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天津市气象因素和大气污染物对慢性阻塞性肺疾病就诊人次的影响及其交互效应

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中国慢性病预防与控制 2024年第5期32卷 358-363页

作者：刘博段丽瑶樊文雁蒋萍柳艳香天津市气象台天津300074 天津市环境气象中心环境气象预报科天津市第一中心医院呼吸科中国气象局公共气象服务中心公众服务室

目的探讨气象因素和大气污染物对慢性阻塞性肺疾病(COPD)就诊人次的影响及其交互作用,为开展健康气象预报与服务以及COPD的防治提供依据。方法COPD疾病数据来源于天津市某三甲医院2012年1月1日至2021年12月31日共10年的就诊数据。同期... 详细信息

目的探讨气象因素和大气污染物对慢性阻塞性肺疾病(COPD)就诊人次的影响及其交互作用,为开展健康气象预报与服务以及COPD的防治提供依据。方法COPD疾病数据来源于天津市某三甲医院2012年1月1日至2021年12月31日共10年的就诊数据。同期气象数据来自于天津市气象信息中心天津城市气候监测站2012至2021年逐日气象数据。大气环境资料来自于天津市生态环境监测中心。采用R 4.1.2软件应用广义相加模型分析气象因素和大气污染物对COPD就诊人次的影响及其交互作用。结果基于广义相加模型的单因素分析结果显示,24 h内平均气温下降幅度超过5.0℃时,每降低1℃,1 d后COPD日就诊人次增加3.98%;气温日较差大于13.2℃时,每升高1℃,3 d后COPD就诊人次增加1.44%;PM_(10)>233μg/m^(3)或PM_(2.5)>128μg/m^(3)或O_(3)>175μg/m^(3)时,每增加10μg/m^(3),5~7 d后COPD日就诊人次增加1.00%~2.53%。交互作用分析结果显示,冬季24 h内平均气温下降幅度超过5.0℃,PM_(10)浓度≥227μg/m^(3)时,PM_(10)浓度每升高10μg/m^(3),COPD日就诊人次增加27.39%(95%CI:0.50%~63.04%)或PM_(2.5)浓度≥147μg/m^(3)时,PM_(2.5)浓度每升高10μg/m^(3),COPD日就诊人次增加8.83%(95%CI:1.41%~20.24%)。春夏季气温日较差193μg/m^(3)时,O_(3)浓度每升高10μg/m^(3),COPD日就诊人次增加4.69%(95%CI:1.71%~7.65%)。结论24 h内平均气温下降幅度、气温日较差以及中度以上环境污染对COPD就诊人次有影响,且气象因素和大气污染物对其影响存在交互作用。

关键词：慢性阻塞性肺疾病气象因素大气污染物广义相加模型

气候变化对太阳能资源评估典型气象年选取的影响

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干旱区地理 2024年第6期47卷 922-931页

作者：樊静申彦波常蕊新疆气候中心新疆乌鲁木齐830001 中国气象局公共服务中心北京100081 国家气候中心北京100081

选取新疆8个辐射气象观测站1961—2022年逐日总辐射观测资料,分析新疆区域地面总辐射变化特征,利用风速、气温、湿度和露点温度等资料构建太阳能资源评估典型气象年挑选方法(Sandia法),对比分析1961—1990年、1971—2000年、1981—2010... 详细信息

选取新疆8个辐射气象观测站1961—2022年逐日总辐射观测资料,分析新疆区域地面总辐射变化特征,利用风速、气温、湿度和露点温度等资料构建太阳能资源评估典型气象年挑选方法(Sandia法),对比分析1961—1990年、1971—2000年、1981—2010年、1991—2020年4个标准气候态下Sandia方法选取典型代表年的差异。结果表明:(1)1961—2022年北疆地区地面总辐射呈先减少后增加的趋势,南疆和东疆持续减少但1990年代以后减少趋势放缓,秋、冬季辐射减少速率明显大于春、夏季。(2)Sandia方法选取的4个标准气候态下典型气象年总辐射年值与平均值接近,相对误差介于±3%之间。(3)随着气象要素的变化,Sandia方法选取典型气象年总辐射与平均值的绝对误差在增大,北疆站点不同时期选取典型月总辐射与同期月均值的差异明显小于南疆和东疆,与北疆总辐射年际变化小于南疆和东疆的结果一致。(4)新疆区域月总辐射的高值时段集中出现在6—7月,各站1—3月总辐射普遍大于10—12月。(5)Sandia法挑选典型月与月平均值的差异存在较大波动性,且1981—2000年、1991—2020年波动幅度明显大于之前2个时期,表明随着气候要素的变化,典型代表年的不确定性在增加。

