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基于自然灾害防御的韧性城市建设思考——以南宁市为例

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气象研究与应用 2024年第1期45卷 120-125页

作者：黄思琦曾小团广东省生态气象中心广州510640 广西壮族自治区气象台南宁530022

城市韧性建设是近期基于自然灾害防御提出的一种防灾减灾新型治理模式。设计一个基于南宁市城市韧性建设的问卷调查方案,分析问卷调查的结果,总结南宁市在城市韧性建设中的基本现状、存在的问题、韧性建设的基本思路、基本目标,在此基础... 详细信息

城市韧性建设是近期基于自然灾害防御提出的一种防灾减灾新型治理模式。设计一个基于南宁市城市韧性建设的问卷调查方案,分析问卷调查的结果,总结南宁市在城市韧性建设中的基本现状、存在的问题、韧性建设的基本思路、基本目标,在此基础上,在科学顶层设计、集约化建设、智慧化建设等方面,形成基于自然灾害防御的南宁市韧性城市建设若干建议,可为南宁市自然灾害的防御提供参考。

关键词：自然灾害防御城市韧性建设问卷调查

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

基于多神经网络的动态权重集成温度预报订正研究

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热带气象学报 2024年第1期40卷 156-168页

作者：朱育雷杨静钟水新朱文达李智玉魏涛李彦霖顾天红中国气象局广州热带海洋气象研究所/广东省区域数值天气预报重点实验室广东广州510641 贵州省气象台贵州贵阳550002

基于CMA-GD模式预报数据,利用多神经网络的动态权重集成方法,开展了贵州省温度预报订正研究,最终获得本地化温度预报订正产品。结果表明:(1)在对历史数据检验评估的基础上,利用多种神经网络方法可有效降低模式系统误差,通过BP、BP_GA、W... 详细信息

基于CMA-GD模式预报数据,利用多神经网络的动态权重集成方法,开展了贵州省温度预报订正研究,最终获得本地化温度预报订正产品。结果表明:(1)在对历史数据检验评估的基础上,利用多种神经网络方法可有效降低模式系统误差,通过BP、BP_GA、WAVENN、GRNN、LSTM等神经网络订正,2020年贵州省0~72 h预报时效的温度平均绝对误差较模式降低0.01~0.17℃;(2)考虑到不同神经网络订正结果的差异性,采用动态权重方案对订正结果进行优势集成可显著提升预报可靠性。经集成后的温度预报效果优于模式直接输出和各神经网络订正结果,2020年贵州省0~72 h预报时效的温度平均绝对误差较模式降低14.93%,预报准确率提升8.24%。此外,动态权重集成后的订正结果还表现出较好的稳定性。基于该方法形成的本地化客观预报订正产品可为提升贵州复杂地形下温度预报质量以及精细化预报服务水平提供参考依据。

关键词：神经网络集成方法 2 m温度订正 CMA-GD

“23·8”黑龙江极端强降水过程特征与成因

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应用气象学报 2024年第3期35卷 257-271页

作者：齐铎王承伟白雪梅公衍铎孙琪栾晨唐凯赵玉洁黑龙江省气象台哈尔滨150030 黑龙江省大兴安岭气象局加格达奇165000

利用多源观测资料及ERA5(ECMWF reanalysis version 5)再分析资料,从气候统计、天气分析及物理量诊断等角度,分析2023年8月2—4日黑龙江省东南部一次极端强降水过程。高空持续辐散、副热带高压和东北北部冷涡稳定少动、西南低空急流持... 详细信息

利用多源观测资料及ERA5(ECMWF reanalysis version 5)再分析资料,从气候统计、天气分析及物理量诊断等角度,分析2023年8月2—4日黑龙江省东南部一次极端强降水过程。高空持续辐散、副热带高压和东北北部冷涡稳定少动、西南低空急流持续水汽输送等有利条件是此次强降水过程持续时间较长的主要原因。该过程可分为两个阶段:第1阶段,经向水汽净收入层和大气饱和层深厚,大气层结为弱对流不稳定;中层受西北气流控制,低层西南急流发展、伴随弱低涡东移,形成水平风速辐合及系统性上升运动,产生大范围持续性降水;该阶段以层积混合云为主,降水效率高,个别时段伴有列车效应,造成极端小时降水量及较大累积降水量。第2阶段,经向水汽净收入集中在对流层低层,且中心强度较大,对流层低层暖湿、饱和,中高层干冷,大气具有较强对流不稳定;在中层槽和低层暖式切变的系统性抬升以及地形辐合抬升的共同作用下,局地有积云发展,引发短时强降水,降水强度分布不均。

关键词：极端强降水西南急流列车效应地形效应

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张掖市森林草原火险气象等级预报技术

中南农业科技 2024年第5期45卷 122-126页

作者：安婷婷崔宇王伏村阙龙凯张丽君闫昕旸张掖市气象局甘肃张掖734000 兰州中心气象台兰州730020 陕西省气候中心西安710000 甘肃省气象服务中心兰州730020

