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台风灾害输电线路杆塔脆弱性与风险评估:以浙江省为例

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热带地理 2024年第6期44卷 1113-1126页

作者：李颖杨程方伟华姜瑜君王振国浙江省气象科学研究所杭州310008 中国气象科学研究院浙江分院杭州311300 北京师范大学减灾与应急管理研究院北京100875 中国气象科学研究院北京100081 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院杭州310014

台风大风可导致输电线路杆塔断裂倒塌等事故,影响电力系统运行安全,因而台风灾害输电线路杆塔风险评估具有重要意义。以浙江省全域杆塔为例,基于杆塔属性、地理信息及台风灾情资料,提出了一种基于“超额损失”的针对连续型和离散型变量... 详细信息

台风大风可导致输电线路杆塔断裂倒塌等事故,影响电力系统运行安全,因而台风灾害输电线路杆塔风险评估具有重要意义。以浙江省全域杆塔为例,基于杆塔属性、地理信息及台风灾情资料,提出了一种基于“超额损失”的针对连续型和离散型变量的输电线路台风灾害杆塔脆弱性评估模型;利用68 a台风参数风场再分析数据,基于极值理论,建立了台风大风危险性评估模型;基于区域灾害系统理论,通过台风大风、杆塔脆弱性之间耦合分析,建立了台风输电线路杆塔风险评估模型。结果显示:台风大风危险性呈从东南向西北递减态势,随重现期增大呈非线性增大趋势,以20和100 a一遇极大风速为例,浙江省全域风速强度分别为23.5~50.9和32.6~68.9 m/s;台风影响下的杆塔综合脆弱性总体呈南高北低且与地形联系紧密的分布态势,脆弱性高值(>1)区域主要在浙中南和沿海地区;输电线路杆塔风险总体呈南高北低、沿海高内陆低的特点,局部差异性较大。应根据具体线路特点采取差异性较大的抗风策略。

关键词：台风灾害输电线路杆塔脆弱性风险评估浙江省

近20年华西秋雨演变特征及其异常机理的进展

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高原气象 2024年第1期43卷 1-15页

作者：李一诺李跃清中国气象科学研究院北京100081 中国气象局成都高原气象研究所四川成都610072

华西秋雨是中国西部地区出现的独特而复杂的秋季降水现象,与经济社会和国民生活息息相关。本文在20世纪以来对华西秋雨认识的基础上,从多角度对比回顾了近20年来关于华西秋雨研究的主要成果。首先,明确了华西秋雨的时空范围、降水强度,... 详细信息

华西秋雨是中国西部地区出现的独特而复杂的秋季降水现象,与经济社会和国民生活息息相关。本文在20世纪以来对华西秋雨认识的基础上,从多角度对比回顾了近20年来关于华西秋雨研究的主要成果。首先,明确了华西秋雨的时空范围、降水强度,提出了表征其基本特征的量化标准和指数,揭示了华西秋雨显著的年际差异、“正-负-正”年代际变化和4~8年的周期循环;其次,指出了低中高纬度大气环流系统、热带海温强迫、青藏高原作用等对华西秋雨的不同重要影响,进而得到了多系统、多因子协同作用对华西秋雨异常演变的重要意义,丰富了华西秋雨异常演变认识;最后,针对华西秋雨现状,指出了不同季风、冷暖气流、演变成因、天气过程、夜雨特征、区域响应等方面存在的主要问题,并展望了青藏高原大地形下,华西秋雨多尺度协同作用及其物理机制的综合、精细分析研究等未来主要发展趋势。

关键词：华西秋雨演变特征影响机制研究进展趋势展望

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2023年秋季我国气候异常特征及成因分析

气象 2024年第4期50卷 499-513页

作者：赵玉衡王悦颖陈丽娟龚振淞中国气象局气候预测研究重点开放实验室国家气候中心北京100081 中国气象科学研究院北京100081

利用NCEP/NCAR再分析数据集和中国2400个站的气候观测数据,对2023年秋季我国气候异常特征及其成因进行分析。2023年秋季全国平均气温为1961年以来历史同期最高;全国平均降水量接近常年同期,但空间分布不均且季节内变化明显。秋季欧亚中... 详细信息

