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副热带高压控制下一次极端暴雨成因分析及成功预警

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灾害学 2025年第1期40卷 92-101页

作者：郭萍段绍玲郑建萌张万诚陈静杨宏庆中国气象局横断山区(低纬高原)灾害性天气研究中心云南昆明650034 中国气象局大理山地气象野外科学试验基地云南大理671003 云南省气候中心云南昆明650034 云南省气象科学研究所云南昆明650034 云南省临沧市气象局云南临沧677099 中国气象局大理国家气候观象台云南大理671003

2022年10月8日,临沧市双江县忙懦乡遭遇历史性极端暴雨,最大小时雨量达到57.2 mm。该文通过高空、区域自动站雨量、ERA5再分析、FY-2G、多普勒天气雷达等资料综合分析,揭示此次暴雨的成因:①此过程的大尺度环流背景是在强盛的副高控制下... 详细信息

2022年10月8日,临沧市双江县忙懦乡遭遇历史性极端暴雨,最大小时雨量达到57.2 mm。该文通过高空、区域自动站雨量、ERA5再分析、FY-2G、多普勒天气雷达等资料综合分析,揭示此次暴雨的成因:①此过程的大尺度环流背景是在强盛的副高控制下,由中尺度系统触发产生的强降雨。②强降雨期间大气层结不稳定,存在暖湿底层与干冷高层,低抬升凝结高度和自由对流高度;强降雨发生与水汽输送和水汽辐合大值区相对应,低层辐合中高层辐散且与强垂直上升运动区配合。③两个强降雨时段对应不同的雷达回波特征,初时段无大范围的降雨回波,局地出现中-γ尺度对流回波;次时段降雨回波范围扩大,形成列车效应。④忙懦乡的地形和低层东偏南气流对中尺度对流系统的触发与维持起到关键作用。⑤“1262”服务模式提前发出警报,夜间强降雨得以有效预警,避免了人员伤亡,成为预警联动的成功案例。

关键词：极端暴雨副热带高压中尺度系统临沧市递进式气象服务

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二氧化碳与气候:云变化机制

气象科技 1993年第2期21卷 76-84页

作者： J.F.B.Mitchell W.J.Ingram 曾晓梅英国气象局哈得来气候预报与研究中心

云分布的变化会对气候变化产生一个重要反馈。大气环流模式模拟表明在气候变暖时高云向上移动,自由对流层云总的说来减少。高云的移动可能是由对流层顶的向上移动引起的。据认为相对湿度及下部云量的减少可以归因于较暖气候条件下垂直... 详细信息

云分布的变化会对气候变化产生一个重要反馈。大气环流模式模拟表明在气候变暖时高云向上移动,自由对流层云总的说来减少。高云的移动可能是由对流层顶的向上移动引起的。据认为相对湿度及下部云量的减少可以归因于较暖气候条件下垂直运动的厚度增加,并且由于比湿增加大气辐射冷却也会向上移动。关于大气环流模式响应的诊断研究结果与这种机制是一致的。

关键词：二氧化碳气候云变化机制

基于相似误差订正方法的宁夏冬季气温模式产品解释应用

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干旱区研究 2025年

作者：王岱马阳张雯李欣黄莹王素艳中国气象局旱区特色农业气象灾害监测预警与风险管理重点实验室宁夏回族自治区气候中心

冬季月和季节内频繁交替的冷暖事件增大了短期气候预测的难度和挑战性，加之气候动力模式对于宁夏冬季气温的预测水平整体不高，导致预测质量不稳定。动力与统计相结合的模式解释应用方法的发展，为预测质量的提升提供了有效的技术手段... 详细信息

