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京津冀地区倒春寒时空特征及风险概率统计分析

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高原气象 2024年第4期43卷 955-966页

作者：童俊孟旭芹赵亮彭九慧张晓辉陈思雨河北省气象与生态环境重点实验室河北石家庄050021 中国气象局雄安大气边界层重点开放实验室河北雄安新区071800 河北省承德市气象局河北承德067000 河北省气象灾害防御和环境气象中心河北石家庄050021

利用京津冀99个国家气象站1961-2020年3-5月日气温数据,应用MK趋势检验等方法,分析倒春寒发生频次、持续天数和站次比时空分布规律,基于信息扩散理论评估不同等级倒春寒风险概率。结果表明:近30年99个国家气象站共发生2570次倒春寒,轻... 详细信息

利用京津冀99个国家气象站1961-2020年3-5月日气温数据,应用MK趋势检验等方法,分析倒春寒发生频次、持续天数和站次比时空分布规律,基于信息扩散理论评估不同等级倒春寒风险概率。结果表明:近30年99个国家气象站共发生2570次倒春寒,轻度最多,重度最少。发生频次上,轻度和中度由北向南递减,重度自东北向西南递减,4月轻度、中-重度和发生总次数均最多,年际变化呈下降趋势,其中3-5月和5月显著下降。总持续天数上,轻度和重度由东北向西南递减,中度呈南北高、中间低的格局。各站轻度平均持续天数相差不大,中度和重度则差异明显,平均持续天数随着等级的增大而跃增。年均倒春寒持续天数为6.9 d·a^(-1),呈下降趋势,降幅为1.5 d·(10a)^(-1)。88.9%的站点持续天数呈年际下降趋势,35个站显著下降,南部比北部降幅更大。3-5月和5月站次比年际下降趋势显著,4月轻度和中-重度站次比均最高,各月轻度站次比均远高于中-重度。倒春寒风险随着等级升高呈阶梯式降低,轻度2年一遇以下约占34.3%的站点,主要在北京、石家庄、邢台和邯郸等地;中度5~10年一遇和10年一遇以下的站点约占90%,前者集中在京津冀南北两端,后者大多位于京津冀中部。研究区重度倒春寒风险均较低,高达97.0%的站点为25年一遇以下。

关键词：倒春寒信息扩散理论发生频次持续天数站次比风险

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

气候变化与人类活动对河北省马铃薯产量的影响

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生态学杂志 2024年

作者：薛思嘉王朋朋魏瑞江杨梅刘园园李璠河北省气象与生态环境重点实验室承德市气象局河北省气象科学研究所

基于河北省1982—2022年20个气象站观测资料、化肥施用量、有效灌溉面积和马铃薯产量资料，采用相关分析、通径分析和残差趋势法等方法，研究了气候变化和人类活动对马铃薯产量的影响。结果表明：河北省马铃薯生育期内日平均气温、日最... 详细信息

基于河北省1982—2022年20个气象站观测资料、化肥施用量、有效灌溉面积和马铃薯产量资料，采用相关分析、通径分析和残差趋势法等方法，研究了气候变化和人类活动对马铃薯产量的影响。结果表明：河北省马铃薯生育期内日平均气温、日最高气温、日最低气温、0 cm和5 cm地温均显著升高，日照时数显著减少，降水量不显著升高，空气相对湿度不显著降低；马铃薯气象产量波动平均为中幅，2012—2022年以弱幅为主；气候变化和人类活动对马铃薯产量增加的相对贡献率分别为59.07%和40.93%，气候变化是马铃薯产量增加的主导因素。

关键词：气候变化马铃薯产量二次指数平滑法残差趋势法

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微波辐射计联合云雷达的相对湿度校正方法

应用气象学报 2024年第5期35卷 551-563页

作者：张婷焦志敏茆佳佳张雪芬王彦霏陈沛宇金龙河北省气象技术装备中心石家庄050000 中国气象局气象探测中心北京100081

基于中国气象局大气探测试验基地地基遥感垂直廓线系统中云雷达与微波辐射计同址观测的优势,使用2021年8月—2022年7月毫米波云雷达、探空数据,分析云雷达反射率因子与相对湿度特征关系,提出联合云雷达的微波辐射计相对湿度分段校正方法... 详细信息

基于中国气象局大气探测试验基地地基遥感垂直廓线系统中云雷达与微波辐射计同址观测的优势,使用2021年8月—2022年7月毫米波云雷达、探空数据,分析云雷达反射率因子与相对湿度特征关系,提出联合云雷达的微波辐射计相对湿度分段校正方法,实现云区微波辐射计相对湿度实时校正,并利用2023年1—8月探空和2023年7—8月ERA5(ECMWF reanalysis version 5)逐小时再分析数据进行误差分析。结果表明:入云区的相对湿度与反射率因子间呈正相关关系,云区中段相对湿度近似饱和状态,出云区与入云区相对湿度随高度变化近似对称;层状云条件下校正后微波辐射计与探空和ERA5相对湿度的均方根误差比校正前分别减小7.99%和8.91%,偏差中位数绝对值分别减小12.62%和13.05%,且连续观测时次经校正后误差均减小,校正效果较好;对流云条件下校正效果也较好,但部分个例存在过度校正。因此,联合云雷达的相对湿度分段校正方法能够实现微波辐射计相对湿度廓线的连续实时校正,可提高有云条件下微波辐射计的观测质量。

