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重庆市渝东南地区一次大暴雨个例分析

气候变化研究快报 2024年第2期13卷 230-238页

作者：江智敏龚德馨黄雪芮王嘉佩重庆市黔江区气象局重庆重庆市巫溪县气象局重庆重庆市酉阳县气象局重庆重庆市巴南区气象局重庆

文章利用常规天气观测、卫星、多普勒天气雷达及数值模式资料对2020年6月27日发生在渝东南地区的一次大暴雨天气过程进行了分析。结果表明:1) 渝东南海拔较高的山区,其山地地形对气流有着强迫抬升和辐合作用,较容易触发暴雨或使之加强,... 详细信息

文章利用常规天气观测、卫星、多普勒天气雷达及数值模式资料对2020年6月27日发生在渝东南地区的一次大暴雨天气过程进行了分析。结果表明:1) 渝东南海拔较高的山区,其山地地形对气流有着强迫抬升和辐合作用,较容易触发暴雨或使之加强,因此成为重庆暴雨的高发区。此次降水过程的有利条件是:500 hPa副高南撤,同时伴随高原槽东移发展,700 hPa和850 hPa中低层维持高湿状态且配合持续时间较长的低涡切变、低空急流系统;2) 对流性天气的形成需要三个基本条件:大气不稳定能量、抬升力和水汽。对流有效位能(CAPE)是能用来表示整体大气垂直不稳定度大小的物理含义参数。诊断物理量:K、SI、BLI和整层可降水量对强对流天气的提前预报有较好的指示作用;3) 雷达回波完整地反映了降水趋势,整条回波带由中西部偏南区域延伸到渝东南偏北地区,整体呈长条形,且源源不断自西向东移动,形成列车效应,从而导致渝东南地区持续性降水,整体累积雨量较大,致使渝东南地区北部与回波带重合区域有暴雨到大暴雨的降水,对降水强中心位置有较好的指示作用。

关键词：暴雨低涡切变低空急流物理量

基于边界样本分位数的葡萄霜霉病自适应识别方法

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中国农机化学报 2024年第10期45卷 247-253页

作者：高芮武琼韩玮杨涛卢晨媛张黎南京信息工程大学应用气象学院南京市210044 旬邑县气象局陕西咸阳711300 永寿县气象局陕西咸阳713400 陕西省气象台西安市710014

针对葡萄霜霉病病斑组织图像阈值难以确定的问题,提出一种基于边界样本分位数的自适应阈值确定方法,通过高斯滤波识别病斑边界,并采用边界样本的50%分位数确定为病斑阈值。之后采用蒙特卡洛方法,通过随机采样方法估算病斑比例。结果表明... 详细信息

针对葡萄霜霉病病斑组织图像阈值难以确定的问题,提出一种基于边界样本分位数的自适应阈值确定方法,通过高斯滤波识别病斑边界,并采用边界样本的50%分位数确定为病斑阈值。之后采用蒙特卡洛方法,通过随机采样方法估算病斑比例。结果表明,与其他阈值确定方法对比,所提方法能够自适应获取病斑灰度阈值,识别精度达到92.2%,明显高于其他阈值确定方法;与传统的机器学习方法对比,在识别精度上高于BP神经网络、卷积神经网络、支持向量机,略低于VGG16模型的94.3%与ResNet50模型的96.26%,但计算时间为1.410 s,远快于VGG16模型与ResNet50模型的5.588 s与20.317 s,说明方法能够在较短的运行时间内实现较高的精度。

关键词：葡萄霜霉病边界识别样本分位数病斑识别高斯滤波

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GNSS/PWV在一次梅雨期暴雨中的模式预报应用

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热带气象学报 2024年第4期40卷 573-585页

作者：杜明斌曹云昌朱佳蓉王晓峰戴建华梁宏储海史军上海市生态气象和卫星遥感中心上海200030 上海市气象局上海200030 中国气象局气象探测中心北京100081 上海中心气象台上海200030

