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滇中地区不同影响系统下3次短时强降水过程的大气环境特征和雷达特征分析

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高原气象 2024年第1期43卷 166-183页

作者：周泓闵颖许彦艳纳丽佳业红伟云南省玉溪市气象局云南玉溪653100 云南省气象局气象台云南昆明650034 云南省普洱市气象局云南普洱665000

利用常规观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料、逐时和逐5 min自动站降水资料以及昆明CINRAD/CC多普勒雷达资料,针对滇中地区2021年主汛期不同影响系统下的3次短时强降水过程,对比分析了降水特征、环流形势、大气环境特征以及雷达回波的... 详细信息

利用常规观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料、逐时和逐5 min自动站降水资料以及昆明CINRAD/CC多普勒雷达资料,针对滇中地区2021年主汛期不同影响系统下的3次短时强降水过程,对比分析了降水特征、环流形势、大气环境特征以及雷达回波的结构、形状、演变的基本特征。结果表明:3次短时强降水过程影响系统差异主要在于500 hPa天气系统不同,700 hPa都有切变线影响,但是形成原因各异,地面均有辐合线或弱冷锋配合。3次过程的环境条件在不稳定层结、近地层水汽、垂直风切变方面与中国其他地区短时强降水发生的环境条件具有一致性,但是在大气整层可降水量、对流有效位能、SWEAT指数等方面存在明显差异。对流回波的形状有点状回波、块状回波、带状回波、絮状回波等。对流风暴分为高质心型、低质心型以及混合型;短时强降水有单独出现某种对流风暴类型的阶段,也有多种对流风暴类型同时出现的阶段;CAPE值和SWEAT指数与对流风暴类型具有一定的相关关系。强回波剖面呈柱状结构或者塔状结构,35 dBz强回波接地,而没有悬垂特征。短时强降水多产生于长时间停滞型或移动缓慢型的对流回波,还有部分短时强降水产生于“列车效应”中。短生命周期的单体生消形成的短时强降水持续时间绝大部分在1 h以内,但是单体合并组织和反复生消或者“列车效应”形成的短时强降水持续时间常在1~3 h。高质心型对流风暴产生的瞬时雨强可达10 mm·(5min)-1以上,低质心型和混合型对流风暴可产生的雨强范围较大,大多在3~10 mm·(5min)-1,少数也可达到10 mm·(5min)-1以上。

关键词：短时强降水环流形势大气环境条件雷达回波特征

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滇南一次暖区暴雨过程的雷达反演风场分析

云南大学学报（自然科学版） 2024年第4期46卷 709-719页

作者：高正南杨素雨王飞业红伟普洱市气象局云南普洱665000 云南省气象台云南昆明650034

利用自动气象站资料、ERA5再分析资料、探空资料和CINRAD/CC普洱天气雷达数据等多源资料,对2020年8月7日滇南大暴雨过程进行天气尺度和中小尺度系统综合分析.结果表明:①此次强降水是典型的暖区暴雨过程;②500 hPa东风波和700 hPa低涡... 详细信息

利用自动气象站资料、ERA5再分析资料、探空资料和CINRAD/CC普洱天气雷达数据等多源资料,对2020年8月7日滇南大暴雨过程进行天气尺度和中小尺度系统综合分析.结果表明:①此次强降水是典型的暖区暴雨过程;②500 hPa东风波和700 hPa低涡系统是主要的影响系统,200 hPa高空辐散特征加强了低层系统的发展;③本次过程发生在高湿、高能、强垂直运动的大气环境背景下,孟加拉湾低压为滇南局地强降水提供充足的水汽,水汽通量散度强度达-4.6×10^(-6) g·cm^(-2)·hPa^(-1)·s^(-1);副高在滇南地区向北凹陷有利于不稳定能量积累,∑θ_(se)≥260℃的区域与地面6 h强降水落区对应一致;特大暴雨发生期间伴随有能量和强暖平流输送;④中尺度对流系统生命史完整且漫长,回波原地生消,中心稳定少动,“列车效应”明显,低质心暖云回波贡献了短时高效的降水,导致地面降水持续时间长、强度大、落区局地性强;对流发展旺盛阶段存在明显小尺度次级环流和水平气旋式辐合,二者投影位置一致,呈现出对流系统三维立体运动特征;地面投影附近集中出现20 mm·h^(-1)以上短时强降水,最大78.6 mm·h^(-1);⑤滇南地形对东(抬升)、西(降低)两股气流截然不同的影响加剧了辐合区垂直运动发展,在“喇叭口”地形隔挡下两股气流长时间交汇对峙,为特大暴雨的形成提供了有利的地形条件.