关键词：气候变化太阳能资源评估典型气象年新疆

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邻域法在天气预报中的应用研究进展

大气科学学报 2024年

作者：潘留杰代刊张宏芳梁绵刘嘉慧敏祁春娟戴昌明李培荣沈娇娇陕西省气象台陕西省气象服务中心秦岭和黄土高原生态气象环境重点实验室国家气象中心

邻域法在天气预报中有着广泛的应用，其关键应用领域包括两个方面，一是基于邻域法的高分辨率数值模式检验；二是邻域概率或者集合预报的邻域概率。首先回顾了邻域法“一对多”和“多对多”的两种邻域法检验框架，归纳了邻域法数据处理... 详细信息

邻域法在天气预报中有着广泛的应用，其关键应用领域包括两个方面，一是基于邻域法的高分辨率数值模式检验；二是邻域概率或者集合预报的邻域概率。首先回顾了邻域法“一对多”和“多对多”的两种邻域法检验框架，归纳了邻域法数据处理方法、常用评分指数的物理意义。其次总结了网格尺度上的邻域概率和大于网格尺度邻域概率的基本思想和统计意义，重点阐述了与集合预报相结合产生的邻域集合概率预报NEP（Neighborhood Ensemble Probability）、邻域最大集合概率预报NMEP（Neighborhood Maximum Ensemble Probability）的算法流程和内在含义。第三进一步结合典型应用个例，分析了邻域法检验和集合邻域概率的优缺点和适用性。总体来说，邻域法检验可以在不同的时空尺度上比较预报产品的性能，具有独特的优势。虽然NEP和NMEP两种邻域概率都可以提高降水的预报评分，但NEP更适合于大尺度、系统性降水预报，NMEP则对于对流性、极端性降水来说有更好的应用效果。最后给出了使用邻域法应该注意的问题以及未来研究应用的发展方向。

关键词：邻域检验 FSS评分邻域概率集合预报的邻域概率

一种基于双重检验逐步回归的台风生成预报方法

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气象 2024年第7期50卷 835-846页

作者：董林吕心艳高拴柱王皘国家气象中心北京100081

基于CMA台风最佳路径和ECMWF细网格确定性数值模式资料,计算西北太平洋和南海台风生成期间16种环境因子的值,选出7个显著性因子,采用双重检验逐步回归方法建立台风生成预报方程。独立样本检验结果表明,利用回归方法预报的风速值作为台... 详细信息

基于CMA台风最佳路径和ECMWF细网格确定性数值模式资料,计算西北太平洋和南海台风生成期间16种环境因子的值,选出7个显著性因子,采用双重检验逐步回归方法建立台风生成预报方程。独立样本检验结果表明,利用回归方法预报的风速值作为台风生成判据,较直接使用模式预报的风速和气压作为台风生成判据的击中率更高。双重检验逐步回归的台风生成预报方法在2022年的台风预报业务中进行了试用,对2203号台风暹芭的生成预报检验结果显示,回归方法表现较好,可为预报员判别台风是否生成及生成时间提供参考。

关键词：台风生成逐步回归双重检验

敦煌戈壁地表反射率光谱的旋翼无人机测量及定标评估

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光谱学与光谱分析 2024年第5期44卷 1439-1448页

作者：张勇徐寒列张立军李元孙凌覃丹宇戎志国胡秀清陆其峰卢乃锰中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室/国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心) 北京100081 许健民气象卫星创新中心北京100081 中国气象局气象卫星工程管理办公室北京100081 中国气象局地球系统数值预报中心北京100081

利用敦煌中国遥感卫星辐射校正场的星地同步观测试验,实现对我国在轨气象、海洋、陆地资源、环境减灾、测绘地震、高分、军事等系列卫星光学成像载荷太阳反射波段的绝对辐射定标,是目前的重要手段之一。然而,中国遥感卫星辐射校正场传... 详细信息

