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华南前汛期珠江流域两类暖区飑线特征分析

河海大学学报(自然科学版) 2024年第4期52卷 5-12+21页

作者：张小雯盛杰滑申冰郑永光刘鑫华麦子国家气象中心中国气象局水文气象重点开放实验室中国电力科学研究院有限公司

利用2016—2019年4—6月雷达三维拼图资料，根据触发条件的差异，划分华南前汛期暖区飑线为锋面触发暖区发展(Ⅰ型暖区飑线)与暖区触发并发展(Ⅱ型暖区飑线)两类；在此基础上针对飑线造成短时强降水和雷暴大风的分布，对比了飑线发生时... 详细信息

利用2016—2019年4—6月雷达三维拼图资料，根据触发条件的差异，划分华南前汛期暖区飑线为锋面触发暖区发展(Ⅰ型暖区飑线)与暖区触发并发展(Ⅱ型暖区飑线)两类；在此基础上针对飑线造成短时强降水和雷暴大风的分布，对比了飑线发生时的大尺度环境条件和中尺度雷达回波特征。结果表明：Ⅰ型暖区飑线大多形成于平原地区，Ⅱ型暖区飑线大多生成于山脉迎风坡和海岸线；两类飑线发生时均伴有明显的短时强降水，易造成暴雨洪涝；Ⅰ型暖区飑线易产生区域性雷暴大风，Ⅱ型暖区飑线产生分散性雷暴大风；Ⅰ型暖区飑线生命史长，对流发展更旺盛，飑线移动速度快；Ⅱ型暖区飑线生命史短，飑线移动速度慢，回波强度弱于Ⅰ型暖区飑线；两类飑线都有较好的水汽条件和0～3 km低层风垂直切变条件，Ⅰ型暖区飑线发生时动力和热力条件更好。

关键词：珠江流域暖区飑线华南前汛期空间分布中尺度特征环境参数

干旱条件下马铃薯叶片光合特征对叶室温度的响应

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中国农业气象 2024年第3期45卷 308-317页

作者：杨阳赵鸿杜昊霖王鹤龄中国气象局兰州干旱气象研究所/甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室/中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室兰州730020

通过Li-6400便携式光合仪设置叶室温度分别为22、25、28、31和34℃,模拟叶片局部温度,测定马铃薯块茎膨大期充分供水(土壤含水量保持80%田间持水量,对照处理)和干旱(土壤含水量在65%田间持水量时开始持续干旱)条件下叶片光合特征的光响... 详细信息

通过Li-6400便携式光合仪设置叶室温度分别为22、25、28、31和34℃,模拟叶片局部温度,测定马铃薯块茎膨大期充分供水(土壤含水量保持80%田间持水量,对照处理)和干旱(土壤含水量在65%田间持水量时开始持续干旱)条件下叶片光合特征的光响应曲线,研究干旱条件下马铃薯叶片光合特征对叶室温度的响应特征。结果表明:充足灌溉条件下马铃薯在25℃时具有较大的光合潜能,且对弱光的利用最强,22℃条件下马铃薯叶片对光环境适应最强,28℃条件下马铃薯叶片活性最好,而干旱胁迫处理明显降低了马铃薯的最大光合能力、弱光的利用能力和叶片活性。随着温度升高,充足灌溉条件下马铃薯叶片净光合速率和气孔导度先升后降,在25℃达到最大,此时蒸腾速率最小,水分利用效率较高,说明此温度条件下马铃薯表现出较强的水、气调节能力,对环境的适应能力最强,25℃下马铃薯光合作用较为适宜,其次是22℃,而干旱胁迫马铃薯叶片在22℃条件下净光合速率最大、蒸腾速率最小、气孔导度较大、水分利用效率最高,此温度条件为干旱胁迫下马铃薯适应能力最适温度。温度高于31℃对马铃薯光合作用不利。

关键词：马铃薯光合作用干旱胁迫温度效应半干旱区

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“23·7”华北特大暴雨数值预报检验评估

应用气象学报 2024年第1期35卷 17-32页

作者：张博张芳华李晓兰胡艺国家气象中心北京100081 中国气象局水文气象重点开放实验室北京100081

针对“23·7”华北特大暴雨过程,采用天气学检验及TS(thrcat scorc)评分和MODE(mcthod for objcct-bascd diagnostic cvaluation)方法对中国气象局高分辨率全球同化预报系统(CMA-GFS)、较低分辨率全球集合预报系统(CMA-EPS)、欧洲中期... 详细信息