关键词：暖区暴雨天气诊断雷达风场三维变分反演中小尺度系统地形滇南地区

2022年4月云南罕见寒潮天气成因及预报偏差分析

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云南大学学报（自然科学版） 2024年第1期46卷 82-93页

作者：连钰杨素雨马文倩赵宁坤张秀年晏红明云南省气象台云南昆明650034 中国气象局横断山区(低纬高原)灾害性天气研究中心云南昆明650034 云南省气候中心云南昆明650034

2022年3月31日—4月2日,云南省出现历史同期罕见的寒潮天气过程.通过地面观测资料、高空观测资料和NCEP FNL资料,对此次寒潮过程的成因进行分析,并对欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)... 详细信息

2022年3月31日—4月2日,云南省出现历史同期罕见的寒潮天气过程.通过地面观测资料、高空观测资料和NCEP FNL资料,对此次寒潮过程的成因进行分析,并对欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)模式的形势场及最低气温进行检验.结果表明:此次寒潮过程发生在北极涛动负位相期间,西伯利亚高压偏强,欧亚中高纬形成两槽一脊的环流形势.东亚大槽后侧强劲的偏北风引导低层冷空气南移,南支槽向东移动为云南省输送暖湿气流,700 hPa切变线和地面冷锋的南侵,共同造成了此次寒潮天气过程的发生;此次寒潮过程的强降温是由过程中近地层强冷平流的作用,冷锋后部较强的垂直上升运动,引起绝热膨胀冷却作用,加剧了局地气温的下降;通过定量分析导致昆明局地气温变化的各项因子发现,昆明的降温主要受温度平流项的影响,其次是非绝热项的影响. ECMWF模式能较好地预报此次寒潮过程的高低空环流形势及降温的范围,但对降温强度的预报效果相对较差.

关键词：寒潮云南成因分析北极涛动预报偏差

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云南一次秋季极端暴雨过程的天气学分析

山地学报 2024年第4期42卷 557-575页

作者：梁红丽赵梅珠云南省气象台

全球多个区域的降水模式正逐渐向极端化演变。受东亚和南亚季风交汇影响，加之山地地形复杂，中国云南极端降水分布在时空上具有高度不均匀性，降水演变在不同区域具有差异性。前期云南极端降水的研究多关注极端暴雨发生的大尺度背景及... 详细信息

全球多个区域的降水模式正逐渐向极端化演变。受东亚和南亚季风交汇影响，加之山地地形复杂，中国云南极端降水分布在时空上具有高度不均匀性，降水演变在不同区域具有差异性。前期云南极端降水的研究多关注极端暴雨发生的大尺度背景及影响系统，对其精细演变特征及其成因差异的探讨则相对不足。本研究利用逐小时区域自动站雨量观测资料、高空间分辨率的ERA-Interim再分析资料，以2015年10月9日云南一次强暴雨过程为研究对象，对其极端降水天气过程特点、系统演变及低层水汽辐合、锋区和切变活动特征、地形作用等进行诊断分析，探讨不同阶段、不同区域极端暴雨演变成因差异。结果表明：（1）2015年10月9日极端暴雨是孟加拉湾低压与冷锋切变相互作用的结果。水汽输送主体是孟加拉湾西南急流，其次是中南半岛偏南气流。切变西段水汽强烈辐合达-3.0×10-7g·cm-2·hPa-1·s-1,锋区西段经向梯度-21×10-5K·m-1,东西风交界面稳定维持在99°E～100.5°E,南北风在25°N～26°N。与2000年以来影响系统相似度第2的2015年1月9日暴雨过程相比，此次极端降雨低层水汽输送及辐合强度、暖湿空气及锋区强度均明显偏强，东西风及南北风对峙时间更长。（2）极端暴雨为西北—东南走向的移动型雨带、影响范围广。雨带较长时间维持，是切变线西段冷暖气流强烈辐合、西南急流向滇西南的水汽输送加剧、影响滇南的西南和偏南气流汇合作用增强而形成的，在强降水初期、发展、维持阶段各个因素的作用又有差异。（3）不同阶段、不同区域大暴雨中心降水演变的成因也有很大差异，是低层经纬向风辐合、锋区辐合上升、地形对经纬向气流的强迫抬升、低层水汽辐合等多种因素相互作用的结果。研究结果可为提升云南地区极端降水事件的预报能力和防灾减灾工作提供科学依据。

