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江苏PM_(2.5)-O_(3)复合污染特征及气象条件分析

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中国环境科学 2023年第10期43卷 5198-5206页

作者：严文莲刘端阳王磊李聪江苏省气象台南京210041 南京气象科技创新研究院中国气象局交通气象重点开放实验室南京210041 南京市气象局南京210019

基于2013~2020年江苏13个城市的大气污染和气象观测数据,分析了江苏PM_(2.5)-O_(3)复合污染物的分布特征及其与气象条件的关系.结果表明:江苏复合污染物以轻度污染组合为主,南部多于北部,东南部最多,主要在4~10月,下午至傍晚最高,且该时... 详细信息

基于2013~2020年江苏13个城市的大气污染和气象观测数据,分析了江苏PM_(2.5)-O_(3)复合污染物的分布特征及其与气象条件的关系.结果表明:江苏复合污染物以轻度污染组合为主,南部多于北部,东南部最多,主要在4~10月,下午至傍晚最高,且该时段O_(3)平均浓度高于单一O_(3)污染;复合污染在O_(3)超标中平均占比15.7%,2014年高达65.8%,且在2015年后明显下降;PM_(2.5)和O_(3)二者在暖季O_(3)污染期正相关,PM_(2.5)污染期为弱相关或负相关;复合污染气象条件更为严格,气温、相对湿度、风速和逆温条件均介于单一O_(3)和单一PM_(2.5)污染之间,且多在4m/s以下和ENE—S区间,与单一O_(3)污染相比,气温和风速略低,相对湿度和逆温强度略高;出现复合污染的主要地面形势为均压场和低压(底)前部,其次是入海高压后部和高压底部;通过后向轨迹聚类分析发现淮北地区复合污染主要来自东南沿海至本地路径,中南部城市主要为本地周边地区和东南沿海,而东南部城市主要来源短距离输送和苏皖浙交界一带.

关键词：江苏 PM_(2.5)-O_(3)复合污染气象条件轨迹聚类分析分布特征

雨滴谱数据在S波段双偏振天气雷达数据质量评估中的应用

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气象 2024年第2期50卷 210-220页

作者：李力徐芬刘希陈刚南京市气象局南京210019 南京气象科技创新研究院南京210019 中国气象局交通气象重点开放实验室南京210019提要:

结合T-Matrix方法和雨滴谱仪数据反演双偏振参量,设计了一种雨滴谱反演评估方法(雨滴谱法),利用其反演结果可对双偏振天气雷达数据进行评估。将此方法应用于不同类型降水过程的雷达偏振参量数据质量评估,结果表明:满足微雨条件时,雨滴... 详细信息

结合T-Matrix方法和雨滴谱仪数据反演双偏振参量,设计了一种雨滴谱反演评估方法(雨滴谱法),利用其反演结果可对双偏振天气雷达数据进行评估。将此方法应用于不同类型降水过程的雷达偏振参量数据质量评估,结果表明:满足微雨条件时,雨滴谱法与传统的微雨滴法均能有效监测由雷达系统误差导致的观测偏差,且评估结果十分接近;不满足微雨条件时,雨滴谱法评估的不同类型降水过程的雷达数据质量与满足微雨条件下的评估结果十分接近,客观证明了系统调整后雷达运行良好、数据质量稳定;不同雨强(R)情况下,雨滴谱法的评估结果具有一致性。10 mm·h^(-1)≤R<20 mm·h^(-1)时,雷达观测的数据质量最为稳定。该雨滴谱法适用范围广,可动态评估双偏振雷达偏振参量质量,有助于雷达调整和数据校正。

关键词：雨滴谱双偏振天气雷达质量评估差分反射率因子

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2020年江苏主汛期短期暴雨预报检验

气象 2022年第3期48卷 357-371页

作者：苏翔刘梅康志明李昕中国气象局交通气象重点开放实验室南京210041 江苏省气象台南京210041 南京气象科技创新研究院南京210041

基于江苏预报业务常用的三个全球模式(ECMWF、NCEP-GFS、CMA-GFS)、三个区域模式(CMA-MESO、CMA-SH9、PWAFS)、本地客观预报和预报员主观预报,对2020年江苏主汛期(6—9月)中的短期暴雨预报总体性能进行检验,并按降水性质分稳定性暴雨和... 详细信息

