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激光雷达低空风切变告警算法的应用研究与分析

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激光技术 2024年

作者：赵刚黄轩华志强中国民航青海空管分局气象台

为了比较激光测风雷达上组合切变算法和区域散度算法这两种低空风切变告警算法在复杂风场的应用效果，选取了西宁机场2017年12月至2023年4月由对流系统、冷锋和动量下传三种典型天气过程造成的15次风切变实例进行识别算法的有效性对比... 详细信息

为了比较激光测风雷达上组合切变算法和区域散度算法这两种低空风切变告警算法在复杂风场的应用效果，选取了西宁机场2017年12月至2023年4月由对流系统、冷锋和动量下传三种典型天气过程造成的15次风切变实例进行识别算法的有效性对比分析。结果表明，组合切变算法和区域散度算法的低空风切变识别准确率分别为73.3%和67.7%。通过算法识别结果得到的低空风切变告警有效性可持续10分钟以上。从有限样本的分析结果可知，组合切变算法在小尺度低空风切变的识别上更具优势；但若遇到风场变化缓慢的对流型及冷锋型低空风切变，两种算法的识别率都不高。本文研究结果对改进低空风切变告警算法有较好的参考意义。

关键词：激光技术低空风切变告警激光测风雷达组合切变算法区域散度算法

全球变暖背景下陕西省夏季极端降水及其大尺度环流特征

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高原气象 2024年第2期43卷 342-352页

作者：杜一博李双双冯典肖贻青陈小婷黄少妮杜莉丽陕西省气象台陕西西安710014

基于陕西省99个国家站1979-2021年夏季逐日降水资料和ERA5再分析数据,研究了陕西省夏季极端降水的时空变化以及相应的大尺度环流特征,并对全省典型地区进行水汽追踪分析。结果表明,陕西省夏季极端降水总体呈现出南多北少的空间分布,陕... 详细信息

基于陕西省99个国家站1979-2021年夏季逐日降水资料和ERA5再分析数据,研究了陕西省夏季极端降水的时空变化以及相应的大尺度环流特征,并对全省典型地区进行水汽追踪分析。结果表明,陕西省夏季极端降水总体呈现出南多北少的空间分布,陕北中部、关中中东部极端降水为增加的趋势,通过REOF分析并计算得到陕北、关中极端降水变化趋势分别为0.36 mm·a^(-1),0.35 mm·a^(-1),陕南极端降水变化趋势最小为0.11 mm·a^(-1)。夏季影响陕西省的水汽来源主要有三支路径,北支水汽来自欧亚中高纬地区,东支水汽主要来自内陆的江河流域,南支水汽主要来自南海和孟加拉湾。此外,陕西省夏季极端降水在2005年后增多是大气高、中、低层大气环流共同作用的结果,大气高层辐散增强有利于上升运动,大气中层西太平洋副热带高压(以下简称,西太副高)西伸北抬造成外围水汽更容易进入内陆,蒙古反气旋南侧的异常东风和低层的异常东南风更有利于水汽进一步向西北地区输送。

关键词：极端降水西太平洋副热带高压水汽追踪

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伊犁河谷树上干杏的气候区划

中国农业气象 2024年第8期45卷 894-902页

作者：马玉平吾米提·居马太张山清白婷伊里亚尔·叶克木江王文清美丽侃·克尔买买提伊犁州气象局伊宁835000 新疆农业气象台乌鲁木齐830002 宿迁市气象局宿迁223800

基于1991-2020年伊犁河谷及其周边20个国家气象观测站的气象资料,根据树上干杏的生物学特性及影响其生长发育的主要气象因子,筛选出树上干杏种植气候适宜性区划指标,建立树上干杏气候适宜性区划指标的空间分布模型,通过重分类法将4类区... 详细信息

基于1991-2020年伊犁河谷及其周边20个国家气象观测站的气象资料,根据树上干杏的生物学特性及影响其生长发育的主要气象因子,筛选出树上干杏种植气候适宜性区划指标,建立树上干杏气候适宜性区划指标的空间分布模型,通过重分类法将4类区划指标叠加处理,绘制伊犁河谷树上干杏种植气候适宜性区划图,为提高气候资源的利用率,合理划分伊犁河谷树上干杏的气候适宜种植区提供参考。结果表明:伊犁河谷树上干杏种植可划分为最适宜种植区、适宜种植区、次适宜种植区和不适宜种植区。最适宜、适宜种植区位于伊犁河谷北部、乌孙山北部及新源县东部海拔700-1200m河谷平原及浅山地带;次适宜区分别位于海拔<700m和1200-1500m的河谷平原及低山地带;不适宜区位于河谷海拔1500m以上的中高山区。