根据张掖市林业和草原局1988—2021年张掖市发生森林草原火灾实况数据,建立张掖市森林草原火灾数据资料库,选取张掖地区1988—2021年月降水量、平均气温、平均相对湿度和平均2 min风速数据,利用Matlab线性回归分析法,得出张掖市森林草... 详细信息

根据张掖市林业和草原局1988—2021年张掖市发生森林草原火灾实况数据,建立张掖市森林草原火灾数据资料库,选取张掖地区1988—2021年月降水量、平均气温、平均相对湿度和平均2 min风速数据,利用Matlab线性回归分析法,得出张掖市森林草原火灾与气象条件的密切关系,确定各因子的权重系数。研究张掖市森林草原火险气象等级周预报,利用降水实况、GRAPES_GFS数值预报场数据,运用数理统计方法,采用修正后的布龙-戴维斯方案计算森林草原火险气象指数,并应用ArcGIS绘图软件的制图分析功能,融合空间地理信息,实现张掖市森林草原火险气象等级周预报可视化。将预报产品与甘肃省气象局下发产品进行对比分析,并采用张掖市林业和草原局收集的实况数据进行检验,结果表明,该预报技术可靠性较高。

关键词：火险气象等级预报技术森林草原检验张掖市

基于集合匹配尺度的邻域集合概率法及其在梅雨锋暴雨预报中的适用性

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热带气象学报 2024年第2期40卷 313-325页

作者：徐渊闵锦忠庄潇然陈云辉张璐田高山江西省气象台江西南昌330096 南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044 江苏省气象台江苏南京210008 民航西南空管局气象中心四川成都610202

概率预报是由集合预报衍生、包含不确定性信息的客观产品,对业务决策服务有重要的参考价值。传统的邻域集合概率法中,邻域半径固定不变,不符合实际天气过程中牵涉甚广的尺度谱。为此引入基于集合匹配尺度的邻域集合概率法(Neighborhood ... 详细信息

概率预报是由集合预报衍生、包含不确定性信息的客观产品,对业务决策服务有重要的参考价值。传统的邻域集合概率法中,邻域半径固定不变,不符合实际天气过程中牵涉甚广的尺度谱。为此引入基于集合匹配尺度的邻域集合概率法(Neighborhood Ensemble Probability based on Ensemble Agreement Scale,EAS_NEP),并在中国南方典型的梅雨锋暴雨中开展准确性和预报技巧的定量检验评估,以期验证该方法在此类过程中的适用性,并促进其在实际业务中的推广使用。联合扰动初始场、侧边界和物理过程所得到的集合预报能较好地表征实际的预报不确定性,进一步在此基础上比较了格点概率法、不同半径的邻域集合概率法以及EAS_NEP的优劣。试验结果表明,EAS_NEP能根据集合成员间的一致性程度,自适应地调整邻域半径,其在集中型降水中所确定的邻域半径通常大于分散型降水。动态调整的邻域半径既避免了半径过大时的过度平滑与关键信息丢失,又消除了半径较小所带来的奇异点,其空间分布呈阶梯型,空间连续性更优。此外,BS(布莱尔评分)、FSS(分数技巧评分)和ROC曲线(相对作用特征曲线)等定量评估结果也体现出EAS_NEP相比传统方法正的预报技巧,尤其是在分散型降水和高阈值检验时优势更明显。以上结果表明,EAS_NEP在梅雨锋暴雨的预报中具有较好的应用前景,运用在业务中能有效提升概率预报质量。

关键词：概率预报集合预报集合匹配尺度邻域集合概率梅雨锋暴雨

甘肃河东夏季区域性短时强降水环流形势分类特征

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高原气象 2024年第2期43卷 329-341页

作者：孔祥伟李晨蕊杨秀梅杨毅杨晓军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甘肃兰州730020 兰州大学大气科学学院/兰州大学地球系统模式发展研究中心甘肃兰州730000 兰州中心气象台甘肃兰州730020

甘肃河东地区短时强降水易致灾,预报预警难度大。利用2010-2021年夏季加密观测站逐小时降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,筛选出甘肃河东50次区域性短时强降水天气过程,基于这些天气过程的500 hPa位势高度距平场,使用K均值客观聚类分析和... 详细信息

甘肃河东地区短时强降水易致灾,预报预警难度大。利用2010-2021年夏季加密观测站逐小时降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,筛选出甘肃河东50次区域性短时强降水天气过程,基于这些天气过程的500 hPa位势高度距平场,使用K均值客观聚类分析和主观天气学检验相结合的方法进行天气尺度环流形势分类,并通过合成分析和中尺度对流天气环境场条件分析方法构建不同类型的天气尺度系统配置概念模型。结果表明:(1)甘肃河东区域性短时强降水的天气尺度环流形势可分为高原槽东移型、副高边缘西南气流型、两高切变型和西北气流型四类。(2)副高边缘西南气流型引发的区域性短时强降水次数最多,两高切变型和高原槽东移型发生频率相当,西北气流型发生次数最少。(3)四种类型的环流形势在天气系统配置、抬升条件、水汽条件和不稳定条件等方面存在显著差异。高原槽东移型、副高边缘西南气流型、两高切变型三种类型发生时西太平洋副热带高压(以下简称西太副高)所处的位置逐渐向西向北推进,水汽条件和不稳定条件逐渐趋好,当高空槽引导冷空气东移南下,斜压锋生形成大范围短时强降水。高原槽东移型抬升条件最好,短时强降水落区偏南;两高切变型冷空气偏北且主要由对流层低层侵入,短时强降水落区偏北;副高边缘西南气流型冷暖气团交汇最剧烈,斜压锋生最强,短时强降水范围及强度也更大。西北气流型的动力条件和水汽条件是四类中最差的,但强烈的中高层干冷平流叠加低层暖湿气流或温度暖脊形成了四类中最好的不稳定条件,短时强降水落区较分散。