基于江苏预报业务常用的三个全球模式(ECMWF、NCEP-GFS、CMA-GFS)、三个区域模式(CMA-MESO、CMA-SH9、PWAFS)、本地客观预报和预报员主观预报,对2020年江苏主汛期(6—9月)中的短期暴雨预报总体性能进行检验,并按降水性质分稳定性暴雨和对流性暴雨分别进行了检验和个例展示。结果表明:从总体检验来看,预报员的暴雨主观预报仅在24 h时效内相比于ECMWF有TS评分正技巧,本地客观和预报员暴雨预报的TS评分>区域模式>除ECMWF以外的全球模式,且无论是全球模式还是区域模式,并非分辨率越高预报性能越好;区域模式的暴雨预报大多面积偏大,空报率较高;全球模式除ECMWF以外的暴雨预报大多面积偏小,漏报率较高;20时起报的CMA-MESO的预报性能明显好于08时起报的预报;对于稳定性暴雨预报,应重点参考ECMWF、48 h时效内的本地客观预报和20时起报的CMA-MESO;对于对流性暴雨预报,应重点参考区域模式CMA-SH9、PWAFS和24 h时效内的本地客观预报。

关键词：暴雨检验稳定性降水对流性降水

基于PhyDNet-ATT的能见度预报方法

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应用气象学报 2024年第6期35卷 667-679页

作者：朱毓颖郑玉张备南京气象科技创新研究院南京210041 中国气象局交通气象重点开放实验室南京210041

本文采用PhyDNet-ATT深度学习方法建立江苏省能见度预报模型PhyDNet-ATT-VIS,该模型融合了高时空分辨率地面观测数据和模式产品,实现了空间分辨率为3 km、时间分辨率为1 h、预报时效为6~18 h的能见度预报,并且对模型结果进行了检验评估... 详细信息

本文采用PhyDNet-ATT深度学习方法建立江苏省能见度预报模型PhyDNet-ATT-VIS,该模型融合了高时空分辨率地面观测数据和模式产品,实现了空间分辨率为3 km、时间分辨率为1 h、预报时效为6~18 h的能见度预报,并且对模型结果进行了检验评估。与ECMWF能见度产品相比,PhyDNet-ATT-VIS预报的均方根误差和平均绝对偏差分别降低201%和310%;对于不同能见度等级,命中率显著提高,空报率显著降低,TS评分显示预报技巧优势明显,但15~18 h低能见度预报仍存在很大提升空间。PhyDNet-ATT-VIS在观测站点密集区域的预报误差显著低于观测站点稀疏区域。在区域性雾过程和局地雾过程预报方面,PhyDNet-ATT-VIS均能较准确地预报雾的落区、强度、生消等关键特征参数。研究为能见度短时临近预报技巧的提升提供了新思路。

关键词：能见度预报深度学习雾

CINRAD/SAD双偏振雷达非降水回波识别技术

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应用气象学报 2022年第6期33卷 724-735页

作者：张林李峰吴蕾孙康远中国气象局气象探测中心北京100081 南京气象科技创新研究院中国气象局交通气象重点开放实验室南京210041

双偏振雷达观测特征参量(如相关系数、差分反射率等)能有效抑制地物、超折射、电磁干扰、海浪和晴空等非降水回波。在上海南汇WSR-88D双偏振雷达非降水回波识别算法基础上,对我国升级布网且纳入业务运行的CINRAD/SAD双偏振雷达数据进行... 详细信息

双偏振雷达观测特征参量(如相关系数、差分反射率等)能有效抑制地物、超折射、电磁干扰、海浪和晴空等非降水回波。在上海南汇WSR-88D双偏振雷达非降水回波识别算法基础上,对我国升级布网且纳入业务运行的CINRAD/SAD双偏振雷达数据进行算法测试、算法模块适应性改进,利用江苏、广东的双偏振雷达观测冰雹、融化层、台风降水及各种杂波个例进行算法检验评估,并在组网拼图中展示质量控制效果。结果表明:总体上算法对非降水回波的识别准确率达到95.2%,降水回波的误判率为2.6%。但对夏秋季节夜晚的大面积晴空回波算法识别准确率低于90%,有待尝试利用深度学习方法改进。

