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副热带高压控制下一次极端暴雨成因分析及成功预警

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灾害学 2024年

作者：郭萍段绍玲郑建萌张万诚陈静杨宏庆中国气象局横断山区(低纬高原)灾害性天气研究中心云南省临沧市气象局云南省气候中心中国气象局大理山地气象野外科学试验基地云南省气象科学研究所中国气象局大理国家气候观象台

2022年10月8日，临沧市双江县忙懦乡遭遇历史性极端暴雨，最大小时雨量达到57.2 mm。该文通过高空、区域自动站雨量、ERA5再分析、FY-2G、多普勒天气雷达等资料综合分析，揭示此次暴雨的成因：①此过程的大尺度环流背景是在强盛的副高... 详细信息

2022年10月8日，临沧市双江县忙懦乡遭遇历史性极端暴雨，最大小时雨量达到57.2 mm。该文通过高空、区域自动站雨量、ERA5再分析、FY-2G、多普勒天气雷达等资料综合分析，揭示此次暴雨的成因：①此过程的大尺度环流背景是在强盛的副高控制下，由中尺度系统触发产生的强降雨。②强降雨期间大气层结不稳定，存在暖湿底层与干冷高层，低抬升凝结高度和自由对流高度；强降雨发生与水汽输送和水汽辐合大值区相对应，低层辐合中高层辐散且与强垂直上升运动区配合。③两个强降雨时段对应不同的雷达回波特征，初时段无大范围的降雨回波，局地出现中-γ尺度对流回波；次时段降雨回波范围扩大，形成列车效应。④忙懦乡的地形和低层东偏南气流对中尺度对流系统的触发与维持起到关键作用。⑤"1262"服务模式提前发出警报，夜间强降雨得以有效预警，避免了人员伤亡，成为预警联动的成功案例。

关键词：极端暴雨副热带高压中尺度系统临沧市递进式气象服务

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基于多源信息的遥感综合干旱监测模型

高原气象 2024年

作者：张德军宏观杨世琦祝好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科学研究所重庆市农业气象与卫星遥感工程技术中心中国气象局气象探测中心

为解决传统遥感干旱指数侧重于对单一响应因子的监测，缺乏对干旱综合评估的问题，本文结合气象观测资料和多源遥感数据，择优选择TVDI、 RVI、 PDI和GVMI日产品数据作为自变量，与卫星过境相邻时刻气象观测资料计算的MCI指数为因变量... 详细信息

为解决传统遥感干旱指数侧重于对单一响应因子的监测，缺乏对干旱综合评估的问题，本文结合气象观测资料和多源遥感数据，择优选择TVDI、 RVI、 PDI和GVMI日产品数据作为自变量，与卫星过境相邻时刻气象观测资料计算的MCI指数为因变量，采用随机森林回归算法（Random Forest Regression, RFR）构建综合遥感干旱监测模型。结果表明：与传统最小二乘法模型（Ordinary Least Squares,OLS）相比，RFR模型训练集和测试集精度均优于OLS模型。RFR训练集R值为0.97, RMSE为0.33，测试集R值为0.90, RMSE为0.53; OLS模型训练集R值为0.78, RMSE值为0.73，测试R值为0.76,RMSE值为0.79，表明RFR模型在表征区域旱情时比OLS模型更加优秀。在2022年西南地区旱情监测评估中，RFR遥感干旱监测结果与MCI指数时空分布较为一致，能较好地表征区域旱情的时空动态变化特征，体现了RFR模型在实际干旱监测过程中的实用性。但RFR干旱监测精度与区域站点个数和站点空间分布有关，在站点个数较多，站点分布均匀的区域，RFR干旱监测模型精度较高。

关键词：干旱遥感随机森林回归最小二乘法

基于印度洋海温信号的我国西北地区东部夏季降水组合降尺度预测方法研究

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气象 2024年第3期50卷 357-369页

作者：朱晓炜李清泉孙银川王璠王岱高睿娜刘颖中国气象局旱区特色农业气象灾害监测预警与风险管理重点实验室银川750002 宁夏回族自治区气候中心银川750002 中国气象局气候预测研究重点开放实验室国家气候中心北京100081 南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044

利用国家气候中心第二代气候模式预测业务系统(BCC-CPSv2)预测产品,引入印度洋海温信号,采用组合降尺度方法建立了西北地区东部汛期降水预测模型。该预测模型对1991—2017年西北地区东部夏季降水的回报技巧较BCC-CPSv2预测技巧显著提高... 详细信息