针对“23·7”华北特大暴雨过程,采用天气学检验及TS(thrcat scorc)评分和MODE(mcthod for objcct-bascd diagnostic cvaluation)方法对中国气象局高分辨率全球同化预报系统(CMA-GFS)、较低分辨率全球集合预报系统(CMA-EPS)、欧洲中期数值预报中心集合预报系统(EC-EPS)和业务预报模式(EC-HR)、美国环境预报中心全球预报系统(NCEP-GFS)等全球模式和中国气象局区域台风数值预报系统(CMA-TYM)、中尺度天气数值预报系统(CMA-MESO)和区域数值预报系统(CMA-BJ)等进行中短期预报效果检验评估。结果表明:EC-EPS提前14 d预报京津冀一带有过程累积降水量超过100 mm强降水的发生概率,CMA-EPS可提前12 d报出,但预报欠稳定且落区偏东偏南。EC-HR对100 mm以上过程累积降水量及2 d以上暴雨日的位置预报提前时效均达8 d左右,CMA-GFS的过程累积降水量预报显著偏小、强降水落区明显偏东,可用预报时效短;NCEP-GFS预报性能介于二者之间。各模式均可提前36 h预报强降水落区和强度的变化趋势,中尺度模式可更加精细地刻画其形态和位置分布,尤以CMA-BJ为佳,但其预报偏强,其余模式不同程度偏弱,其中CMA-GFS显著偏弱。EC-HR提前8 d预报关键影响系统发生发展,但低层倒槽位置偏西偏北,低空急流偏弱,低估了地形对强降水的增幅作用,是太行山东麓降水量预报偏弱的重要原因之一。整体上,EC-EPS、EC-HR的提前时效和稳定性,以及CMA-BJ的落区形态和强度预报等对预报业务有较高参考价值。

关键词：华北特大暴雨数值模式天气学检验 TS评分 MODE检验

中国北方干旱多发带极端春夏连旱的主要影响因子特征

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高原气象 2024年

作者：陆晓娟李忆平王劲松中国气象局兰州干旱气象研究所/甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室/中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室

在全球变暖背景下，天气气候事件表现出的极端性愈加明显，由此造成的各种气象灾害对社会和经济的危害程度进一步加大。在中国北方干旱多发带（Northern Drought-prone Belt, NDPB），极端干旱事件发生的次数更为频繁、强度更为剧烈、... 详细信息

在全球变暖背景下，天气气候事件表现出的极端性愈加明显，由此造成的各种气象灾害对社会和经济的危害程度进一步加大。在中国北方干旱多发带（Northern Drought-prone Belt, NDPB），极端干旱事件发生的次数更为频繁、强度更为剧烈、范围更为广阔。本文利用气象干旱综合指数、站点的降水和近地面气温、再分析资料以及海表温度、积雪范围、海冰密集度资料，通过统计分析和合成分析方法揭示了NDPB极端春夏连旱事件的主要影响因子特征。研究表明，主要环流因子表现为：3月自巴芬湾东传的波列，5月从哈德逊湾南部到贝加尔湖以东“正-负-正-负-正-负”的位势高度异常，6月60°N附近东传的波列、丝路波列以及偏东偏弱的西太平洋副热带高压；主要的外强迫因子表现为：拉尼娜向厄尔尼诺的位相转变及印度洋海盆和北大西洋中部偏暖的海温异常，欧亚大陆中高纬和北美大陆40°N-60°N之间明显偏小、青藏高原前期偏大后期偏小的积雪范围异常，以及巴芬湾和戴维斯海峡附近偏少而格陵兰海附近偏多、从巴伦支海到喀拉海呈现“正-负-正”分布的海冰密集度异常。

关键词：极端春夏连旱事件影响因子中国北方干旱多发带

重庆水电流域夏季降水模态分析及其水汽输送特征

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高原气象 2024年第2期43卷 421-433页

作者：刘祥何军庞玥孔德璇夏佰成中国气象局气候资源经济转化重点开放实验室重庆市气象服务中心重庆401147 中国气象局气候资源经济转化重点开放实验室重庆市气象台重庆401147 贵州省黔西南布依族苗族自治州气象局贵州兴义562400

水电是重庆重要的产电形式之一,研究重庆水电流域夏季降水的强弱和分布对做好夏季电力气象保障服务具有重要意义,目前的研究主要聚焦于西南地区或四川盆地,较少以水电流域为单位进行研究,对做好精细化的电力气象服务参考作用有限。本文... 详细信息

