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利用卷积神经网络开展偏振雷达定量降水估测研究

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热带气象学报 2024年第1期40卷 64-74页

作者：蔡康龙胡志群谭浩波黄锦灿张伟强张晶晶植江玲佛山市龙卷风研究中心/中国气象局龙卷风重点开放实验室广东佛山528000 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 广东省气象局广东广州510080 高明区气象局广东佛山528000

利用偏振升级改造后的广州新一代天气雷达(CINRAD/SAD)水平反射率ZH、差分传播相移率KDP、差分反射率因子ZDR和广东佛山219个地面气象自动站雨量数据,形成不同偏振量组合的8个数据集。基于卷积神经网络(CNN),建立雷达定量降水估测网络架... 详细信息

利用偏振升级改造后的广州新一代天气雷达(CINRAD/SAD)水平反射率ZH、差分传播相移率KDP、差分反射率因子ZDR和广东佛山219个地面气象自动站雨量数据,形成不同偏振量组合的8个数据集。基于卷积神经网络(CNN),建立雷达定量降水估测网络架构QPEnet,并将该架构用于雷达定量降水估测(QPE),评估结果表明:数据集通道数N的增加可降低QPEnet的定量降雨估测的均方根误差(RMSE),并提高相关系数(CORR);对于由ZH形成的数据集Z、Z_1~3 km和Z_6 min,随着通道数N的增加,数据集Z、Z_1~3 km和Z_6 min的性能逐步得到提高,数据集Z_1~3 km和Z_6 min的均方根误差(RMSE)分别是4.71和3.78,比数值集Z分别降低了1.3%和18.7%;数据集Z_1~3 km和Z_6 min的CORR分别是0.82和0.88,比数据集Z分别提高了2.5%和10.0%;对于ZH、KDP和ZDR偏振量组成的数据集里面,数据集Z_ZDR_KDP的拟合性能最好,RMSE为3.97,比数据集Z的RMSE降低了14.6%,CORR是0.86,比数据集Z提高了7.5%;分别对0.6~5 mm、5~10 mm、10~20 mm、20~30 mm、30~40 mm、40~50 mm和50 mm以上的7个降水量级的均方根误差(RMSE)、平均偏差比(MBR)、平均误差(AE)和相对误差(RE)等的统计结果表明,数据集Z_6 min降雨精度最高。

关键词：定量降水估测卷积神经网络 S波段双偏振雷达测雨精度

山东半岛一次冷涡背景下暖区暴雨漏报成因分析

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气候变化研究快报 2024年第3期13卷 624-634页

作者：迟静孙倩倩仇丹妮威海市气象局山东威海扬州市气象局江苏扬州

利用常规观测数据和ERA5 (Fifth Generation of ECMWF Reanalysis) 0.25˚ × 0.25˚再分析资料,对2022年6月14日山东半岛一次预报失败的局地大暴雨过程进行了综合诊断分析。结果表明:1) 暴雨发生在冷涡槽前暖湿气流中,低空急流的两次建... 详细信息

利用常规观测数据和ERA5 (Fifth Generation of ECMWF Reanalysis) 0.25˚ × 0.25˚再分析资料,对2022年6月14日山东半岛一次预报失败的局地大暴雨过程进行了综合诊断分析。结果表明:1) 暴雨发生在冷涡槽前暖湿气流中,低空急流的两次建立为暴雨提供了持续充足的水汽和不稳定能量条件;2) 低层暖湿切变线、地面海陆风中尺度辐合线是触发对流的主要机制,沿岸热力差异和山地地形强迫作用使局地对流强度增强;3) 雨带分布与两个阶段的中尺度对流系统(MCS)发展演变有关,沿岸对流系统合并与列车效应造成了局地大暴雨;4) 降水发生前,数值预报模式对低空急流和地面中尺度辐合线预报较差,预报员对于暖区降水的认识不足是暴雨漏报的主要原因。