利用国家气候中心第二代气候模式预测业务系统(BCC-CPSv2)预测产品,引入印度洋海温信号,采用组合降尺度方法建立了西北地区东部汛期降水预测模型。该预测模型对1991—2017年西北地区东部夏季降水的回报技巧较BCC-CPSv2预测技巧显著提高,空间相关系数由0.42提高到0.75,均方根误差明显减小,最多下降达80%。预测模型对降水空间分布型的预测能力较好,很好地回报了典型年份(1987年和2010年)夏季的降水距平百分率分布。通过抓住气象变量的空间分布特征,组合降尺度方法可以修正动力模式产品的预测误差,为西北地区东部夏季降水预测提供科学依据和技术支持,具有较好的应用前景。

关键词：印度洋海温西北地区东部夏季降水组合降尺度预测模型

基于时间序列分解的京津冀区域PM_(2.5)和O_(3)空间分布特征

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环境科学 2024年第5期45卷 2487-2496页

作者：姚青丁净杨旭蔡子颖韩素芹天津市环境气象中心中国气象局‐南开大学大气环境与健康研究联合实验室天津300074

京津冀区域大气污染分布呈现明显的空间差异,厘清不同时间尺度下PM_(2.5)和O_(3)浓度分布有助于制定科学有效的污染防控措施.采用STL方法分解PM_(2.5)和O_(3)浓度,获取长期分量、季节分量和短期分量,研究其变化趋势与空间分布特征.结果... 详细信息

京津冀区域大气污染分布呈现明显的空间差异,厘清不同时间尺度下PM_(2.5)和O_(3)浓度分布有助于制定科学有效的污染防控措施.采用STL方法分解PM_(2.5)和O_(3)浓度,获取长期分量、季节分量和短期分量,研究其变化趋势与空间分布特征.结果表明,2017~2021年京津冀区域PM_(2.5)浓度下降幅度高于O_(3),春、夏季PM_(2.5)和O_(3)浓度呈正相关,秋、冬季呈现负相关,短期分量和季节分量分别对PM_(2.5)和O_(3)浓度的贡献最大.PM_(2.5)的季节分量、短期分量以及O_(3)的长期分量和短期分量均存在2个主成分,对应河北省中南部和京津冀区域北部,在不同时间尺度上京津冀区域PM_(2.5)和O_(3)均存在次区域分布.与原始序列相比,长期分量能够更好地反映PM_(2.5)和O_(3)浓度的演变趋势;季节分量和短期分量的标准差可用于衡量各城市PM_(2.5)和O_(3)浓度波动情况,太行山前各城市PM_(2.5)浓度季节分量和短期分量标准差较高,唐山的O_(3)浓度短期分量的标准差最高.

关键词：时间序列分解 PM_(2.5) 臭氧(O_(3)) 京津冀区域空间分布

1979-2020年西北地区地表风速的年代际变化特征

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高原气象 2024年

作者：王勇周子涵王澄海肖栋秦豪君黄武斌兰州大学大气科学学院中国气象局兰州干旱气象研究所甘肃省干旱气候资源与环境重点实验室兰州中心气象台上海市气象局中国气象局上海城市气候变化应对重点开放实验室

基于1979-2020年西北地区173个气象站点10 m风速观测资料和ERA-5再分析资料，揭示了西北地区年、各季节风速的年代际变化特征及2003/2004年年代际变化可能的环流背景。结果表明：1979-2020年趋势分布存在显著的区域差异，风速增大区域... 详细信息

