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渤海海冰时空分布特征和大气环流对渤海海冰的强迫作用

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自然资源遥感 2024年第1期36卷 242-249页

作者：郭玉娣王铁程善俊左涛天津市气候中心天津300074 天津海洋中心气象台天津300074

海冰灾害是渤海冬季的主要海洋灾害,对石油开采、海上运输和海洋渔业造成很大的危害,因此对海冰的生消变化监测和预测尤其重要。利用2001—2020年MODIS数据、再分析格点资料和气象观测站数据,经卫星资料反演得到日尺度渤海海冰面积,统... 详细信息

海冰灾害是渤海冬季的主要海洋灾害,对石油开采、海上运输和海洋渔业造成很大的危害,因此对海冰的生消变化监测和预测尤其重要。利用2001—2020年MODIS数据、再分析格点资料和气象观测站数据,经卫星资料反演得到日尺度渤海海冰面积,统计分析渤海海冰面积的年际变化特征和不同冰情年在初冰期、盛冰期和消融期的变化特征,利用合成分析和相关分析方法探讨了渤海海冰偏重冰年和轻冰年的大气环流差异。结果表明:20 a间渤海海冰冰情等级越高,平均冰期越长,海冰面积经历了“少-多-少”的变化过程,海冰面积与积温变化趋势相反;年内海冰生消过程为单峰型和多峰型,多峰型年冰期和大面积冰封时间更长;渤海海冰初冰期集中分布在辽东湾,偏重冰年比轻冰年海冰面积多一倍,盛冰期3个海湾基本能覆盖到海冰,偏重冰年全部覆盖,消融期海冰仍以辽东湾为主,呈“东北—西南”向分布;偏重冰年较轻冰年的大气环流形势更有利于海冰生成,贝加尔湖至我国东北一线高空槽后冷空气更强,温度更低。渤海冬季海冰冰情与500 hPa位势高度有较强的负相关性,500 hPa位势高度的强弱决定了渤海海冰的冰情。

关键词：渤海海冰海冰面积冰情大气环流

基于L波段探空观测的FY-4A云顶温度产品评估及其在冬季降水相态判识中的应用

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气象 2024年第1期50卷 59-70页

作者：赵渊明孙静漆梁波张燕燕上海中心气象台上海200030 清华大学北京100084 上海市宝山区气象局上海201901

利用2019—2021年冬季上海宝山站L波段探空资料对FY-4A云顶温度(CTT)产品进行评估,分析发现,FY-4A的云顶温度产品能够较好地反映单层云的云顶温度,对双层云或多层云的云顶温度则普遍高估(平均高估幅度超过14℃);当探空观测到的云顶高度... 详细信息

利用2019—2021年冬季上海宝山站L波段探空资料对FY-4A云顶温度(CTT)产品进行评估,分析发现,FY-4A的云顶温度产品能够较好地反映单层云的云顶温度,对双层云或多层云的云顶温度则普遍高估(平均高估幅度超过14℃);当探空观测到的云顶高度不超过6 km或云顶温度不低于-20℃时,FY-4A云顶温度产品误差较小,平均偏差约为3℃。根据2021—2022年冬季长三角地区地面站观测的降水现象统计云顶温度与降水相态的关系,并对典型个例进行分析,结果表明,云顶温度低是出现降雪的必要条件之一,绝大部分降雪出现在云顶温度低于-12℃的情况下。FY-4A的云顶温度产品时空分辨率高、精度尚可,可以辅助预报员判识雨雪落区,在雨雪转换过程的预报服务中有较大的应用潜力。

关键词：秒级探空 FY-4A 云顶温度产品降水相态冬季

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5月华南气温的岭回归预测模型

应用气象学报 2024年第4期35卷 480-492页

作者：韩浦城纪忠萍广东省气象台广州510610

该文研究5月华南气温变化特征及其成因,寻找海温前兆信号并探讨其影响气温的可能物理机制,建立5月华南气温的多元岭回归预测模型。结果表明:5月华南气温异常偏高(偏低)年表现为乌拉尔山、东亚的异常反气旋(气旋)环流,以及贝加尔湖附近... 详细信息