冬季月和季节内频繁交替的冷暖事件增大了短期气候预测的难度和挑战性，加之气候动力模式对于宁夏冬季气温的预测水平整体不高，导致预测质量不稳定。动力与统计相结合的模式解释应用方法的发展，为预测质量的提升提供了有效的技术手段，也是省级短期气候预测业务亟需发展的重要方向。基于国家气候中心MODES二代产品的EC模式近30 a历史回算数据、宁夏19个国家气象站冬季逐月平均气温观测数据、NCEP/NCAR大气再分析资料等，采用相似误差订正方法，利用同期环流关键区信息对宁夏冬季月气温开展模式解释应用，旨在提高宁夏气候趋势预测准确率和客观化水平。结果表明：EC模式原始预测结果对宁夏冬季各月气温的预测技巧整体较高，尤其对于趋势和异常量级的把握能力较好；采用相似误差订正方案后，仍能有效提高EC模式对宁夏冬季气温的预测技巧，其中12月和1月预测技巧提高尤为明显，订正后PS、PC评分分别高于70%和64%。当1月平均气温为正距平、12月和2月为负距平时预测技巧提高更明显，气温偏低幅度越大提高越显著；模式误差大小对预报订正的效果无明显影响，即使在模式误差绝对值较大情况下，该订正方案仍能不同程度地提升冬季各月模式气温预测技巧。因此，相似误差订正方法可以在模式误差较大的情况下，进一步提高宁夏冬季气温趋势和异常量级的预报准确性，改进模式预报技巧的稳定性，在实际业务中具有良好的应用价值。

关键词：宁夏冬季气温相似误差订正方法模式产品解释应用

前期东北大西洋-地中海西部海温异常影响河南省干热风的可能途径

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高原气象 2025年第1期44卷 150-162页

作者：竹磊磊苏晓乐潘攀吴璐杨婷中国气象局•河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室河南郑州450003 河南省气候中心河南郑州450003

河南省是中国冬小麦的主产区,也是较易受干热风影响的地区。目前对干热风的研究和预报多在天气尺度,从气候的角度研究干热风是否具有可预报性,具有非常重要的意义。本文基于河南省干热风资料、NCEP/NCAR再分析资料和哈得莱环流中心海温... 详细信息

河南省是中国冬小麦的主产区,也是较易受干热风影响的地区。目前对干热风的研究和预报多在天气尺度,从气候的角度研究干热风是否具有可预报性,具有非常重要的意义。本文基于河南省干热风资料、NCEP/NCAR再分析资料和哈得莱环流中心海温资料,分析了1980-2022年前期海温异常与河南省干热风日数的关系,及其可能影响途径。结果表明:(1)豫北、豫西北和豫中多年平均干热风日数较多,其他地区则相对较少。日干热风出现的概率由南向北、由5月下旬至6月上旬逐渐增加。全省平均干热风日数有显著增加趋势。(2)河南省干热风日数与当年3-4月东北大西洋-地中海西部(关键区)海温在年代际和年际尺度上均存在着密切相关,两者与干热风发生时段500 hPa高度场在去趋势前和去趋势后的显著正相关区在东亚中纬度地区位于新疆北部至贝加尔湖尔湖北部,显著负相关区位于我国东北至日本群岛附近,与850 hPa风场在去趋势前和去趋势后的相关在上述正、负显著相关区分别呈反气旋和气旋分布,气旋后部呈偏北风的显著相关,即3-4月关键区高海温年,出现的蒙古高压脊和东亚大槽造成了河南省的干热风天气。海温与环流场的相关在去趋势前和去趋势后在中纬度地区呈现出一个更明显的由东北大西洋经欧亚大陆至东北亚的纬向遥相关波列。(3)西太平洋副热带高压(以下简称副高)偏南(北)时,干热风日数易偏多(少),而3-4月关键区高(低)海温则可以导致副高偏南(北)。(4)干热风偏多年和偏少年、3-4月关键区高海温年和低海温的干热风发生时段30°N-55°N经向平均的涡度差值,及高、低海温年的干热风发生时段500 hPa准地转流函数距平和波作用通量均显示在中纬度地区存在自东北大西洋至东北亚的纬向波列。也即表明,3-4月关键区海温可以激发出一个后期干热风发生时段的类似波列,经欧亚大陆传至东北亚,而高海温年在东亚中纬度地区的环流分布造成了河南省的干热风天气。

关键词：干热风东北大西洋地中海西部海温遥相关波列

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印度洋与南海区域春季再分析资料对比研究

黑龙江环境通报 2025年第01期 18-20页

作者：姚如时廖晓婷苏礼贤惠安县气象局

本文采用自主研发的EARR区域气候分析模式，选取2015年4月表征春季印度洋区域与南海区域的几个要素：2m温度，2m相对湿度，10m风（包括经向风和纬向风），进行资料同化处理，得到的再分析资料与美国国家环境预测中心（NCEP）研发的NCEP... 详细信息