关键词：冷涡暖区暴雨低空急流列车效应

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粤东夏季复合高温干旱事件特征初探

广东气象 2024年第1期46卷 28-33页

作者：刘泳涛谢洁宏黄河莎林伟彬王周玉叶梦茜普宁市气象局广东普宁515300 揭阳市气象局广东揭阳522000 惠来县气象局广东惠来515200

选取1967-2021年5-10月粤东20个国家气象站逐日最高气温和逐日干旱指数(DI),基于滑动窗口计算逐日90(或10)百分位高温(或干旱)阈值,以此判别高温(或干旱)事件和定义粤东复合高温干旱事件,并通过线性分析、滑动t检验、小波分析和EOF分解... 详细信息

选取1967-2021年5-10月粤东20个国家气象站逐日最高气温和逐日干旱指数(DI),基于滑动窗口计算逐日90(或10)百分位高温(或干旱)阈值,以此判别高温(或干旱)事件和定义粤东复合高温干旱事件,并通过线性分析、滑动t检验、小波分析和EOF分解等统计方法研究粤东夏季复合高温干旱事件时空分布特征。结果表明:(1)粤东夏季复合高温干旱事件呈北多、南少趋势空间分布,趋势变化大值区出现在中部普宁揭阳一带,对应EOF分解的第2和3模态即南北偶极型和南北3极型,而粤东夏季复合高温干旱事件的主要空间分布模态为全区一致偏多或偏少型(第1模态);(2)粤东夏季复合高温干旱事件增长趋势显著,大致呈“升-降-升”的变化趋势,其中在1991年经历了由下降到上升的明显突变。复合高温干旱事件具有10年左右的主周期振荡和3、5年左右的周期变化特征;(3)粤东夏季复合高温干旱事件在20世纪90年代前主要集中在7-8月,之后5和9月增长趋势明显高于其他月份;(4)20世纪90年代前后粤东不同持续时间复合高温干旱事件有显著差异,之前以1 d为主,之后以2 d及持续性(≥3 d以上)的复合高温干旱事件为主,其中持续性复合高温干旱事件是粤东夏季复合高温干旱事件显著增长的主要贡献。

关键词：气候学复合高温干旱事件相对阈值滑动窗口夏季粤东

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伊宁市降水酸碱度变化趋势与气象因子的关系

气象科技进展 2024年第1期14卷 46-53页

作者：王玲于桂花李金解帅苗运玲伊犁州气象局伊宁835000 乌鲁木齐市气象局乌鲁木齐830002

利用1993—2020年伊宁市酸雨观测资料,结合相关地面气象资料,统计分析伊宁市pH值和电导率(K值)变化趋势,研究其与气象因子的关系。结果表明:近年来伊宁市年平均pH值呈波动下降趋势,2003—2005年、2015—2020年已发展为轻酸雨区;降水酸... 详细信息

利用1993—2020年伊宁市酸雨观测资料,结合相关地面气象资料,统计分析伊宁市pH值和电导率(K值)变化趋势,研究其与气象因子的关系。结果表明:近年来伊宁市年平均pH值呈波动下降趋势,2003—2005年、2015—2020年已发展为轻酸雨区;降水酸性在秋冬两季显著增强,冬季降水pH值最低、酸雨发生概率最大;pH值在2002年发生由大到小的突变,酸雨呈增多趋势;年平均K值明显上升,1997年发生由小到大的突变,说明大气降水洁净程度降低,污染呈增加趋势,利于酸雨形成;酸雨发生概率在小雨量级出现最大,随量级增大呈显著下降趋势;降水呈酸性时地面主导风向为偏西风,pH值与降水量呈负相关、与风速呈正相关,K值与降水量呈负相关、与风速呈负相关;雾有利于增强降水酸度和酸雨发生概率;硫化物排放量增大致使大气污染日趋严重,酸雨发生概率呈上升态势。

关键词：降水酸碱度气象因子伊宁市

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冬小麦-夏玉米轮作田沟金针虫垂直活动特征

应用气象学报 2024年第4期 467-479页

作者：赵花荣任三学齐月张玲田晓丽杨超胡丽丽中国气象科学研究院中国气象局.河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室河北固城农业气象国家野外科学观测研究站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甘肃省气象信息与装备保障中心河北省保定市气象局

