《气象科学》创刊于1980年，国内外公开发行的学术性双月刊期刊

 

主办单位：江苏省气象学会

 

联办单位：南京大学大气科学学院、南京信息工程大学、

 

              国防科技大学气象海洋学院、江苏省气象局

 

主编：杨修群               ISSN 1009-0827                 CN 32-1243/P

 

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    论文
    基于在线滤波的ENSO强度预测模型及2023/2024年El Niño强度的预测
    宣卓林，张文君，姜枫
    2024,44(1):1-11, DOI: 10.12306/2023jms.0090
    [摘要] (92) [HTML] (0) [PDF 7.27 M] (161)
    摘要：
    本文利用在线滤波代替Lanczos滤波,建立实时的累积高频风指数并构建ENSO强度预测模型。结果显示,在线滤波定义的累积高频风事件与Lanczos滤波有着类似的时空分布特征,这一大气信号与海洋充放电过程是决定ENSO成熟期强度的关键信号,且在冷暖位相下呈高度非对称特征。La Niña成熟期强度主要与2月热带太平洋的暖水体积及前一年12月至当年4月赤道中西太平洋累积东风事件紧密相关。相较之下,El Niño成熟期强度则与热带太平洋更大范围的海洋充电过程和东扩的西风事件紧密联系。基于上述非对称热带海气信号构建的ENSO强度预测模型可以稳定有效且较准确地预测ENSO强度。模型在6个月的预报时效下预测2023/2024年冬季Niño3.4约为1.9℃,为一次强El Niño事件。
    中国汛期雨带的客观划分及其相关环流特征
    张诚，朱志伟，钟珊珊，蒋薇
    2024,44(1):12-24, DOI: 10.12306/2023jms.0075
    [摘要] (111) [HTML] (0) [PDF 39.19 M] (156)
    摘要：
    本文利用1961-2016年中国汛期逐候降水的旋转经验正交函数分解(Rotated Empirical Orthogonal Function,REOF)方法对中国汛期雨带进行客观划分。根据REOF模态空间分布以及主成分的气候态平均确定了中国汛期6个主要雨带的落区和时间,并揭示了各雨带气候态环流特征。江南春雨雨带主要发生在长江以南地区,对应时间为26-27候;南方雨季的雨带落区主要在两广至福建地区,对应时间为33-34候;江南及中下游梅雨主要落区在长江以南和长江中下游流域,对应时间分别为34-35和36-37候;华北东北雨季落区在华北至东北地区,发生时间为41-42候;华西秋雨落区在秦岭及其周围地区,对应发生时间为49-52候。在雨带划分的基础上,进一步揭示了各个雨带典型的对流层中高低气候态环流特征。可为客观定义汛期雨带及各雨带气候预测提供参考。
    影响中国夏季降水的前冬北半球中高纬大气环流年际变异主模态
    王雅媛，杨修群，罗悦，赵萌初
    2024,44(1):25-34, DOI: 10.12306/2023jms.0042
    [摘要] (77) [HTML] (0) [PDF 28.82 M] (130)
    摘要：
    本文利用观测和再分析资料,通过奇异值分解(Singular Value Decomposition, SVD)分析,发现北极涛动(Arctic Oscillation, AO)是显著影响中国夏季降水年际异常的前冬中高纬大气环流变异的主模态。AO在冬季发展成熟,在春季衰亡,在夏季发生位相反转。AO会导致华北、东北、长江中下游和华南夏季降水异常呈现三极型分布。伴随正位相的AO,在黄海至日本海上空的异常低压伴随的东北风异常引起华北和东北水汽通量异常辐散及降水减少,而西北太平洋的异常高压不仅增强其北侧的西南风水汽输送,和北部异常低压共同作用导致长江中下游水汽通量异常辐合及降水增加,而且使得华南水汽通量异常辐散,降水减少。因此,本文发现的前冬AO模态与我国夏季三极型异常降水分布的关系可为我国夏季旱涝预测提供一个重要的中高纬前期因子。
    不同类型ENSO事件对初冬北极海冰的影响
    刘远盈，袁潮霞
    2024,44(1):35-45, DOI: 10.12306/2023jms.0049
    [摘要] (37) [HTML] (0) [PDF 27.98 M] (93)
    摘要：
    基于1951-2019年NCEP/NCAR再分析资料、Hadley环流中心海温、海冰密集度资料,通过合成分析和诊断温度异常方程,研究不同类型ENSO对初冬北极海冰的影响。结果表明,EP La Niña发展年初冬(11-12月),巴伦支-喀拉海海冰异常减少;CP La Niña发展初冬,巴伦支-喀拉海海冰异常增加。EP和CP型El Niño对初冬北极海冰的影响类似:格陵兰海海冰异常减少,而哈德逊-巴芬湾海冰异常增加。不同类型ENSO对初冬北极海冰的影响主要通过产生不同的大气遥相关,引起同期和前期的海表气温异常而实现。
    华南冬季极端低温事件的统计建模及未来预估
    姜胜，李伟，朱连华，孙威，江志红
    2024,44(1):46-58, DOI: 10.12306/2022jms.0008
    [摘要] (48) [HTML] (0) [PDF 24.16 M] (99)
