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2023年博鳌论坛气象保障期间强降水成因分析

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海南大学学报(自然科学版) 2024年

作者：吴俞冯箫李勋石娟郝丽清吴志彦海南省南海气象防灾减灾重点实验室海南省气象台

利用常规观测、雷达和ERA5再分析数据等对2023年3月29日海南岛博鳌论坛气象保障期间的强降水成因进行分析，结果表明：此次强降水发生在春季弱冷空气影响的背景下，水汽通量辐合主要集中在近地层，近地层的偏东风与海南岛东部的地形近... 详细信息

利用常规观测、雷达和ERA5再分析数据等对2023年3月29日海南岛博鳌论坛气象保障期间的强降水成因进行分析，结果表明：此次强降水发生在春季弱冷空气影响的背景下，水汽通量辐合主要集中在近地层，近地层的偏东风与海南岛东部的地形近乎垂直，有利地形抬升触发对流，同时地形产生的气旋性绕流有利对流的发展，对流不稳定层结和环境风垂直切变影响着对流系统的发展、维持、移动和传播，对流系统从山地移向琼海博鳌的过程中发生了多对流单体的并入加强演变成γ尺度的MCS,MCS产生的局地冷池效应对系统的加强和维持也有重要作用；对比相似环流背景下29日同28日和30日早晨降水的差异，发现29日大气抬升凝结高度（LCL,121.4 m）和自由对流高度（LFC,636.6 m）更低，暖云厚度更大，近地层风向接近偏东风更有利于东部的降水.预报员在实际分析中要慎用模式低层流场，更要及时关注上游冷空气的强度变化，以及实况探空、自动站等风向、风速以及水汽条件的改变.

关键词：春季气象保障强降水

黄南地区1990—2021年大风的时空特征及成灾分析

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农业灾害研究 2024年第1期14卷 112-114页

作者：陈晶张笑寒郭安欣青海省黄南州气象局青海同仁811300 青海省尖扎县气象局青海尖扎811200

利用青海省黄南地区4个国家气象站(尖扎、同仁、泽库、河南)1990—2021年大风资料和历年大风灾害相关资料,采用统计学方法,对黄南地区发生大风及大风灾害的时空变化特征进行分析。结果表明:(1)该地区近30年的大风日数总体呈下降趋势,大... 详细信息

利用青海省黄南地区4个国家气象站(尖扎、同仁、泽库、河南)1990—2021年大风资料和历年大风灾害相关资料,采用统计学方法,对黄南地区发生大风及大风灾害的时空变化特征进行分析。结果表明:(1)该地区近30年的大风日数总体呈下降趋势,大风天气的频次1996年最多、2020年最少。年内3月出现频次最多、9月出现频次最少,季节变化总体呈春季>冬季>夏季>秋季态势。(2)2004—2021年极大风速也呈下降趋势,整体呈2个波峰1个波谷的分布形态,大风速多出现在15:00~18:00且各时段均为7级大风日数占比最多。(3)大风日数与极大风速空间分布均呈现出南高北低的形态,泽库为大风日数高值区,尖扎发生日数最少,极大风速河南最大、尖扎最小。(4)2000—2021年共发生了14次大风灾害事件,主要集中在1、2、6、7月,灾害频发区在河南,次多为同仁地区,与大风日数高值区不一致。

关键词：大风灾害时空分布黄南州

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邻域法在天气预报中的应用研究进展

大气科学学报 2024年

作者：潘留杰代刊张宏芳梁绵刘嘉慧敏祁春娟戴昌明李培荣沈娇娇陕西省气象台陕西省气象服务中心秦岭和黄土高原生态气象环境重点实验室国家气象中心

邻域法在天气预报中有着广泛的应用，其关键应用领域包括两个方面，一是基于邻域法的高分辨率数值模式检验；二是邻域概率或者集合预报的邻域概率。首先回顾了邻域法“一对多”和“多对多”的两种邻域法检验框架，归纳了邻域法数据处理... 详细信息

