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1972—2023年山西省朔州市气温时空变化特征

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灌溉排水学报 2024年

作者：李睿李毓富罗焕梅山西省朔州市气象局晋城市气象局朔州市朔城区气象局

【目的】研究气候变化背景下朔州市气温的时空变化趋势与分布特征，为该地区适应气候变化行动等提供合理参考。【方法】利用朔州市6县（区、市）1972—2023年的气温资料，采用气候资料基本统计方法、线性倾向估计法、滑动平均法、Mann-K... 详细信息

【目的】研究气候变化背景下朔州市气温的时空变化趋势与分布特征，为该地区适应气候变化行动等提供合理参考。【方法】利用朔州市6县（区、市）1972—2023年的气温资料，采用气候资料基本统计方法、线性倾向估计法、滑动平均法、Mann-Kendall检验法以及Morlet小波分析法，对该地区气温的平均值和极端值进行了系统分析。【结果】(1)朔州市1972—2023年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温均呈显著上升趋势，增温速率分别为0.40℃/10 a、0.39℃/10 a、0.53℃/10 a。夜间增温贡献最大，气温日较差不断缩小。四季平均气温也均呈显著上升趋势，春季和冬季增温最为明显。1991—2020年间每隔10a的平均气温较之前10a均呈显著升温趋势，1991—2020年平均气温较1971—2000年、1981—2010年均呈显著升温趋势。年极端最高、最低气温都呈不显著升温，增温率为0.26℃/10 a和0.08℃/10 a。(2)朔州市年、四季、月气温均值均呈现出自西北向东南递增的空间分布特征，极端高温达40.4℃（2005年应县），极端低温为-37.4℃（1972年右玉县）。(3)朔州市极端最高气温重点出现在5月下旬到8月上旬，其中7月下旬出现频度最高，7月和6月出现最多，最早出现在4月下旬，最晚出现在9月上旬。极端最低气温重点出现在12月下旬到次年2月上旬，1月份出现频度最高，最早出现在11月下旬，最晚出现在次年3月上旬。(4)朔州市气温的平均值和极端最高气温在1997年均发生了突变，1998年以后气温上升尤为显著。以1998年为界分为冷、暖2个阶段，1998年以前为冷期，1998年及以后为暖期。冷冬主要发生在20世纪90年代之前，暖冬主要发生在20世纪之后。(5)朔州市气温的平均值和极端值都存在2 a或4 a的显著振荡周期。【结论】研究结果可为灌溉排水、气象防灾减灾、气候变化应对、决策气象服务等提供科学支撑和数据参考。

关键词：朔州市气温变化特征线性倾向估计法 M-K突变分析增温速率

不同污染等级下阳泉市PM_(2.5)传输特征和潜在源区分析

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环境科学 2024年第7期45卷 3858-3869页

作者：马星芬王雁闫世明冯飞山西省阳泉市气象局阳泉045000 山西省气象科学研究所太原030002 山西省阳泉市生态环境监测中心阳泉045000

利用2020~2022年阳泉市的PM_(2.5)监测数据、NCEP数据及对应时刻天气形势分析的气象资料,采用HYSPLIT4后向轨迹模式,引入多站潜在源贡献因子分析法(MS-PSCF)和轨迹密度分析法(TDA),对阳泉市PM_(2.5)传输通道和潜在源区分区域、分级别研... 详细信息

利用2020~2022年阳泉市的PM_(2.5)监测数据、NCEP数据及对应时刻天气形势分析的气象资料,采用HYSPLIT4后向轨迹模式,引入多站潜在源贡献因子分析法(MS-PSCF)和轨迹密度分析法(TDA),对阳泉市PM_(2.5)传输通道和潜在源区分区域、分级别研究.结果表明:(1)阳泉市PM_(2.5)污染主要集中在阳泉和平定,盂县相对较轻,阳泉和平定的不同污染等级天数占比及PM_(2.5)浓度的平均值和最高值均要明显比盂县高,PM_(2.5)分布特征与本地特殊地形密切相关.(2)小风天气下不同污染等级PM_(2.5)污染次数最多、PM_(2.5)浓度最高;东西向区域输送对阳泉和平定PM_(2.5)污染次数和PM_(2.5)浓度影响明显,且偏东风贡献显著;盂县中度以上天气以本地污染源影响为主.(3)中度以上污染天气生成维持的地面形势主要有4种,暖低压型(22%)、高压前部(底部)型(54%)、高压后部型(14%)和均压场型(10%),高压前部(底部)型是造成PM_(2.5)浓度升高的主要地面形势;高空形势主要有2种,平直西风气流型(78%)和西北气流型(22%),平直西风气流型是造成PM_(2.5)浓度升高的主要高空形势.(4)MS-PSCF和TDA分析法得出的PM_(2.5)不同污染等级的传输通道和潜在源区结果具有一致性,PM_(2.5)主要传输通道为东北、东南和西北通道,东北和东南通道为短距离传输,是造成PM_(2.5)浓度增加的主要路径,西北通道与西北沙尘传输通道一致,属于长距离传输;PM_(2.5)主要的污染潜在源区位于河北中西部与东南部、河南东北部及其与山东西南部交界处、山西东南部.