关键词：树上干杏伊犁河谷适宜性指标气候区划

2012—2019年昌吉州冬季降雪日变化特征分析

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沙漠与绿洲气象 2024年

作者：蔡仁李璐于永波阿来依·艾丁苗运玲新疆气象台乌鲁木齐市气象局

利用2012—2019年冬季昌吉州11个国家级台站逐时降水资料，运用常规统计方法，对昌吉州冬季降雪日变化特征进行分析。结果表明：昌吉州冬季降雪量空间分布与海拔高度呈正相关，与纬度呈显著的负相关，降雪强度与纬度关系密切。全州逐时... 详细信息

利用2012—2019年冬季昌吉州11个国家级台站逐时降水资料，运用常规统计方法，对昌吉州冬季降雪日变化特征进行分析。结果表明：昌吉州冬季降雪量空间分布与海拔高度呈正相关，与纬度呈显著的负相关，降雪强度与纬度关系密切。全州逐时累积降雪量呈双峰型分布，主峰出现在下午17:00，次峰出现在上午08:00；西部呈三峰型特征，主次峰值分别出现在17:00、14:00、08:00；东部呈准单峰单谷型，峰值发生在19:00，谷值出现在中午13:00。昌吉州冬季降水事件以短时降水事件为主，对冬季降水量贡献为64%，12 h以上长持续性降水事件发生概率很小，仅在部分台站偶有发生。西部和东部冬季降水日循环与降水持续性关系较密切，其中持续3～4 h降水事件对西部和东部冬季降水量贡献最大，但随着持续时间增长对降水量的贡献却越来越小。

关键词：昌吉州冬季降雪小时降水日变化持续性

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海陀山冬季降水天气分型及冬奥预报应用

气象 2024年第3期50卷 318-330页

作者：陶亦为张芳华胡宁胡艺刘珺柳春国家气象中心北京100081 中国气象局华风气象传媒集团北京100081 安徽省气象台合肥230031

基于2019—2021年1月1日至3月15日北京冬奥会延庆赛区(以下简称海陀山)降水观测资料和ERA5再分析资料,对期间34次降水过程进行天气分型,并对各天气型下不同海拔的降水实况特征开展统计分析。研究结果表明:冬季海陀山降水根据天气系统及... 详细信息

基于2019—2021年1月1日至3月15日北京冬奥会延庆赛区(以下简称海陀山)降水观测资料和ERA5再分析资料,对期间34次降水过程进行天气分型,并对各天气型下不同海拔的降水实况特征开展统计分析。研究结果表明:冬季海陀山降水根据天气系统及地形影响可分为偏北气流型、偏东气流型、低涡低槽型、回流低涡低槽型四种天气型。不同天气型下海陀山地形高度以下主要气流方向和强度、水汽垂直分布等条件,以及与地形相互作用使得不同海拔之间降水量、持续时间等呈现显著差异。偏北气流型受500 hPa槽后整层强偏北气流控制,形成越山气流,降水集中在高海拔地区;偏东气流型受低层偏东气流影响,降水集中在低海拔地区,以上两种天气型无天气尺度系统配合,由地形强迫作用主导,降水量不大、持续时间相对较短。低涡低槽型受高空东移低涡低槽作用,配合低层西南气流,高海拔降水量更多,同时该型也是海陀山冬季最主要的降水天气型;回流低涡低槽型受高空东移低涡低槽影响,配合降水前东风回流对低层增湿并起到冷垫作用,低海拔降水量更多,以上两种天气型均存在天气尺度系统,并叠加海陀山地形作用,降水量显著且持续时间长,会对赛事运行造成较大影响。上述特征统计结果在2022年北京冬奥会期间一次强降雪预报服务中得到验证和应用,证明上述结果可以在冬季海陀山复杂地形降水预报中发挥作用。

关键词：海陀山冬季降水降水垂直分布地形降水天气分型

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5月华南气温的岭回归预测模型

应用气象学报 2024年第4期35卷 480-492页

作者：韩浦城纪忠萍广东省气象台广州510610

该文研究5月华南气温变化特征及其成因,寻找海温前兆信号并探讨其影响气温的可能物理机制,建立5月华南气温的多元岭回归预测模型。结果表明:5月华南气温异常偏高(偏低)年表现为乌拉尔山、东亚的异常反气旋(气旋)环流,以及贝加尔湖附近... 详细信息

