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台风“暹芭”不同阶段的大暴雨雨滴谱特征分析

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灾害学 2024年

作者：吴亚昊唐明晖游枭雄陈紫妍杨湘婧赵浩阳湖南省气象台气象防灾减灾湖南省重点实验室湖南省怀化市气象局湖南省郴州市气象局长沙国家综合气象观测试验基地

以国家气象观测站雨滴谱资料为主，结合雨量计、雷达和ERA5 再分析资料，分别选择江永站和宁乡站代表倒槽、低压阶段，分析2022年台风“暹芭”影响湖南不同阶段的大暴雨雨滴谱特征。研究表明：①层状云降水频次远高于对流云降水，江永... 详细信息

以国家气象观测站雨滴谱资料为主，结合雨量计、雷达和ERA5 再分析资料，分别选择江永站和宁乡站代表倒槽、低压阶段，分析2022年台风“暹芭”影响湖南不同阶段的大暴雨雨滴谱特征。研究表明：①层状云降水频次远高于对流云降水，江永站降水稳定连续而宁乡站降水随时间波动明显，直径0～1 mm的粒子数浓度最大，高于东亚普通对流性降水；②直径0～1 mm的雨滴对数浓度贡献最大，雨量贡献以直径1～3 mm粒子为主，直径大于1 mm的粒子对宁乡站对流降水贡献最大；③江永站平均尺度谱谱宽与雨强成反比，宁乡站大滴端“上翘”且小雨滴谱浓度和谱宽与雨强成正比；④江永站对流云降水的平均lg10Nw-Dm值偏向海洋性对流，宁乡站介于海洋性对流和大陆性对流；⑤江永站的μ-λ关系式为λ=0.02μ2+0.48μ+3.58，宁乡站是λ=-0.01μ2+0.9μ+1.59；根据降水类型选择Z-R关系反演的雨强与真实雨强更接近，可改善强降水估计精度。

关键词：台风“暹芭” 大暴雨不同阶段雨滴谱 Gamma分布微物理特征

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黔东南州水稻连阴雨保险纯费率厘定

中国农业气象 2024年第6期45卷 669-677页

作者：文建川陈家辉龙凌云唐凤周智晖莫平孝梁平从江县气象局黔东南557400 岑巩县气象局黔东南557800 黔东南州气象局黔东南556000

水稻生育中后期至收获阶段的连阴雨是影响其生长和晾晒的限制环境,研究连阴雨保险纯费率,对于降低农业气象灾害风险具有重要意义。本研究利用黔东南州16个县(市)1980-2020年水稻单产数据及气象资料,构建水稻连阴雨减产模型,基于拟合优... 详细信息

水稻生育中后期至收获阶段的连阴雨是影响其生长和晾晒的限制环境,研究连阴雨保险纯费率,对于降低农业气象灾害风险具有重要意义。本研究利用黔东南州16个县(市)1980-2020年水稻单产数据及气象资料,构建水稻连阴雨减产模型,基于拟合优度检验法,从6种分布模型中筛选各县(市)最优模型估算连阴雨灾害概率,结合连阴雨概率及减产率厘定保险纯费率。结果表明:黔东南州水稻连阴雨综合指数与减产率呈显著的线性关系,线性表达式为Yr=6.66CRI+4.12,连阴雨综合指数越大,水稻减产率越高。连阴雨发生概率随灾害程度加重而降低,各县(市)有30%~50%的概率发生轻度连阴雨,中度和重度连阴雨概率则分别为10%~30%、0~3%;海拔较高的麻江、黄平发生中度、重度连阴雨的概率较其余地区偏高。16个县(市)水稻连阴雨保险纯费率分别在7.38%~10.47%,西北部麻江、黄平两个县保险纯费率较高,达9.5%以上。

