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1990年以来柴达木盆地小柴旦湖扩张及影响分析

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湖泊科学 2024年第3期36卷 927-938页

作者：祝存兄樊启顺严应存校瑞香青海省防灾减灾重点实验室西宁810001 青海省气象科学研究所西宁810001 中国科学院青海盐湖研究所盐湖资源绿色高值利用重点实验室西宁810008 青海省盐湖地质与环境重点实验室西宁810008

柴达木盆地盐湖对维系区域生态平衡、保障农业安全和国民经济发展具有重要的作用。受青藏高原气候暖湿化影响,盆地湖泊格局发生了一系列变化。为分析盆地盐湖变化特征,本文以小柴旦湖为例,基于长时间序列卫星数据,利用随机森林法提取盐... 详细信息

柴达木盆地盐湖对维系区域生态平衡、保障农业安全和国民经济发展具有重要的作用。受青藏高原气候暖湿化影响,盆地湖泊格局发生了一系列变化。为分析盆地盐湖变化特征,本文以小柴旦湖为例,基于长时间序列卫星数据,利用随机森林法提取盐湖水域范围并解构、评估“点—线—面”形态变化,同时构建矿化度指数表征盐湖资源禀赋。结果表明:(1)1990—2022年小柴旦湖面积呈“缓减—缓增—快增”的阶段性变化特征,岸线长度呈阶段性变化(2016年后增长明显),湖泊质心总体向西北方向迁移,截止2022年湖泊质心累计迁移距离为2363.49 m。(2)1990—2022年矿化度指数波动下降,呈“淡化”态势。(3)气象数据显示研究区年平均气温升高、年降水量增多、年潜在蒸散量下降,处于暖湿化轻度转型期,降水增多、蒸发下降、增温引起的冰雪融水增加综合叠加效应引起区域水资源增加,进而导致湖泊扩张和“淡化”。(4)小柴旦湖扩张和“淡化”对社会经济和生态平衡影响明显,一方面,影响湖区周边基础设施,近70 km^(2)区域受淹没直接影响,包括德小高速公路、柳格高速公路部分路段;另一方面,作为资源型湖泊,小柴旦湖盐湖矿产资源开发利用潜力下降,“淡化”或将引起湖泊生态系统失衡。(5)未来应适当调整小柴旦湖开发利用方向,挖掘“雪山—荒漠—盐湖—湿地—公路”视觉多元化立体景观资源,平衡盐湖“资源”与“生态”属性。本研究从湖泊动态变化研究的视角,结合多种方法开展了有益的尝试,分析结果可为柴达木盆地盐湖资源和生态环境保护及基础设施建设提供决策支撑。

关键词：盐湖卫星遥感随机森林质心矿化度小柴旦湖

西宁市夏季居民区空气负离子浓度变化特征及其影响因子分析

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干旱区地理 2024年第8期47卷 1358-1366页

作者：马红璐祁栋林赵彤曹晓云赵全宁张睿青海省气象科学研究所青海西宁810001 青海省防灾减灾重点实验室青海西宁810001

利用2022年5-10月在青海省西宁市典型居民区观测的空气正、负离子浓度,分析空气负离子浓度时间分布特征、评价空气清新度和清洁度,结合同期气象条件和空气污染物浓度探究其相关性。结果表明:(1)西宁市典型居民区上午的空气负离子浓度高... 详细信息

利用2022年5-10月在青海省西宁市典型居民区观测的空气正、负离子浓度,分析空气负离子浓度时间分布特征、评价空气清新度和清洁度,结合同期气象条件和空气污染物浓度探究其相关性。结果表明:(1)西宁市典型居民区上午的空气负离子浓度高于下午及晚上,8-10月空气负离子浓度高于5-7月。(2)西宁市居民区空气负离子浓度变化跟监测时的天气状况密切相关,空气负离子浓度变化遵循“雨天>阴天>多云>晴天”的规律。(3)空气负离子浓度高说明空气清新却不代表空气清洁,高原地区城市晴天空气负离子浓度不高,空气清新度一般,而空气清洁度较高。(4)影响西宁市居民区空气负离子浓度波动的主要气象因素为相对湿度、日照时数、水汽压、降水量和风速,抑制西宁市居民区空气负离子浓度升高的主要空气污染物为NO_(2)、PM_(10)、CO和PM_(2.5)。研究结果可为高原地区居住环境、旅游健康管理以及生态环境保护提供科学数据支撑。