地基全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)监测大气可降水量(Precipitable Water Vapor,PWV)是一种连续获取大气水汽信息的有效手段,对于区域天气尤其是灾害性天气观测与预报有重要作用。基于长三角GNSS应用示范... 详细信息

地基全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)监测大气可降水量(Precipitable Water Vapor,PWV)是一种连续获取大气水汽信息的有效手段,对于区域天气尤其是灾害性天气观测与预报有重要作用。基于长三角GNSS应用示范网,开展GNSS/PWV资料在数值天气预报模式中的三维变分同化应用试验,通过设计5个试验方案对2010年7月的一次梅雨期暴雨进行中尺度分析,考查区域地基GNSS/PWV资料在梅雨期降水过程中对初始场和预报结果的改进能力。通过预报分析表明:本次梅雨期暴雨数值模式预报加入GNSS/PWV的同化方案相比于常规资料同化方案24小时降水预报效果改善超过20%,48小时后也可提高约12%。可见GNSS/PWV资料可以很好改进观测区域内的水汽分布,提供与暴雨天气紧密联系的水汽信息,有效改善了数值天气模式中的中尺度系统移动速度的48小时预报结果,进而提高降水落区预报。

关键词： GNSS/PWV 数据同化快速更新同化系统梅雨 TS评分

“23·8”黑龙江极端强降水过程特征与成因

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应用气象学报 2024年第3期35卷 257-271页

作者：齐铎王承伟白雪梅公衍铎孙琪栾晨唐凯赵玉洁黑龙江省气象台哈尔滨150030 黑龙江省大兴安岭气象局加格达奇165000

利用多源观测资料及ERA5(ECMWF reanalysis version 5)再分析资料,从气候统计、天气分析及物理量诊断等角度,分析2023年8月2—4日黑龙江省东南部一次极端强降水过程。高空持续辐散、副热带高压和东北北部冷涡稳定少动、西南低空急流持... 详细信息

利用多源观测资料及ERA5(ECMWF reanalysis version 5)再分析资料,从气候统计、天气分析及物理量诊断等角度,分析2023年8月2—4日黑龙江省东南部一次极端强降水过程。高空持续辐散、副热带高压和东北北部冷涡稳定少动、西南低空急流持续水汽输送等有利条件是此次强降水过程持续时间较长的主要原因。该过程可分为两个阶段:第1阶段,经向水汽净收入层和大气饱和层深厚,大气层结为弱对流不稳定;中层受西北气流控制,低层西南急流发展、伴随弱低涡东移,形成水平风速辐合及系统性上升运动,产生大范围持续性降水;该阶段以层积混合云为主,降水效率高,个别时段伴有列车效应,造成极端小时降水量及较大累积降水量。第2阶段,经向水汽净收入集中在对流层低层,且中心强度较大,对流层低层暖湿、饱和,中高层干冷,大气具有较强对流不稳定;在中层槽和低层暖式切变的系统性抬升以及地形辐合抬升的共同作用下,局地有积云发展,引发短时强降水,降水强度分布不均。

关键词：极端强降水西南急流列车效应地形效应

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陕西省寒潮识别标准及其时空变化特征

沙漠与绿洲气象 2024年

作者：张高健赵强魏俊涛金丽娜郭庆元西安市气象局陕西省气象台

利用陕西省1971—2022年93个国家气象站日最低气温，对现行多种寒潮国家标准和行业标准进行比较分析，确定了适用于陕西省单站和区域性寒潮的识别标准。在此基础上，分析了陕西省寒潮的气候特征。结果表明：（1）1971—2022年陕西省寒... 详细信息

