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基于多源数据的巢湖蓝藻水华时空分布及驱动因素分析

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环境科学 2024年第5期45卷 2694-2706页

作者：金晓龙邓学良戴睿徐倩倩吴月范裕祥合肥市气象局合肥230041

富营养化和有害藻类水华暴发是全世界淡水湖泊共同面临的生态环境问题之一.巢湖作为典型的内陆淡水湖泊,其富营养化水平和蓝藻水华暴发面积常年居高不下,且在各湖区表现为一定的时空分布差异.为认识和了解不同阶段巢湖蓝藻水华发生和发... 详细信息

富营养化和有害藻类水华暴发是全世界淡水湖泊共同面临的生态环境问题之一.巢湖作为典型的内陆淡水湖泊,其富营养化水平和蓝藻水华暴发面积常年居高不下,且在各湖区表现为一定的时空分布差异.为认识和了解不同阶段巢湖蓝藻水华发生和发展基本规律,利用巢湖水上综合观测平台和卫星遥感等多源数据,获得2015~2020年水体中藻密度和水华面积的时空分布信息,并采用基于增强回归树的机器学习算法,定量评估不同阶段各环境因子对蓝藻水华影响的重要程度及相互作用关系.结果表明:(1)巢湖蓝藻水华表现出较大的季节变化特征,蓝藻细胞在春季开始复苏,主要在巢湖西半湖和沿岸地区形成轻度水华,水体藻密度在夏、秋季达到最大,该季节发生中等程度以上的水华频率较高.(2)非暴发期间,巢湖藻密度变化受物理和化学因素影响较大,二者对解释藻密度方差变化的贡献率可达80.3%,水体中高浓度溶解氧、弱碱性pH值(7.2~7.6)和适宜水温(3℃)是藻类细胞生长繁殖的有利环境条件,巢湖蓝藻水华首次暴发一般在气温稳定通过7℃初日11 d前后出现.(3)暴发期内,巢湖蓝藻水华发生主要受藻类生物量和气象条件的综合影响,气温、藻密度、日照时数和风速的累计贡献率为95%,各因子均存在一个有利于蓝藻水华发生的最适区间.多因子交互作用分析结果显示,在水体藻密度大、气温适宜和微风的综合作用下,巢湖蓝藻水华发生概率较高.上述研究成果分析和揭示了不同阶段巢湖蓝藻水华的时空分布特征及其主导影响因子,可为巢湖蓝藻水华防控和预测、预警提供科学依据.

关键词：蓝藻水华时空变化巢湖影响因素驱动分析

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一次弱天气背景下浙江局地暖区暴雨成因分析

气象 2024年第2期50卷 170-180页

作者：沈晓玲冯博李锋徐一平浙江省绍兴市气象局绍兴312000 浙江省绍兴市柯桥区气象局柯桥312030 浙江省诸暨市气象局诸暨311800

利用多源观测资料及ERA5(0.25°×0.25°)再分析资料,对2021年6月9日夜里浙江首场梅汛期局地暖区暴雨的降水成因进行了诊断分析。结果表明:此次过程环流形势与典型梅雨完全不同,属于弱天气背景下的局地暖区暴雨;南海低压和西太平洋副热... 详细信息

利用多源观测资料及ERA5(0.25°×0.25°)再分析资料,对2021年6月9日夜里浙江首场梅汛期局地暖区暴雨的降水成因进行了诊断分析。结果表明:此次过程环流形势与典型梅雨完全不同,属于弱天气背景下的局地暖区暴雨;南海低压和西太平洋副热带高压之间东南气流的维持,为暴雨区提供充沛的水汽来源,925 hPa超低空偏南风急流的加强有利于低层增温增湿,不稳定层结加剧,暴雨区位于急流轴左侧;整层高湿背景及较低的自由对流高度导致的弱抬升条件就能触发对流,中高层气旋性辐合旋转加强使暴雨加强,较厚的暖云层有利于提高降水效率;地面中尺度辐合带的生成激发了初始对流,其维持和加强不断激发对流云团生成,产生列车效应,导致暴雨形成。龙门山小尺度地形有利于东南气流在迎风坡强迫抬升,对流加强,且垂直速度的发展程度与地形有较好的对应关系,地形高度越高,激发的垂直速度越强。