关键词：不同污染等级 PM_(2.5) 多站潜在源贡献因子分析法(MS-PSCF) 轨迹密度分析法(TDA) 天气形势特征

多普勒雷达V型缺口特征在冰雹预报预警中的应用分析

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高原气象 2024年第3期43卷 749-761页

作者：李腊平杨淑华刘洁莉赵琦李小强王嘉媛山西省大同市气象局山西大同037010

利用山西4部C波段多普勒天气雷达基数据和地面观测资料,对2009-2017年山西出现的38次多普勒雷达V型缺口特征进行统计分析,研究多普勒雷达V型缺口特征与降雹的对应关系,总结V型缺口对冰雹的预报预警指标,并在2018-2022年开展实时业务应用... 详细信息

利用山西4部C波段多普勒天气雷达基数据和地面观测资料,对2009-2017年山西出现的38次多普勒雷达V型缺口特征进行统计分析,研究多普勒雷达V型缺口特征与降雹的对应关系,总结V型缺口对冰雹的预报预警指标,并在2018-2022年开展实时业务应用,对V型缺口特征及预报预警指标进行检验并订正。结果表明:降雹在V型缺口出现后开始,在V型缺口消失前结束;降雹概率与V型缺口起始高度无明显的对应关系;V型缺口对应的上升气流高度≤4 km时无降雹;V型缺口理想的观测仰角为2.4°~6.0°,最佳观测仰角为2.4°;强回波区呈现“蝴蝶状”是降雹最强阶段。降雹开始阶段预报预警指标及关注点:(1)V型缺口有弱回波区或有界弱回波区;(2)初始V型缺口沿径向长度>30 km,当≤30 km时上升气流伸展高度要超过4 km;(3)平均径向速度具有低层辐合高层辐散特征。满足以上3点可预报有冰雹出现,如果V型缺口首先在6.0°仰角观测到,可预报有大冰雹出现(直径大于1 cm),并立即发布预报预警信号。冰雹持续期间预报预警指标及关注点:(1)>50 dBZ强回波中心连续下降且回波顶高>10 km;(2)V型缺口对应的弱回波区呈倾斜状;(3)弱回波区或有界弱回波区稳定维持;(4)当在0.5°仰角观测到V型缺口时可预报冰雹仍在持续;当强回波区呈现“蝴蝶状”,可预报降雹强度增强;(5)当V型缺口最大垂直液态水含量>22 kg·m^(-2)、垂直液态水含量跃增量>26 kg·m^(-2)、垂直液态水含量密度>3.6 g·m^(-3)时,出现冰雹的概率较大。

关键词： C波段多普勒天气雷达 V型缺口冰雹预报预警指标

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复杂地形对山西省区域性暴雨的数值模拟试验

水电能源科学 2024年第1期42卷 1-4,9页

作者：靳泽辉周建琨马丽张永瑞梁桂花山西省五台山气象站山西忻州035515 中国气象局五台山云物理野外科学试验基地山西忻州035515 朔州市气象局山西朔州036002 晋中市气象局山西晋中030600 山西省气象灾害防御技术中心山西太原030012 朔城区气象局山西朔州036002

为探究山西省复杂地形对暴雨的影响,利用中尺度天气模式WRF对2013年7月9~10日山西省特大暴雨天气过程进行模拟分析,基于山西省地形设计了3组地形敏感性试验,分析了地形对此次极端强降水的影响。结果表明,山西省复杂地形对暴雨特征(暴雨... 详细信息