利用NCEP/NCAR再分析数据集和中国2400个站的气候观测数据,对2023年秋季我国气候异常特征及其成因进行分析。2023年秋季全国平均气温为1961年以来历史同期最高;全国平均降水量接近常年同期,但空间分布不均且季节内变化明显。秋季欧亚中高纬环流呈“两槽一脊”型,造成我国气温显著偏高;9月呈“两脊一槽”型,巴尔喀什湖低槽活动导致西北地区降水增多;10月呈“两槽一脊”型,导致北方地区偏暖加强;11月呈“西高东低”型,东路冷空气增强,东北地区气温偏低、降水偏多。西太平洋副热带高压总体较常年偏强、偏西,脊线9月异常偏北、10月偏南、11月接近常年。印缅槽9月显著偏强,10—11月接近常年。9月印缅槽偏强与副热带高压异常偏北共同导致了长江中下游以北至黄河下游地区多雨;10—11月东部地区水汽条件整体偏差。9—10月近海台风频繁活动,造成华南地区降水偏多。2023年秋季我国气候受到大气季节内变化的显著作用,热带海温异常的影响不典型。

关键词：秋季气候异常降水季节内变化中高纬大气环流副热带高压脊线

2023年南极海冰范围新低事件及其气候意义

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地球物理学报 2024年第10期67卷 3686-3696页

作者：林祥丁明虎中国气象科学研究院全球变化与极地气象研究所北京100871

南极海冰曾长期维持弱增长趋势,但近年来快速减少.紧随2022年新低之后,2023年2月南极海冰范围(SIE)又创下新低纪录178.8万km~2,有观测以来南极SIE首次未经恢复就直接在第二年连续新低,具有重要的气候指示意义.研究显示,SIE初始基数小、... 详细信息

南极海冰曾长期维持弱增长趋势,但近年来快速减少.紧随2022年新低之后,2023年2月南极海冰范围(SIE)又创下新低纪录178.8万km~2,有观测以来南极SIE首次未经恢复就直接在第二年连续新低,具有重要的气候指示意义.研究显示,SIE初始基数小、大气海洋温度偏高、吸收净太阳辐射异常偏多和来自中纬度的暖平流异常、前春南极涛动和阿蒙森海低压维持异常偏强等是本次海冰新低事件的直接原因,相比于2022年,2023年新低时海冰在东南威德尔海等地进一步减少,而在西北威德尔海等地有所增加,这可能与大气环流在前后两年2月间大气环流的区域变化有关.进一步研究发现,南极海冰和海洋大气温度在过去几十年都经历了趋势变化,其中夏季气温和夏季SIE最小值的趋势转变最早也最显著,近期南极SIE的连续新低和环南极净太阳辐射通量新高等现象可能预示了南极海冰长期趋势转折的确立,后者对于未来南极和全球气候具有关键性影响.

关键词：南极海冰新低南极气候全球增暖趋势变化

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川渝地区一次短时强降水天气的集合敏感性分析

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气象 2024年第4期50卷 407-419页

作者：陈良吕夏宇重庆市气象科学研究所重庆401147 北京城市气象研究院北京100089

为了加深对川渝地区短时强降水天气的认识,为提高业务预报技巧及改进数值模式提供参考,选取了川渝地区一次短时强降水天气过程,基于对流尺度集合预报系统,开展了目标区域平均降水量对模式初值的集合敏感性分析,并探讨了相应的动力学机... 详细信息

