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基于多源数据的巢湖蓝藻水华时空分布及驱动因素分析

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环境科学 2024年第5期45卷 2694-2706页

作者：金晓龙邓学良戴睿徐倩倩吴月范裕祥合肥市气象局合肥230041

富营养化和有害藻类水华暴发是全世界淡水湖泊共同面临的生态环境问题之一.巢湖作为典型的内陆淡水湖泊,其富营养化水平和蓝藻水华暴发面积常年居高不下,且在各湖区表现为一定的时空分布差异.为认识和了解不同阶段巢湖蓝藻水华发生和发... 详细信息

富营养化和有害藻类水华暴发是全世界淡水湖泊共同面临的生态环境问题之一.巢湖作为典型的内陆淡水湖泊,其富营养化水平和蓝藻水华暴发面积常年居高不下,且在各湖区表现为一定的时空分布差异.为认识和了解不同阶段巢湖蓝藻水华发生和发展基本规律,利用巢湖水上综合观测平台和卫星遥感等多源数据,获得2015~2020年水体中藻密度和水华面积的时空分布信息,并采用基于增强回归树的机器学习算法,定量评估不同阶段各环境因子对蓝藻水华影响的重要程度及相互作用关系.结果表明:(1)巢湖蓝藻水华表现出较大的季节变化特征,蓝藻细胞在春季开始复苏,主要在巢湖西半湖和沿岸地区形成轻度水华,水体藻密度在夏、秋季达到最大,该季节发生中等程度以上的水华频率较高.(2)非暴发期间,巢湖藻密度变化受物理和化学因素影响较大,二者对解释藻密度方差变化的贡献率可达80.3%,水体中高浓度溶解氧、弱碱性pH值(7.2~7.6)和适宜水温(3℃)是藻类细胞生长繁殖的有利环境条件,巢湖蓝藻水华首次暴发一般在气温稳定通过7℃初日11 d前后出现.(3)暴发期内,巢湖蓝藻水华发生主要受藻类生物量和气象条件的综合影响,气温、藻密度、日照时数和风速的累计贡献率为95%,各因子均存在一个有利于蓝藻水华发生的最适区间.多因子交互作用分析结果显示,在水体藻密度大、气温适宜和微风的综合作用下,巢湖蓝藻水华发生概率较高.上述研究成果分析和揭示了不同阶段巢湖蓝藻水华的时空分布特征及其主导影响因子,可为巢湖蓝藻水华防控和预测、预警提供科学依据.

关键词：蓝藻水华时空变化巢湖影响因素驱动分析

初夏山东半岛沿海一次冷涡持续性暴雨过程诊断分析

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热带海洋学报 2024年

作者：褚子禾梅婵娟张灿万夫敬辛文鹏广东海洋大学山东省气象防灾减灾重点实验室山东省威海市气象局山东省青岛市气象局

利用常规观测资料和欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium-range Weather Forecasts,ECMWF）提供的第5代再分析资料（ECMWF re-analysis 5,ERA5），对2022年6月14日山东东部沿海一次暴雨过程进行热力、动力特征诊断分析，... 详细信息

利用常规观测资料和欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium-range Weather Forecasts,ECMWF）提供的第5代再分析资料（ECMWF re-analysis 5,ERA5），对2022年6月14日山东东部沿海一次暴雨过程进行热力、动力特征诊断分析，结果表明：暴雨过程发生在华北冷涡底部低槽东移至半岛沿海诱发冷性低涡的背景之下。边界层来自黄海的东南风冷湿平流输送为半岛强降水提供了充沛水汽。降水过程阶段性明显，第一阶段降水，低空持续受西部暖平流的影响，大气具有对流不稳定性，第二阶段降水，受冷暖平流共同影响，大气由中性层结逐渐转为对流不稳定，并伴有明显的能量锋生。两阶段降水初期均为向岸风风速辐合以及地形抬升所致，第一阶段对流造成的冷池对昆嵛山前降水的维持有重要影响，第二阶段强降水的维持则与低空中尺度低涡的生成和维持密切相关，斜压锋生对中尺度低涡的生成有重要作用。涡度分析表明边界层低空辐合和绝对正涡度平流是中尺度低涡正涡度增长的主要涡源，随着500hPa切断冷涡出现，涡度垂直输送负效应明显增强，与中尺度对流活动有关的边界层以上的水平涡度倾侧效应较弱。

