息

为解决现有城市内涝模型在模拟计算时的输入场通常仅考虑降雨量及先期预先设定的相关参数,无法将实况积水数据代入模型对模拟结果进行实时订正,使得模型计算结果与实际存在偏差较大的问题,采用模型计算结果与积水监测数据实时同化确定模型中产汇流系数和排水系数,提出一种基于等效水量法的城市内涝模型实时订正方法。以石家庄市城市内涝仿真数学模型为应用案例,选取典型暴雨个例进行效果验证,结果表明实时订正后的模拟积水值更能较好反映出实际积水情况,模拟值与实况值的一致性指数从订正前的0.72提升到了订正后的0.96,通过订正技术显著提升了模型的计算精度。

关键词：内涝模型实时订正等效水量法石家庄市

1981─2020年河北省基于SPEI的干旱变化特征分析

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江西农业学报 2024年第1期36卷 95-101页

作者：魏丽欣赵春雷张良玉高万泉王欢保定市气象局河北保定071000 保定市生态气象智能监测与服务重点实验室河北保定071000 河北省气象科学研究所河北石家庄050021 河北省气象与生态环境重点实验室河北石家庄050021

基于1981─2020年河北省138个气象站点的逐月降水和气温数据,计算了不同时间尺度的标准化降水蒸散指数(SPEI),并利用Sen趋势分析、Mann-Kendall检验及反距离权重插值等方法,分析了河北省近40年干旱的时空变化特征。结果表明:1981─2020... 详细信息

基于1981─2020年河北省138个气象站点的逐月降水和气温数据,计算了不同时间尺度的标准化降水蒸散指数(SPEI),并利用Sen趋势分析、Mann-Kendall检验及反距离权重插值等方法,分析了河北省近40年干旱的时空变化特征。结果表明:1981─2020年河北省月、季、年尺度的SPEI值均呈下降趋势,且随着时间尺度的加大,发生干旱的频率下降,持续时间延长。春季、夏季和年际的SPEI值均呈下降趋势,秋季和冬季的SPEI值均呈上升趋势。2016─2020、2011─2020年春季和冬季均处于变湿状态,夏季和秋季均处于变干状态。2011─2020年河北省大部分地区呈干旱状态。不同年代季尺度和年尺度的干旱频率整体上呈增加趋势。河北省发生的轻、中度干旱事件多于重度以上干旱事件。20世纪90年代、21世纪10年代SPEI值减少区域的占比大。20世纪80年代、21世纪00年代SPEI值增加区域的占比大。

关键词：河北省 SPEI指数干旱变化特征