为了加深对川渝地区短时强降水天气的认识,为提高业务预报技巧及改进数值模式提供参考,选取了川渝地区一次短时强降水天气过程,基于对流尺度集合预报系统,开展了目标区域平均降水量对模式初值的集合敏感性分析,并探讨了相应的动力学机制。主要结论如下:敏感区的分布与对目标区域降水起到关键影响作用的系统有较好的对应:850 hPa和700 hPa西南低涡周围的敏感区呈现出正负相间的分布特征,500 hPa低压槽左(右)侧为负(正)敏感区,250 hPa高空西南急流区域(南侧)为正(负)敏感区,中低层与锋区前(后)部对应区域为正(负)敏感区。说明西南低涡周围负(正)敏感区的西北(东南)风越强,低压槽左(右)侧西北(东南)风越强,高空急流区域(南侧)西南(东北)风越强以及锋前(后)温度越高(低),则越有利于西南低涡内的辐合上升运动,500 hPa低压槽的加强,250 hPa高空辐散的加强,锋区温度梯度增大以及锋面抬升作用加强等并对目标区域的降水产生正面的影响。

关键词：集合预报集合敏感性川渝地区短时强降水

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不同温升水平下中国极端高温预警指标的变化

中国科学：地球科学 2024年第6期54卷 1923-1936页

作者：张玉霞孙颖胡婷中国气象科学研究院北京100081 中国气象局国家气候中心北京100081

高温预警指标是气象部门发布高温警告的重要标准,是用来指导社会生产生活的重要科学依据,但目前结合全球变暖不同温升水平和高温预警指标变化的研究还很少.本文利用中国2419个站点均一化观测和国际耦合模式比较计划第六阶段(CMIP6)模式... 详细信息

高温预警指标是气象部门发布高温警告的重要标准,是用来指导社会生产生活的重要科学依据,但目前结合全球变暖不同温升水平和高温预警指标变化的研究还很少.本文利用中国2419个站点均一化观测和国际耦合模式比较计划第六阶段(CMIP6)模式资料,分析了历史时期高温预警指标变化并评估了模式模拟性能,再基于年循环偏差订正方法预估了未来高温预警指标变化.结果表明:1961年以来,中国日最高气温大于等于35℃和40℃的高温日数增加,高温季节延长,高温强度增强,受高温影响的范围扩大. 2022年, 40℃高温突增,中国东部高温日数增加约2天,高温季节延长超过5天.新一代气候模式在历史时期低估了35℃高温日数和季节长度以及高温强度,而40℃高温日数和季节长度由于出现少,模式和观测结果差别不大.未来预估结果显示, 35℃和40℃高温日数、季节长度在偏差订正后的增加趋势更明显,说明这些指标的增加比原始预期更严重.随着全球变暖,未来高温日数和季节长度呈非线性增加,高温强度以基本线性的速率增强,全球气温上升1℃,高温强度上升约1.4℃.全球变暖程度越高,高温影响范围越大,高温中心位于中国东部和西北.在全球温升5℃时,中国部分区域一年中大部分时间都可能出现极端高温,如华北和长江流域的40℃高温日数会增加约32天,季节长度会延长约100天.

关键词：极端高温气象预警 CMIP6 温升水平未来预估

江西省积冰特征分析及重冰区不同重现期最大标准冰厚推算

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热带气象学报 2024年第1期40卷 75-84页

作者：彭王敏子宋丽莉徐卫民沈竞蒋子瑶廖荣伟江西省气象科学研究所江西南昌330096 中国气象科学研究院北京100081

用江西境内85个国家气象站近30年雨凇、雾凇观测记录分析了江西省积冰日的年际、年代际变化及分布特点。结果表明江西地区的积冰天气事件近30年来总体呈现发生频次减少,强度增强的特征;高山气象站的积冰事件的发生频率显著高于平原、丘... 详细信息

