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2022年长江流域重大干旱发展过程中西太平洋副热带高压的多维度异常特征

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科学通报 2024年第15期69卷 2081-2092页

作者：段欣妤张强张良马鹏里方锋杨金虎朱飙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兰州730020 甘肃省气象局兰州730020 兰州区域气候中心兰州730020

2022年长江流域发生了罕见的夏秋冬连旱.此次干旱是伏秋季降水异常偏少和气温异常偏高叠加形成的复合型干旱,与冬季干旱连在一起的超长事件;其中8月全流域的高温干旱异常特征最为显著.以往关于西太平洋副热带高压(简称西太副高)的异常... 详细信息

2022年长江流域发生了罕见的夏秋冬连旱.此次干旱是伏秋季降水异常偏少和气温异常偏高叠加形成的复合型干旱,与冬季干旱连在一起的超长事件;其中8月全流域的高温干旱异常特征最为显著.以往关于西太平洋副热带高压(简称西太副高)的异常变化对长江流域高温热浪和干旱的影响的相关研究主要侧重于纬向异常这种单一维度的异常,而较少关注其经向、厚度、面积、持续时间的多个维度异常;且单一维度的异常不足以刻画其作为主控环流因子对极端高温干旱事件的影响.为了揭示西太副高的多维度异常特征对此次长江流域重大干旱的影响,本文重点分析了干旱发展过程中西太副高的多个维度异常特征.结果表明,在整个干旱发展过程中,8月西太副高在500 hPa上纬向偏西异常最为显著,无明显的经向异常.覆盖长江流域的面积为历年同期最大.在垂直方向上自低层往高层不断西伸;400~200 h Pa上西太副高与南亚高压位置相互联通,以高压坝的形式覆盖长江流域,西太副高的厚度异常深厚.通过与历史同期8月不同程度干旱年份进行对比分析,结果发现,只有当西太副高的空间异常持续维持,才能造成流域严重的高温干旱.

关键词： 2022年长江流域重大干旱西太平洋副热带高压多维度异常特征

祁连山北坡一次秋季对流性降水雨滴谱特征分析

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干旱区研究 2024年

作者：付双喜王伏村李宝梓方春刚陈添宇甘肃省人工影响天气办公室甘肃省张掖市气象局中国气象局人工影响天气中心

利用Parsivel2激光雨滴谱仪观测数据，分析了祁连山北坡2020年9月21日发生的一次对流性降水天气的雨滴谱特征。结果表明：雨水含量W和降水强度R的时间演变一致，各站点雨滴数浓度N（D）最大时对应雨滴直径D均小于1 mm，出现在层状云降... 详细信息

利用Parsivel2激光雨滴谱仪观测数据，分析了祁连山北坡2020年9月21日发生的一次对流性降水天气的雨滴谱特征。结果表明：雨水含量W和降水强度R的时间演变一致，各站点雨滴数浓度N（D）最大时对应雨滴直径D均小于1 mm，出现在层状云降水期间。在对流云雨增强至最大阶段，雨滴直径D迅速增大，各站点最大雨滴直径D在2.75～3.75 mm之间。高海拔站总数浓度NT平均值大于低海拔站，低海拔站质量加权平均直径Dm平均值大于高海拔站。对流云降水Dm显著大于层状云降水且分布相对集中，层状云降水Dm分布有更大谱宽。对流云降水logNw分布相对集中，层状云降水logNw分布有更大谱宽。Gamma函数能较好拟合祁连山区对流云和层状云降水平均谱。对流云、层状云μ-λ有很好的拟合关系。Dm-R拟合系数和指数均为正数，Dm随R增强而增大，并在雨强达到一定值后变化有变缓的趋势。层状云降水logNw随R增强变化较快，对流云降水logNw随R增大缓慢。业务雷达默认使用的夏季对流云降水和经典大陆性层状云降水Z-R关系对祁连山区对流云、层状云降水估测值偏低。

关键词：雨滴谱数浓度质量加权平均直径 Z-R关系祁连山

FY-3D MERSI-Ⅱ反射太阳波段长期响应衰减估计及订正方法

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光谱学与光谱分析 2024年第7期44卷 2045-2055页

作者：王玲胡秀清张北徐寒列何兴伟漆成莉张晓涵司一丹徐娜陈林国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心) 中国气象局北京100081 许健民气象卫星创新中心中国气象局北京100081 中国气象局遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室中国气象局北京100081

遥感仪器的长期辐射响应衰减估计与订正是提高卫星遥感数据稳定性和准确性的关键。利用MERSI-Ⅱ在沙漠和DCC稳定目标上空的长时间观测数据,建立仪器辐射响应与时间的函数关系模型,并通过逆方差加权平均方法融合两种稳定目标的结果,获取... 详细信息