关键词：沿海暴雨低涡地形抬升锋生

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一次强冰雹超级单体风暴双偏振参量特征分析

气象 2024年第2期50卷 195-209页

作者：李芳刁秀广魏鸣山东省济宁市气象局济宁272000 山东省气象台济南250031 南京信息工程大学南京210044

利用济南S波段双偏振多普勒天气雷达资料、章丘探空和地面常规气象观测资料及灾情调查,对2021年7月9日发生在济南章丘的一次特大冰雹超级单体风暴双偏振和微物理结构特征进行了分析。结果表明:冷涡天气背景下,强的垂直风切变和强的对流... 详细信息

利用济南S波段双偏振多普勒天气雷达资料、章丘探空和地面常规气象观测资料及灾情调查,对2021年7月9日发生在济南章丘的一次特大冰雹超级单体风暴双偏振和微物理结构特征进行了分析。结果表明:冷涡天气背景下,强的垂直风切变和强的对流有效位能,利于超级单体的形成与维持。阵风锋是风暴触发机制,也是风暴长时间维持机制。初始风暴由阵风锋触发,经过合并发展产生超级单体。成熟阶段,风暴西侧与阵风锋交汇区域不断激发新生单体,并与主体合并,风暴长时间维持。风暴顶强辐散是中气旋长时间维持和风暴顶高度较高的关键因子之一。特大冰雹阶段风暴底层右后有明显的入流缺口,其前侧有差分反射率(Z_(DR))弧,表现为少量大的液态粒子或小的湿冰粒子,入流缺口左侧强反射率因子区对应小的Z_(DR)和小的相关系数,为冰雹降落区。垂直结构上,强上升气流区一侧存在深厚的有界弱回波区,0℃层高度之下分布有Z_(DR)环,有界弱回波区内及上方存在Z_(DR)柱,且高度较高,含有少许偏大的液态或融化的小的冰相粒子。较高的Z_(DR)柱表明风暴内上升气流强盛且高度较高,利于风暴的发展与维持以及冰雹粒子的湿增长。

关键词：超级单体强冰雹差分反射率(Z_(DR))柱差分相移率(K_(DP))柱

不同天气型下影响胶东经济圈臭氧污染的关键天气因子及来源分析

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中国环境科学 2024年第1期44卷 48-57页

作者：于慧珍马艳郭丽娜郭飞燕孟赫黄容青岛市气象局山东青岛266003 山东省青岛生态环境监测中心山东青岛266003

基于2014~2021年臭氧实况和再分析资料研究不同天气型下影响胶东经济圈臭氧污染的关键天气因子以及气流来源.结果显示容易出现臭氧污染的天气形势主要有4类,高空均为西风槽后西北气流控制,地面分别对应东北低压槽、弱反气旋、海上高压... 详细信息

基于2014~2021年臭氧实况和再分析资料研究不同天气型下影响胶东经济圈臭氧污染的关键天气因子以及气流来源.结果显示容易出现臭氧污染的天气形势主要有4类,高空均为西风槽后西北气流控制,地面分别对应东北低压槽、弱反气旋、海上高压后部和大陆高压控制,4类天气型下臭氧污染日数分别占比58%、28%、6%和5%.不同天气型下影响臭氧的关键天气要素不同,东北低压槽型的关键因子是太阳辐射、云量以及低层相对湿度;弱反气旋型主要与太阳辐射、云量、低层湿度和低层纬向风相关;海上高压后部型主要与太阳辐射、云量、低层温度和低层湿度相关;大陆高压型主要与低层温度、低层经向风和大气稳定度相关.后向轨迹聚类分析显示,是否发生臭氧污染与气流来源的纬度或是否来源于内陆有关,胶东经济圈臭氧污染主要受山东省、安徽省、江苏省以及东南近海的影响.一次连续臭氧污染过程分析显示,当高空受西风槽后西北气流或高压脊控制,低层受内陆西北或西南气流影响时,有利于胶东经济圈臭氧污染的发生和持续.