该文研究5月华南气温变化特征及其成因,寻找海温前兆信号并探讨其影响气温的可能物理机制,建立5月华南气温的多元岭回归预测模型。结果表明:5月华南气温异常偏高(偏低)年表现为乌拉尔山、东亚的异常反气旋(气旋)环流,以及贝加尔湖附近的异常气旋(反气旋)环流,使东亚经向环流减弱(加强),冷空气活动减弱(加强);同时副热带高压在华南地区异常西伸(东退)和西南风减弱(加强)。海温前兆信号主要为前冬北大西洋三极子型、印度洋全区一致型,其中北大西洋海温前兆信号的相关性最强。北大西洋海温前兆信号为正(负)位相时,通过欧亚遥相关波列使经向环流减弱(增强)和冷空气活动减弱(加强),同时副热带高压在华南一带西伸(东退),有利于华南地区气温偏高(低)。利用前冬前兆信号所建立的5月气温多元岭回归预测模型,拟合效果较好并对异常年份有较好的预测能力。

关键词： 5月华南气温年际变化前兆信号岭回归模型

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基于机器学习的格点气温预报订正方法

气象 2024年第1期50卷 103-114页

作者：方鸿斌王珊珊王晓玲谭江红鲁礼炳武汉中心气象台武汉430074 湖北省襄阳市气象局襄阳441022 湖北省荆州市气象局荆州434022

使用2017年9月至2021年3月国家级业务化运行的智能网格实况分析产品和欧洲中期天气预报中心全球模式(EC)产品,根据湖北省的地理分布特征构建6个分区,采用基于LightGBM机器学习算法建立的气温预报方法,生成湖北省0.05°×0.05°格点气温... 详细信息

使用2017年9月至2021年3月国家级业务化运行的智能网格实况分析产品和欧洲中期天气预报中心全球模式(EC)产品,根据湖北省的地理分布特征构建6个分区,采用基于LightGBM机器学习算法建立的气温预报方法,生成湖北省0.05°×0.05°格点气温预报产品。利用2021年4—9月的预报产品和格点实况资料进行检验,结果表明:基于机器学习的气温预报方法(MLT)取得了较好的预报效果,其在0~72 h时效内优于中央气象台下发的气温精细化指导预报(SCMOC)和EC产品;MLT在山区的误差较平原大,但山区的订正幅度大于平原,日最高气温的订正幅度大于日最低气温的订正幅度;4—9月MLT、SCMOC、EC产品的平均绝对误差(MAE)日变化都呈现了白天偏高、夜间偏低、午后凸起的单峰特征,MLT的MAE值较SCMOC和EC产品的更低,并且在转折性天气中仍具有优势;站点检验与格点检验结论一致,基于格点建模的气温预报产品对站点预报同样得到了订正。机器学习在格点气温的模式订正方面可以作为一个行之有效的手段。

关键词：格点气温机器学习特征选择分区建模

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天津港航气象业务进展

气象科技进展 2024年第2期14卷 43-49页

作者：史得道刘彬贤天津海洋中心气象台

天津气象部门近年来不断加强港航气象业务能力建设,建立天津市海洋气象重点实验室,完善海上气象观测站网,开展基于多源数据融合的海洋气象监测分析技术研究,发展海气浪耦合数值预报模式和海洋气象专业数值模式,加强海上大风、海雾、强... 详细信息

天津气象部门近年来不断加强港航气象业务能力建设,建立天津市海洋气象重点实验室,完善海上气象观测站网,开展基于多源数据融合的海洋气象监测分析技术研究,发展海气浪耦合数值预报模式和海洋气象专业数值模式,加强海上大风、海雾、强对流以及海洋气象影响预报技术研究,建设海洋气象一体化业务平台,实现最高分辨率1 km、1 h的精细化海洋气象智能网格预报;组建天津港航气象服务中心,开展面向港口作业生产的融入式、精细化气象服务,积极拓展近海及远洋航线气象服务,提升海洋气象应急保障服务能力。