关键词：水稻连阴雨减产率保险纯费率概率

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新疆阿瓦提县胡杨主要害虫调查与分析

新疆农垦科技 2024年第3期47卷 37-41页

作者：钱磊柳琪高元伟包强苟长青塔里木大学新疆阿拉尔843300 阿克苏市自然资源局

胡杨是新疆重要林木,但近年来胡杨林害虫愈发严重,为更好的防治胡杨虫害,本研究对危害胡杨的春尺蠖、蔡氏胡杨个木虱、胡杨大蚜、大球蚧进行动态调查。本研究采用直接观察法对这四种虫类进行数量统计,结果发现其中春尺蠖发生最为严重,... 详细信息

胡杨是新疆重要林木,但近年来胡杨林害虫愈发严重,为更好的防治胡杨虫害,本研究对危害胡杨的春尺蠖、蔡氏胡杨个木虱、胡杨大蚜、大球蚧进行动态调查。本研究采用直接观察法对这四种虫类进行数量统计,结果发现其中春尺蠖发生最为严重,部分胡杨树叶片被蚕食大半,调查结果表明春尺蠖在3至5月上旬大爆发;蔡氏胡杨个木虱在4月至8月都有发生;介壳虫在4月至9月发生;蚜虫一年四季都可发生。

关键词：胡杨胡杨虫害虫害数量统计动态调查

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触发闪电环境下地网冲击接地电阻特征分析

热带气象学报 2024年第2期40卷 208-216页

作者：张鹃王孝波颜旭陈绍东中山大学大气科学学院广东珠海519082 江门市气象局广东江门529030 广州市气象局广东广州511430 中国气象局广州热带海洋气象研究所广东广州510641

基于触发闪电技术,研究了2019年夏季8次触发闪电44次回击、5次初始连续电流脉冲(ICCP)和24次M分量对冲击接地电阻的影响,探索了冲击接地电阻随雷电流注入的动态变化规律。结果发现:闪电放电ICCP、M分量和回击过程冲击接地电阻均小于工... 详细信息

基于触发闪电技术,研究了2019年夏季8次触发闪电44次回击、5次初始连续电流脉冲(ICCP)和24次M分量对冲击接地电阻的影响,探索了冲击接地电阻随雷电流注入的动态变化规律。结果发现:闪电放电ICCP、M分量和回击过程冲击接地电阻均小于工频接地电阻,ICCP和叠加在回击回落之后连续电流上的M分量冲击接地电阻略大于回击过程,平均值分别为11.2Ω和10.8Ω。叠加在回击下降沿上的M分量冲击接地电阻平均值7.8Ω,明显小于回击过程,最小值可达2.4Ω。ICCP和M分量冲击接地电阻随电流增加而减小,回击过程与电流峰值没有明显的相关性。叠加在回击下降沿上的M分量冲击接地电阻随雷电流峰值、背景电流值的增加呈指数衰减关系,还与之前回击电流峰值成一定的反比例关系。随着闪电回击电流的注入,冲击接地电阻呈现动态变化过程,小电流在回击峰值下降后出现一个缓慢增长的过程,大电流在回击峰值下降后出现一个快速下降的过程。闪电不同物理过程火花和电感效应的作用是不同的,两者共同作用决定了土壤的电离程度,从而决定了冲击接地电阻的大小和变化。

关键词：人工触发闪电回击初始连续电流脉冲 M分量冲击接地电阻

集成学习和动态融合算法在福建省短时强降水预报中的应用

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气象 2024年第1期50卷 48-58页

作者：陈锦鹏黄奕丹朱婧林辉程晶晶杨德南厦门市海峡气象开放重点实验室厦门361012 福建省灾害天气重点实验室福州350001 福建省漳州市气象局漳州363005 集美区气象局厦门361021

为了提高短时强降水预报准确性,在2019—2020年4—9月福建省逐时降水实况观测资料与中国气象局广东快速更新同化数值预报系统(CMA-GD)模式预报产品的基础上,应用LightGBM集成学习算法框架,建立以30 mm·h^(-1)为阈值的逐时降水预报模型... 详细信息