关键词：臭氧污染客观分型关键因子后向轨迹聚类

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中小学教师干眼与身心健康的关系

国际眼科杂志 2024年第2期24卷 289-294页

作者：孙雷杨高原王涛邹吉林山东省临沂市人民医院眼科 276000 山东省临沂卫生学校山东省临沂市276000 临沂大学教育学院心理学系山东省临沂市276000

目的:评估教师群体干眼(DED)与身心健康之间的关系,探讨其机制并提出干预措施。方法:横断面研究。将山东省临沂市市区3所中小学校教师183人纳入研究。采用眼表疾病指数(OSDI)问卷对DED症状进行量化。采用精简版抑郁、焦虑和压力量表(DAS... 详细信息

目的:评估教师群体干眼(DED)与身心健康之间的关系,探讨其机制并提出干预措施。方法:横断面研究。将山东省临沂市市区3所中小学校教师183人纳入研究。采用眼表疾病指数(OSDI)问卷对DED症状进行量化。采用精简版抑郁、焦虑和压力量表(DASS-21)评估心理状态。采用定量变量独立样本t检验和分类变量的χ^(2)检验来评估潜在影响因素与DED之间的关系。采用Logistic回归分析进行多因素分析,以确定DED的影响因素。采用Pearson相关分析进行OSDI评分与抑郁、焦虑、压力的相关性分析。结果:共183名教师,其中男44人(24.0%),女139人(76.0%),年龄22-57(平均34.2±8.6)岁。DED的患病率为60.0%(109/183,95%CI 52.4%-66.7%)。抑郁患病率为26.2%(48/183,95%CI 19.8%-32.7%);焦虑患病率为39.3%(72/183,95%CI 32.2%-46.5%);压力患病率为23.0%(42/183,95%CI 16.8%-29.1%)。单因素分析显示,年龄增加、工作年限增加、视频终端(VDT)应用时间增加、书面工作时间延长、睡眠时间减少、较少的饮酒以及较高的抑郁、焦虑、压力评分均为DED的影响因素(均P<0.05)。心理指标采用抑郁评分,进行多因素Logistic回归分析显示,工作年限、VDT应用时间、书面工作时间、睡眠时间、饮酒量及抑郁评分是DED的影响因素(均P<0.05);心理指标采用焦虑评分,进行多因素Logistic回归分析显示,工作年限、VDT应用时间、书面工作时间、睡眠时间、饮酒量及焦虑评分是DED的影响因素(均P<0.05);心理指标采用压力评分,进行多因素Logistic回归分析显示,工作年限、VDT应用时间、书面工作时间及压力评分是DED的影响因素(均P<0.05)。DED组中,OSDI评分与抑郁、焦虑及压力评分均呈正相关(P<0.05);所有参与者组中,OSDI分数与抑郁、焦虑及压力评分均呈正相关(P<0.05);重度DED组中,OSDI分数与抑郁、焦虑及压力评分均呈正相关(P<0.05)。结论:DED在教师群体中发病率较高。饮酒、睡眠减少、较长工作年限、较长的VDT使用时间以及较长的书面工作时间是DED的影响因素。重度DED组中,DED与抑郁、焦虑和压力高度相关。要重视教师的DED及与之相关的身心健康问题,积极预防,早期诊治。

关键词：干眼抑郁焦虑教师心理身心健康

山西北部极端降水时空演变规律及与大气环流因子的响应

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干旱区地理 2024年第3期47卷 391-402页

作者：蔡霞梁桂花张冬峰蔡琳白樱李锐锋山西省朔州市气象局山西朔州036002 山西省朔州市朔城区气象局山西朔州036002 山西省气候中心山西太原030006 山东省菏泽学院山东菏泽274000 河北省邯郸市气象局河北邯郸056001 山西省朔州市平鲁区气象局山西朔州036002

基于山西北部28个国家气象站点,1972—2020年逐日降水资料,选用8个极端降水指数,采用线性回归、Pearson相关分析、连续小波和交叉小波变换分析等方法,研究了山西北部极端降水的时空变化及其与大气环流因子的相关性和周期特征。结果表明:... 详细信息