关键词：海洋气象精细化气象服务多源数据融合港口作业气象业务重点实验室远洋航线服务中心

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草地贪夜蛾迁飞气象预报方法探索及应用

华中农业大学学报 2024年第1期43卷 70-78页

作者：邓环环杨俊杰郭安红王纯枝谢家旭钟敏郭广芬武汉区域气候中心武汉430074 湖北省植物保护总站武汉430071 国家气象中心北京100081 武汉中心气象台武汉430074

为了准确预报害虫的迁飞轨迹,将天气预报技术应用于迁飞性害虫的预测预报,基于天气预报平台,利用欧洲中心中短期气象数值预报产品以及大气环流形势及低层风动力对草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)的迁飞路径、迁入时间(包括首见日及... 详细信息

为了准确预报害虫的迁飞轨迹,将天气预报技术应用于迁飞性害虫的预测预报,基于天气预报平台,利用欧洲中心中短期气象数值预报产品以及大气环流形势及低层风动力对草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)的迁飞路径、迁入时间(包括首见日及高峰日)、落区等进行预报,并基于2021年草地贪夜蛾迁飞的2次典型预报案,分析2021年草地贪夜蛾春季北迁至湖北(首见日)以及秋季南迁回湖北(高峰日)的典型天气过程以及迁飞层气象要素场,运用HYSPLIT轨迹模型模拟迁飞后向轨迹,再利用草地贪夜蛾田间监测数据、测报灯监测数据以及迁飞轨迹对预报结论进行验证。结果显示,2次典型预报案例的预报结论与草地贪夜蛾田间监测数据及测报灯监测数据以及轨迹模拟的情景吻合度较好,草地贪夜蛾迁入时间、落区及路径预报基本正确。研究表明,将天气预报技术应用于迁飞性害虫的预报具有实际可行性。

关键词：迁飞性害虫草地贪夜蛾数值预报 HYSPLIT模型迁飞轨迹落区

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非线性阻塞指数的定义与应用

大气科学学报 2024年

作者：汪梦凌孔海妹李银娥武汉中心气象台武汉

利用反气旋式局地有限振幅波作用量（ALWA）定义了冬季北大西洋和乌山区域的瞬时阻塞指数IBA。IBA是基于准地转位势涡度（QGPV）的非线性物理量，反映了任意QGPV对于无扰动参考态的极向偏移程度以及任意振幅波动与温带急流在时空上的反... 详细信息

利用反气旋式局地有限振幅波作用量（ALWA）定义了冬季北大西洋和乌山区域的瞬时阻塞指数IBA。IBA是基于准地转位势涡度（QGPV）的非线性物理量，反映了任意QGPV对于无扰动参考态的极向偏移程度以及任意振幅波动与温带急流在时空上的反相关关系，故其不仅涵盖了传统两大类阻塞指数的特点，即同时描述①西风翻转和②振幅异常，也弥补了传统指数对急流时空变异性描述的不足，防止了对切断低压、弱槽以及副热带、副极地虚假系统的错误识别。最重要的，IBA具有动力学意义，可以直接通过其收支方程对阻塞系统的变化进行定量诊断。本研究给出了冬季北大西洋和乌山区域的IBA阈值。通过计算基于IBA阻塞的各参数趋势，发现乌山阻塞的发生频率和阻塞总天数自1990年后存在显著增加。年际尺度上，北大西洋阻塞的变率与NAO呈显著负相关，NAO-时期阻塞频率更高、强度更强且生命史更长；乌山阻塞的变率则与EA/WR以及ENSO循环存在显著负相关，其频率在EA/WR-和La Ni?a位相时更高，生命史在EA/WR-时期更长，且均对应着强烈发展的槽脊和明显的东亚冷空气活动。

