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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

基于卷积神经网络算法的金华地区高山气象观测站逐时气温预报订正

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山地学报 2024年第2期42卷 278-286页

作者：郜庆林简单金华市气象局兰溪市气象局

受地貌和气候条件影响，智能网格气温预报产品的预报结果，在复杂地形山区易出现误差。通过人工订正关键点降低误差，存在较大主观性，预报精度有限，难以满足精细化气象服务需求。神经网络算法能够大幅提升预报精度，然而这种方法在气... 详细信息

受地貌和气候条件影响，智能网格气温预报产品的预报结果，在复杂地形山区易出现误差。通过人工订正关键点降低误差，存在较大主观性，预报精度有限，难以满足精细化气象服务需求。神经网络算法能够大幅提升预报精度，然而这种方法在气温逐时波动小的平原地区应用较多，在气温波动大的山区鲜有应用。本文以浙江金华山区为研究区域，基于浙江省智能网格温度预报产品以及同时段高山气象观测站逐时气温观测数据，采用卷积神经网络算法，实现关键点气温逐时预报订正。研究结果表明：(1)小时尺度上，订正后各站点的气温均方根误差均显著减小，由订正前3℃～7℃减小至订正后2℃～3℃,订正后的预测结果更加准确，订正效果符合预期。(2)月尺度上，相较智能网格原始气温预报数据，该模型预报结果准确率也明显提升，订正后月平均气温准确率提高了33.18%～46.86%,其中准确率6月最高。(3)相较人工订正的方式，该模型对山地气温预报的订正能力更稳定，模型的两项关键指标(平均绝对误差和2℃预报准确率)均接近或超过同时段浙江省天气预报质量检验平台气温业务指标。该研究结果满足金华地区高山气象观测站对于气温预报产品的业务可用性需求，可为精细化山区气象服务提供数据支撑。

关键词：卷积神经网络高山气象观测站精细气温订正预报智能网格金华

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锦州地区暴雨预警信号发布技巧研究

现代农业科技 2024年第2期 128-131页

作者：曲梓祎常姝婷姜文梁婉璐徐玉秀温舟锦州市气象局辽宁锦州121000

本文对2019-2021年锦州地区112个气象观测站的分钟级降水数据进行了统计分析,分别计算每个时次上的12、6、3、1 h的累计降水量。假设以累计降水量20 mm为起点,每增加1 mm降水时,向上浮动5 mm的降水量区间内发布暴雨蓝色、黄色和橙色预... 详细信息

本文对2019-2021年锦州地区112个气象观测站的分钟级降水数据进行了统计分析,分别计算每个时次上的12、6、3、1 h的累计降水量。假设以累计降水量20 mm为起点,每增加1 mm降水时,向上浮动5 mm的降水量区间内发布暴雨蓝色、黄色和橙色预警信号;以50 mm为起点,每增加1 mm降水时,向上浮动5 mm的降水量区间内发布暴雨红色预警信号。计算每个累计降水量区间内的平均TS评分方法所得分数、提前时间以及有效性评分方法所得分数,找出各级暴雨预警信号准确率达到90%时所对应的累计降水量区间作为发布各级暴雨预警信号的最优降水量区间,以及各级暴雨预警信号有效性评分方法得分最高时所对应的累计降水量区间为该评分方法下的最优累计降水量区间。

关键词：暴雨预警信号累计降水量区间 TS评分方法有效性评分方法辽宁锦州

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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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锦州市大气颗粒物数与气象条件的关系

农业灾害研究 2024年第3期14卷 100-102页

作者：王琪越王淼高莉莉永清县气象局河北永清065600 锦州市气象局辽宁锦州121000

采用2020—2021年环境气象数据(PM_(2.5)、PM_(10))及气象条件数据(大气压强、海平面气压、空气温度、露点温度、相对湿度、平均风速)日值分别分析了锦州市各污染物月变化和日变化情况,应用罗氏法计算该地区大气混合层厚度并分析其与PM_... 详细信息

采用2020—2021年环境气象数据(PM_(2.5)、PM_(10))及气象条件数据(大气压强、海平面气压、空气温度、露点温度、相对湿度、平均风速)日值分别分析了锦州市各污染物月变化和日变化情况,应用罗氏法计算该地区大气混合层厚度并分析其与PM_(2.5)、PM_(10)浓度的关系、大气污染物扩散的主要气象因子影响程度方程。结果表明:大气环境是连续且错综复杂的,需同时考虑多种气象条件,降维方程F1值为19.3、15.3左右时,温度、露点温度及相对湿度对PM_(2.5)、PM_(10)的影响程度达到最大,风速对污染物浓度的影响较为复杂,随着风速增加,PM_(2.5)、PM_(10)浓度逐渐下降,当风速在2.5 m/s左右时,风速增加也会增加空气中污染物浓度,当风速过大(4 m/s左右时)风速的增加会使PM_(2.5)聚集成更大颗粒物,此时PM_(2.5)浓度有所下降,PM_(10)浓度随即快速增加,风速达5.3 m/s左右时,PM_(2.5)浓度几乎为0。