关键词：极端降雨孟加拉湾低压锋区和切变活动地形作用云南

哀牢山两侧夏季降水差异的时空分布特征和季风的相关性研究

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高原气象 2024年第4期43卷 1026-1038页

作者：连钰许彦艳李华宏蔡磊云南省气象台云南昆明650034 中国气象局横断山区(低纬高原)灾害性天气研究中心云南昆明650034 云南省大湄公河次区域气象灾害与气候资源重点实验室云南昆明650091

运用国家站观测资料、全球气候再分析资料和数值模式敏感性试验数据,对哀牢山两侧夏季总降水量差异及其影响云南省夏季气候的主要季风系统-东亚夏季风和印度夏季风的关系进行了分析。结果表明:哀牢山主脉西侧夏季总降水量明显大于主脉... 详细信息

运用国家站观测资料、全球气候再分析资料和数值模式敏感性试验数据,对哀牢山两侧夏季总降水量差异及其影响云南省夏季气候的主要季风系统-东亚夏季风和印度夏季风的关系进行了分析。结果表明:哀牢山主脉西侧夏季总降水量明显大于主脉东侧。比较哀牢山主脉两侧的5组国家站观测数据显示,哀牢山主脉南部夏季总降水量差异高于北部夏季总降水量差异,并且哀牢山主脉北部两侧夏季总降水量差异与主脉南部两侧夏季总降水量差异呈现出一定的负相关性。5组站点夏季总降水量差异整体与东亚夏季风指数呈负相关关系,与印度夏季风指数呈正相关关系。哀牢山两侧站点夏季总降水量差异与季风交界面指数的相关性要高于其与单一东亚夏季风或印度夏季风的相关性。通过分别选取季风交界面指数正负异常年,并交换风场或水汽边界条件设计数值模式敏感性试验,定量探究两支季风的相对强弱对于哀牢山两侧站点夏季总降水量差异的贡献。结果表明,两支季风共同控制的异常风场是造成哀牢山两侧夏季总降水量差异的主要原因。相比之下,季风带来的水汽条件差异对于哀牢山两侧的夏季总降水量有着相近的影响,对于夏季总降水量差异变化的贡献较弱。

关键词：哀牢山降水数值模拟印度夏季风东亚夏季风

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高原低涡切变影响云南强降水分布及水汽特征

大气科学 2024年第4期48卷 1565-1583页

作者：杨倩媛张万诚闵颖朱莉中国气象局横断山区低纬高原灾害性天气研究中心昆明650034 云南省气象台昆明650034 云南省气象科学研究所昆明650034

利用实况资料以及NCEP/NCAR再分析资料,对2008~2012年夏季东南移出高原且影响云南的高原低涡切变过程进行统计和对比分析。结果表明:高原低涡切变影响云南产生强降水主要分为后部冷空气较强型、高原低涡切变补充型以及东南移减弱型,影... 详细信息

利用实况资料以及NCEP/NCAR再分析资料,对2008~2012年夏季东南移出高原且影响云南的高原低涡切变过程进行统计和对比分析。结果表明:高原低涡切变影响云南产生强降水主要分为后部冷空气较强型、高原低涡切变补充型以及东南移减弱型,影响云南产生强降水最多的是低涡切变东南移减弱型。强降水的主要区域是滇中及其以北地区,是高原低涡切变影响云南的典型区,这些区域的降雨主要发生在夜间。后部冷空气较强型的影响范围最大,能造成全省性强降水过程,但发生频率低。低涡切变东南移减弱型和高原低涡切变不断补充型,在滇缅之间均有高压(脊)维持。降水范围、水汽输送与副热带高压的位置、低涡切变经向度和发生时间有关。影响云南的高原低涡切变过程有明显的水汽净收入,主要是南北向的水汽收入,东西向的水汽收入远小于南北向。通过拉格朗日轨迹模式HYSPLIT对水汽路径的模拟表明,孟加拉湾是云南重要的水汽源地。当高原低涡切变影响云南中北部时,有来自高原的水汽输送,高原的水汽一部分是来自阿拉伯海,一部分来自孟加拉湾。气流在到达降水区域之前受下垫面影响,经历了多次的降水和蒸发过程。