关键词：双偏振雷达非降水回波质量控制组网拼图

东北冷涡影响下江淮地区一次飑线过程的模拟分析

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气象 2020年第3期46卷 357-366页

作者：杨吉郑媛媛夏文梅孙康远中国气象局交通气象重点开放实验室南京210009 江苏省气象科学研究所南京210009 南京气象科技创新研究院南京210009

利用四维变分同化分析系统模拟和雷达拼图资料分析了2012年5月16日东北冷涡影响下的弱飑线过程。结果表明:较强的地面辐合线是该次过程在较弱稳定条件下被触发的重要原因,也是系统前期快速发展的重要原因;东北冷涡影响下中层不断输送干... 详细信息

利用四维变分同化分析系统模拟和雷达拼图资料分析了2012年5月16日东北冷涡影响下的弱飑线过程。结果表明:较强的地面辐合线是该次过程在较弱稳定条件下被触发的重要原因,也是系统前期快速发展的重要原因;东北冷涡影响下中层不断输送干冷空气到江淮地区,飑线内对流部分由降水拖曳导致的下沉气流遇到夹卷进入下沉气流内的环境干空气,使得其中雨滴蒸发造成空气冷却,下沉到地面形成冷池;冷池形成之后,垂直风切变方向不垂直于系统,且切变值较弱,造成水平涡度不平衡,是该飑线发展相对较弱的主要原因,此外不稳定条件和湿度条件较差也可能是系统没有发展为强飑线的原因。该次飑线过程的重要特点是较强的地面辐合线;较干的环境条件,意味着凝结潜热释放较少,而系统中的垂直运动更多取决于冷池和垂直风切变之间的水平涡度平衡。

关键词：飑线东北冷涡模拟

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江苏龙卷时空分布及风暴形态特征

气象 2021年第5期47卷 517-528页

作者：徐芬郑媛媛孙康远中国气象局交通气象重点开放实验室南京210009 江苏省气象科学研究所南京210009 南京气象科技创新研究院南京210009

基于江苏气候影响评价文件、重要天气报文、江苏民政部门龙卷灾情记录和其他有关资料,根据“增强藤田级别”龙卷级别分类标准,对2006—2018年13年间江苏龙卷的时空分布、等级分布、天气背景特征和风暴形态特征进行了统计分析。主要结果... 详细信息

基于江苏气候影响评价文件、重要天气报文、江苏民政部门龙卷灾情记录和其他有关资料,根据“增强藤田级别”龙卷级别分类标准,对2006—2018年13年间江苏龙卷的时空分布、等级分布、天气背景特征和风暴形态特征进行了统计分析。主要结果如下:2006—2018年共记录到27个龙卷日发生龙卷41次,年均3.2次,其中EF2级强龙卷事件发生最多,占比为39%,EF4级龙卷只被记录到一次,为“6·23”阜宁强龙卷。21世纪以来,江苏尚未记录到EF5级极端龙卷事件,而EF0和EF1级的弱龙卷因灾情小可能被忽略,其统计数量可能被明显低估;龙卷主要分布于东部沿海、中部沿江及淮北西部地区。相较过去江苏中部龙卷高发中心有南移趋势,东部沿海地区高发中心则呈现北抬特征,盐城、徐州、扬州依次为龙卷高发城市,宿迁、连云港、常州、镇江四市近年未有龙卷发生;龙卷主要集中在春、夏两季发生,7—8月龙卷发生个数约占全年的90%;发生起始时间为10—20时,约78%的龙卷集中发生于15—20时;约50%的龙卷发生于梅汛期间,27%为台前龙卷,盐城地区为梅汛期龙卷高发区域,扬州—泰州地区为盛夏副热带高压边缘龙卷高发区域,台前龙卷无明显高发区域;江苏地区超过50%的龙卷产生于镶嵌在多单体风暴系统中的超级单体中气旋内,约30%的龙卷产生于准线性对流系统,与美国孤立对流单体形态易产生龙卷的结果不同的是,我国华东地区(以江苏省为主)产生龙卷的孤立对流单体相对频率最低,13年间只有2个龙卷产生于孤立对流单体,相对频率为5%。