用江西境内85个国家气象站近30年雨凇、雾凇观测记录分析了江西省积冰日的年际、年代际变化及分布特点。结果表明江西地区的积冰天气事件近30年来总体呈现发生频次减少,强度增强的特征;高山气象站的积冰事件的发生频率显著高于平原、丘陵气象站。积冰高发区主要分布在西、北山区及中部环鄱阳湖及抚河流域以南。另外,充分考虑2011年前后气象部门观测导线线径的变化,利用建站至今16个观冰站电线积冰数据对全省范围的最大电线积冰最大标准厚度进行了推算,结果更符合电力行业对电线积冰工程气象数据的需求。结果表明,除赣北山区外,全省大部分地区2 m高度电线积冰最大标准冰厚度小于20 mm,“轻冰区”范围较多。应重点关注高海拔山区的电线积冰的致灾状况并加以预防。针对该区域架空输电线路电线积冰设计的实际需要,采用极值I型概率分布函数结合高山站-庐山站的观测数据进行了推算,20 m高度百年一遇的最大标准冰厚达到71.1 mm,在计算不同走向的导线设计冰厚时迎风向与非迎风向的比例系数推荐设定为1.2,该结果可为现阶段江西“重冰区”电力工程项目规划设计中预防冰灾提供有力支持,为有效节省项目建设成本和科学预防气象灾害之间寻求平衡点提供气象保障。

关键词：积冰日电线积冰重冰区标准冰厚

东北冷涡背景下三类区域性强对流天气过程时空分布和环境特征对比分析

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气象学报 2024年第1期82卷 22-36页

作者：曹艳察郑永光孙继松华珊盛杰国家气象中心北京100081 中国气象科学研究院北京100081

东北冷涡是造成中国暖季强对流的重要天气尺度系统之一。为对比东北冷涡与不同类型强对流过程的时空关系及其环境特征差异,基于欧洲中期天气预报中心第5代大气再分析数据和中国国家气象信息中心提供的逐时大风、降水观测资料,筛选了2017... 详细信息

东北冷涡是造成中国暖季强对流的重要天气尺度系统之一。为对比东北冷涡与不同类型强对流过程的时空关系及其环境特征差异,基于欧洲中期天气预报中心第5代大气再分析数据和中国国家气象信息中心提供的逐时大风、降水观测资料,筛选了2017—2021年4—9月东北冷涡背景下9例雷暴大风型、9例强降水型以及8例混合型强对流天气过程,通过动态合成开展了分析研究。结果表明:(1)三类强天气过程相对于冷涡的时空分布差异明显:雷暴大风型过程,超过70%的雷暴大风出现在冷涡中心的西南部或南部;而混合型过程,超过70%的大风出现在冷涡中心的东南部或南部;混合型和强降水型过程中,短时强降水均主要出现在冷涡中心南部或东南部,但后者发生在冷涡东南部的比例更高;雷暴大风型和强降水型过程主要出现在东北冷涡的发展和成熟阶段,而混合型过程主要发生在东北冷涡的成熟阶段。(2)三类强天气过程的环流形势和环境条件差异显著。雷暴大风型过程多出现在5—6月,一般对应的东北冷涡更深厚,等温线更密集,大气环境偏干,存在气温垂直递减率大和强风垂直切变条件,雷暴大风多发生在冷涡南侧的锋区附近,对流层中、高层受干冷空气控制,叠加在低层比较浅薄的暖湿空气之上有利于大气层结条件不稳定的增强,降水粒子蒸发降温形成的下沉气流和地面冷池,叠加锋区辐合更有利于形成区域性地面强风;而强降水型过程多集中在7—8月,对应的东北冷涡强度较弱,等温线较稀疏,强降水一般出现在锋前靠近暖区一侧的强层结不稳定区域内,对应水汽充沛、整层暖湿的环境条件,中低层温差较小,风垂直切变较弱。混合型过程对应的月份和冷涡强度与强降水型过程更接近,水汽、高低层温差以及风垂直切变等环境条件介于上述两类过程之间,但下沉对流有效位能在三类过程中表现为最大。总体来看,相较于中国中、低海拔地区雷暴大风和短时强降水的环境特征而言,东北冷涡背景下的强天气过程对应更强的深层风垂直切变,具有更强的天气尺度动力强迫。

关键词：东北冷涡雷暴大风短时强降水时空特征环境条件

IMPROVE修正算法在中国东部低能见度数值模拟中的应用研究

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IMPROVE修正算法在中国东部低能见度数值模拟中的应用研究

作者：韩晨中国气象科学研究院

学位级别：硕士