为了提高短时强降水预报准确性,在2019—2020年4—9月福建省逐时降水实况观测资料与中国气象局广东快速更新同化数值预报系统(CMA-GD)模式预报产品的基础上,应用LightGBM集成学习算法框架,建立以30 mm·h^(-1)为阈值的逐时降水预报模型。通过特征处理、自助聚合及超参数搜索等技术对模型进行优化,结合AUC、AUPR与传统分类指标,设计了包括业务模拟测试在内的多项试验,通过对比各建模方案验证了模型对于较长时效的短时强降水预报的适用性。结果表明:模式预报本身的命中率和空报率均较高,各建模方案具有不同程度的改善作用。自助聚合可以增强模型预测稳定性,轻微不平衡子训练集能降低模型预测空报率而取得更高的综合评分,在验证集中最佳TS评分可达17.5%;对分类信息增益贡献最大的特征变量为K指数,其次为500 hPa露点温度和时间参数特征;试验指标从优到劣依次为:随机交叉验证、小时划分的随机交叉验证、业务模拟测试,可见模型有效性主要来自相同或相邻时刻的样本信息;设计基于逻辑回归的异质模型动态融合方案以改善静态同质模型表现,各项指标均有小幅提升,在命中率接近50%时削减空报样本超过52万个。

关键词： LightGBM 短时强降水预报样本不平衡动态融合

全球升温1.5℃和2℃下中国群发性高温事件与人口暴露度预估

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气候变化研究进展 2024年第3期20卷 278-290页

作者：程阳韩振宇中国气象局∙河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州450003 新乡市气象防灾减灾重点实验室新乡453000 延津县气象局新乡453200 中国气象局国家气候中心北京100081

基于区域气候模式RegCM4对4个全球气候模式的动力降尺度模拟数据及未来人口预估数据,预估了SSP2-RCP4.5情景下全球升温1.5℃和2℃时,中国群发性高温事件(cluster high temperature events,CHTE)和CHTE人口暴露度的变化。结果表明:1.5℃... 详细信息

基于区域气候模式RegCM4对4个全球气候模式的动力降尺度模拟数据及未来人口预估数据,预估了SSP2-RCP4.5情景下全球升温1.5℃和2℃时,中国群发性高温事件(cluster high temperature events,CHTE)和CHTE人口暴露度的变化。结果表明:1.5℃和2℃升温阈值下,多模式集合(MME)预估CHTE年均频次相对于基准期分别增加31%和44%。不同强度事件中,严重CHTE事件的频次在1.5℃和2℃升温阈值下可分别增加约4.2倍和6.8倍。事件强度、持续时间、频次等指标趋向高值的发生概率更大。相对于2℃,1.5℃温升阈值下CHTE年均频次、持续时间和累计强度在全国大范围呈降低趋势,且表现出明显的区域性差异,年均频次的降幅自北到南递增,新疆和长江以南地区持续时间年均减少6 d以上(全国平均降幅为0.2 d),我国中东部地区累计强度年均减少20℃以上、新疆东部减少50℃以上(全国平均降幅为0.6℃)。此外,在1.5℃和2℃升温阈值下,MME预估CHTE影响人口的变化均呈现南增北减的空间分布,内蒙古地区略有减少,中东部地区普遍增加,全国总影响人口分别增加1.4倍和1.8倍。高温事件对城市的影响人口增幅更大(分别增加2.9倍和3.8倍),尤其是京津冀、长三角、珠三角、中原地区增幅最明显。全国的CHTE强度暴露度(分别增加2.2倍和5.2倍)和综合暴露度(分别增加1.2倍和1.8倍)呈明显增加趋势,特别是2℃升温阈值下城市的CHTE强度暴露度和综合暴露度的增幅分别高达10倍和4倍。