基于山西北部28个国家气象站点,1972—2020年逐日降水资料,选用8个极端降水指数,采用线性回归、Pearson相关分析、连续小波和交叉小波变换分析等方法,研究了山西北部极端降水的时空变化及其与大气环流因子的相关性和周期特征。结果表明:(1)在时间上,山西北部8个极端降水指数都是在20世纪70年代后期和21世纪00年代后期到10年代,年总降水量(PRCPTOT)、中雨以上日数(R10mm)、强降水量(R95P)、极强降水量(R99P)、1 d最大降水量(Rx1day)、5 d最大降水量(Rx5day)均增多,日降水强度(SDII)显著增强,持续湿期日数(CWD)也略有增多。整个20世纪80年代降水异常偏少。(2)在空间上,极端降水指数呈从东北向西南地区逐步增加的态势。从站点趋势变化来分析,大多数站点的极端降水指数呈上升趋势,其中,上升趋势最显著的站点均位于忻州市境内西南部。朔州市境内和忻州市东南部站点PRCPTOT和SDII都呈增加趋势,但CWD则呈减少趋势,由此说明朔州市境内和忻州市东南部地区发生极端降水事件的概率较大。(3)通过小波变换分析发现,1990—2020年山西北部极端降水指数表现出约4 a左右的周期特征。在选取的大气环流指数中,北大西洋涛动指数(NAO)对山西北部极端降水影响最明显,NAO越大,PRCPTOT、R10mm、R95p、R99p、Rx1day、Rx5day、SDII则越小,同时CWD也越少,山西北部产生少雨干旱的几率较大,反之,易发生多雨、洪涝现象。研究结果可为山西北部气象灾害的防御提供科学理论依据。

关键词：极端降水指数时空分布大气环流异常因子小波分析山西北部

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一次弱天气背景下浙江局地暖区暴雨成因分析

气象 2024年第2期50卷 170-180页

作者：沈晓玲冯博李锋徐一平浙江省绍兴市气象局绍兴312000 浙江省绍兴市柯桥区气象局柯桥312030 浙江省诸暨市气象局诸暨311800

利用多源观测资料及ERA5(0.25°×0.25°)再分析资料,对2021年6月9日夜里浙江首场梅汛期局地暖区暴雨的降水成因进行了诊断分析。结果表明:此次过程环流形势与典型梅雨完全不同,属于弱天气背景下的局地暖区暴雨;南海低压和西太平洋副热... 详细信息

利用多源观测资料及ERA5(0.25°×0.25°)再分析资料,对2021年6月9日夜里浙江首场梅汛期局地暖区暴雨的降水成因进行了诊断分析。结果表明:此次过程环流形势与典型梅雨完全不同,属于弱天气背景下的局地暖区暴雨;南海低压和西太平洋副热带高压之间东南气流的维持,为暴雨区提供充沛的水汽来源,925 hPa超低空偏南风急流的加强有利于低层增温增湿,不稳定层结加剧,暴雨区位于急流轴左侧;整层高湿背景及较低的自由对流高度导致的弱抬升条件就能触发对流,中高层气旋性辐合旋转加强使暴雨加强,较厚的暖云层有利于提高降水效率;地面中尺度辐合带的生成激发了初始对流,其维持和加强不断激发对流云团生成,产生列车效应,导致暴雨形成。龙门山小尺度地形有利于东南气流在迎风坡强迫抬升,对流加强,且垂直速度的发展程度与地形有较好的对应关系,地形高度越高,激发的垂直速度越强。

关键词：暖区弱天气背景超低空急流地形

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

1981-2020年沂沭河流域极端降水事件特征及环流背景

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沙漠与绿洲气象 2024年第3期18卷 69-77页

作者：刘婷婷申高航谢晓华临沂市气象局山东临沂276000

利用1981-2020年沂沭河流域12个气象台站逐日降水观测资料,西太平洋副热带高压(WPSH)指数、太平洋年代际振荡指数(PDO)以及NCEP/NCAR逐日再分析资料,采用统计分析、合成分析等方法,研究沂沭河流域极端降水事件的时空变化特征,研究极端... 详细信息

利用1981-2020年沂沭河流域12个气象台站逐日降水观测资料,西太平洋副热带高压(WPSH)指数、太平洋年代际振荡指数(PDO)以及NCEP/NCAR逐日再分析资料,采用统计分析、合成分析等方法,研究沂沭河流域极端降水事件的时空变化特征,研究极端降水指数与气候因子之间的相关性以及极端降水事件的异常环流背景。结果表明:沂沭河流域的极端降水事件整体上呈增多且强度增强的趋势,空间分布上南多北少,中部和北部的增速明显高于南部。极端降水频次和年极端降水量均在1989和2002年左右突增;极端降水强度在1989年突增,2000年左右突减。极端降水的频次、强度和年极端降水量分别以22、10、22 a的周期波动为主。西太平洋副热带高压的脊线位置与频次和年极端降水量呈正相关,PDO与频次和年极端降水量呈负相关。东亚夏季风强度和西太平洋副热带高压的位置是影响沂沭河流域极端降水事件的重要因素,可为预测该流域极端降水提供参考。

关键词：沂沭河流域极端降水事件时空分布环流特征