关键词：暖区弱天气背景超低空急流地形

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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

重庆水电流域夏季降水模态分析及其水汽输送特征

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高原气象 2024年第2期43卷 421-433页

作者：刘祥何军庞玥孔德璇夏佰成中国气象局气候资源经济转化重点开放实验室重庆市气象服务中心重庆401147 中国气象局气候资源经济转化重点开放实验室重庆市气象台重庆401147 贵州省黔西南布依族苗族自治州气象局贵州兴义562400

水电是重庆重要的产电形式之一,研究重庆水电流域夏季降水的强弱和分布对做好夏季电力气象保障服务具有重要意义,目前的研究主要聚焦于西南地区或四川盆地,较少以水电流域为单位进行研究,对做好精细化的电力气象服务参考作用有限。本文... 详细信息

水电是重庆重要的产电形式之一,研究重庆水电流域夏季降水的强弱和分布对做好夏季电力气象保障服务具有重要意义,目前的研究主要聚焦于西南地区或四川盆地,较少以水电流域为单位进行研究,对做好精细化的电力气象服务参考作用有限。本文利用1981-2022年重庆水电流域115个气象观测站点降水数据、ERA5再分析资料,通过EOF分析、回归分析、合成分析等方法,对重庆水电流域夏季降水模态和成因进行了分析,并进一步探究了各模态水汽输送特征。结果表明:重庆水电流域夏季降水主要有全区一致型和南北反向型两个模态,全区一致型中一致偏多型环流特征主要表现为中高纬高度场波动振幅较大,中纬度西风急流偏强、偏南,中低纬南亚高压偏强、偏南,西太平洋副热带高压偏西,同时流域内配合有异常的西南水汽输送和水汽辐合,一致偏少型则与之相反,此外,影响全区一致型的水汽通道共有4条,分别为孟加拉湾西部南风通道、中南半岛北部的南风通道、高原东侧的西风通道、菲律宾以西的东风通道,其中以菲律宾以西的东风通道影响最为显著;南北反向型中北多南少型环流特征主要表现为中高纬高度场西高东低,中纬度西风急流偏北,中低纬南亚高压表现为东部型,西太平洋副热带高压容易西伸、北跳,同时流域内配合有较强的向北输送的水汽通量,且北部有水汽辐合、南部有水汽辐散,南多北少型则与之相反,此外,影响南北反向型的水汽通道共有2条,分别为流域中部南风通道和菲律宾东部南风通道,且二者表现出一致变化的特征。

关键词：水电流域降水模态水汽输送环流

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尺度适应重力波拖曳方案在高分辨率数值预报中的应用研究

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大气科学 2024年第2期48卷 789-802页

作者：张涵斌史永强卢冰夏宇吴志鹏北京城市气象研究院北京100089 克拉玛依市气象局新疆克拉玛依934000 重庆市气象台重庆401147

随着数值模式分辨率越来越高,在复杂地形区域仅考虑高层重力波拖曳作用和地形阻塞作用具有局限性,WRFv4.3模式中新型重力波拖曳方案在原有大尺度重力波拖曳和地形阻塞作用基础上新加入了边界层小尺度重力波拖曳作用,且对湍流地形拖曳作... 详细信息