利用敦煌中国遥感卫星辐射校正场的星地同步观测试验,实现对我国在轨气象、海洋、陆地资源、环境减灾、测绘地震、高分、军事等系列卫星光学成像载荷太阳反射波段的绝对辐射定标,是目前的重要手段之一。然而,中国遥感卫星辐射校正场传统的地表反射率光谱星地同步测量方法是基于汽车跑场观测,不仅耗费较大的人力物力、容易造成场地破坏,而且获取的测量数据缺乏区域代表性。鉴于此,自2016年起,在敦煌星地同步观测试验中以旋翼无人机低空同步测量为主,跑场测量为辅,完成从航线设计、航高选择、仪器参数配置、采样策略、航空数据处理的全链路摸底测试。多次飞行试验表明,采用多旋翼无人机低空飞行来代替汽车跑场同步测量,不仅提高了地表反射特性测量的空间一致性和代表性,还提高了地表反射率光谱的测量效率,也对宝贵的中国遥感卫星辐射校正场敦煌戈壁场区地表进行了有效保护,极大的节约了人力物力成本。通过传统跑场测量和航飞测量的地表反射率光谱数据对比分析,发现多次测量数据的均值一致性较好,并且航飞测量的数据标准差更小。利用TERRA MODIS的同步观测来对无人机测量数据开展辐射定标评估,结果表明航飞数据的相对偏差均在5%以内,可以代替跑场数据完成定标,精度满足要求。随着无人机性能的进一步优化和提高,在不久的将来必将得到更加广泛和深入的应用,在外场定标试验领域也将发挥更大更重要的作用。

关键词：中国遥感卫星辐射校正场无人机地表反射率在轨绝对辐射定标星地同步观测敦煌戈壁

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一种针对模式预报场的精细化插值新方法

大气科学 2024年第5期48卷 1879-1890页

作者：曾晓青曹勇王玉郭云谦国家气象中心北京100081

随着智能网格预报业务的深入发展,为了不断提高网格预报产品的时空精度和准度,同时让网格和站点预报产品保持一致性,通过研究提出一种既考虑了静态真实地形又考虑了大气动态垂直变率的快速插值方法(Fast Refinement Interpolation,简称F... 详细信息

随着智能网格预报业务的深入发展,为了不断提高网格预报产品的时空精度和准度,同时让网格和站点预报产品保持一致性,通过研究提出一种既考虑了静态真实地形又考虑了大气动态垂直变率的快速插值方法(Fast Refinement Interpolation,简称FRI),并选择2022年1月1日到2022年3月31日的ECMWF和CMAGFS、CMA-MESO三个模式的3~36 h预报产品作为试验数据,开展了个例天气过程试验、FRI参数选取试验和长期插值检验对比。从长期插值检验和个例试验来看,FRI方法相对双线性插值方法具有明显优势,空间上,FRI方法能提高近地面2 m气温的空间插值精度,插值结果更加符合地形变化情况,时间上,FRI方法较双线性插值方法的2 m气温插值结果准确率明显提高,特别是在具有复杂下垫面的中西部地区。方法中的修正参数还能被作为检验模式三维预报场垂直变率的一种指标。FRI方法插值快速高效,具有明确的物理解释意义,它的提出为更精准的预报近地面气象要素提供了重要理论支撑。

关键词：空间插值预报场插值 2m气温精细化预报全球和区域天气数值模式

基于人体热量平衡模型的天津地区中暑气象风险预报技术研究

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气象 2024年第7期50卷 877-886页

作者：张敏蔡子颖姚青韩素芹王晓佳杨旭天津市健康气象交叉创新中心天津300074 天津市气象科学研究所天津300074 天津市环境气象中心天津300074 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

基于2016—2020年天津市中暑门诊和住院就诊数据,利用广义相加模型和分布滞后非线性模型对气象要素与中暑就诊率的关系进行了分析,引入人体热量平衡模型和热舒适评价指标(PMV),建立了本地化中暑气象风险预警指标。结果表明:天津地区中... 详细信息

基于2016—2020年天津市中暑门诊和住院就诊数据,利用广义相加模型和分布滞后非线性模型对气象要素与中暑就诊率的关系进行了分析,引入人体热量平衡模型和热舒适评价指标(PMV),建立了本地化中暑气象风险预警指标。结果表明:天津地区中暑门诊人数和住院人数集中在每年6月下旬到8月上旬,5年中84%的中暑高发事件集中在6次连续过程中,其发生与当日和前一日气象条件相关性最高,当最高气温大于35℃时,中暑人数明显增多。男性比女性更易中暑,老人就诊率显著高于一般人群。中暑就诊率与平均气温、最高气温、相对湿度、太阳辐射强度呈正相关,与平均气温相关性最强,与风速呈负相关。引入人体热量平衡模型,显示PMV与中暑就诊率的相关性高于任何单一气象要素,PMV在评价中暑气象风险方面具备明显优势。并且,以PMV为关键指标形成预报方程。