利用陕西省1971—2022年93个国家气象站日最低气温，对现行多种寒潮国家标准和行业标准进行比较分析，确定了适用于陕西省单站和区域性寒潮的识别标准。在此基础上，分析了陕西省寒潮的气候特征。结果表明：（1）1971—2022年陕西省寒潮累计发生站次呈不显著增加趋势，2003年发生由少到多突变；空间分布表现为北多南少的特征，有65.6%的站点寒潮频次趋于增加。（2）影响陕西的冷空气在24、48 h内达到寒潮标准的频次最多，48小时达到强寒潮和超强寒潮的频次最多，强寒潮和超强寒潮发生站次均为陕北最多。（3）陕西省寒潮初日空间分布表现为西南滞后，其余地方提早，终日空间分布为西南区域及延安中北部滞后，其余地方提早。全省62.4%的站点寒潮初日趋于提早，74.2%的站点寒潮终日趋于提前。（4）1971—2022年陕西省区域性寒潮共发生134次，呈微弱减少趋势。区域性寒潮持续时间在2～4 d，持续2 d的过程最多，占总次数的76.1%。区域性寒潮平均降温幅度为9.6 ℃，平均最低气温为 -14.7 ℃，过程极端最低温度出现的区域主要在榆林西北部及延安中部。（5）陕西省单站寒潮年累计发生站次和东亚槽位置指数（PEAT）呈显著负相关关系，地形对寒潮频次的空间分布影响较大。

关键词：寒潮识别标准时空特征频次变化

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5月华南气温的岭回归预测模型

应用气象学报 2024年第4期35卷 480-492页

作者：韩浦城纪忠萍广东省气象台广州510610

该文研究5月华南气温变化特征及其成因,寻找海温前兆信号并探讨其影响气温的可能物理机制,建立5月华南气温的多元岭回归预测模型。结果表明:5月华南气温异常偏高(偏低)年表现为乌拉尔山、东亚的异常反气旋(气旋)环流,以及贝加尔湖附近... 详细信息

该文研究5月华南气温变化特征及其成因,寻找海温前兆信号并探讨其影响气温的可能物理机制,建立5月华南气温的多元岭回归预测模型。结果表明:5月华南气温异常偏高(偏低)年表现为乌拉尔山、东亚的异常反气旋(气旋)环流,以及贝加尔湖附近的异常气旋(反气旋)环流,使东亚经向环流减弱(加强),冷空气活动减弱(加强);同时副热带高压在华南地区异常西伸(东退)和西南风减弱(加强)。海温前兆信号主要为前冬北大西洋三极子型、印度洋全区一致型,其中北大西洋海温前兆信号的相关性最强。北大西洋海温前兆信号为正(负)位相时,通过欧亚遥相关波列使经向环流减弱(增强)和冷空气活动减弱(加强),同时副热带高压在华南一带西伸(东退),有利于华南地区气温偏高(低)。利用前冬前兆信号所建立的5月气温多元岭回归预测模型,拟合效果较好并对异常年份有较好的预测能力。

关键词： 5月华南气温年际变化前兆信号岭回归模型

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非线性阻塞指数的定义与应用

大气科学学报 2024年

作者：汪梦凌孔海妹李银娥武汉中心气象台武汉

利用反气旋式局地有限振幅波作用量（ALWA）定义了冬季北大西洋和乌山区域的瞬时阻塞指数IBA。IBA是基于准地转位势涡度（QGPV）的非线性物理量，反映了任意QGPV对于无扰动参考态的极向偏移程度以及任意振幅波动与温带急流在时空上的反... 详细信息

利用反气旋式局地有限振幅波作用量（ALWA）定义了冬季北大西洋和乌山区域的瞬时阻塞指数IBA。IBA是基于准地转位势涡度（QGPV）的非线性物理量，反映了任意QGPV对于无扰动参考态的极向偏移程度以及任意振幅波动与温带急流在时空上的反相关关系，故其不仅涵盖了传统两大类阻塞指数的特点，即同时描述①西风翻转和②振幅异常，也弥补了传统指数对急流时空变异性描述的不足，防止了对切断低压、弱槽以及副热带、副极地虚假系统的错误识别。最重要的，IBA具有动力学意义，可以直接通过其收支方程对阻塞系统的变化进行定量诊断。本研究给出了冬季北大西洋和乌山区域的IBA阈值。通过计算基于IBA阻塞的各参数趋势，发现乌山阻塞的发生频率和阻塞总天数自1990年后存在显著增加。年际尺度上，北大西洋阻塞的变率与NAO呈显著负相关，NAO-时期阻塞频率更高、强度更强且生命史更长；乌山阻塞的变率则与EA/WR以及ENSO循环存在显著负相关，其频率在EA/WR-和La Ni?a位相时更高，生命史在EA/WR-时期更长，且均对应着强烈发展的槽脊和明显的东亚冷空气活动。

