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北京城区气传花粉含量分季节预测模型

环境科学 2024年

作者：郑祚芳王耀庭祁文高华铜陵市气象局中国气象局城市气象重点开放实验室北京城市气象研究院

气传花粉是主要大气污染物的生物成分之一，可引起人群过敏反应，导致一系列过敏性疾病的发生，准确的花粉含量预测可给易感人群更有效的帮助. 基于2021～2022年花粉季北京城区多站点实测数据，分析了花粉含量时空分布特征及与气象因子... 详细信息

气传花粉是主要大气污染物的生物成分之一，可引起人群过敏反应，导致一系列过敏性疾病的发生，准确的花粉含量预测可给易感人群更有效的帮助. 基于2021～2022年花粉季北京城区多站点实测数据，分析了花粉含量时空分布特征及与气象因子间的联系. 发现花粉含量与气象因子间存在较一致的空间相关性，但这种相关性具有明显的季节性差异. 在此基础上，应用格兰杰检验方法遴选出影响北京城区花粉含量的主要气象因子，结合支持向量机和多元线性回归理论分别建立了北京城区空气花粉含量分季节预测模型. 应用2023年实测数据检验表明，两种分季节预测模型在2023年春季预测准确率分别为61.2%和60.1%，秋季预测准确率为68.1%和66.7%，性能均优于现有业务预测模型，尤其对重污染事件预测中的跨等级误差改善明显，为进一步完善北京地区花粉含量预测技术提供了新途径.

关键词：气传花粉含量格兰杰检验预测模型气象因子机器学习

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2022年甘肃庆阳旱涝急转特征及成因分析

高原气象 2024年

作者：殷丽霞张强曹彦超王研峰甘肃省人工影响天气办公室甘肃省气象局庆阳市气象局

2022年春夏两季甘肃庆阳降水时空差异明显，区域性、阶段性旱涝灾害交替出现，极端天气频繁发生。利用降水观测及环流指数资料，基于相关分析等方法，本文解析了2022年庆阳旱涝急转的降水特征及可能成因。结果表明：（1）2022年庆阳市... 详细信息

2022年春夏两季甘肃庆阳降水时空差异明显，区域性、阶段性旱涝灾害交替出现，极端天气频繁发生。利用降水观测及环流指数资料，基于相关分析等方法，本文解析了2022年庆阳旱涝急转的降水特征及可能成因。结果表明：（1）2022年庆阳市春夏两季降水表现出旱灾持续时间长、旱涝转变异常迅猛、极端降水突破历史极值的特点。3-6月多个县区降水偏少50%以上，7月降水骤然转为偏多41.0%，并在7月15日区域性大暴雨中最大日降雨量373.1 mm，突破历史极值，这种降水态势的急速转变是极为罕见的。（2）3-5月各县区降水量与海洋尼诺指数（ONI）指数呈明显正相关，7月与ONI呈明显负相关，拉尼娜年西太平洋副热带高压位置偏北，庆阳市春季高温少雨，夏季易出现极端降水，2022年春季拉尼娜事件开始加强，对庆阳市旱涝急转产生重要影响。（3）3月至5月中旬，北极涛动（AO）指数明显高于历史平均值，冷空气活动偏弱导致降水整体偏少。7月中旬至8月中旬AO负相位与强盛的副高配合，促使暴雨集中出现。（4）2022年3-6月及8月，欧亚中高纬500 hPa为“两槽一脊”环流形式，西太副高虽然强盛，但气流辐合带并不在庆阳上空。7月500 hPa转为“两脊一槽”，活跃的冷空气与强盛的水汽输送使强降水频率提升，极端降水发生。

关键词：旱涝急转春夏两季拉尼娜北极涛动西太平洋副热带高压

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

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高空间分辨率遥感影像地形校正方法比较

测绘通报 2024年

作者：王岩刘英杰武晋雯孙龙彧刘婧楠许常华沈阳建筑大学交通与测绘工程学院中国气象局沈阳大气环境研究所辽宁省农业气象灾害重点实验室沈阳市气象局葫芦岛市气象局锦州市气象局