本文采用自主研发的EARR区域气候分析模式，选取2015年4月表征春季印度洋区域与南海区域的几个要素：2m温度，2m相对湿度，10m风（包括经向风和纬向风），进行资料同化处理，得到的再分析资料与美国国家环境预测中心（NCEP）研发的NCEP再分析资料、欧洲气象数据中心（ECMWF）研发的ERA-Interim再分析资料、日本气象厅（JMA）研发的JRA-55的55年再分析资料、TRMM气象卫星传感器的多元气象降水数据等进行对比研究，重点关注EARR区域再分析资料在两个区域内受地形、季风等因素的影响下，对于气候预测的准确度和预报的准确性，以及与其他模式相比，EARR区域分析模式在预报和气候分析上的优势和缺点。

关键词：再分析资料区域气候分析对比研究

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我国华北盛夏强降水频次的统计预报模型

中国科学:地球科学 2025年第1期 157-170页

作者：蒋顺莉韩婷婷周昕王会军尹志聪宋晓蕾南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心气象灾害教育部重点实验室中国科学院大气物理研究所竺可桢-南森国际研究中心南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)

近年来,我国华北地区强降水频发,造成了巨大的经济损失和人员伤亡.然而,目前对于强降水的短期气候预测水平十分有限.因此,本文基于3个独立的预测因子——前期2月印度洋海温(SST＿IO)、2月北亚积雪深度(SDE＿NA)和5月华北融雪(MSDE＿NC)... 详细信息

近年来,我国华北地区强降水频发,造成了巨大的经济损失和人员伤亡.然而,目前对于强降水的短期气候预测水平十分有限.因此,本文基于3个独立的预测因子——前期2月印度洋海温(SST＿IO)、2月北亚积雪深度(SDE＿NA)和5月华北融雪(MSDE＿NC),利用年际增量方法(the year-to-year difference, DY),建立了华北地区盛夏强降水频次(heavy precipitation days, HPDs)的季节预测模型.结果表明, SST＿IO通过太平洋-日本遥相关影响华北降水. SDE＿NA通过激发欧亚大陆上空Rossby波向东南传播,进而引起东亚反气旋异常来影响华北降水.MSDE＿NC异常往往伴随着后期盛夏局地的垂直运动异常和比湿异常,从而引起华北降水异常.该预测模型能很好地预测HPDs的年际变化特征,预测与观测的HPDs＿DY(HPDs)的相关系数分别为0.81和0.65.15个极端HPDs年的距平同号率为100%.在1982～2022年留一法交叉验证中, HPDs极值年份距平同号率高达100%,具有较低的均方根误差(1.14).在2013～2022年独立试报结果中,预测与观测的HPDs＿DY(HPDs)的相关系数分别为0.93和0.83,同时具有较高的Nash-Sutcliffe效率系数(0.82)和一致性指数(0.89).值得注意的是, 2015年、2016年、2017年、2021年和2022年独立试报结果与观测结果基本一致,这也表明了该预测模型对华北地区强降水频次预测的优异性能.

关键词：华北强降水年际增量方法季节预测海温积雪深度

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1750年以来的全球平均气候强迫与温度响应

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气象科技 1999年第1期27卷 20-31页

作者： Peter R.Rowntree 易海涛英国气象局哈得来中心

估计了１７５０年以来认为在气候变化中有重要作用的主要辐射强迫。这些分析强调了生物圈ＣＯ２释放和甲烷增加在２０世纪初期以前所起的作用。在２０世纪中叶以前，化石燃料燃烧所起的作用较小，因为相同来源的硫酸盐气溶胶抵消了其中... 详细信息

估计了１７５０年以来认为在气候变化中有重要作用的主要辐射强迫。这些分析强调了生物圈ＣＯ２释放和甲烷增加在２０世纪初期以前所起的作用。在２０世纪中叶以前，化石燃料燃烧所起的作用较小，因为相同来源的硫酸盐气溶胶抵消了其中ＣＯ２的影响。文章表明，通过合理估计温室气体、人类活动和火山气溶胶的贡献，简单的箱式扩散气候模式可模拟实测全球气候变化的诸多特征，就象根据冰川数据和仪器记录数据所作的估计一样。模式不包括太阳辐射强度本身的变化，也不包括此时期内气候的内部振动，后者在最近的研究中被认为是必要的，但是包括了其他研究所忽略的火山气溶胶的作用。对火山气溶胶强迫作了三种不同的估计。虽然考虑火山气溶胶后改善了模式对观测资料的拟合，但检验分析表明，并无任何一种估计更为明显地优越。温度记录表现出与三维模式所得到的气候敏感性一致。