遥感仪器的长期辐射响应衰减估计与订正是提高卫星遥感数据稳定性和准确性的关键。利用MERSI-Ⅱ在沙漠和DCC稳定目标上空的长时间观测数据,建立仪器辐射响应与时间的函数关系模型,并通过逆方差加权平均方法融合两种稳定目标的结果,获取仪器辐射响应退化量和辐射定标系数的序列估计。辐射响应衰减跟踪监测结果表明,MERSI-Ⅱ自在轨开始业务运行到2022年9月,波长小于500 nm的3个蓝光波段(通道1,通道8—9)和波长大于1000 nm的4个近红外-短波红外波段(通道5—7,通道19)存在明显衰减,年衰减率为1.47%~4.32%。L1级产品精度检验也发现,7个明显衰减通道的业务定标偏差均超过±5%,其中通道5和8偏差最大,约为-20%。应用本研究获取的辐射定标系数序列后,L1产品辐射定标精度随时间变化平稳,定标偏差维持在±3%以内,同时L2级产品精度也明显提升,表明了该研究建立的辐射衰减估计与订正方法的有效性。

关键词：反射太阳波段辐射响应衰减 MERSI-Ⅱ FY-3D 稳定目标

中国区域气候干湿与土壤湿度变化特征及其差异性分析

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干旱区地理 2024年

作者：李春华朱飙杨金虎刘晨汐段欣妤黄鹏程兰州资源环境职业技术大学兰州区域气候中心甘肃省气象局中国气象局兰州干旱气象研究所/中国气象局干旱气候与减灾重点实验室/甘肃省干旱气候与减灾重点实验室

气候干湿是表征气候特征的重要指标，土壤干湿是一个复杂的、多维的水文气候概念，二者有其差异性，也有一定一致性。在全球变暖背景下，有必要进一步深入研究二者演变趋势与差异。鉴于此，对中国气候干湿与土壤干湿变化特征及其差异进... 详细信息

气候干湿是表征气候特征的重要指标，土壤干湿是一个复杂的、多维的水文气候概念，二者有其差异性，也有一定一致性。在全球变暖背景下，有必要进一步深入研究二者演变趋势与差异。鉴于此，对中国气候干湿与土壤干湿变化特征及其差异进行分析，明确气候干湿与土壤干湿的异同。采用湿润度指数对中国气候干湿整体状况及区划情况进行研究，并对同时段土壤干湿趋势进行分析。研究表明：（1）近60余年中国不同气候区分界线未发生明显变化，但不同的气候态与1961—1990年气候态时段相比，中国北方自西向东存在一个面积广大的气候变干带，其湿润度指数存在着轻微变小的趋势，只是变化程度尚未达到改变气候分类的程度。（2）中国不同气候区气候干湿与土壤干湿在年内变化有所差异，湿润区与半干湿区二者一致性明显好于半干旱和干旱区；不同气候区潜在蒸散与降水差值的月变化存在明显差异，对干旱与半干旱区而言，3—9月与3—6月为气候干期，该时段干旱发生的可能较大；半湿润气候区7—8月进入水分盈余阶段，而湿润气候区，除个别月份，全年基本处于水分盈余状态。（3）中国区域气候干湿变化与土壤湿度多年变化存在着明显的差异，不同气候区多年湿润度指数均呈轻微增加趋势，但土壤湿度大部呈变干趋势，侧面说明中国不同气候区农牧业生产潜在干旱风险在增高。研究结果有助于全面认识气象干湿与土壤干湿，促进对二者关联的进一步研究；同时有助于加强干旱风险的防控意识，提高农牧业生产的抗旱应对举措。

关键词：气候干湿土壤湿度变化特征差异性中国

气候变化及人类活动背景下石羊河流域生态与水资源变化特征

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干旱区研究 2024年

作者：程倩齐月刘明春张鹏丁文魁李兴宇任丽雯杨华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实验室武威国家气候观象台甘肃省武威市气象局

本研究基于石羊河流域气象资料、遥感资料以及人文资料，分析流域气候要素和生态环境变化特征，探讨气候变化和人类活动双重作用对流域生态环境的影响。结果表明：近60 a来石羊河流域气温显著升高，增温速率为0.40 ℃·（10a）-1，流域... 详细信息

本研究基于石羊河流域气象资料、遥感资料以及人文资料，分析流域气候要素和生态环境变化特征，探讨气候变化和人类活动双重作用对流域生态环境的影响。结果表明：近60 a来石羊河流域气温显著升高，增温速率为0.40 ℃·（10a）-1，流域气温上升过程中1998年发生突变，通过0.05水平显著性检验；年降水量呈增加趋势，增幅为7.3 mm·（10a）-1，年际间差异较大，从空间分布来看，年降水量流域南部向北部递减；干燥度自1961年以来呈减小趋势，由流域北部向南部递减。流域上游西营河出山口九条岭站径流量呈微弱的上升趋势，增加率为0.037×108m3·（10a）-1，主要受降水的影响；自2007年《石羊河流域重点治理规划》实施以来，石羊河流域水资源、植被面积发生较大变化，蔡旗断面过水量、石羊河年平均流量、青土湖及其周边水域和植被面积显著增加，地下水位稳定回升。气候变化和人类活动双重影响下，石羊河流域的生态环境得到有效改善，为流域生态环境保护与建设、水土资源合理利用与保护提供科学依据。