关键词：大气阻塞阻塞指数局地有限振幅波作用量长期变率

RMAPS模式预报总辐射的3种订正方法应用

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兰州大学学报（自然科学版） 2024年第3期60卷 304-312页

作者：赵文婧王小勇李艳刘抗景慧叶培龙闫昕旸何金梅兰州大学大气科学学院兰州730000 甘肃省气象服务中心兰州730020 兰州中心气象台兰州730020

为降低光伏功率预测中预报总辐射误差且探讨各类订正方法的适用性,分季节对比分析逐步回归、支持向量机(SVM)和相似误差订正(AnBC)方法对快速更新多尺度分析和预报系统短期预报总辐射的订正效果.结果表明,订正后明显降低了预报误差,一... 详细信息

为降低光伏功率预测中预报总辐射误差且探讨各类订正方法的适用性,分季节对比分析逐步回归、支持向量机(SVM)和相似误差订正(AnBC)方法对快速更新多尺度分析和预报系统短期预报总辐射的订正效果.结果表明,订正后明显降低了预报误差,一定程度上改善了预报总辐射分布较分散和偏大的情况.酒泉鸿坤光伏电站秋季逐步回归订正效果相对最佳(平均绝对偏差(M_(AE))降低4.56 W/m^(2)),冬季、夏季和春季均是AnBC效果相对最佳(M_(AE)依次降低10.33、12.71、44.27 W/m^(2));敦煌电建汇能光伏电站秋季和冬季均是SVM订正效果相对最佳(M_(AE)分别降低4.73和7.85 W/m^(2)),夏季和春季均是AnBC效果相对最佳(M_(AE)分别降低16.24和34.17 W/m^(2)).两座电站逐小时误差分布显示AnBC效果相对最佳;就各季节相对最佳订正方法而言,订正后春季提高时次百分比最高(酒泉鸿坤为73.88%,电建汇能为77.28%).晴天SVM订正效果最明显,非晴天AnBC效果最明显.

关键词：快速更新多尺度分析和预报系统总辐射逐步回归支持向量机相似误差订正

CLDAS气温实况融合产品在兰州和武威的检验评估及偏差订正

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干旱气象 2024年第1期42卷 146-155页

作者：郭润霞刘新伟王一丞刘娜周子涵兰州中心气象台甘肃兰州730020

为更好地理解格点融合实况数据与观测数据的差异和代表性,利用甘肃兰州和武威两地站点的观测数据对中国气象局陆面数据同化系统(CMA Land Data Assimilation System,CLDAS)地面2 m气温融合产品进行检验评估及偏差订正。结果表明:(1)逐... 详细信息

为更好地理解格点融合实况数据与观测数据的差异和代表性,利用甘肃兰州和武威两地站点的观测数据对中国气象局陆面数据同化系统(CMA Land Data Assimilation System,CLDAS)地面2 m气温融合产品进行检验评估及偏差订正。结果表明:(1)逐小时气温和日最低气温融合产品的平均误差总体为负值,较实际气温偏低,且在2500 m以下误差随海拔上升而减小;日最高气温融合产品平均误差在海拔1500 m附近为负值,1500 m以上误差变为正值且随海拔升高而增大;日最高和最低气温误差较逐小时气温误差偏大,但平均误差均在2℃以内。(2)通过近网格点检验,发现逐小时CLDAS气温产品白天与实况相近,夜间较实况偏低0.2℃;日平均气温CLDAS融合产品总体较实况偏低1℃,兰州城区产品偏差相对较小;30℃以上高温天数融合产品与实况分布基本一致,但在兰州城区,CLDAS融合产品的高温天数较观测天数偏少。(3)线性回归法和递减平均法对CLDAS气温融合产品都有一定的订正效果,递减平均法订正效果更优且在高海拔地区订正效果更明显。CLDAS气温实况融合产品在兰州和武威两地能较好地反映气温变化特征,但日最高、最低气温误差较逐小时气温大,且在复杂地形下误差相对较大。

关键词： 2 m气温融合产品独立站点检验近网格点检验偏差订正