在地形复杂的山区，地形阴影对遥感影像信息提取造成了极大的影响，因此应对遥感影像进行地形校正，从而消除地形效应，恢复地形阴影区域的地表反射率。本文以辽宁东部林区（辽东林区）为研究区域，采用空间分辨率为16 m的GF-1 WFV遥感... 详细信息

在地形复杂的山区，地形阴影对遥感影像信息提取造成了极大的影响，因此应对遥感影像进行地形校正，从而消除地形效应，恢复地形阴影区域的地表反射率。本文以辽宁东部林区（辽东林区）为研究区域，采用空间分辨率为16 m的GF-1 WFV遥感影像，分别使用SCS+C、Minnaert+SCS和SCEDIL校正模型对原始影像进行地形校正，通过目视分析、光谱保留效果、地形校正效果、分类精度验证和阴阳陡坡光谱反射率一致性等评价指标对校正前后的影像进行对比，最终确定适合于林区的最佳地形校正模型。研究结果表明：①对连续山地丘陵且地形起伏较大的林区，SCS+C相比Minnaert+SCS和SCEDIL模型光谱保留性更好，校正前后各波段反射率均值相差小于4.32，且不存在过校正现象；通过校正后近红外波段反射率与太阳入射角余弦相关性判断3种模型的地形校正效果，SCS+C模型相关性最小，地形校正效果最好，Minnaert+SCS相关性略大，SCEDIL模型存在过校正现象；SCS+C模型校正后影像分类精度比校正前提高近3%、与Minnaert+SCS及SCEDIL模型相比高出近2%。②同时，基于地形校正原理新增阴阳陡坡光谱反射率一致性评价方法，利用校正前后对阴阳陡坡NDVI的影响作为地形校正效果的评价指标，SCS+C校正效果最佳，两个典型区域校正前后阴阳陡坡光谱反射率均值的绝对偏差(10-2)分别由1.14减小到0.58和由1.67减小到0.49，校正后阴阳陡坡光谱一致性提升。综上所述，SCS+C模型优于Minnaert+SCS和SCEDIL，更适用于林区的地形校正。

关键词：地形校正 GF-1 遥感归一化植被指数(NDVI)

雨滴谱数据在S波段双偏振天气雷达数据质量评估中的应用

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气象 2024年第2期50卷 210-220页

作者：李力徐芬刘希陈刚南京市气象局南京210019 南京气象科技创新研究院南京210019 中国气象局交通气象重点开放实验室南京210019提要:

结合T-Matrix方法和雨滴谱仪数据反演双偏振参量,设计了一种雨滴谱反演评估方法(雨滴谱法),利用其反演结果可对双偏振天气雷达数据进行评估。将此方法应用于不同类型降水过程的雷达偏振参量数据质量评估,结果表明:满足微雨条件时,雨滴... 详细信息

结合T-Matrix方法和雨滴谱仪数据反演双偏振参量,设计了一种雨滴谱反演评估方法(雨滴谱法),利用其反演结果可对双偏振天气雷达数据进行评估。将此方法应用于不同类型降水过程的雷达偏振参量数据质量评估,结果表明:满足微雨条件时,雨滴谱法与传统的微雨滴法均能有效监测由雷达系统误差导致的观测偏差,且评估结果十分接近;不满足微雨条件时,雨滴谱法评估的不同类型降水过程的雷达数据质量与满足微雨条件下的评估结果十分接近,客观证明了系统调整后雷达运行良好、数据质量稳定;不同雨强(R)情况下,雨滴谱法的评估结果具有一致性。10 mm·h^(-1)≤R<20 mm·h^(-1)时,雷达观测的数据质量最为稳定。该雨滴谱法适用范围广,可动态评估双偏振雷达偏振参量质量,有助于雷达调整和数据校正。

