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2022年8月四川盆地持续性极端高温特征及不同模式预报误差分析

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气象科技 2024年第2期52卷 243-251页

作者：周秋雪冯良敏陈朝平刘莹四川省气象台成都610072 高原与盆地暴雨旱涝灾害四川省重点实验室成都610072

本文基于2022年8月四川盆地104站逐时温度、降水数据和1971—2021年历史同期数据,及EC、CMA-GFS、CMA-MESO模式的2 m气温预报等数据,运用统计学相关方法分析了此次极端高温过程的特征及预报误差。结果表明:①2022年8月四川盆地极端高温... 详细信息

本文基于2022年8月四川盆地104站逐时温度、降水数据和1971—2021年历史同期数据,及EC、CMA-GFS、CMA-MESO模式的2 m气温预报等数据,运用统计学相关方法分析了此次极端高温过程的特征及预报误差。结果表明:①2022年8月四川盆地极端高温过程范围大、强度强、持续时间长,有87.5%站最高气温超过该站历史同期极值,且高温最强盛时段较历史同期明显推后。②2022年8月最高气温分布为东高西低,最高气温与历史同期极值差分布则相反,其中最高气温随站点海拔增大而减小,而极值差则随站点海拔先增大再减小。另外,受热岛效应影响,极值差大值站点主要集中在龙泉山脉附近。③高温期间,最高、最低气温平均值高、距平大,且累计降水量和雨日数也明显低于历史同期。④相较而言,EC模式的预报优势主要在盆地低海拔地区。而CMA-MESO模式在盆地周边陡峭地形区域的平均绝对误差则更小。另外,EC模式预报的最高气温峰值出现时间更接近于实况,而CMA-MESO模式预报高温持续日数更接近实况。

关键词：四川盆地极端高温模式预报偏差复杂地形城市热岛

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基于多模式预报的四川盆地强降水订正方法

暴雨灾害 2024年第1期43卷 54-62页

作者：龙柯吉康岚肖递祥杨康权四川省气象台成都610072 高原与盆地暴雨旱涝灾害四川省重点实验室成都610072

四川盆地地形地貌复杂,强降水预报难度大,对模式降水预报产品进行订正,是提升强降水预报质量的重要手段。本文选取2018—2019年发生在四川盆地的35次强降水过程,对ECMWF、CMA_MESO和SWC_WARMS三种模式的24 h强降水预报采用常规评分和空... 详细信息

四川盆地地形地貌复杂,强降水预报难度大,对模式降水预报产品进行订正,是提升强降水预报质量的重要手段。本文选取2018—2019年发生在四川盆地的35次强降水过程,对ECMWF、CMA_MESO和SWC_WARMS三种模式的24 h强降水预报采用常规评分和空间平移两个方法进行检验,并利用最优评分、多模式集成和位移订正三种方法进行订正试验。结果表明:最优评分订正方法可以有效改善各模式降水预报的强度,而多模式集成订正法可以改进降水落区和极值预报,在此基础上计算位移偏差,根据最优的位移偏差值对降水预报进行位移订正,可以进一步改进强降水落区预报效果。然后利用2020—2021年强降水过程进行订正效果验证,结果显示:经订正后的降水极值预报更接近实况,各量级降水预报评分明显优于单一模式,暴雨和大暴雨预报的TS评分提高率较最优单模式分别可达24.3%和42.8%,订正后空报率基本维持,漏报率显著下降,订正效果良好。

关键词：多模式集成最优评分法空间平移检验三源融合降水

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四川地区精细化降水预报融合订正试验及检验

暴雨灾害 2024年第2期43卷 176-184页

作者：张武龙陈朝平杨康权四川省气象台成都610072 高原与盆地暴雨旱涝灾害四川省重点实验室成都610072

精细化定量降水网格预报是天气预报业务的重点和难点,基于西南区域智能数值网格模式预报系统(Southwest China WRF-based Intelligent Numeric Grid forecast System,SWC-WINGS)1 km×1 km分辨率的小时降水预报,利用时间滞后和概率匹配... 详细信息