关键词：居民区空气负离子气象要素空气质量青藏高原西宁市

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青海省不同等级寒冷日数时空演变特征

干旱区研究 2024年第5期41卷 742-752页

作者：蔡玉琴祁栋林王烈福李海凤张德琴青海省格尔木市气象局青海格尔木816099 青海省防灾减灾重点实验室青海西宁810001 青海省气象科学研究所青海西宁810001 青海省都兰县气象局青海都兰816100

利用1961—2019年青海省42个气象站逐日最低气温,分析不同等级寒冷日数时空演变特征。结果表明:(1)1961—2019年青海省寒冷日数随着等级降低而逐渐增加,主要以微寒日数为主;总寒冷日数整体呈减少趋势,显著快速减少的突变发生在1995年;... 详细信息

利用1961—2019年青海省42个气象站逐日最低气温,分析不同等级寒冷日数时空演变特征。结果表明:(1)1961—2019年青海省寒冷日数随着等级降低而逐渐增加,主要以微寒日数为主;总寒冷日数整体呈减少趋势,显著快速减少的突变发生在1995年;总寒冷日数减少主要是由酷寒日数的减少引起;1997年气候突变后严寒、大寒、小寒、轻寒、微寒和总寒冷日数变化趋势减少,酷寒日数变化趋势增多,极寒和凉日数变化趋势减少与增加分布相当。(2)青海省寒冷日数表现出明显的空间差异,总寒冷日数随着海拔升高逐渐增加,等级较高的寒冷日数增减趋势较明显,随着寒冷等级的降低,增减趋势向低纬度和海拔相对较低的地区发展。(3)极寒、酷寒、严寒、轻寒、微寒和总寒冷日数随年平均气温升高而逐渐减少,大寒、小寒和凉日数随年平均气温升高而逐渐增加。(4)青海省除了严寒日数其余等级寒冷日数存在持续性,未来下降趋势将持续,但持续性强度不尽相同。

关键词：寒冷日数时空演变突变特征未来趋势青海省

向下短波辐射差异对草甸化草原地表辐射平衡的影响

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高原气象 2024年第1期43卷 217-226页

作者：李甫周秉荣王力马文哲霍金虎青海省气象科学研究所青海西宁810001 青海省防灾减灾重点实验室青海西宁810001 中国气象科学研究院北京100081 海北州牧业气象试验站青海海北810200

基于向下短波辐射分位数,对中国气象局海北牧业试验站2014年9月至2020年12月四分量辐射观测数据按月进行分组。分析了向下短波辐射差异对草甸化草原辐射平衡的影响,为明晰不同光照条件下辐射平衡变化和成因提供了依据。结果表明:在相同... 详细信息

基于向下短波辐射分位数,对中国气象局海北牧业试验站2014年9月至2020年12月四分量辐射观测数据按月进行分组。分析了向下短波辐射差异对草甸化草原辐射平衡的影响,为明晰不同光照条件下辐射平衡变化和成因提供了依据。结果表明:在相同月份中,不同光照条件下地表接收的向下短波辐射呈现出极显著的对数变化趋势,组间差异超过了季节之间的差异。不同光照条件下向上短波辐射和大气长波辐射也表现出较大差异,其中大气长波辐射差异主要与空气湿度以及云量差异有关。随光照条件的增加,地表接收的净短波辐射增多,支出净长波辐射也增多。所以不同光照条件下净全辐射与向下短波辐射的比例相差不大。不过,光照条件差异会对向下短波辐射与净全辐射的关系模型产生影响。

关键词：四分量辐射向下短波辐射差异草甸化草原辐射平衡

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三江源一次降水过程雨滴谱垂直演变特征

干旱区研究 2024年第3期41卷 353-362页

作者：郭世钰张玉欣韩辉邦周万福康晓燕张莉燕青海省气象灾害防御技术中心青海西宁810001 青海省防灾减灾重点实验室青海西宁810001

利用布设在泽库站内的微雨雷达(Micro Rain Radar,MRR)、OTT-PARSIVEL激光雨滴谱仪、雨量计(Rain Gauge,RG)观测资料,针对2021年9月17日一次降水天气过程,对比分析MRR在高原地区的适用性,研究了不同雨强MRR观测参量及雨滴谱的垂直变化... 详细信息