基于河北固城农业气象国家野外科学观测研究站2019—2020年、2021—2022年冬小麦-夏玉米轮作田沟金针虫在土壤中分层调查数据,引入虫口重量指标,结合虫口密度指标,揭示沟金针虫在冬小麦-夏玉米轮作田为害-休眠动态变化,讨论沟金针虫在... 详细信息

基于河北固城农业气象国家野外科学观测研究站2019—2020年、2021—2022年冬小麦-夏玉米轮作田沟金针虫在土壤中分层调查数据,引入虫口重量指标,结合虫口密度指标,揭示沟金针虫在冬小麦-夏玉米轮作田为害-休眠动态变化,讨论沟金针虫在土壤中垂直活动特征、气象条件与其相关性以及对冬小麦产量影响。结果表明:沟金针虫在冬小麦-夏玉米轮作田存在3个为害期和3个休眠期,且交替出现。3个为害期出现在冬小麦返青-拔节期、夏玉米幼苗期、冬小麦秋苗期,3个休眠期出现在冬小麦越冬期、冬小麦成熟-收获期、夏玉米灌浆-成熟期,3个为害期中以冬小麦返青-拔节期最为严重。冬季偏暖及春季回暖早,沟金针虫表现出晚下早上特征,使得沟金针虫冬季休眠期缩短而为害活动期延长;土壤温度、湿度以及食源关系共同影响沟金针虫为害、休眠以及取食活动,其为害适宜土壤重量含水率约为15%～18%,适宜土壤温度为14～18℃。分析沟金针虫为害与冬小麦减产率可知,虫口密度每增加10 m-2或虫口重量每增加1.0 g·m-2,可导致减产率增加5.1%。

关键词：沟金针虫垂直活动冬小麦夏玉米轮作田

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西藏高原人体舒适度指数时空变化特征分析

干旱区地理 2024年第6期47卷 980-992页

作者：李积宏周刊社张东东普布多吉张伟华史继清那曲市气象局西藏那曲852000 西藏自治区气候中心西藏拉萨850000

利用西藏高原38个气象站1981—2020年逐日气象观测资料及1970—2000年30s空间分辨率气候数据,对人体舒适度指数(ICHB)及高原人体舒适度指数(PICHB)时空变化特征进行分析。研究表明:(1)西藏高原近40aICHB呈显著上升趋势,整个西藏高原年I... 详细信息

利用西藏高原38个气象站1981—2020年逐日气象观测资料及1970—2000年30s空间分辨率气候数据,对人体舒适度指数(ICHB)及高原人体舒适度指数(PICHB)时空变化特征进行分析。研究表明:(1)西藏高原近40aICHB呈显著上升趋势,整个西藏高原年ICHB升高率为0.76·(10a)",各气候区年ICHB升高率为(0.57~0.98)·(10a)。季ICHB升高率在时间上表现为冬季>秋季>春季>夏季。(2)年ICHB和季ICHB的升高率在空间上表现为西部>北部>东北部>东南部>中部、南部边缘。(3)PICHB空间上表现为寒冷特不舒适、重度高原反应的区域主要分布在北部、西部及东北部的高山上;冷不舒适、重度高原反应的区域主要分布在北部、中部及南部边缘的高山上;冷不舒适、中度高原反应的区域主要分布在北部、中部和南部边缘等区域的较低海拔地区;较不舒适、轻度高原反应的区域主要分布在东南部和南部边缘地区;不冷不热舒适、无高原反应的区域主要分布在错那县南部和墨脱县南部。随着西藏高原近40a和未来气候“暖湿化”的变化趋势,各地月ICHB、季ICHB、年ICHB明显提高,PICHB也发生相应的变化,均向着舒适度升高的方向发展。