关键词：辐射强迫气溶胶全球温度扩散模式气候变化

基于模式误差分布特征的中国夏季旱涝预测可信度研究

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物理学报 2014年第14期63卷 423-434页

作者：杨杰龚志强赵俊虎许遐祯江苏省气象局气候中心南京210000 中国气象局国家气候中心北京100081

基于美国气候预报中心组合降雨分析资料对国家气候中心海气耦合模式多年夏季降水预报误差进行统计分析,以揭示模式预报误差的分布规律及特征.研究发现,模式预报误差分布特征满足正态分布,基于误差分布特征分析模式对中国夏季降水的预测... 详细信息

基于美国气候预报中心组合降雨分析资料对国家气候中心海气耦合模式多年夏季降水预报误差进行统计分析,以揭示模式预报误差的分布规律及特征.研究发现,模式预报误差分布特征满足正态分布,基于误差分布特征分析模式对中国夏季降水的预测能力,通过误差分布的高斯拟合曲线特征对比模式预报与动力统计方法的预测技巧,进而得到动力统计方法改进误差分布特征的两种类型:1)变幅型改进;2)均值型改进.在此基础上,根据模式误差的统计特征提出了一种新的旱涝预测可信度计算方法,用于定量化地评估动力统计方法在不同地区的预测可信度大小,并应用于实际预测.最后以2012和2013年夏季降水为例,给出了实况、预测以及可信度检验.结果显示该方法能较好地反映出预测的不确定性,较其他检验方法更具针对性,对异常降水的预测可信度反映更为准确,验证了方法的有效性,可进一步提高动力统计方法的预测服务水平.

关键词：误差分布动力统计汛期降水预测可信度

北京城区PM_(2.5)不同时间尺度周期性研究

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中国环境科学 2017年第2期37卷 407-415页

作者：李梓铭孙兆彬邵勰廖晓农张小玲熊亚军马小会中国气象局北京城市气象研究所北京100089 京津冀环境气象预报预警中心北京100089 国家气候中心北京100081

为研究北京城区PM_(2.5)浓度不同时间尺度的周期及其演变特征,利用2010~2015年PM_(2.5)浓度和常规气象资料,对其进行Morlet小波和交叉小波分析.结果表明,北京城区PM_(2.5)浓度存在显著的周期性变化,主要周期包括24h左右,8d左右和14d左右... 详细信息

为研究北京城区PM_(2.5)浓度不同时间尺度的周期及其演变特征,利用2010~2015年PM_(2.5)浓度和常规气象资料,对其进行Morlet小波和交叉小波分析.结果表明,北京城区PM_(2.5)浓度存在显著的周期性变化,主要周期包括24h左右,8d左右和14d左右.14d左右的周期主要受大气准双周振荡的影响,8d左右周期不仅与天气尺度系统周期有关,此外可能还与人类活动引起"星期效应"有关,其中天气尺度系统的影响可能居于主要地位.通过交叉小波分析,PM_(2.5)与平均风速在8d和14d左右存在显著的共振现象,并且二者表征为负位相关系.气象要素日变化、城市居民行为习惯导致的污染物排放差异可能是造成24h左右振荡周期的重要因素.北京城区PM_(2.5)浓度的各周期在秋冬季较为显著,与北京地区秋冬季低层大气更多受强天气系统的影响有关;春夏季PM_(2.5)浓度较低和影响因素较多以及局地中尺度热力环流对于低层大气的影响更为显著是该时期周期性较弱的主要原因;季节内振荡(40~60d)在2014年后减弱可能与北京市开展的减排措施有关.尽管本研究利用小波分析方法得到一些关于北京城区PM_(2.5)浓度振荡周期及其演变特征的有效信息,但所用资料时长较短且站点相对单一,所得结论还需要大量的实测数据或其他分析方法的验证.

关键词：北京 PM2.5 准双周振荡季节内振荡人类活动