利用布设在泽库站内的微雨雷达(Micro Rain Radar,MRR)、OTT-PARSIVEL激光雨滴谱仪、雨量计(Rain Gauge,RG)观测资料,针对2021年9月17日一次降水天气过程,对比分析MRR在高原地区的适用性,研究了不同雨强MRR观测参量及雨滴谱的垂直变化特征。结果表明:在此次过程中MRR与雨滴谱仪及RG的累计雨量结果较为一致,MRR 200 m雨强与雨滴谱仪反演值相关性较好。不同雨强下降水参量在垂直分布上有所差异,雨强Ⅰ档,受蒸发作用影响反射率因子、液态水含量、雨强由高层至低层表现出波动变化的趋势;雨强Ⅱ档,蒸发作用减弱,各微物理量峰值高度有所降低;雨强Ⅲ档,粒子碰并作用增强直径增大,各微物理量随高度的降低而增大。此次降水过程以小粒子为主,在各个高度层小粒子对数浓度的贡献均最大。1000~4000 m小粒子对雨强贡献率均大于90%;1000 m以下中等粒子随着高度降低对雨强的贡献逐渐增大;大粒子在高层对雨强的贡献率大于低层。

关键词：三江源微雨雷达雨滴谱垂直分布

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多种模式降水预报的稳定性特征研究

气象 2024年第4期50卷 420-433页

作者：曲巧娜吴炜山东省气象防灾减灾重点实验室济南250031 山东省气象科学研究所济南250031

预报的稳定性是指对同一时段在不同时间发布的多时效预报结论的一致性,是模式预报质量的一个重要方面,较大的不稳定性会给使用者造成困扰。为深入了解业务常用模式的稳定性,使用相对标准偏差指标计算不同时效预报的降水量波动大小,并改... 详细信息

预报的稳定性是指对同一时段在不同时间发布的多时效预报结论的一致性,是模式预报质量的一个重要方面,较大的不稳定性会给使用者造成困扰。为深入了解业务常用模式的稳定性,使用相对标准偏差指标计算不同时效预报的降水量波动大小,并改进了Flip-Flop指数(改进后简称FF_(norm)),计算多时效降水量预报变化趋势的翻转程度,衡量预报变化趋势的稳定性,对2种全球模式(ECMWF、NCEP-GFS)、3种区域模式(CMA-MESO、CMA-SH9、HHUPS-ST),在中国6个气候分区中降水预报的稳定性进行对比分析,分为实况有降水和暴雨及以上降水2种情况进行了讨论。结果表明:实况有降水时,相对区域模式来说,全球模式的多时效降水预报的相对标准偏差较小,即模式降水量预报的波动较小;各模式对西南区的西部、东北区的东部以及华南区的南部预报的波动性相对较小,西北区的西部波动性较大。就多时效降水量预报变化趋势而言,2种情况下均为CMA-MESO、NCEP-GFS和ECMWF的稳定性较好,其FF_(norm)指数小于HHUPS-ST和CMA-SH9模式,其中CMA-MESO对西南区、华南部分地区降水量预报变化趋势的稳定性较为突出;CMA-SH9的指数最大,多时效降水量预报变化趋势稳定性较差;各模式对长江中下游地区的FF norm指数相对较大,多时效预报趋势的稳定性较差。有降水时,CMA-MESO随时效临近的降水量预报变化趋势稳定(单调递增、单调递减或不变)的频次最多,其次是NCEP-GFS,2种降水情况下,该2种模式的降水量预报均为随时效临近单调递增次数大于递减次数,且CMA-MESO单调递增特征尤其显著。以上特征能够为模式调试和预报决策提供参考。

关键词：多时效降水量预报相对标准偏差改进的Flip-Flop指数稳定性

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黄渤海海区风速推算方法及效果评估

气象 2024年第2期50卷 234-245页

作者：曲巧娜吴炜山东省气象防灾减灾重点实验室济南250031 山东省气象科学研究所济南250031

为了弥补海上风场监测数据不足,提高对黄渤海海上风场监测能力,针对不同大气环流形势,基于较为稳定的74个沿海和海岛站等陆基站2017—2020年风场观测资料,以及同时段具有一定连续性的21个浮标站和船舶站等海基站观测数据,采用多元线性... 详细信息

为了弥补海上风场监测数据不足,提高对黄渤海海上风场监测能力,针对不同大气环流形势,基于较为稳定的74个沿海和海岛站等陆基站2017—2020年风场观测资料,以及同时段具有一定连续性的21个浮标站和船舶站等海基站观测数据,采用多元线性回归方法,建立由陆基站推算海区风速的模型。利用2021年实况资料对推算结果进行检验评估。结果表明:分别针对全部风力等级和6级及以上大风建立的风速推算模型(以下分别简称CM模型和HM模型)均具有较高的可靠性,其中HM模型对大风推算的准确率更高;8种天气类型中共5种类型发生大风的概率高于60%,其中对西北高东南低类型的推算效果最好,对西高东低型、西南高东北低型和西北低东南高型的6~7级大风推算效果较好,对8级及以上大风的推算效果略差;不同海区大风的推算结果中,对黄渤海大部分海区推算的风速略偏小,仅对渤海西南部海区的部分站点推算的风速略偏大;对黄海北部海区风速推算的平均绝对误差最小(0.95 m·s^(-1)),对其他海区风速推算的平均绝对误差在1.32~1.70 m·s^(-1);在海区观测不连续、不稳定的情况下,推算的风速能够对海上风场资料进行有效的补充。该推算方法易于业务化应用,可随不同海区观测资料的增加而进一步优化,对海洋观测布局设计也有一定的参考作用。