随着数值模式分辨率越来越高,在复杂地形区域仅考虑高层重力波拖曳作用和地形阻塞作用具有局限性,WRFv4.3模式中新型重力波拖曳方案在原有大尺度重力波拖曳和地形阻塞作用基础上新加入了边界层小尺度重力波拖曳作用,且对湍流地形拖曳作用增加了描述,从而可以达到尺度适应。为了验证新的重力波拖曳方案的效果,本文基于华北区域3 km对流可分辨模式开展了2021年冬季重力波拖曳参数化方案应用试验,对比分析了三组试验方案:不开启重力波拖曳、原有的仅考虑大尺度重力波拖曳和阻塞作用的方案以及新型的尺度适应方案的模拟结果。试验结果表明:原有重力波拖曳方案仅考虑重力波拖曳和大尺度地形阻塞,在3 km模式中对复杂地形附近整层风场影响较大,但是正效果有限;新型尺度适应重力波拖曳方案在3 km分辨率模式中大尺度重力波拖曳和阻塞拖曳作用为0,仅由边界层内小尺度重力波拖曳和湍流地形拖曳起作用,能够达到尺度适应效果;由于高层重力波拖曳为0,开启新型重力波拖曳会降低低空尤其是边界层内风场预报正偏差,对高空风场无影响;对模拟区域的统计检验结果表明,新型重力波拖曳方案可以有效减少地形复杂区域近地面风场预报的误差,但对温度等其它要素的改善有限。

关键词：重力波拖曳尺度适应数值天气预报参数化方案强风预报

重庆市气象局与行业间数据共享方案的研究与分析

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网络安全和信息化 2024年第1期 64-66页

作者：何奇蒲晓虎薛帅宁重庆市气象信息与技术保障中心

为提高行业间数据共享的数据与网络安全，提出了优化的数据共享方案。该方案通过调整原有数据共享的方式，整合分而散的外联区，采用防火墙加数字专线模式与各个部门进行数据共享，集约化管理数字专线；通过业务试用解决了现有数据共享...

为提高行业间数据共享的数据与网络安全，提出了优化的数据共享方案。该方案通过调整原有数据共享的方式，整合分而散的外联区，采用防火墙加数字专线模式与各个部门进行数据共享，集约化管理数字专线；通过业务试用解决了现有数据共享方案存在的问题，为将来扩展行业间数据共享提供了有力的支撑。

关键词：

浙江一次连续下击暴流的多普勒雷达特征与成因分析

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热带气象学报 2024年第3期40卷 362-372页

作者：沈晓玲周弘媛黄颖杰赵驰宇贾安琪绍兴市气象局浙江绍兴312000 柯桥区气象局浙江绍兴312030 上虞区气象局浙江绍兴312300

利用常规高空、地面观测资料、ERA5再分析资料(0.25°×0.25°)、多普勒雷达产品对2020年3月21日浙江连续下击暴流的多普勒雷达特征及成因进行分析。(1)此次过程发生在中高层西南急流、地面低压倒槽强烈发展的环流背景下,为低层暖平流... 详细信息

利用常规高空、地面观测资料、ERA5再分析资料(0.25°×0.25°)、多普勒雷达产品对2020年3月21日浙江连续下击暴流的多普勒雷达特征及成因进行分析。(1)此次过程发生在中高层西南急流、地面低压倒槽强烈发展的环流背景下,为低层暖平流强迫型强对流。整层大气湿层浅薄,近地面逆温和中层干冷增强了上干冷下暖湿的不稳定层结,高空强垂直风切变有利于强风暴的形成和发展,地面中尺度辐合线在高温背景下触发了此次过程。(2)连续下击暴流由2个多单体风暴造成,两个风暴均呈现“弓形”特征,具有中层回波悬垂、有界弱回波区、三体散射等特征。单体K0中极端大风出现在最大反射率因子高度、风暴顶高、VIL下降阶段,而单体Y5中极端大风出现时风暴顶高、最大反射率因子高度、反射率因子核高度稳定少变。(3)10级以上下击暴流主要出现在涡度平流强烈发展、中层有弱冷空气入侵阶段。单体K0中致灾下击暴流主要由冰雹的拖拽作用产生,而单体Y5中致灾下击暴流由冰雹和短时强降水共同的拖拽作用产生。