精细化定量降水网格预报是天气预报业务的重点和难点,基于西南区域智能数值网格模式预报系统(Southwest China WRF-based Intelligent Numeric Grid forecast System,SWC-WINGS)1 km×1 km分辨率的小时降水预报,利用时间滞后和概率匹配方法开展融合订正试验,再利用中国气象局多源融合降水系统(CMA Multi-source Precipitation Analysis System,CMPAS)三源融合降水实况格点数据,对2022年7—8月四川地区的小时降水预报融合订正结果进行检验,并在四川盆地西部一次短时强降水天气过程中进行应用,结果表明:(1)时间滞后集合降水预报相较于模式降水预报,存在小量级预报过度,大量级预报过于保守的问题;(2)时间滞后结合概率匹配的降水预报融合订正方法有效提升了各量级降水预报的TS评分,尤其1~2 h预报时效提升显著,小时雨量超过0.1 mm、5 mm、10 mm和20 mm量级的TS评分平均提升率分别为7.2%、17.2%、28.3%和36.3%;(3)一次短时强降水天气过程的应用结果表明,时间滞后结合概率匹配的融合订正方法对模式小时降水预报有较好的改进效果,尤其对大量级降水预报有较强的订正能力。

关键词： SWC-WINGS模式概率匹配时间滞后融合订正

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近40 a来秦岭及周边地区极端降水变化特征

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干旱区地理 2024年第3期47卷 380-390页

作者：张宏芳潘留杰卢珊沈姣姣陕西省气象服务中心陕西西安710014 陕西省气象台陕西西安710014

利用1980—2021年秦岭及周边地区337个气象监测站逐日降水资料,分析了极端降水的时空变化特征,并采用广义极值分布、气候统计等方法,对比了第一阶段(1980—2000年)和第二阶段(2001—2021年)极端降水年及春、夏、秋各季节的差异变化。结... 详细信息

利用1980—2021年秦岭及周边地区337个气象监测站逐日降水资料,分析了极端降水的时空变化特征,并采用广义极值分布、气候统计等方法,对比了第一阶段(1980—2000年)和第二阶段(2001—2021年)极端降水年及春、夏、秋各季节的差异变化。结果表明:(1)秦岭及周边地区极端降水主要集中在4—11月,其中7月极端降水日数最多,近40 a来极端降水整体呈增加趋势。日极端降水阈值、最大日降水量空间分布呈现东南高于西北,极端降水日数则呈现以秦岭为界,南部多、北部少。(2)从全年角度看,2001—2021年较1980—2000年极端降水事件更多,极端性更强。日极端降水阈值、极端降水日数、最大日降水量的空间变化趋势总体也表现为增多趋势的站点数多于减少趋势的站点数。(3)极端降水季节性差异明显,春季与夏季和秋季呈现出明显的不同。不管是极端降水概率还是极端降水次数,在春季总体表现为1980—2000年极端性更高,而夏季和秋季表现为2001—2021年更强。空间分布季节性差异也较明显,春季日极端降水阈值、极端降水日数总体表现为西部增加东部减小,从西向东表现为由正向负转变的分布,且负趋势站点多于正趋势站点。而夏季和秋季日极端降水阈值、极端降水日数呈增加趋势的站点超过呈减少趋势的站点,特别是秋季增加趋势的站点占比更多。

关键词：日极端降水阈值最大日降水量极端降水日数时间变化

1961—2022年中国西北干旱区夏季降水变化特征

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干旱区地理 2024年

作者：郑孟林赵勇杨霞高原大气与环境四川省重点实验室/成都信息工程大学大气科学学院新疆维吾尔自治区气象台

基于1961—2022年6—8月西北干旱区102个气象站的逐日降水数据，分析了中国西北干旱区极端降水和非极端降水的时空变化特征和不同区域2种类型降水的变化差异。结果表明：（1）西北干旱区夏季降水量整体呈增多趋势，伊犁河谷和塔里木盆... 详细信息