关键词：微波辐射计毫米波云雷达相对湿度云

多尺度视角下广东臭氧时空分异特征及驱动因素

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中国环境科学 2024年第7期44卷 3601-3614页

作者：余锐步巧利陈辰麦博儒孙丽颖江铭诺邓若钊查进林符传博佛山市南海区气象局广东佛山528200 佛山市气象局广东佛山528300 中国气象局广州热带海洋气象研究所广东广州510640 广州市增城区气象局广东广州511300 广东省气象数据中心广东广州510640 广东省遂溪县气象局广东湛江524000 云南大学地球科学学院云南昆明650500 海南省气象科学研究所海南海口570203

鉴于近地面臭氧(O_(3))浓度具有多尺度和复杂非线性的时空变化特征,本研究基于2015~2022年广东地区O_(3)监测数据和同期气象资料,利用围绕中心点分割(PAM)聚类、Kolmogorov–Zurbenko(KZ)滤波和广义加性模型(GAM)等手段,探讨了不同区域... 详细信息

鉴于近地面臭氧(O_(3))浓度具有多尺度和复杂非线性的时空变化特征,本研究基于2015~2022年广东地区O_(3)监测数据和同期气象资料,利用围绕中心点分割(PAM)聚类、Kolmogorov–Zurbenko(KZ)滤波和广义加性模型(GAM)等手段,探讨了不同区域多时间尺度O_(3)浓度的变化特征及驱动因素.结果表明:广东地区近地面O_(3)存在跨行政区划的区域性特征,通过对O_(3)数据聚类分析可以划分出8个子区域;O_(3)浓度时间序列经尺度分离后,短期分量对总方差贡献最大,其次为季节分量;气象因子与O_(3)浓度变化的关系受到时间尺度和区域差异的影响;经气象调整后的O_(3)峰值浓度序列大多在2016年或者2017年后呈现下降的态势,珠三角地区是O_(3)污染的突出区域,由不利气象条件和人为排放共同引起;O_(3)浓度时间序列的长期分量大多呈现波动上升的趋势,人为排放虽然是O_(3)浓度的主要贡献,但气象条件才是驱动O_(3)浓度变化的主导因素.本研究结果进一步提示O_(3)污染防控工作需要因时因地制宜,建立基于气象状况变化的前体物减排预案对O_(3)污染防控具有重要意义.

关键词：臭氧多尺度气象调整聚类分析时空分异特征

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

用逐步趋近法确定南阳秋季丹桂开花低温预报指标

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中国农业气象 2024年第2期45卷 189-200页

作者：王宇翔薛萌河南省南阳市气象局南阳473000 河南省内乡县气象局内乡474300

采摘、观赏桂花需要进行开花始期预报,基于2016-2022年南阳市丹桂开花全过程多批次的开花始期记录,依次统计每年第一批次开花前,以及上一批次开花结束至下一批次开花期间的日最高气温、日平均气温和日最低气温的最小值,从中挑出各自最... 详细信息

采摘、观赏桂花需要进行开花始期预报,基于2016-2022年南阳市丹桂开花全过程多批次的开花始期记录,依次统计每年第一批次开花前,以及上一批次开花结束至下一批次开花期间的日最高气温、日平均气温和日最低气温的最小值,从中挑出各自最大值作为各气温表达形式的低温日指标,根据低温日指标统计低温过程,将间隔时间较短的不连续的低温过程合并为一个低温过程,并与连续低温过程统一为合并低温过程进行分析,统计合并低温过程开始日和期间负有效积温,分析南阳丹桂开花始期与合并低温过程开始日的关系、开花批次属性与合并低温过程期间负有效积温的关系,用相关系数和一元线性回归法对预测结果进行检验。结果表明:(1)逐步趋近法确定南阳丹桂开花前低温指标以日最高气温效果最好,优于采用日平均气温和日最低气温的结果;(2)丹桂开花前低温日指标为日最高气温3.4℃·d时丹桂开花一次完成,≤3.4℃·d则丹桂开花不能一次完成,当再次出现日最高气温3.4℃·d丹桂才完成本开花季最后一次开花;(4)丹桂开花始期与低温过程的关系为,日最高气温<22.3℃合并低温过程次序与丹桂开花批序一一对应,合并低温过程开始日后4~13d为丹桂开花始期,每一个日最高气温<22.3℃合并低温过程开始日(X)与丹桂开花始期(Y)的一元回归方程为Y=1.1255X+1.4683,二者呈极显著直线正相关关系。

关键词：丹桂多批次开花逐步趋近法低温指标负有效积温预报

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