关键词：下击暴流超级单体中气旋地面辐合线

西南地区东部前后冬气温反位相异常特征及成因分析

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气象 2024年第7期50卷 847-858页

作者：吴遥唐红玉董新宁周杰魏麟骁中国气象局气候资源经济转化重点开放实验室重庆401147 重庆市气候中心重庆401147

利用西南地区东部台站观测和ERA5再分析等资料,分析该地区冬季气温前后冬反位相异常转折(以下简称异常转折)特征及其成因。结果表明:该地区冬季气温在2000年以后易出现前冷后暖(P1型)的异常转折变化,而前暖后冷(P2型)则在20世纪70年代... 详细信息

利用西南地区东部台站观测和ERA5再分析等资料,分析该地区冬季气温前后冬反位相异常转折(以下简称异常转折)特征及其成因。结果表明:该地区冬季气温在2000年以后易出现前冷后暖(P1型)的异常转折变化,而前暖后冷(P2型)则在20世纪70年代出现最多。冬季气温发生异常转折时,500 hPa位势高度场上反映出青藏高原高度场是最为关键的环流系统,甚至超过了乌拉尔山阻塞高压的影响。200 hPa风场上,西风急流等系统通过影响东亚冬季风进而影响冬季气温季节内变化。海平面气压场上,当蒙古高压在冬季呈显著前强后弱异常变化时,冬季气温易出现P1型异常转折,反之易出现P2型异常转折。冬季气温季节内发生异常转折时,北大西洋、赤道中东太平洋和赤道印度洋海温均表现出较为明显异常信号;当前期夏、秋季这三个海域海温异常偏高时,冬季气温易出现P1型异常转折,反之则易出现P2型异常转折,夏、秋季异常海温可作为预测前兆信号。

关键词：西南地区东部冬季气温异常转折成因分析

四川盆地东部再生稻高温伏旱区腋芽萌发期气象适宜度

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气象 2024年第4期50卷 461-474页

作者：罗孳孳方立魁武强韩旭李月臣朱玉涵陈欢张悦阳园燕中国气象局气候资源经济转化重点开放实验室重庆401147 重庆市气象科学研究所重庆401147 重庆市农业技术推广总站重庆401120 重庆市江津现代农业气象试验站重庆402260 西南大学地理科学学院重庆400715 重庆市气象服务中心重庆401147

以四川盆地东部再生稻高温伏旱区为研究区,基于气象条件对腋芽萌发期再生稻生长发育的影响机理,采用结构方程模型探明了腋芽萌发的影响因素、影响路径及影响强度。进一步结合隶属函数和层次分析法,构建了再生稻腋芽萌发气象适宜度模型,... 详细信息

以四川盆地东部再生稻高温伏旱区为研究区,基于气象条件对腋芽萌发期再生稻生长发育的影响机理,采用结构方程模型探明了腋芽萌发的影响因素、影响路径及影响强度。进一步结合隶属函数和层次分析法,构建了再生稻腋芽萌发气象适宜度模型,并分析了1981—2021年研究区腋芽萌发期气象影响因素及气象适宜度的变化特征。结果表明:气温、空气湿度、降水是四川盆地东部再生稻高温伏旱区腋芽萌发的关键影响因素,基于以上因素的气象适宜度模型能较好地评价再生稻腋芽萌发期的气象影响。1981—2021年研究区气温适宜度、空气湿度适宜度及综合气象适宜度均呈下降趋势,降水适宜度没有表现出明显的变化趋势。气温适宜度、空气湿度适宜度及综合气象适宜度总体呈“西高东低”的空间分布特征,降水适宜度则表现为“东西高、中部低”。1981—2021年研究区气温上升趋势与空气湿度下降趋势显著,导致致害高温(日平均气温≥32℃)积温和致害低湿(日平均相对湿度≤65%)日数明显增加,这是再生稻腋芽萌发期气象适宜度总体呈下降趋势的诱因。

关键词：再生稻气象适宜度腋芽结构方程模型高温伏旱