关键词：大气阻塞阻塞指数局地有限振幅波作用量长期变率

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太行山中南段暖季极端降水的水汽输送特征

应用气象学报 2024年第3期35卷 285-297页

作者：邱贵强武永利董春卿孙颖姝马丽山西省气象台太原030006

利用自动气象站观测降水、ERA5(ECMWF reanalysis version 5)再分析资料和GDAS(Global Data Assimilation System)资料,基于SOMs(self-organizing maps)算法和天气学检验方法,归纳总结2012—2021年太行山中南段75次暖季极端降水事件的环流形势,探讨不同形势下的水汽输送特征及降水差异。结果表明:影响太行山中南段暖季极端降水的环流形势可分为高空槽型、低涡型、副高纬向型、副高经向型和西北气流型5种,其中以高空槽型最为常见,西北气流型最少。低涡型存在孟加拉湾、南海和西北太平洋水汽输送通道,其日降水极值、最大小时降水强度和影响范围在所有类型中均最大,与低涡型相比,高空槽型缺少西北太平洋水汽输送通道,而副高纬向型和副高经向型缺少孟加拉湾水汽输送通道。利用HYSPLIT(hybrid single-particle Lagrangian integrated trajectory)模型追踪气团发现:低涡型和副高纬向型均以来自西北太平洋的水汽输送贡献最大,高空槽型和副高经向型分别以来自黄海沿岸和南海的水汽输送贡献最大。整层水汽收支分析表明:太行山中南段暖季极端降水最主要的水汽流入来自南边界,其他流入边界及各边界水汽流入贡献的相对大小与环流形势有关。

关键词：太行山极端降水环流分型水汽收支水汽输送

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一次华北极端降雪天气过程的中尺度涡旋特征

气象 2024年第9期50卷 1120-1128页

作者：翟亮邢楠郝翠王颖刘文军仲跻芹北京市气象台北京100097 中国人民解放军61741部队北京100094 海淀区气象局北京100080 北京城市气象研究院北京100089

利用ERA5逐小时再分析数据和实况观测资料,对2020年2月13—14日华北极端雨雪天气过程中的中尺度涡旋进行特征分析,并采用相对涡度的环流积分变化方程对中尺度涡旋的发展机制进行诊断。结果表明:中尺度涡旋活动区域(简称涡旋区)的平均涡... 详细信息

利用ERA5逐小时再分析数据和实况观测资料,对2020年2月13—14日华北极端雨雪天气过程中的中尺度涡旋进行特征分析,并采用相对涡度的环流积分变化方程对中尺度涡旋的发展机制进行诊断。结果表明:中尺度涡旋活动区域(简称涡旋区)的平均涡度垂直廓线呈“S”型分布,正负涡度极值分别位于800 hPa及400 hPa。涡旋区内800 hPa正涡度强度与上升运动大值区一致。900~700 hPa平均涡度强度与平原地区降水强度同相位变化,涡旋强度的峰值较降水强度峰值早约2 h,二者相关系数为0.76,说明低层涡度强度对降雪预报具有指示性。从涡旋发展的动力机制来看,涡旋区800 hPa以下正涡度主要源自水平风辐合;800~700 hPa上升运动与风随高度顺转对涡度的贡献更大。对比无中尺度涡旋的降雪过程(2019年2月14日),涡旋区内垂直方向涡度无“S”型结构,且中低层涡度较弱,北京降雪量明显偏小。涡旋区是否存在中尺度涡旋发展,对北京冬季降雪量级和极端性的预报有指示意义。

关键词：降雪低涡中尺度涡旋涡度收支