关键词：高原反应指数人体舒适度指数高原人体舒适度指数西藏高原

基于古文献考证麻黄杏仁薏苡甘草汤的剂量和用法

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中医研究 2024年第3期37卷 66-68页

作者：姜迪洪瑛鄂州市中医医院湖北鄂州436000

为厘清麻黄杏仁薏苡甘草汤的剂量和用法,对相关古籍进行挖掘,发现《伤寒论》和《金匮要略》中麻黄杏仁薏苡甘草汤与其他麻黄类方剂的剂量和服法不同,《外台秘要》所载薏苡麻黄汤和《金匮要略方》中麻黄杏仁薏苡仁甘草汤与现行教材记载... 详细信息

为厘清麻黄杏仁薏苡甘草汤的剂量和用法,对相关古籍进行挖掘,发现《伤寒论》和《金匮要略》中麻黄杏仁薏苡甘草汤与其他麻黄类方剂的剂量和服法不同,《外台秘要》所载薏苡麻黄汤和《金匮要略方》中麻黄杏仁薏苡仁甘草汤与现行教材记载的麻黄杏仁薏苡甘草汤剂量和服法亦不同;认为《外台秘要》所载薏苡麻黄汤是接近麻黄杏仁薏苡甘草汤原貌的版本,《金匮要略方》中的麻黄杏仁薏苡仁甘草汤为张仲景麻黄杏仁薏苡甘草汤的原方。

关键词：麻黄杏仁薏苡甘草汤数据挖掘《外台秘要》《金匮要略方》剂量用法

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招远地区近61年气候变化特征及突变分析

气象水文海洋仪器 2024年第1期41卷 72-75页

作者：樊献政张娟杨金玲张翠英招远市气象局招远265400 菏泽市气象局菏泽274000

文章基于招远市1961-2021年国家级气象观测站的地面观测整编资料,利用一元线性回归分析、气候倾向率、Mann-Kendall检测法,分析了招远地区年平均气温、极端最低气温、气温年较差、降水量和日照时数等气候变化特征及年变化趋势。结果显示... 详细信息

文章基于招远市1961-2021年国家级气象观测站的地面观测整编资料,利用一元线性回归分析、气候倾向率、Mann-Kendall检测法,分析了招远地区年平均气温、极端最低气温、气温年较差、降水量和日照时数等气候变化特征及年变化趋势。结果显示:近61年招远地区年平均气温呈极显著的上升趋势,每10年上升0.24℃;降水总体变化趋势不明显,每10年下降0.34 mm,降水主要集中在20世纪80年代;日照时数呈明显减少趋势,每10年减少63.1 h;年平均气温、极端最低气温和日照时数突变分别发生在1986,1975和1971年,年降水量突变较为频繁。研究结果为招远地区的可持续发展和农业资源高效利用提供支持。

关键词：气候变化特征突变分析

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吉林省短时强降水时空特征分析

气象水文海洋仪器 2024年第2期41卷 66-69页

作者：王智宇谷雨郭阳刘壮华通化市气象局通化134001 集安市气象局集安134299

文章利用吉林省51个国家地面气象观测站1994—2023年4—10月逐小时降水资料,通过对短时强降水时间尺度、空间尺度进行分析,揭示吉林省短时强降水时空分布特征及变化规律。结果表明:1994—2023年短时强降水频次呈现先下降后上升的趋势;5... 详细信息

文章利用吉林省51个国家地面气象观测站1994—2023年4—10月逐小时降水资料,通过对短时强降水时间尺度、空间尺度进行分析,揭示吉林省短时强降水时空分布特征及变化规律。结果表明:1994—2023年短时强降水频次呈现先下降后上升的趋势;5—9月为吉林省短时强降水集中期,其中7—8月发生频次最多;短时强降水最早出现在5月15日前后,最晚出现在9月10日前后;降水日变化呈现双峰结构;降水空间分布不均匀。研究结果以期为短时强降水的预报提供气候背景,为预报预警服务提供参考依据。

关键词：短时强降水时间演变特征空间演变特征吉林省