为探究山西省复杂地形对暴雨的影响,利用中尺度天气模式WRF对2013年7月9~10日山西省特大暴雨天气过程进行模拟分析,基于山西省地形设计了3组地形敏感性试验,分析了地形对此次极端强降水的影响。结果表明,山西省复杂地形对暴雨特征(暴雨中心、暴雨强度)影响非常显著,当增高地形后,暴雨中心的垂直螺旋度大值区的区域明显变大,扰动位温大值区向东偏移,山西省南部水汽辐合增强,而当地形降低后,垂直螺旋度则明显缩小甚至消失,扰动位温也明显降低,中部水汽辐合增强。并结合动力条件、热力条件和水汽条件,阐述了山西省地形对暴雨发展过程的影响。

关键词：山西省数值模拟地形暴雨敏感试验

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朔州市苜蓿生产精细化气象服务研究

农业工程 2024年第5期14卷 68-73页

作者：马志强李睿白樱马士钦杜兰兰谢鹏程王倩君朔州市气象局山西朔州036001 邯郸市气象局河北邯郸056001 秦皇岛市气象局河北秦皇岛066001

朔州市苜蓿生产精细化气象服务工作近几年才发展起来,其精细化程度亟待提高,要想做好此项工作,要从气象资料观测、精细化天气预报制作、精细化气象服务系统建设、服务产品送达、人才建设、部门合作及科普宣传等多方面提升其水平和质量... 详细信息

朔州市苜蓿生产精细化气象服务工作近几年才发展起来,其精细化程度亟待提高,要想做好此项工作,要从气象资料观测、精细化天气预报制作、精细化气象服务系统建设、服务产品送达、人才建设、部门合作及科普宣传等多方面提升其水平和质量。提出了相关发展思路和解决办法,期望为促进朔州市苜蓿生产精细化气象服务工作高质量发展提供参考。

关键词：苜蓿气象服务朔州市农业气象气象预警

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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

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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

基于大气成分观测网的山西省近地面O3体积分数分布特征

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环境科学 2024年第2期45卷 655-667页

作者：李莹王淑敏裴坤宁闫世明孙鸿娉张逢生高兴艾山西省气象科学研究所中国气象局温室气体及碳中和监测评估中心山西分中心太原030006 山西省人工增雨防雷技术中心太原030006

利用山西省6个大气成分观测站2019年3月至2020年2月的反应性气体O_(3)、NO、NO_(2)和NO_(x)连续观测资料以及同期气象资料,采用统计分析和后向轨迹分析等方法,对山西近地面O_(3)体积分数变化特征及影响因素进行了对比研究.结果表明,6个... 详细信息

利用山西省6个大气成分观测站2019年3月至2020年2月的反应性气体O_(3)、NO、NO_(2)和NO_(x)连续观测资料以及同期气象资料,采用统计分析和后向轨迹分析等方法,对山西近地面O_(3)体积分数变化特征及影响因素进行了对比研究.结果表明,6个站的O_(3)体积分数一般在4~9月较高,10月至翌年3月较低,研究期内山西南部的晋城和临汾2站的O_(3)日最大8h体积分数滑动平均值φ(MDA8O_(3))超标最严重,其次是北部的五台山、朔州和大同3站,中部的太原站O_(3)污染较轻.对比城市站和高山站发现,两类站点的O_(3)体积分数季节变化虽都表现为:夏季>春季>秋季>冬季,但前者主要受前体物NO_(x)光化学反应的影响,后者的NO_(x)并不是产生高体积分数O_(3)的主要来源;两类站点的O_(3)日变化谱型截然相反,城市站O_(3)小时平均体积分数的峰谷值分别出现在15:00和06:00,而高山站分别出现在20:00和10:00,分别比城市站滞后了约5 h;此外城市站的O_(3)日振幅明显大于高山站.就城市站而言,相较日照时数、降水量和总云量,气温对O_(3)体积分数的影响更为显著;白天的NO_(2)体积分数直接影响O_(3)的日振幅大小,尽管太原站O_(3)的光化学生成潜力也较高,由于被高体积分数的NO滴定消耗,O_(3)体积分数为城市站中最低;各城市站高体积分数的O_(3)对应低体积分数的NO_(x),低NO_(x)以NO_(2)为主,高NO_(x)的贡献则主要来自NO,在较高NO_(x)体积分数时,O_(3)基本上完全被消耗.影响全部站点O_(3)体积分数升高的地面风主要来自东南、南和西南方向,特定的风速条件将导致站点O_(3)体积分数增加.站点地理位置不同会引起大气污染物输送作用的差异,而来自华北平原和汾渭平原高浓度O_(3)的水平输送很可能是造成山西各站点O_(3)体积分数升高的共同原因.

关键词： O_(3)体积分数前体物NO_(x) 城市站高山站气团输送