该文研究5月华南气温变化特征及其成因,寻找海温前兆信号并探讨其影响气温的可能物理机制,建立5月华南气温的多元岭回归预测模型。结果表明:5月华南气温异常偏高(偏低)年表现为乌拉尔山、东亚的异常反气旋(气旋)环流,以及贝加尔湖附近的异常气旋(反气旋)环流,使东亚经向环流减弱(加强),冷空气活动减弱(加强);同时副热带高压在华南地区异常西伸(东退)和西南风减弱(加强)。海温前兆信号主要为前冬北大西洋三极子型、印度洋全区一致型,其中北大西洋海温前兆信号的相关性最强。北大西洋海温前兆信号为正(负)位相时,通过欧亚遥相关波列使经向环流减弱(增强)和冷空气活动减弱(加强),同时副热带高压在华南一带西伸(东退),有利于华南地区气温偏高(低)。利用前冬前兆信号所建立的5月气温多元岭回归预测模型,拟合效果较好并对异常年份有较好的预测能力。

关键词： 5月华南气温年际变化前兆信号岭回归模型

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太行山中南段暖季极端降水的水汽输送特征

应用气象学报 2024年第3期35卷 285-297页

作者：邱贵强武永利董春卿孙颖姝马丽山西省气象台太原030006

利用自动气象站观测降水、ERA5(ECMWF reanalysis version 5)再分析资料和GDAS(Global Data Assimilation System)资料,基于SOMs(self-organizing maps)算法和天气学检验方法,归纳总结2012—2021年太行山中南段75次暖季极端降水事件的环流形势,探讨不同形势下的水汽输送特征及降水差异。结果表明:影响太行山中南段暖季极端降水的环流形势可分为高空槽型、低涡型、副高纬向型、副高经向型和西北气流型5种,其中以高空槽型最为常见,西北气流型最少。低涡型存在孟加拉湾、南海和西北太平洋水汽输送通道,其日降水极值、最大小时降水强度和影响范围在所有类型中均最大,与低涡型相比,高空槽型缺少西北太平洋水汽输送通道,而副高纬向型和副高经向型缺少孟加拉湾水汽输送通道。利用HYSPLIT(hybrid single-particle Lagrangian integrated trajectory)模型追踪气团发现:低涡型和副高纬向型均以来自西北太平洋的水汽输送贡献最大,高空槽型和副高经向型分别以来自黄海沿岸和南海的水汽输送贡献最大。整层水汽收支分析表明:太行山中南段暖季极端降水最主要的水汽流入来自南边界,其他流入边界及各边界水汽流入贡献的相对大小与环流形势有关。

关键词：太行山极端降水环流分型水汽收支水汽输送

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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

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江苏寒潮天气过程风险预评估方法研究

气象学报 2024年第2期82卷 247-256页

作者：顾荣直田心如禹梁玉陈小宇李泽宇江苏省气象台南京210041

利用江苏省1961—2020年70个国家级及1300多个区域自动气象站同时段的日最低气温重构数据,选取最低气温48 h最大降温幅度、累计降温幅度、过程日极端最低气温和寒潮过程持续天数共4个要素作为寒潮灾害气象致灾因子,综合信息熵权法和专... 详细信息

利用江苏省1961—2020年70个国家级及1300多个区域自动气象站同时段的日最低气温重构数据,选取最低气温48 h最大降温幅度、累计降温幅度、过程日极端最低气温和寒潮过程持续天数共4个要素作为寒潮灾害气象致灾因子,综合信息熵权法和专家打分法确定各致灾因子权重,构建寒潮过程致灾危险性评估模型,形成致灾危险性指数长时间序列,采用百分位法确定危险等级。基于智能网格气温预报数据,计算寒潮过程预估致灾危险性指数,在此基础上结合承灾体暴露度及脆弱性信息,构建寒潮过程风险预评估模型,对高分辨率人口、国内生产总值(Gross Domestic Product,GDP)和小麦等承灾体进行风险预估,同时考虑前期气温对小麦生长的影响,修正了小麦脆弱性指标。结果表明:(1)江苏省历年寒潮过程发生频次总体呈现20世纪后40年多、21世纪前20年少的态势,北部地区发生频次显著多于南部地区;寒潮过程的气象致灾因子强度大体上具有西部强于东部、北部强于南部的分布特征;(2)通过对2022年11月28日—12月3日江苏全省性寒潮天气过程的个例分析,可以得出与实际灾情基本相符的寒潮天气过程的致灾危险性预评估和风险预估结果。

关键词：寒潮过程气象致灾因子智能网格预报危险性预估风险预估