关键词：雨滴谱双偏振天气雷达质量评估差分反射率因子

青岛市短时强降水及其大尺度环流背景特征分析

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海洋湖沼通报(中英文) 2024年

作者：孙颖邓运超赵程程青岛市气象灾害防御工程技术研究中心青岛市城阳区气象局莱西市气象局

本文以青岛短时强降水为例，利用青岛地区2006—2017年7个国家基本站和144个加密自动观测站逐时降水观测资料、NCEP/NCAR全球再分析资料（FNL）分析了青岛短时强降水时空特征，重点分析了产生短时强降水的不同大尺度环流场要素特征。研... 详细信息

本文以青岛短时强降水为例，利用青岛地区2006—2017年7个国家基本站和144个加密自动观测站逐时降水观测资料、NCEP/NCAR全球再分析资料（FNL）分析了青岛短时强降水时空特征，重点分析了产生短时强降水的不同大尺度环流场要素特征。研究结果表明：1）青岛平均每年出现3次短时强降水，其中7—8月份出现次数最多。短时强降水出现频次空间分布与地形有很大关系，大值区位于山地迎风坡，胶州湾沿岸是小值区。2）产生短时强降水的主要影响系统有西来槽、西风小槽、东北冷涡、低压倒槽、台风及其与中小尺度系统相互作用。不同大尺度天气系统产生的强降水范围有不同特征：局地和小范围短时强降水主要是西来槽和低压倒槽造成的；区域和大范围的短时强降水则以低压倒槽产生的较多，且是多系统综合影响为主，其中“北槽南涡”的天气形势更容易造成大范围的短时强降水。3）各类影响系统为短时强降水提供了不同的大尺度背景及作用：暖性低压倒槽使地面增湿减压，叠加高空冷平流增强了大气不稳定性；东北冷涡情形下，中高纬强盛冷空气与南来的暖湿空气交汇，有强的不稳定能量堆积；台风携带了大量水汽，有强的气流辐合和垂直上升气流。

关键词：短时强降水大尺度环流背景青岛

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杭州地区臭氧污染及台风烟花过程影响

中国环境科学 2024年第3期44卷 1195-1203页

作者：张嘉月康娜邵生成牛彧文程昊张佳欣浩翔杲先亮齐冰南京信息工程大学中国气象局气溶胶-云-降水重点开放实验室江苏南京210044 金华市气象局浙江金华321000 浙江省气象科学研究所浙江杭州310056 力合科技(湖南)股份有限公司湖南长沙410000 杭州市气象局浙江杭州310051

为探究杭州地区臭氧的污染问题及影响因素,利用2018~2021年杭州地区空气质量、气象要素,选取2021年杭州台风烟花中后期后向轨迹数据与臭氧小时数据,进行后向轨迹聚类及潜在源区域分析.结果表明:2018~2021年杭州地区总体空气质量改善良好... 详细信息

为探究杭州地区臭氧的污染问题及影响因素,利用2018~2021年杭州地区空气质量、气象要素,选取2021年杭州台风烟花中后期后向轨迹数据与臭氧小时数据,进行后向轨迹聚类及潜在源区域分析.结果表明:2018~2021年杭州地区总体空气质量改善良好,臭氧污染一直较为严重,主要集中在每年的4~10月份.臭氧污染与相对湿度呈负相关性,温度呈正相关性,同时风速对臭氧的生成和扩散也有一定的影响.以2021年台风烟花为例,台风期间降雨量大,风速强,各污染物浓度下降,台风过境后,高温低湿促使了臭氧浓度的上升.对2021年7月25~30日(台风过境后)进行聚类与潜在源分析,得到7条气团传输路径,主要气团来自西北方向,途经江西、湖北等地区.而WPSCF和WCWT的臭氧浓度高值区的一致性较好,臭氧污染受一定的区域传输影响,主要受金华、上饶、南昌、武汉等城市影响,涉及浙江、江西、湖北3个省份.