邻域法在天气预报中有着广泛的应用，其关键应用领域包括两个方面，一是基于邻域法的高分辨率数值模式检验；二是邻域概率或者集合预报的邻域概率。首先回顾了邻域法“一对多”和“多对多”的两种邻域法检验框架，归纳了邻域法数据处理方法、常用评分指数的物理意义。其次总结了网格尺度上的邻域概率和大于网格尺度邻域概率的基本思想和统计意义，重点阐述了与集合预报相结合产生的邻域集合概率预报NEP（Neighborhood Ensemble Probability）、邻域最大集合概率预报NMEP（Neighborhood Maximum Ensemble Probability）的算法流程和内在含义。第三进一步结合典型应用个例，分析了邻域法检验和集合邻域概率的优缺点和适用性。总体来说，邻域法检验可以在不同的时空尺度上比较预报产品的性能，具有独特的优势。虽然NEP和NMEP两种邻域概率都可以提高降水的预报评分，但NEP更适合于大尺度、系统性降水预报，NMEP则对于对流性、极端性降水来说有更好的应用效果。最后给出了使用邻域法应该注意的问题以及未来研究应用的发展方向。

关键词：邻域检验 FSS评分邻域概率集合预报的邻域概率

“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

贵州典型地形下强降水特征及其模式预报订正研究

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暴雨灾害 2024年

作者：李智玉杜小玲朱育雷谢清霞魏涛周文钰李典南贵州省气象台

利用2016—2020年贵州省国家气象站和区域气象站逐小时地面降水观测资料，分别选取北盘江作为贵州河谷地形、雷公山和梵净山作为贵州高山地形的典型代表，对贵州典型地形下的强降水时空特征进行分析，并利用2019—2020年欧洲中期天气预... 详细信息

利用2016—2020年贵州省国家气象站和区域气象站逐小时地面降水观测资料，分别选取北盘江作为贵州河谷地形、雷公山和梵净山作为贵州高山地形的典型代表，对贵州典型地形下的强降水时空特征进行分析，并利用2019—2020年欧洲中期天气预报中心逐3 h降水预报资料，采用频率匹配法对三个地区的强降水预报进行客观订正。结果表明：(1)三个地区的强降水多发生在6月，其中北盘江与雷公山强降水的频次逐年增加，而梵净山增加不明显。两个高山地区强降水频次主要集中在夜间至早晨，而北盘江强降水频次在午后和夜间各有一个峰值。(2)三个地区的强降水与地形有一定关系，北盘江强降水的频发区和降水量集中区主要出现在流域北部的低洼地带，雷公山出现在山体以南，而梵净山集中在山体东侧。当北盘江与梵净山地区地形坡度小于20°—30°，雷公山地区地形坡度小于40°—50°时，强降水频次随坡度增加而增加，而后强降水频次随坡度减少。(3)采用频率匹配法分别对三个地区的强降水进行客观订正后，当北盘江降水量小于8.2 mm，雷公山降水量小于10.3 mm，梵净山降水量小于7.3 mm时，频率匹配订正对模式预报降水有一定的消空作用；当三个地区降水量分别大于对应阈值时，频率匹配订正可明显提升降水预报量级；三个地区的强降水预报技巧整体有所提升，强降水预报频次有明显提高，空间分布特征基本符合实况，其中以北盘江订正效果最优。

关键词：地形强降水频率匹配模式订正

浙江沿海基于浮标的有效波高分析和数值预报订正

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海洋预报 2024年第3期41卷 44-53页

作者：姚日升肖王星涂小萍朱佳敏周凯庞琦烨宁波市生态环境气象中心浙江宁波315012 浙江省气象台浙江杭州310057 宁波市气象台浙江宁波315012 宁波市北仑区气象局浙江宁波315826

基于2010年10月―2022年12月浙江沿海5个浮标站观测资料和2020—2022年欧洲中期天气预报中心细网格模式海浪和海面10 m风预报资料,对浮标站的风、浪相关性进行分析,对有效波高预报进行评估和订正方法研究。0~240 h预报偏差和均方根误差... 详细信息