关键词：高原低涡切变强降水水汽输送云南

云南省地质灾害气象风险预警技术改进及应用检验

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灾害学 2024年第2期39卷 85-91页

作者：杨竹云许彦艳李华宏杨迎冬胡瑞峰夏龙松刘博文魏蕾云南省气象台云南昆明650034 中国气象局横断山区(低纬高原)灾害性天气研究中心云南昆明650034 云南省地质环境监测院云南昆明650216 云南省地质调查院(云南省地质科学研究院) 云南昆明650216 双江县气象局云南双江677399

利用2014—2022年云南省地质灾害数据和气象降水资料,开展有效降水量致灾概率研究,并结合地质灾害易发因子,分区建立了新一代精细化地质灾害气象风险预警模型,并对模型性能开展了应用检验。结果表明:新建的地质灾害气象风险预警模型提... 详细信息

利用2014—2022年云南省地质灾害数据和气象降水资料,开展有效降水量致灾概率研究,并结合地质灾害易发因子,分区建立了新一代精细化地质灾害气象风险预警模型,并对模型性能开展了应用检验。结果表明:新建的地质灾害气象风险预警模型提高了预警产品的时空分辨率和准确率,应用效果良好。模型能提前较好地反映出区域性强降水过程背景下的气象风险预警等级;对较难预报的局地强降水,也可以通过实时更新的监测预警产品给出风险加强的趋势,提前发出地质灾害气象风险预警信息;能直接客观反映出极端强降水背景下的气象风险高级别预警,起到较好的预警提示作用。

关键词：云南地质灾害预警模型致灾概率检验

云南省两套闪电定位系统地闪回击参数对比及探测性能分析

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热带气象学报 2024年第4期40卷 607-622页

作者：刘平英徐伟新李思赵刚杨俊萍中山大学大气科学学院广东珠海519082 云南省气象灾害防御技术中心云南昆明650034 云南省气象台云南昆明650034

根据2017—2020年云南省ADTD二维和VLF/LF三维闪电定位系统观测资料,对比两套系统地闪回击参数分布差异。在实际回击位置和雷电流强度信息难以获得的情况下,研究利用两套系统反演资料对相同回击事件的识别匹配和时空阈值选取方法,分析... 详细信息

根据2017—2020年云南省ADTD二维和VLF/LF三维闪电定位系统观测资料,对比两套系统地闪回击参数分布差异。在实际回击位置和雷电流强度信息难以获得的情况下,研究利用两套系统反演资料对相同回击事件的识别匹配和时空阈值选取方法,分析相对定位偏差。结果表明:两套系统的回击密度、雷电流幅值在滇东、滇西南和滇西北等地的空间分布差异明显,由三维系统得到的回击密度较大,但二维系统雷电流幅值均值更高。两套系统均以单回击地闪占比更高,正地闪中的单回击地闪比重较负地闪更大,三维系统对于0~5 kA负回击小幅值电流的探测效率有所提高。通过采用10km、1 ms的时空阈值匹配窗口,得到两套系统对于同一次回击的相对定位时间差主要集中在0.05 ms内,距离偏差集中在1 km内。系统匹配回击在滇中、滇西南的时空偏差较小,滇西北的偏差较大。从回击极性、相关系数、相对误差、幅值比及幅值累积概率等方面,分析得到两套系统对于相同回击事件的电流强度反演结果一致性较好,验证了应用系统反演资料对于同一回击事件的识别匹配方法是客观可靠的。

关键词：闪电定位系统地闪回击时空匹配探测性能相对定位偏差

一种求解能量受限的最大圆盘覆盖问题的进化算法

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第2期52卷 36-41页

作者：李伟东蓝欢刘晓非云南大学数学与统计学院云南昆明650504 云南大学信息学院云南昆明650504

面对大规模多数据监测任务,有限的能量将成为无线传感器的瓶颈,本文将该问题抽象为能量受限的最大圆盘覆盖问题.即试图寻找一种能量分配方案,使得在总能量受限的情况下,传感器网络覆盖的用户收益之和最大.基于贪婪策略,设计了一个多项... 详细信息

面对大规模多数据监测任务,有限的能量将成为无线传感器的瓶颈,本文将该问题抽象为能量受限的最大圆盘覆盖问题.即试图寻找一种能量分配方案,使得在总能量受限的情况下,传感器网络覆盖的用户收益之和最大.基于贪婪策略,设计了一个多项式时间(1/2)(1-1/e)-近似算法;进一步通过构造一个合理的代理函数,设计了一个分组进化算法,并证明在期望多项式时间内,该算法具有相同近似比.实验结果表明,分组进化算法输出解的目标函数值与最优值几乎相同.

关键词：圆盘覆盖问题能量受限贪婪算法进化算法近似比