关键词：空气质量臭氧后向轨迹来源分析杭州影响因素

江苏省夏季梅雨和台风型短时强降水雨滴谱特征差异分析

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大气科学学报 2024年

作者：李熠郑媛媛陈刚李力徐芬南京气象科技创新研究院中国气象局交通气象重点开放实验室南京市气象局

本文利用2019-2020年夏季的江苏省自动站和雨滴谱站网资料，对比分析了不同类型天气系统（梅雨和台风）产生的不同级别(20-50和>50 mm·h-1)短时强降水雨滴谱特征差异。整体而言，梅雨型强降水的雨滴平均粒径（数浓度）明显高于（低于... 详细信息

本文利用2019-2020年夏季的江苏省自动站和雨滴谱站网资料，对比分析了不同类型天气系统（梅雨和台风）产生的不同级别(20-50和>50 mm·h-1)短时强降水雨滴谱特征差异。整体而言，梅雨型强降水的雨滴平均粒径（数浓度）明显高于（低于）台风型强降水。台风型强降水的小雨滴（粒径≤2 mm）对降水的贡献率明显高于梅雨型。另一方面，随着降水强度的增加，50 mm·h-1以上量级的梅雨型强降水相对20-50 mm·h-1量级的梅雨型强降水大雨滴数浓度有明显增长，雨滴平均粒径明显增大；而量级在50 mm·h-1以上的台风型强降水相对20-50 mm·h-1量级的台风型强降水雨滴数浓度明显增加，粒径增长不明显。表明梅雨型强降水的雨滴谱变化相对台风型更为明显。

关键词：短时强降水雨滴谱梅雨台风江苏

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陕南西南涡暴雨的热动力特征分析

高原气象 2024年第3期43卷 655-666页

作者：姚静李培荣肖贻青蒋伊蓉王晓虎陕西省气象台陕西西安710014 榆林市气象局陕西榆林719000 渭南市气象局陕西渭南714000

利用10年(2013-2022年)4-10月逐日700 hPa高空图、西南低涡年鉴资料、欧洲中心ERA5再分析资料、陕西省站点降水数据对陕南西南涡暴雨个例进行了统计与诊断分析。结果表明:(1) 10年间共有119个暴雨日,其中由西南涡引起的暴雨日数38天,约... 详细信息

利用10年(2013-2022年)4-10月逐日700 hPa高空图、西南低涡年鉴资料、欧洲中心ERA5再分析资料、陕西省站点降水数据对陕南西南涡暴雨个例进行了统计与诊断分析。结果表明:(1) 10年间共有119个暴雨日,其中由西南涡引起的暴雨日数38天,约占总暴雨日数的三分之一(32%),主要发生在5-9月,6月最多,根据统计降水时段多开始于夜间,结束于白天。(2)影响陕南的西南涡,源地主要是盆地涡,一般东移12~24 h后可造成陕南地区暴雨天气。陕南西南涡暴雨区主要位于700 hPa西南涡中心的东北象限附近,切变线以南区域,假相当位温的梯度大值区,500 hPa西风槽和副高外围西南气流的交汇区域且对应200 hPa强辐散区。(3)对西南涡的垂直结构研究表明,700 hPa强辐合中心位于正涡度中心东侧。这一区域与暴雨落区对应较好。高空急流下的强辐散引起空气质量调整,低层辐合,促使锋生。(4)存在三支水汽输送:通道一来自孟加拉湾西部的暖洋面;通道二源于孟加拉湾东部暖洋面;通道三源于南海洋面。暴雨期间秦巴山区地形产生的气旋式涡度、散度、水汽通量散度与系统性的涡度、散度和水汽通量散度叠加,增强低层辐合,这也是陕南西南涡暴雨形成的一个重要因素。

关键词：西南涡地形涡度锋生对流不稳定水汽追踪