关键词：群发性高温事件(CHTE) 升温阈值区域气候模式人口暴露度模式集合预估

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

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拉曼雷达重叠函数的模拟与校准

大气科学学报 2024年第1期47卷 148-159页

作者：张鹭冼锦洪夏敏洁周晨南京市气象局江苏南京210019 深圳市气象局深圳国家气候观象台广东深圳518040 南京大学大气科学学院江苏南京210023

重叠函数的校准对地基激光雷达低空大气探测的准确性至关重要。目前被广泛用于校准拉曼激光雷达重叠函数的双通道实验标定法,需要满足弹性散射通道与氮气拉曼散射通道的重叠函数近似相等的前置条件。但实际仪器光路往往会偏离理想状态,... 详细信息

重叠函数的校准对地基激光雷达低空大气探测的准确性至关重要。目前被广泛用于校准拉曼激光雷达重叠函数的双通道实验标定法,需要满足弹性散射通道与氮气拉曼散射通道的重叠函数近似相等的前置条件。但实际仪器光路往往会偏离理想状态,使得该前置条件无法得到满足,导致校准失败。本文使用光线追踪法模拟重叠函数,计算了各种光路失调情况下弹性散射通道与氮气拉曼散射通道的比值,并引入了一种镜头遮蔽实验来评估双通道实验标定法的前置条件是否得到满足。数值模拟结果表明,当雷达接收面的不同象限被遮蔽时,如果弹性散射通道与氮气通道的信号强度比值基本保持不变,则满足前置条件;如果弹性散射通道与氮气通道的信号强度比值有显著差异,则可判定仪器光学系统失调,需要调整直至满足上述前置条件时才能使用双通道实验标定法标定。利用该方法对南京市气象局安装的拉曼激光雷达进行了光路测评和调整,并与CCD(charge-coupled device)侧向成像激光雷达观测信号做对比,结果显示调整后的定标效果更好。

关键词：大气探测 Raman激光雷达数据质量控制重叠函数

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南京地区静稳天气下局地臭氧污染光化学成因

环境科学 2024年

作者：贺婕安俊琳冯悦政朱珈莹吴玲霞南京信息工程大学中国气象局气溶胶-云-降水重点开放实验室广东省茂名市气象局

基于2015～2021年南京市草场门(CCM)、浦口(PK)和仙林大学城(XL)这3个站点的挥发性有机物(VOCs)、常规空气污染物观测数据和ERA5气象再分析资料，利用箱式模型(OBM-MCM)研究探讨了静稳天气下臭氧(O3)超标日的O3生成消耗机制。结果表明... 详细信息

基于2015～2021年南京市草场门(CCM)、浦口(PK)和仙林大学城(XL)这3个站点的挥发性有机物(VOCs)、常规空气污染物观测数据和ERA5气象再分析资料，利用箱式模型(OBM-MCM)研究探讨了静稳天气下臭氧(O3)超标日的O3生成消耗机制。结果表明：①南京地区3个站点2015～2021年O3污染时期的静稳天数存在显著差异，其中2019年静稳天数最多，为46d(CCM)、50d(PK)和54d(XL)，占O3超标天数的66.7%(CCM)、64.9%(PK)和62.2%(XL)。②污染时期3个站点的O3生成和消耗速率存在差异，净生成速率最高值为2.5×10-9h-1(CCM)，最低值为1.4×10-9h-1(XL)。③HO2·+NO和·OH+NO2反应途径分别对O3生成和消耗贡献最大。HO2·+NO途径贡献了O3生成的69%(CCM)、68%(PK)和71%(XL)；·OH+NO2途径贡献了O3消耗的67%(CCM)、63%(PK)和62%(XL)。④3个站点在静稳天气下的O3污染主要受本地光化学反应影响，本地减排是污染控制的关键。

关键词：南京臭氧污染 MCM箱模型静稳天气臭氧生消