关键词：甘肃河东地区短时强降水天气尺度环流形势聚类分析概念模型

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2020年“三连击”台风对我国东部地区O_(3)污染的影响分析

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环境科学 2024年第1期45卷 71-80页

作者：花丛尤媛王皘张碧辉国家气象中心北京100081

基于空气质量监测、地面气象资料、风廓线雷达观测等数据和HYSPLIT模型,对2020年8月26日至9月8日2008号台风“巴威”、2009号台风“美莎克”和2010号台风“海神”影响期间我国中东部地区的O_(3)污染特征及成因进行了分析.结果表明“,三... 详细信息

基于空气质量监测、地面气象资料、风廓线雷达观测等数据和HYSPLIT模型,对2020年8月26日至9月8日2008号台风“巴威”、2009号台风“美莎克”和2010号台风“海神”影响期间我国中东部地区的O_(3)污染特征及成因进行了分析.结果表明“,三连击”台风期间京津冀及周边地区和长三角地区出现O_(3)污染的站点数均超过50%“,海神”影响期间两个区域O_(3)污染日数分别达到2.22 d和2.97 d,持续性特征显著.台风位置对O_(3)浓度影响明显,当台风位于24 h和48 h警戒线之间时,京津冀及周边地区O_(3)浓度最高;当台风移动至34°N以北时,长三角地区最易于出现区域性O_(3)污染.上海O_(3)污染主要出现在台风西侧偏北气流控制下,来自上游的区域传输对O_(3)及前体物浓度升高影响明显;1000 m以下的下沉气流使O_(3)在夜间维持较高浓度.济南O_(3)污染期间大气中低层盛行下沉气流.8月28~30日在副热带高压控制下,污染来源以本地积累叠加省内传输为主,出现O_(3)和PM_(2.5)“双高”现象;9月5~8日在“海神”外围环流影响下,跨省输送明显,O_(3)浓度增长早于PM_(2.5)浓度增长.

关键词：台风 O_(3)污染京津冀及周边地区长三角地区区域传输下沉气流

泰安市区秋季大气挥发性有机物污染特征及来源解析

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北京大学学报（自然科学版） 2024年第2期60卷 329-340页

作者：王璐周旭刘跃辉刘慧张英磊范光宇北京首创大气环境科技股份有限公司北京100176 中国气象局人工影响天气中心北京100081 航天宏图信息技术股份有限公司北京100195 陕西省气象台西安710014

采用罐采样预浓缩/气相色谱-质谱联用法,对泰安市区秋季(2020年10月17日至27日)115种大气挥发性有机污染物(VOCs)进行观测。结果表明,采样期间泰安市区秋季VOCs体积分数为(67.50±25.55)×10^(−9),其中以烷烃(34.86%)和含氧挥发性有机物... 详细信息

采用罐采样预浓缩/气相色谱-质谱联用法,对泰安市区秋季(2020年10月17日至27日)115种大气挥发性有机污染物(VOCs)进行观测。结果表明,采样期间泰安市区秋季VOCs体积分数为(67.50±25.55)×10^(−9),其中以烷烃(34.86%)和含氧挥发性有机物(OVOCs)(32.03%)为主。分别应用臭氧生成潜势(OFP)和OH消耗速率LOH评估观测期间VOCs的大气化学反应活性,发现秋季泰安市区的OFP为(241.50±6.91)×10^(−9),主要由OVOCs(39.92%)和芳香烃(33.03%)贡献。LOH为7.34±0.33 s^(−1),OVOCs贡献56.32%。使用气溶胶生成系数法(FAC)估算观测期间VOCs对二次有机气溶胶(SOA)生成潜势的贡献,结果表明SOA生成潜势为(366.58±37.80)×10^(−9),以芳香烃(98.79%)为主。特征物种比值分析结果显示,泰安市区秋季VOCs受机动车尾气、溶剂使用和燃烧源等本地源的影响较大。PMF源解析结果表明,机动车排放对VOCs的贡献占比最高为26.1%,其中来自汽油车尾气排放和柴油车尾气排放的贡献分别为19.4%和6.7%;溶剂使用和工业源对VOCs的贡献占比相当,分别为20.1%和19.9%;固定燃烧源和液化石油气(LPG)使用的贡献分别为16.2%和12.3%;植物源贡献占比最低,为5.4%。

关键词：挥发性有机物(VOCs) 反应活性二次有机气溶胶(SOA) 特征物种比值来源解析