关键词：黄渤海大风实况天气分型推算检验

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三种全球降水产品的气候特征差异对比分析

沙漠与绿洲气象 2024年

作者：安琳沈晓燕权晨管琴申燕玲杜华礼青海省气象科学研究所青海省防灾减灾重点实验室

基于1979—2021年美国气候预测中心（Climate Prediction Center，CPC）制作的融合分析（Merged Analyses of Precipitation，CMAP）降水数据集标准版（Standard，CMAP STD）和增强版（Enhanced，CMAP ENH）及全球降水气候计划第2.3版（Global Precipitation Climatology Project，GPCP V2.3）的月平均产品，首先评估三种降水产品的可用性，进而对比分析其在全球尺度的气候特征差异，最后筛选出三种产品不确定性大的关键年份和关键区域。结果表明，5—7月，CMAP ENH的全球月平均降水量偏多，其余月份，GPCP V2.3偏多；CMAP的全球降水量呈显著的年际减少趋势，GPCP V2.3年际和年代际变化不显著。三种降水产品的空间分布差异主要体现在降水量级上，CMAP在热带地区的降水量偏多。陆地上，CMAP降水量呈显著增加趋势，GPCP V2.3降水量偏多；海洋上，三种产品的降水量年变化趋势与其全球降水量变化趋势一致且变化速率较全球快，CMAP ENH降水量偏多。三种降水产品不确定性较大的关键年份为1998、2009、2010年，关键区域主要位于东南极洲东部、50°S～70°S之间的洋面、60E°～180°，15°S～15°N之间的地区以及格陵兰岛以南的海域等地。

关键词：全球降水产品时间变化空间分布不确定性估计

海口市臭氧浓度统计预报模型的构建与效果评估

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环境科学 2024年第5期45卷 2516-2524页

作者：符传博林建兴唐家翔丹利海南省气象科学研究所海口570203 海南省南海气象防灾减灾重点实验室海口570203 海南省气象台海口570203 中国科学院大气物理研究所东亚区域气候‐环境重点实验室北京100029

主要利用2015~2020年海口市臭氧(O_(3))浓度资料和ERA5再分析资料,基于污染物浓度控制方程挑选出海口市O_(3)-8h浓度(日最大8 h滑动平均)的15个关键预报因子,构建了多元线性回归模型(MLR)、支持向量机模型(SVM)和BP神经网络模型(BPNN),... 详细信息

主要利用2015~2020年海口市臭氧(O_(3))浓度资料和ERA5再分析资料,基于污染物浓度控制方程挑选出海口市O_(3)-8h浓度(日最大8 h滑动平均)的15个关键预报因子,构建了多元线性回归模型(MLR)、支持向量机模型(SVM)和BP神经网络模型(BPNN),并对2021年海口市O_(3)-8h浓度进行预测和效果检验.结果表明,O_(3)-8h浓度与关键预报因子的相关系数绝对值主要分布在0.2~0.507之间,其中1000 hPa的相对湿度(RH1000)和风向(WD1000),875 hPa的经向风(v875)的相关系数绝对值超过了0.4,具有较好的指示作用.3个预报模型基本能预报出海口市O_(3)-8h浓度冬半年偏高,夏半年偏低的变化趋势,其中BPNN模型的标准误差(RMSE)数值最小(22.29μg·m^(−3)).实测值与3个统计模型预报值的相关系数从大到小排列为:0.733(BPNN)>0.724(SVM)>0.591(MLR),均通过了99.9%的信度检验.O_(3)-8h浓度等级预报的结果检验表明,3个预报模型的TS评分均随着O_(3)-8h浓度等级的上升而下降,而漏报率(PO)和空报率(NH)随着O_(3)-8h浓度等级的上升而上升.SVM和BPNN模型在3个等级预报中TS评分均略高于MLR模型,特别是在轻度污染等级,TS评分还维持在70%以上,具有较好的预报性能.

关键词：臭氧(O_(3)) 多元线性回归支持向量机 BP神经网络预报评估海口市