基于1961—2022年6—8月西北干旱区102个气象站的逐日降水数据，分析了中国西北干旱区极端降水和非极端降水的时空变化特征和不同区域2种类型降水的变化差异。结果表明：（1）西北干旱区夏季降水量整体呈增多趋势，伊犁河谷和塔里木盆地西部尤其显著，对年总降水量贡献的平均值超过40%。（2）西北干旱区夏季极端降水量对总降水量的贡献约为45%，整体呈增加趋势，塔里木盆地西部、河西–阿拉善和新疆北部尤其显著。（3）西北干旱区大部分气象站的夏季极端降水量、极端降水天数和极端降水强度均呈增加增强趋势；大部分气象站的非极端降水天数显著减少，但降水强度明显增强。塔里木盆地西部夏季降水量的增加由极端降水量和非极端降水量增加共同贡献，分别贡献了总降水量增加值的61%和39%，其余区域夏季降水量的增加主要由极端降水量增加贡献。研究成果加深了对中国西北干旱区夏季2种类型降水气候变化特征的认识。

关键词：极端降水非极端降水时空特征区域差异西北干旱区

华南快速循环同化模式在湖南不同环流型下的小时降水预报性能检验

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气象 2024年第4期50卷 434-448页

作者：陈龙陈静静胡媚陈鹤湖南省气象台长沙410118 气象防灾减灾湖南省重点实验室长沙410118

利用T-mode斜交旋转主成分分析法,对湖南2021年汛期(4—9月)逐小时850 hPa风场进行环流分型,在此基础上开展同期华南快速循环同化模式(CMA-GD-R3)小时降水预报性能检验。结果表明:影响湖南2021年汛期的主要环流型为西南涡切变型、切变... 详细信息

利用T-mode斜交旋转主成分分析法,对湖南2021年汛期(4—9月)逐小时850 hPa风场进行环流分型,在此基础上开展同期华南快速循环同化模式(CMA-GD-R3)小时降水预报性能检验。结果表明:影响湖南2021年汛期的主要环流型为西南涡切变型、切变型、副热带高压边缘南风型和台风外围东风型4类;模式小时降水预报的晴雨准确率和分级降水TS评分日变化特征明显,晴雨准确率夜间高于白天,分级降水TS评分峰值出现在早晨,各环流型的临近时效降水预报效果较好,短时强降水发生频次最高的西南涡切变型晴雨准确率较低,副热带高压边缘南风型在较大量级降水表现相对较差;SAL(structure amplitude and location)检验显示,西南涡切变型、切变型过程模式位置预报较接近实况,强度预报表现为前弱后强,副热带高压边缘南风型过程预报落区分散,位置预报不稳定,整体强度较实况明显偏弱,台风外围东风型过程在短时预报时效落区接近实况,强度预报显著偏弱,该方法能较客观地反映模式降水预报空间偏差。

关键词：华南快速循环同化模式(CMA-GD-R3) 环流分型小时降水预报 SAL检验

四川盆地城市群臭氧污染时空精细演变特征的观测与模拟

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中国环境科学 2024年第1期44卷 1-14页

作者：张小玲雷雨王聪聪吴锴杨显玉谭钦文陆成伟成都信息工程大学大气科学学院高原大气与环境四川省重点实验室四川成都610225 成都平原城市气象与环境四川省野外科学观测研究站四川成都610225 加州大学尔湾分校土木与环境工程学院美国尔湾92617 成都市生态环境科学研究院四川成都610046