关键词： PM_(2.5) PM_(10) 气象条件大气混合层厚度因子分析

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浙江安吉气候生态产品总值探索和评估

气候变化研究进展 2024年

作者：翟晓瑶王阔李正泉宋超辉方贺姚霞张含郁珍艳徐婵婵湖州市南浔区气象局浙江省气候中心衢州市衢江区气象局湖州市安吉县气象局宁波市北仑区气象局

本研究探索构建气候生态产品价值核算体系，以浙江安吉为例从气候资源开发价值、气候调节服务价值、气候固碳释氧价值、气候文旅附加值四大类目核算安吉县气候生态经济价值量和功能量。结果显示，安吉县2022年气候生态产品总值为259.08... 详细信息

本研究探索构建气候生态产品价值核算体系，以浙江安吉为例从气候资源开发价值、气候调节服务价值、气候固碳释氧价值、气候文旅附加值四大类目核算安吉县气候生态经济价值量和功能量。结果显示，安吉县2022年气候生态产品总值为259.08亿元，约占当年国内生产总值（582.37亿元）的44.49%。其中，气候资源开发价值为13.35亿元，占气候生态产品总值的5.15%；气候调节服务价值为167.11亿元，占气候生态产品总值的64.50%；气候固碳释氧价值为33.88亿元，占气候生态产品总值的13.08%；气候文旅价值为44.74亿元，占气候生态产品总值的17.27%。安吉县水能资源、风能资源和光能资源潜在开发价值丰富，总功能量为281.43亿kW?h，总值达到141.52亿元。研究表明，气候生态产品总值核算可以货币化反映安吉县的气候生态环境状态和变化，为地方绿色发展规划和适应气候变化提供评估参考。

关键词：气候生态产品总值(GEP ) 生态系统生产总值(GEP) 价值核算

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

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新疆北部不同区域暖区暴雪过程水汽特征分析

高原气象 2024年第1期43卷 141-155页

作者：庄晓翠陈丽娟李博渊苗运玲新疆阿勒泰地区气象局新疆阿勒泰836500 新疆乌鲁木齐市气象局新疆乌鲁木齐830002

利用NCEP/NCAR再分析资料,主要运用HYSPLIT(拉格朗日后向轨迹)方法模拟追踪了1980-2020年冬季新疆北部27次暖区暴雪天气水汽特征,分析不同源地水汽源-汇关系及其对暴雪的贡献。结果表明,500 hPa主要水汽源地为格陵兰岛和大西洋及其沿岸... 详细信息

利用NCEP/NCAR再分析资料,主要运用HYSPLIT(拉格朗日后向轨迹)方法模拟追踪了1980-2020年冬季新疆北部27次暖区暴雪天气水汽特征,分析不同源地水汽源-汇关系及其对暴雪的贡献。结果表明,500 hPa主要水汽源地为格陵兰岛和大西洋及其沿岸、地中海和黑海及其附近,对阿勒泰地区暴雪贡献最大的水汽源头是大西洋及其沿岸附近,塔额盆地为地中海和黑海及其附近,沿途损失均较大;700 hPa主要为北欧、大西洋及其沿岸附近、地中海和黑海及其附近,对阿勒泰地区暴雪贡献最大的是地中海和黑海及其附近,塔额盆地是北欧,沿途损失最大前者是地中海和黑海及其附近,后者为大西洋及其沿岸;850 hPa上主要为中亚、地中海和黑海及其附近,前者对暴雪的贡献最大,到达暴雪区后增加较多。各源地水汽随西风气流达到关键区后,主要从偏西(西南)和西北两条路径输入暴雪区,前者占主导地位;对流层低层阿勒泰地区较塔额盆地水汽源地和路径更复杂。基于上述分析,构建了暖区暴雪水汽来源及路径的贡献模型,对阿勒泰地区、塔额盆地各层水汽贡献进行了细致的描述。

关键词：新疆北部暖区暴雪水汽特征 HYSPLIT模式

中国近地面气温直减率时空分布及在NCEP气温预报误差订正中的应用

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大气科学学报 2024年

作者：张鑫鑫慕建利杨如意斯思邓美玲中国气象局公共气象服务中心重庆市巴南区气象局

近地面气温直减率受地形地貌、地理位置、季节变化、昼夜变化及人类活动等因素的显著影响，在中国区域使用单一的气温直减率不能准确表征其时空特征。本文基于中国2 427个国家基本气象站2013年3月1日—2022年2月28日的逐小时气温观测数... 详细信息

近地面气温直减率受地形地貌、地理位置、季节变化、昼夜变化及人类活动等因素的显著影响，在中国区域使用单一的气温直减率不能准确表征其时空特征。本文基于中国2 427个国家基本气象站2013年3月1日—2022年2月28日的逐小时气温观测数据，利用三元线性回归方程分区域、季节、昼夜拟合出近地面（2 m）气温直减率，并将其应用于NCEP气温预报产品的高度订正中验证其可靠性。结果表明：1）全国区域平均来看，近地面气温直减率年平均为0.57 ℃/100m，白天略高于夜晚。2）近地面气温直减率季节及昼夜差异较大，夏季最高，平均为0.63 ℃/100m；冬季最低，平均为0.47 ℃/100m。昼夜最大差异在春夏秋冬四个季节分别为0.22、0.29、0.28、0.5 ℃/100m。3）应用统计出的气温直减率对NCEP气温预报进行高度订正，发现全国平均的气温平均绝对误差较订正前在未来360小时各个预报时效均有降低，最大降幅可达1.2 ℃。对于大多数子区域，夏季订正效果最好，白天比夜间订正效果好。

关键词：近地面气温直减率时空差异区域季节昼夜