水电是重庆重要的产电形式之一,研究重庆水电流域夏季降水的强弱和分布对做好夏季电力气象保障服务具有重要意义,目前的研究主要聚焦于西南地区或四川盆地,较少以水电流域为单位进行研究,对做好精细化的电力气象服务参考作用有限。本文利用1981-2022年重庆水电流域115个气象观测站点降水数据、ERA5再分析资料,通过EOF分析、回归分析、合成分析等方法,对重庆水电流域夏季降水模态和成因进行了分析,并进一步探究了各模态水汽输送特征。结果表明:重庆水电流域夏季降水主要有全区一致型和南北反向型两个模态,全区一致型中一致偏多型环流特征主要表现为中高纬高度场波动振幅较大,中纬度西风急流偏强、偏南,中低纬南亚高压偏强、偏南,西太平洋副热带高压偏西,同时流域内配合有异常的西南水汽输送和水汽辐合,一致偏少型则与之相反,此外,影响全区一致型的水汽通道共有4条,分别为孟加拉湾西部南风通道、中南半岛北部的南风通道、高原东侧的西风通道、菲律宾以西的东风通道,其中以菲律宾以西的东风通道影响最为显著;南北反向型中北多南少型环流特征主要表现为中高纬高度场西高东低,中纬度西风急流偏北,中低纬南亚高压表现为东部型,西太平洋副热带高压容易西伸、北跳,同时流域内配合有较强的向北输送的水汽通量,且北部有水汽辐合、南部有水汽辐散,南多北少型则与之相反,此外,影响南北反向型的水汽通道共有2条,分别为流域中部南风通道和菲律宾东部南风通道,且二者表现出一致变化的特征。

关键词：水电流域降水模态水汽输送环流

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山洪灾害临界雨量确定方法对比研究--以雅安名山河流域为例

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自然灾害学报 2024年第3期33卷 89-99页

作者：徐金霞郭海燕邓国卫高歌刘佳徐沅鑫中国气象局成都高原气象研究所/高原与盆地暴雨旱涝灾害四川省重点实验室四川成都610072 四川省气候中心四川成都610072 中国气象局国家气候中心暨气候研究开放实验室北京100081 四川省气象灾害防御技术中心四川成都610072

临界雨量是山洪灾害预警的重要指标,以雅安名山河流域为例,依据山洪灾情记录与逐小时降水数据,采用3种基于数据驱动的统计归纳法和基于灾变物理机制的FloodArea水文水力学方法,对比分析了名山河流域不同降雨历时(1、3、6、12、24 h)的... 详细信息

临界雨量是山洪灾害预警的重要指标,以雅安名山河流域为例,依据山洪灾情记录与逐小时降水数据,采用3种基于数据驱动的统计归纳法和基于灾变物理机制的FloodArea水文水力学方法,对比分析了名山河流域不同降雨历时(1、3、6、12、24 h)的山洪灾害临界雨量。通过研究发现,单站临界雨量法适用于雨量站分布均匀且站点密度高的区域,区域临界雨量法基于流域面雨量而非站点雨量,适用于雨量站布设稀疏的区域,其计算结果较实际情况偏低。灾害与降雨同频率法以县站长时间极值序列为样本,基于概率密度函数计算与灾害发生频率对应的临界雨量值,发现广义极值分布拟合效果最优、对数正态与耿贝尔分布次之。该方法数据需求简单,尤其适用于对灾情记录不全以及站点分布稀疏地区,但其存在山洪频率计算偏低情况下,临界雨量值计算结果偏高的问题,可依据实际情况采用合适的衰减系数,适当调整,减小误差。FloodArea水文模型更适用于精细化山区小流域山洪灾害过程的模拟,计算得到四级山洪灾害预警临界雨量值偏小,实际更接近三级风险雨量值。结果表明,统计方法倾向于高估,而水文模型指标则可能低估,山洪灾害临界雨量的推求可依据数据的实际情况综合采用多个方法进行复核订正。

关键词：山洪灾害临界雨量概率密度 FloodArea模型

环境湿度影响人工催化消减雨效果的数值模拟研究

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大气科学 2024年第2期48卷 572-584页

作者：花少烽查思佳陈宝君中国气象局云降水物理与人工影响天气重点开放实验室北京100081 中国气象局人工影响天气中心北京100081 上海市金山区气象局上海201508

利用耦合了碘化银催化过程的WRF(Weather Research and Forecast)模式,对2014年8月16日南京青奥会开幕式当天实施的人工催化作业开展数值模拟,评估催化效果并通过敏感性数值试验调查低空环境干层对催化效果的影响。结果表明,催化作业产... 详细信息

利用耦合了碘化银催化过程的WRF(Weather Research and Forecast)模式,对2014年8月16日南京青奥会开幕式当天实施的人工催化作业开展数值模拟,评估催化效果并通过敏感性数值试验调查低空环境干层对催化效果的影响。结果表明,催化作业产生了减雨效果,低空干区的存在是影响催化效果的关键。当低空存在深厚的相对湿度很小的干层时,催化导致减雨效果;当增加低层的相对湿度即弱化低空干层,催化减雨效果减弱甚至出现增雨效果。催化增强了雪的形成过程但减弱了雪的增长过程尤其是凝华增长,导致雪粒子浓度增加但粒径减小,融化产生更多的小雨滴增强了蒸发过程,最终导致地面降水减少。