基于1979-2020年西北地区173个气象站点10 m风速观测资料和ERA-5再分析资料，揭示了西北地区年、各季节风速的年代际变化特征及2003/2004年年代际变化可能的环流背景。结果表明：1979-2020年趋势分布存在显著的区域差异，风速增大区域主要位于甘肃中部和东部、陕西、新疆西南和东北部分地区，其余站点风速大体减小。呈现减小趋势的站点数明显多于增加趋势的站点数，呈现减小趋势站点平均地表风速大于整个西北平均的风速值，呈现增加趋势的站点的平均地表风速小于整个西北平均的风速值，并且在2004年后明显增大。年平均和各季节第一模态的空间分布与1979-2020年趋势分布相似，时间序列的年代际变化发生在2000年前后。年平均和各季节第二模态除宁夏和陕西南部地区为负异常，其余站点大体均为正异常，其时间序列均发生了两次突变，分别发生在1987/1988年和2003/2004年。1987/1988年的西北地区风速变化成因已有大量研究，本研究重点分析了2003/2004年西北风速年代际变化成因的环流因子。从500 hPa位势高度2004-2020年与1988-2003年的合成差图可知，春季环流场呈现中亚-北欧的经向偶极子模态，夏季和秋季呈现为“丝绸之路”模态，冬季呈现“斯堪的纳维亚”模态，年平均呈现为北极涛动负位相。可见，2003/2004年前后四季和年平均环流背景变化都各有特点，它们如何影响中国西北地表风速2003/2004年的年代际变化的物理过程待于进一步深入研究。

关键词：地表风速时空分布年代际变化西北地区趋势

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中国近30年短时极端降水特征分析

大气科学 2024年第3期48卷 1144-1156页

作者：赵煜飞张强鞠晓慧肖栋杨和平陈杰廖捷邓悦国家气象信息中心北京100081 中国气象局上海城市气候变化应对重点开放实验室上海200030 广西壮族自治区气象信息中心南宁530000

由于观测资料的限制,以往对于日尺度以下的短时极端降水特征和短时极端降水阈值的研究较少。本文基于中国气象局最新研制的1991~2021年中国2464个台站逐小时降水资料,分析了全国1 h、3 h降水频率特征,采用百分位法分别统计1 h和3 h极端... 详细信息

由于观测资料的限制,以往对于日尺度以下的短时极端降水特征和短时极端降水阈值的研究较少。本文基于中国气象局最新研制的1991~2021年中国2464个台站逐小时降水资料,分析了全国1 h、3 h降水频率特征,采用百分位法分别统计1 h和3 h极端降水阈值,探究了中国短时极端降水气候特征。分析结果表明四川、贵州、湖南、江西、福建和浙江等省的部分台站1 h降水频率较大,可达12%,西北地区1 h降水频率普遍偏低,大部分台站低于3%。1991~2021年期间,1 h、3 h极端降水频率呈减少趋势。共有64.7%的站3 h极端降水频率线性趋势与1 h极端降水频率线性趋势一致。我国降水极值和极端降水阈值空间特征明显,1 h降水极端降水阈值基本呈东南大、西北小的空间特征,广东、广西、海南阈值相比我国其他地区偏大。海南、广东、广西和江苏省1 h降水历史平均极值超过80 mm h^(-1),其中海南省平均极值最高,达102.7 mm h^(-1)。

关键词：地面观测降水质量控制日变化

基于N-CMIP6的长江流域气温和降水未来预估

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人民长江 2024年

作者：温姗姗王智晨翟建青蒋富霜周彪安徽师范大学地理与旅游学院中国气象局国家气候中心

为探究具有更高可信度的长江流域未来气温和降水的时空变化特征，本研究基于1961-2020年中国格点化逐日气象观测数据，对2022年最新发布的NASA高分辨率降尺度数据集（N-CMIP6）中的35个气候模式在0.25°×0.25°分辨率下对长江流域气温... 详细信息

为探究具有更高可信度的长江流域未来气温和降水的时空变化特征，本研究基于1961-2020年中国格点化逐日气象观测数据，对2022年最新发布的NASA高分辨率降尺度数据集（N-CMIP6）中的35个气候模式在0.25°×0.25°分辨率下对长江流域气温和降水模拟能力进行了评估，进而预估了不同共享社会经济路径（SSPs）情景下（SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5）长江流域在21世纪近期（2021-2040年）、中期（2041-2060年）和末期（2081-2100年）的气温和降水时空演变特征。结果显示，2021-2100年，长江流域年均气温和降水均呈现显著上升趋势，尤其是上游地区增温最为明显；到21世纪末期（2081-2100年），相较于基准期（1995-2014年），长江流域平均气温预计将升高1.61℃ ～ 5.18℃，平均降水量增加7.6% ～ 12.8%；秋季温度升高最为显著，其次是夏季，冬季降水增幅最大，秋季次之。研究结果有助于深化对区域气候变化的科学理解，为政府决策提供科学依据，以有效应对和适应气候变化带来的挑战，进而促进可持续发展。