关键词：高温中暑气象风险预报预警人体热量平衡模型热舒适评价指标(PMV)

云下湿清除作用对上海PM_(2.5)业务数值预报的影响

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环境科学学报 2024年第7期44卷 410-418页

作者：周广强毛卓成瞿元昊彭丽长三角环境气象预报预警中心上海200030 上海市气象与健康重点实验室上海市气象局上海200030

在华东区域大气环境数值预报系统中耦合气溶胶云下湿清除参数化方案,于2022年开展了区域空气质量业务数值预报,并以原业务系统回报作为对照,分析了业务预报对上海地区PM_(2.5)预报能力的改进效果.结果表明,不同时效的业务预报性能总体相... 详细信息

在华东区域大气环境数值预报系统中耦合气溶胶云下湿清除参数化方案,于2022年开展了区域空气质量业务数值预报,并以原业务系统回报作为对照,分析了业务预报对上海地区PM_(2.5)预报能力的改进效果.结果表明,不同时效的业务预报性能总体相当,预报效果指标优于对照试验并减弱了偏高程度和偏差分布的“右偏”特征;业务预报的PM_(2.5)浓度随降水增强的下降趋势与观测接近,基本消除了不同降水条件对预报效果的影响;2022年PM_(2.5)等级预报准确率达80%,较对照结果提升了6.3个百分点,其中雨日提升(8.0个百分点)更显著并通过改善化学初始或输送条件促进了非雨日的提升.同时也发现,业务预报仍存在一定系统性偏高,可应用数值预报释用等技术进一步提升预报效果.

关键词： PM_(2.5) 数值预报湿清除降水 WRF-Chem

我国城市地区PM_(2.5)和O_(3)污染相关性:2017~2022年时空演变特征与协同防控启示

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中国环境科学 2024年第6期44卷 3004-3011页

作者：张恺乐褚旸晰储王辉张浩迟茜元李红中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 国家气象中心北京100081

基于2017~2022年全国地级及以上城市空气质量监测数据及各省(自治区、直辖市)污染排放数据,计算PM_(2.5)日均浓度(DA PM_(2.5))和O_(3)日最大8h滑动平均值(MDA8_O_(3))间的皮尔逊相关系数(R_(p)),分区域分时段研究了二者相关性的时空变... 详细信息

基于2017~2022年全国地级及以上城市空气质量监测数据及各省(自治区、直辖市)污染排放数据,计算PM_(2.5)日均浓度(DA PM_(2.5))和O_(3)日最大8h滑动平均值(MDA8_O_(3))间的皮尔逊相关系数(R_(p)),分区域分时段研究了二者相关性的时空变化特征,从污染排放等方面分析其原因.结果表明:从时空变化上看,全国范围内DA PM_(2.5)和MDA8_O_(3)第一、四季度在统计上无显著相关性(R_(p)=-0.11~0.03),仅西南、华南地区为正相关(R_(p)=0.11~0.32).全国范围内DA PM_(2.5)和MDA8O_(3)在第二季度(R_(p)=0.26~0.36)、第三季度(R_(p)=0.46~0.55)呈正相关,汾渭平原及西北地区在部分年份不相关.污染排放是影响PM_(2.5)和O_(3)污染相关性的主要因素.从时间变化上看,全国和各区域一次PM_(2.5)、二氧化硫排放特征值(ECV_(PM_(2.5))、ECV_(SO_(2)))下降而氮氧化物、挥发性有机物排放特征值(ECVNOx和ECVVOCs)上升,这与大部分省(自治区、直辖市)R_(p)平均值上升的趋势一致.从空间分布上看,在ECVPM_(2.5)和ECVSO2低而ECV_(NOx)和ECV_(VOCs)高的地区,PM_(2.5)与O_(3)污染正相关性较强.提出全国不同区域差异化的污染防控启示.京津冀及周边、长三角、东北和西南地区(第二、三季度)以及华南地区(全年),需关注NO_(x)和VOCs排放控制.京津冀及周边、长三角、东北和西南地区(第一、四季度)以及汾渭平原和西北地区(全年),需加强一次PM_(2.5)污染减排.

关键词：细颗粒物 O_(3) 关联性重点区域空气污染特征