基于2010年10月―2022年12月浙江沿海5个浮标站观测资料和2020—2022年欧洲中期天气预报中心细网格模式海浪和海面10 m风预报资料,对浮标站的风、浪相关性进行分析,对有效波高预报进行评估和订正方法研究。0~240 h预报偏差和均方根误差表明:模式对远岸浮标的预报比实况稍偏大,对近岸浮标预报则略偏小,预报不稳定性随预报时效的延长而增大。远离海岸的浮标站24 h预报与实况的相关性高于近岸站,两者的相关系数分别约为0.94和0.85。有效波高预报存在一定系统偏差,且是预报误差的主要来源。近岸浮标有效波高预报值小于观测值,远岸浮标的预报值偏差则随着有效波高的增大由正转负,负偏差的绝对值逐渐增大。对于远岸浮标,仅针对有效波高进行预报和实况的一元一次回归就有很好的订正效果,但近岸浮标受地形影响大,海浪预报的误差更大,同时引入有效波高和10 m风速作为预报因子,进行二元一次回归的订正效果更好。订正方程应用到同类型的周边海区浮标站仍然有很好的订正效果,可推广到浙江沿海同类型海区。

关键词：有效波高海面10 m风数值预报订正浙江沿海

冷涡影响下杭州湾一次区域性极端大风的演变和机制分析

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气象 2024年第1期50卷 71-83页

作者：黎玥君马昊勾亚彬戴祥霖余贞寿浙江省气象科学研究所杭州310051 浙江省气象台杭州310051 中国气象局水文气象重点开放实验室北京100081 杭州市气象局杭州310051

利用常规气象探空观测、地面自动气象站逐分钟观测、风廓线雷达以及多普勒天气雷达等多源观测资料,分析了2021年4月30日傍晚到夜间浙江北部和杭州湾沿海地区一次区域性极端大风的天气特征,重点探讨了对流系统移入杭州湾后的中尺度演变... 详细信息

利用常规气象探空观测、地面自动气象站逐分钟观测、风廓线雷达以及多普勒天气雷达等多源观测资料,分析了2021年4月30日傍晚到夜间浙江北部和杭州湾沿海地区一次区域性极端大风的天气特征,重点探讨了对流系统移入杭州湾后的中尺度演变特征和大风增强的原因。结果表明,此次过程是典型的多尺度相互作用的结果,在高空深厚的东北冷涡影响下,配合中层西北急流和较强的地面暖低压促使飑线后部对流系统发展,形成雷暴大风天气。对流单体在经过杭州湾水系后明显增强,其阵风锋前侧有西南暖湿入流,后部冷池发展强盛,气压涌升,叠加地面环境风场和杭州湾水面的热动力条件,从而触发不稳定能量促使单体发展。系统经过杭州湾后辐散下沉出流明显增强,将中高层的动量更快地下传至地面,对于杭州湾南部风力增强效应显著。杭州湾光滑下垫面、喇叭口等特殊地形也是造成极端大风出现的原因之一。同时,逐分钟变温相比于极大风出现时间提前了约7~10 min,对于局地极端大风监测预警有一定的指示意义。

关键词：多源观测极端雷暴大风阵风锋冷池杭州湾

C波段双偏振雷达资料在河南县一次强对流天气过程中的应用分析

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青海科技 2024年

作者：廖淑君李静李剑婕王成雄曹迪巨海晨青海省气象台

利用黄南C波段双偏振雷达探测资料对2023年8月3日青海省黄南州河南县的短时强降水过程从雷达强度、速度、偏振和定量降水估计产品进行特征分析，结果表明：（1）河南地区在降水开始前CR在50 dBZ以上，配合VIL在10 kg/m2左右，TOPS在10 k... 详细信息