基于四川盆地污染物浓度和气象数据,结合ERA5再分析资料研究了2019年8月22~28日臭氧(O_(3))污染过程的演变及高低空大气环流特征,并利用高分辨率中尺度天气预报模式WRF和多尺度空气质量模型CMAQ探究了O_(3)形成与传输过程.结果表明:①O_... 详细信息

基于四川盆地污染物浓度和气象数据,结合ERA5再分析资料研究了2019年8月22~28日臭氧(O_(3))污染过程的演变及高低空大气环流特征,并利用高分辨率中尺度天气预报模式WRF和多尺度空气质量模型CMAQ探究了O_(3)形成与传输过程.结果表明:①O_(3)浓度的分布特征与风向、温度的分布密切相关,O_(3)高值区主要位于高温和主导风向的下风向区域.污染过程中南亚高压和西太平洋副热带高压稳定地控制整个四川盆地,700和850hPa均受高压控制,盛行下沉气流,地面升温,促进O_(3)的迅速生成,同时抑制了地面O_(3)向高空的稀释扩散.②夜间1000m高度上O_(3)浓度水平和空间分布特征受白天地面O_(3)_8h浓度分布以及风场传输作用的影响较大.夜间O_(3)低值主要在盆地底部地区,成都及重庆市区受NO滴定作用影响,为两大低值中心,O_(3)高值中心受山脉阻挡作用,呈带状堆积在盆地边缘地区.③利用WRF-CMAQ模型中的过程分析量化不同物理化学过程对O_(3)浓度的相对贡献,垂直传输过程和气相化学是白天O_(3)的主要来源,干沉降和水平平流为地面O_(3)的主要汇.④利用ISAM综合源解析方法估算城市间输送对O_(3)浓度的相对贡献.受东北风输送的影响,模式边界对川东北城市群贡献为58.86%~79.23%;东南风使重庆O_(3)浓度受边界的影响较大,贡献约为72.50%.NO_(2)贡献的来源主要为城市自身及周边城市的传输.川东北城市群的NO_(x)排放较低,来自模式边界以及重庆地区的输入对川东北城市群有较大的贡献.⑤生物源、工业源和交通源对四川盆地O_(3)浓度的贡献显著,而居民源和电厂的贡献较低.成都、德阳、重庆、眉山、内江、宜宾等城市工业源的贡献率较高.

关键词：臭氧污染传输过程化学生成来源贡献数值模拟

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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

环境空气中铵盐与PM_(2.5)浓度爆发性增长特征研究

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四川环境 2024年第3期43卷 12-18页

作者：龚韬张勇陈贝齐国伟李嘉琪江南四川省乐山生态环境监测中心站四川乐山614000 乐山市气象局气象台四川乐山614000

基于大气污染防治的严峻性,特别是细颗粒物污染仍是关注的重点,选取四川省乐山市作为研究对象,对2021年频繁出现的PM_(2.5)浓度爆发性增长进行研究。结合主要气态污染物和铵根离子、硫酸根离子、硝酸根离子浓度变化特征分析得出:乐山市... 详细信息

基于大气污染防治的严峻性,特别是细颗粒物污染仍是关注的重点,选取四川省乐山市作为研究对象,对2021年频繁出现的PM_(2.5)浓度爆发性增长进行研究。结合主要气态污染物和铵根离子、硫酸根离子、硝酸根离子浓度变化特征分析得出:乐山市的PM_(2.5)浓度爆发性增长与二次无机阳离子(NH+4)、阴离子(SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-))有很好的关联性,Pearson相关系数最大达到0.939、0.954和0.832;同时PM_(2.5)还与SO_(2)、CO等一次污染物呈显著正相关,Pearson相关系数最大达到0.940和0.952,燃煤源影响达到案例统计数量的90%。经地面风向数据与铵根离子浓度辐合进一步推断出污染来源与城市南面的大型燃煤、涉氨类企业排放相关,为进一步的污染防控和精准治理提供指引。

关键词： PM2.5 铵盐污染防控

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