关键词：气候变化人类活动生态环境水资源石羊河流域

石羊河流域归一化植被指数变化及其驱动因子分析

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干旱区地理 2024年

作者：杨晓玲丁文魁周华李岩瑛陈海贝武威国家气候观象台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省古浪县气象局

石羊河流域土地荒漠化问题严重，生态环境十分脆弱。以石羊河流域2000—2020年逐月NASA GIMMS归一化植被指数（Normalized difference vegetation index，NDVI）、气温、降水量、日照时数和蒸发量等资料为基础，采用趋势斜率、累积距平... 详细信息

石羊河流域土地荒漠化问题严重，生态环境十分脆弱。以石羊河流域2000—2020年逐月NASA GIMMS归一化植被指数（Normalized difference vegetation index，NDVI）、气温、降水量、日照时数和蒸发量等资料为基础，采用趋势斜率、累积距平和信噪比、相关系数、多元回归等方法，分析研究了石羊河流域的植被指数变化及驱动因子。结果表明：（1）受海拔高度、地形地貌和气候差异的影响，石羊河流域NDVI的空间分布为上游＞全流域＞中游＞下游。（2）全流域及上、中游年NDVI呈明显增长趋势，下游呈轻微增长趋势，趋势斜率为上游＞全流域＞中游＞下游，各季节NDVI也呈增长趋势，夏、秋、冬季基本为明显增长。全流域及上、中、下游年NDVI在2011年或2010年发生了突变。（3）影响石羊河流域NDVI变化的气候因子依次为降水量、气温、蒸发量、日照时数。石羊河流域NDVI变化是气候变化与人类活动共同驱动的结果，全流域及上游气候因子对NDVI的贡献率比人类活动大，中、下游气候因子和人类活动对NDVI贡献相当。突变后人类活动的贡献率比突变前明显增大，气候因子的贡献率相对削弱。本研究可为石羊河流域植被恢复及生态环境保护提供科学依据。

关键词： NDVI 趋势斜率驱动因子多元回归石羊河流域

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

2024年2月17—23日中国大范围强寒潮雨雪冰冻强对流过程涉及的若干问题

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气象 2024年第9期50卷 1033-1042页

作者：俞小鼎费海燕王秀明中国气象局气象干部培训学院北京100081

2024年2月中下旬我国出现一次多灾种高影响天气过程。这是一次几十年一遇的过程,出现了大范围强寒潮雨雪冰冻天气并伴随强对流发生,涉及到强寒潮、沙尘、降雨、降雪、冻雨,以及强对流和伴随的大冰雹和雷暴大风,多种高影响天气在一次过... 详细信息

2024年2月中下旬我国出现一次多灾种高影响天气过程。这是一次几十年一遇的过程,出现了大范围强寒潮雨雪冰冻天气并伴随强对流发生,涉及到强寒潮、沙尘、降雨、降雪、冻雨,以及强对流和伴随的大冰雹和雷暴大风,多种高影响天气在一次过程中都有所呈现,其过程之复杂异常罕见。本文针对此次过程中值得深入探讨的问题、高影响天气发生发展可能机理、相应的预报挑战等进行简要梳理,为后续对此次过程的细致和深入分析研究做一个引子。

关键词：雨雪冰冻强对流高架对流条件对称不稳定重力波

河西走廊西部一次暴雨过程降水特征及极端性分析

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高原气象 2024年第1期43卷 156-165页

作者：张君霞黄武斌王一丞赵彦琴王基鑫甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室甘肃兰州730020 兰州中心气象台甘肃兰州730020 金塔县气象局甘肃酒泉735300

2022年8月12日20:00至13日20:00(北京时)酒泉市金塔县发生一次极端暴雨过程,金塔站24 h降水量和小时降水量均突破历史极值。利用逐分钟、逐小时、日降水观测数据及地面-雷达-卫星三源融合降水分析产品(CMA Multi-source Merged Precipit... 详细信息

2022年8月12日20:00至13日20:00(北京时)酒泉市金塔县发生一次极端暴雨过程,金塔站24 h降水量和小时降水量均突破历史极值。利用逐分钟、逐小时、日降水观测数据及地面-雷达-卫星三源融合降水分析产品(CMA Multi-source Merged Precipitation Analysis System, CMPAS)1 h降水量数据,分析了此次暴雨天气过程的降水特征及极端性。结果表明:此次暴雨过程具有过程雨量大,局地性强,小时雨强强,对流性明显等特征,主要降水时段为夜间,暴雨中心位于酒泉市金塔县。11个气象观测站累计雨量达建站以来最大值,金塔站88 mm,是酒泉市所有国家气象观测站降水观测的次大值,超过62年来(1961-2022年)汛期平均值的58%;13个气象观测站小时降水量达建站以来最大值,金塔站56.2 mm,位居酒泉市所有气象站小时降水量的首位,接近62年来金塔站8月平均雨量的3倍,历史极端性明显。金塔站有3个降水时段,强降水主要发生在第二时段,逐分钟降水强度强,持续时间长。强降水中心首先出现在金塔站东南部,随后向西北移至金塔站附近,且强降水范围扩大,持续3 h后降水强度减弱并向东南方向移出,暴雨区降水过程结束。

关键词：干旱区暴雨极端降水对流分钟降水