利用黄南C波段双偏振雷达探测资料对2023年8月3日青海省黄南州河南县的短时强降水过程从雷达强度、速度、偏振和定量降水估计产品进行特征分析，结果表明：（1）河南地区在降水开始前CR在50 dBZ以上，配合VIL在10 kg/m2左右，TOPS在10 km左右，HT在2 km左右，降水开始后回波强度有所增强或维持在50 dBZ，可考虑出现短时强降水。（2）径向速度辐合维持时间段对应降水最强时段，速度图上出现零速度线“弓形”特征可以作为降水持续时间较长的标志。（3）VWP产品上风场由不连续变得连续，对短时强降水的出现有很好的指示意义。（4）短时强降水开始前30～60 min,CC值大于0.97表明降水相态为纯雨，大值Zc对应大值ZDR和KDP表明雨滴尺寸和雨滴粒子密度较大，容易产生超过20 mm/h的短时强降水。（5）实况降水地区离雷达距离越近，则OHP产品的降水落区与实况位置越接近，但在降水量的估计上大于实况降水量。THP产品降水落区和降水量均与实况有一定偏差，有待于进一步分析总结，凝练出有参考意义的相应指标。文章分析结果可为类似短时临近天气预报提供参考依据，具有较好的业务应用价值。

关键词：双偏振雷达河南县短时强降水

芜湖市一次引发严重内涝暴雨过程的水汽输送特征

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大气科学学报 2024年第3期47卷 486-497页

作者：付伟魏秋实邱学兴司红君安徽省芜湖市气象局安徽芜湖241000 安徽省无为市气象局安徽无为238300 安徽省气象台安徽合肥230031

基于自动气象观测站降水数据、中国降水数据集、ERA5再分析资料及NCEP/NCAR再分析数据,使用水汽收支分析、HYSPLIT后向轨迹追踪和水汽输送贡献率等方法对2022年6月5日凌晨芜湖市一次引发严重内涝暴雨过程的水汽输送特征进行了分析。结... 详细信息

基于自动气象观测站降水数据、中国降水数据集、ERA5再分析资料及NCEP/NCAR再分析数据,使用水汽收支分析、HYSPLIT后向轨迹追踪和水汽输送贡献率等方法对2022年6月5日凌晨芜湖市一次引发严重内涝暴雨过程的水汽输送特征进行了分析。结果表明:此次暴雨过程出现在200 hPa分流区和850 hPa低空急流左前方,500 hPa冷空气在低空急流出口北侧不断激发对流云团,形成强降水。高层辐散和低层辐合增强了水汽的水平辐合和垂直输送,西南低空急流持续加强,将水汽不断输送至暴雨区,为暴雨的出现提供了必要的水汽条件,使芜湖市在强降水发生前水汽充沛,湿层深厚且持续增湿。暴雨出现时大气可降水量、850 hPa比湿、水汽通量和水汽通量散度分别达到71.0 kg·m^(-2)、16.0 g·kg^(-1)、15.0 g·hPa^(-1)·cm^(-1)·s^(-1)和-3.0×10^(-6)g·cm^(-2)·hPa^(-1)·s^(-1)。850 hPa水汽通量散度的变化与暴雨的出现和强度变化有较好的对应关系,雨强最强时段可达-8.0×10^(-6)g·cm^(-2)·hPa^(-1)·s^(-1)。水汽收支和追踪分析结果显示:水汽流入主要发生在对流层低层的西边界和南边界,暴雨发生前流入层深厚,有向上的水汽垂直输送。整层水汽流入量约为56.0×10^(7)t·h^(-1),主要流入高度为850~700 hPa,单层流入量最大可达9.0×10^(7)t·h^(-1),水汽主要源自孟加拉湾和南海,其水汽通道轨迹占比为32.0%,水汽输送贡献率达55.4%。暴雨出现时水汽流入层降低,流入量减少,水汽垂直输送减弱,总水汽净流入集中在850 hPa,净流入量为1.0×10^(7)t·h^(-1)左右,水汽主要源自南海,其水汽通道轨迹占比为46.0%,水汽输送贡献率达60.3%。

关键词：暴雨水汽输送水汽收支 HYSPLIT后向轨迹追踪水汽输送贡献率