关键词：人工消减雨碘化银催化环境干层雪融化雨蒸发

对流允许尺度区域气候模拟和未来预估的最新进展

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地球科学进展 2024年第6期 576-588页

作者：熊雅婷董广涛中国气象局上海城市气候变化应对重点开放实验室上海市气候中心

伴随着近年来高性能计算资源的快速提高，模式的水平分辨率逐渐精细化。对流允许尺度（分辨率为4 km及以上）区域气候模式已成为当前区域气候模式发展和应用的主要方向之一。通过文献调研对对流允许尺度区域气候模式的4种建模方式、相... 详细信息

伴随着近年来高性能计算资源的快速提高，模式的水平分辨率逐渐精细化。对流允许尺度（分辨率为4 km及以上）区域气候模式已成为当前区域气候模式发展和应用的主要方向之一。通过文献调研对对流允许尺度区域气候模式的4种建模方式、相比于传统分辨率区域气候模式的增值能力以及未来气候预估进行了回顾和总结。对流允许尺度区域气候模式无需使用对流参数化方案就可以显式表示深对流过程，在一定程度上改善了模式对复杂地形和地表强迫的表现能力。对流允许尺度区域气候模式在模拟降水特征（降水日变化、持续时间、次日尺度降水强度和短时强降水强度）、积雪特征（雪深和覆盖率）、中尺度对流系统特征（数量和周期）、热带气旋特征（强度、路径）以及城市热岛形态等方面存在显著增值能力。目前，对流允许尺度区域气候模式仍然存在诸多挑战和不确定性，今后可利用更高分辨率数据集、改进的云微物理过程和边界层参数化方案以及更高性能的计算资源，进一步提高对流允许尺度区域气候模拟和应用能力。

关键词：对流允许尺度模式区域气候模拟增值未来气候预估

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“23·7”华北特大暴雨过程小时强降水时空分布特征

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大气科学学报 2024年

作者：唐永兰徐桂荣唐国瑛张文闵爱荣中国气象局武汉暴雨研究所中国气象局流域强降水重点开放实验室/暴雨监测预警湖北省重点实验室三峡国家气候观象台

由于西北太平洋副热带高压、2023年第5号台风“杜苏芮”、第6号台风“卡努”等共同作用，2023年7月29日08时—8月2日08时（北京时）华北地区发生极端特大暴雨，造成重大社会影响。利用中国气象局国家气象信息中心提供的国家级气象站逐... 详细信息

由于西北太平洋副热带高压、2023年第5号台风“杜苏芮”、第6号台风“卡努”等共同作用，2023年7月29日08时—8月2日08时（北京时）华北地区发生极端特大暴雨，造成重大社会影响。利用中国气象局国家气象信息中心提供的国家级气象站逐小时降水资料，分析了此次特大暴雨过程中的小时强降水（Hourly Heavy Rainfall，HHR）时空分布特征，并对不同历时类型强降水事件（Heavy Rainfall Event，HRE）的统计特征进行了对比。结果表明：1）此次特大暴雨HHR强度高、局地性明显，其对总降水量的贡献超过20%，北京西部、河北中部和西南部等太行山东麓为HHR降水量大值区和降水频次活跃区，双台风将水汽源源不断地输送到华北平原，受到太行山等山脉阻挡抬升，利于HHR增幅和持续。2）HHR降水量、降水频次经历6次峰值后减弱，其中第3次峰值时段的HHR降水量最大、降水频次最多、持续时间最长；而在“杜苏芮”残涡螺旋影响、暖式切变线和偏东风影响以及偏南或西南急流影响的3个主要降水阶段中，“杜苏芮”残涡螺旋影响阶段HHR最为活跃，共发生257次HHR，HHR最大降水量达73.5 mm。3）在三种类型HRE中，长历时（>12 h）最多，占比54.5%，短历时（1～6 h）次之，占比32.9%，中历时（7～12 h）最少，占比12.6%；长历时HRE降水量多>180 mm，短历时、中历时HRE的降水量多为[20，60）mm；HRE的最大降水量表现为短历时<中历时<长历时，而最大降水强度表现正相反，3种历时HRE的最大小时降水量多为[20，30）mm。4）不同类型HRE降水量、频次和平均降水强度的空间分布显示，长历时HRE因频次高于短历时和中历时，加之历时长，其降水量也高于后两种类型，北京、河北等地是长历时HRE降水量和频次大值区。

关键词：华北特大暴雨小时强降水强降水事件时空分布台风地形