关键词： N-CMIP6 气温降水 SSPs 长江流域

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乌兰察布市草原景区旅游气候舒适度评价

草业科学 2024年

作者：陈海英安莉娟代海燕李瑞青李多李亿平皇彦内蒙古凉城县气象局内蒙古自治区气候中心内蒙古自治区生态与农业气象中心内蒙古大学国家气候中心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实验室乌兰察布市气象局

为全面了解草原地区旅游气象环境和气候资源状况。本文利用乌兰察布市草原景区常规气象观测站点资料，基于温湿指数、风寒指数、着衣指数基础上构建旅游气候舒适度评价模型，计算逐年各旬旅游气候舒适度指数，划分草原景区旅游气候舒适... 详细信息

为全面了解草原地区旅游气象环境和气候资源状况。本文利用乌兰察布市草原景区常规气象观测站点资料，基于温湿指数、风寒指数、着衣指数基础上构建旅游气候舒适度评价模型，计算逐年各旬旅游气候舒适度指数，划分草原景区旅游气候舒适度等级，分析草原景区旅游气候适宜性分布特征。研究表明，温湿指数、风寒指数5月中下旬至9月中下旬均表现为舒适等级，着衣指数6-8月为舒适等级；乌兰察布市草原景区舒适期主要分布在5月中旬至9月上旬，而辉腾锡勒草原旅游区舒适期仅在6-8月期间，舒适期最短；夏季旅游舒适度高，为舒适期，冬季舒适度低，为不舒适期。全年旅游气候舒适度呈现倒“U”型，7月中旬至8月中旬期间北部比南部气候舒适度更加舒适，更适宜避暑旅游。

关键词：温湿指数风寒指数着衣指数气候舒适度乌兰察布市

新疆天山西部伊犁河流域不同海拔雪岭云杉生长衰退特征

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应用生态学报 2024年第5期35卷 1196-1204页

作者：张昕宇高露双刘可祥秦莉张瑞波韩新宇赵冰倩北京林业大学林学院北京100083 中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所/中国气象局树木年轮理化研究重点开放实验室/新疆树木年轮生态重点实验室乌鲁木齐830002

本文以新疆天山西部伊犁河流域优势树种雪岭云杉为对象,采用树轮指数(TRI)和生长变化百分率(GC)的方法研究不同海拔(1800、2300和2800 m)雪岭云杉的衰退特征,分析不同海拔雪岭云杉生长对干旱事件的响应差异,揭示该地区海拔对树木生长衰... 详细信息

本文以新疆天山西部伊犁河流域优势树种雪岭云杉为对象,采用树轮指数(TRI)和生长变化百分率(GC)的方法研究不同海拔(1800、2300和2800 m)雪岭云杉的衰退特征,分析不同海拔雪岭云杉生长对干旱事件的响应差异,揭示该地区海拔对树木生长衰退的影响。结果表明:低海拔(1800 m)雪岭云杉呈现多次衰退,但树轮指数法和生长变化百分率法判定的衰退时间存在差异。树轮指数表明,低海拔雪岭云杉在1927—1933、2007—2014年期间出现了2次的持续大规模衰退;生长变化百分率表明,低海拔雪岭云杉在1891—1893、1924—1926、1973—1975、2004—2009年期间出现了4次生长衰退。上一年生长季帕尔默干旱指数(PDSI)显著影响不同海拔雪岭云杉径向生长。随着海拔上升,当年生长季PDSI对雪岭云杉径向生长的作用呈现先显著增强再减弱的趋势。在极端干旱年份(1917年),雪岭云杉生长衰退程度随海拔增加呈现增强趋势,低海拔处(1800 m)树轮指数为0.65,比平均水平低35%,而中(2300 m)、高(2800 m)海拔则分别为0.56和0.54,显著低于平均水平40%。1917年的干旱事件对不同海拔雪岭云杉生长均存在2年的遗产效应,1920年树轮指数达到0.9以上,接近正常水平。海拔因素对干旱导致的森林衰退具有重要影响,分布在水热条件相对较差的低海拔处的树木生长更易受到干旱事件的抑制作用,进而引发了次数多、规模大的衰退事件。但在面对极端干旱时,水热条件较好的中、高海拔处的树木也会出现更大程度的衰退事件。

关键词：天山西部雪岭云杉生长衰退干旱事件海拔气候响应

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