关键词：龙卷时空分布风暴形态江苏

“7·20”郑州特大暴雨的多模式对比及高分辨率区域模式预报分析

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大气科学学报 2021年第5期44卷 688-702页

作者：史文茹李昕曾明剑张冰王宏斌朱科锋诸葛小勇中国气象局交通气象重点开放实验室江苏南京210008 南京气象科技创新研究院江苏南京210008

7月20日郑州遭遇特大暴雨,郑州站单日降水量(552.5 mm)和1 h降水量(201.9 mm)皆打破了该站建站以来的历史纪录。本文采用地面降水观测、静止卫星观测、再分析资料和数值模式预报数据对此次过程开展了多模式预报偏差原因分析和江苏省精... 详细信息

7月20日郑州遭遇特大暴雨,郑州站单日降水量(552.5 mm)和1 h降水量(201.9 mm)皆打破了该站建站以来的历史纪录。本文采用地面降水观测、静止卫星观测、再分析资料和数值模式预报数据对此次过程开展了多模式预报偏差原因分析和江苏省精细化天气分析和预报系统(Precision Weather Analysis and Forecasting System,PWAFS)的极端强降水预报能力分析。主要结论:1)此次暴雨过程因副热带高压西伸与台风”烟花”加强使二者之间的东风急流加强,并叠加地形的抬升作用而引起,前者提供了大尺度水汽条件,后者提供了局部动力条件;2)欧洲中期天气预报中心(European Center for Medium-range Weather Forecasts,ECMWF)模式和美国国家环境预报中心全球预报系统(Global Forecast System,GFS)的降水落区较好,中心略偏北,但强度显著偏低。PWAFS模式预报的降水量级高于全球模式,且具有沿地形分布的特征,但存在降水位置偏西和降水范围更为孤立等问题。3)结合再分析资料和PWAFS预报,对应此次强降水区域,7月20日白天存在中低层切变发展成闭合低压系统的过程,为对流发展提供了动力条件。

关键词：暴雨天气分析 PWAFS模式模式预报分析

江苏省夏季梅雨和台风型短时强降水雨滴谱特征差异分析

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大气科学学报 2024年第5期47卷 798-808页

作者：李熠郑媛媛陈刚李力徐芬南京气象科技创新研究院江苏南京210041 中国气象局交通气象重点开放实验室江苏南京210041 南京市气象局江苏南京210019

利用2019—2020年夏季的江苏省自动站和雨滴谱站网观测资料,从不同天气类型(梅雨和台风)和级别(20~50和>50 mm·h^(-1))将短时强降水区分为梅雨20、梅雨50、台风20以及台风50四种类型,对比分析了其雨滴谱(DSD,raindrop size distributi... 详细信息

利用2019—2020年夏季的江苏省自动站和雨滴谱站网观测资料,从不同天气类型(梅雨和台风)和级别(20~50和>50 mm·h^(-1))将短时强降水区分为梅雨20、梅雨50、台风20以及台风50四种类型,对比分析了其雨滴谱(DSD,raindrop size distribution)特征之间的差异。统计结果表明:梅雨型强降水的雨滴平均粒径(数浓度)明显高于(低于)台风型强降水。台风型强降水的小雨滴(粒径≤2 mm)对降水的贡献率明显高于梅雨型。此外,随着降水强度的增加,梅雨50相对梅雨20的大雨滴数浓度有明显增长,雨滴平均粒径明显增大;台风50相对台风20的雨滴数浓度明显增加,粒径增长不明显。因此,台风不同级别强降水均主要由高浓度的小粒径雨滴贡献,而梅雨极端强降水则由更多大雨滴贡献,DSD特征更为复杂。选取的典型个例也观测到类似的结果,表明梅雨型强降水的雨滴谱变化相对台风型更为明显。

关键词：短时强降水雨滴谱梅雨台风江苏

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