    摘要：
    基于1961-2005年华南冬季逐日最低温度观测资料,以及参与CMIP5的IPSL-CM5A-MR、MPI-ESM-MR、CMCC-CMS 3个模式的历史模拟和未来排放情景预估数据,从过程角度定义和提取华南冬季极端低温事件及其特征指标,并通过引入极值理论构建极端低温事件的概率分布模型(Cold Spell Model, CSM),刻画其强度、频数和持续时间特征分布;进一步结合基于累计概率分布变换的偏差订正方法降低模式模拟的偏差,探讨了RCP4.5情景下全球升温1.5℃和2℃时极端低温事件的风险变化。研究表明:(1)CSM模型能够较好地拟合极端低温特征概率分布,大部分台站通过了K-S或卡方检验;(2)相对于观测,模式模拟极端低温存在一定偏差,经偏差订正后,各站点BS评分接近于0,SS评分普遍提高到0.88左右;(3)全球增暖背景下,华南地区极端低温呈现强度减弱、频数减少、持续时间缩短的特征。全球增暖1.5、2.0℃背景下,华南大多数地区极端低温事件平均强度减弱,频次降低,持续时间变化具有明显的空间差异;每年发生1次极端低温事件的概率增加,但每年发生3、5次的概率减少;增暖1.5℃下极端低温事件持续性特征变化不明显。但增暖2℃下,华南大部分地区持续1 d的极端低温事件更易发生,但更长持续时间(3、5 d)的极端低温事件发生的可能性显著减少。
    一种预测西北太平洋热带气旋逐月演变的新统计模型
    吕硕，胡轶佳，孙源，钟中
    2024,44(1):59-72, DOI: 10.12306/2022jms.0034
    [摘要] (74) [HTML] (0) [PDF 7.73 M] (83)
    摘要：
    本文提出一种月尺度西北太平洋热带气旋生成频数(Western North Pacific Tropical Cyclone Frequency, WNPTCF)预测的新方法。该方法利用全球次表层海温(Subsurface Sea Temperature Anomaly, SubSSTA)和中国气象局国家气候中心发布的130项监测指数,构建了既考虑热力强迫因子、又考虑大气动力因子,既考虑同期海洋强迫,又考虑前期海洋和大气影响的集成预测模型。利用该预测模型对2011-2020年6-10月逐月WNPTCF进行独立样本检验预测,准确率达70%以上,说明该预测模型对WNPTCF的逐月演变预测的效果良好。该预测模型对ENSO信号较强年份的WNPTCF预测效果要好于ENSO信号不强的年份,原因在于在ENSO信号不强的年份,SubSSTA可预报性较低,非线性变率大,海洋对WNPTC的强迫作用弱。
    “21·7”河南特大暴雨成因分析及三维概念模型的构建
    李哲，魏璐，王津宇，王超，李伊呤
    2024,44(1):73-81, DOI: 10.12306/2023jms.0079
    [摘要] (94) [HTML] (0) [PDF 39.91 M] (147)
    摘要：
    通过对"21·7"河南特大暴雨在地形效应、不同高度的大气环流和水汽输送通道的分析,结论如下:(1)台风"烟花"与副高形成的东南气流在底层灌入河南喇叭口地形,在地形热力抬升和动力阻挡抬升的共同作用下,有利于山前降水的形成。(2)在500 hPa中层,郑州涡旋处于两个高压的"鞍型场"内,该环流配置导致台风"烟花"、"查帕卡"和热带低压相互作用形成三股气流直达河南;在200 hPa高层,河南暴雨区辐散气流向东下沉到同一纬度的东海高层冷涡内,其次级环流进一步加强了河南云团的强度。(3)台风"烟花"和"查帕卡"输送丰沛水汽至河南中西部,受太行山和伏牛山地形阻挡,在山前形成强烈水汽辐合。(4)构建的河南极端暴雨概念模型通过水汽输送通道和次级环流,将环流、台风、低压系统和喇叭口地形等降水成因有机联系,并放入同一个构架之中,从宏观上了解这些成因的运行机理及其相互作用,可加深对该特大暴雨成因的理解。
    CRA40再分析资料在"21·7"极端强降水研究中适用性评估
    陈姝宜，高庆九，谭桂容，孙玉婷，王辰
    2024,44(1):82-93, DOI: 10.12306/2023jms.0076
    [摘要] (55) [HTML] (0) [PDF 56.74 M] (191)
    摘要：
    本文基于实际观测数据对比分析ERA5、CRA40、CFSR和NCEP/NCAR四套再分析资料在"21·7"极端暴雨研究中的表现,同时采用ERA5作为资料对比的基准,对CRA40在极端暴雨研究中的适用性进行评估。结果表明:(1)四套资料对台风"烟花"、副高等关键环流系统的强度估计均偏低,CRA40与ERA5所分析的高度场流型总体一致,且环流更接近实况。ERA5对200 hPa高空急流的强度估计最高,CRA40与ERA5的差异最小。对流层低层风速的再现能力CRA40与ERA5相当。对于台风"烟花"的加强转折,四套资料均无法再现。(2)925 hPa温度场上,相较其他资料,在青藏高原地区ERA5温度较低,CRA40温度最高,对于弱冷空气侵入河南北部的过程以CRA40与ERA5的结果最为接近。CRA40对水汽通量及其散度的描述与ERA5在分布形势以及数值上较为接近。(3)CRA40与ERA5资料均能刻画出"21·7"暴雨期间郑州站上空良好的动力条件,强度上CRA40基本略弱于ERA5,两套资料所表现出的经向/纬向环流和位涡总体特征一致。
    青藏高原及周边地区极端降水天气事件及其基于自组织特征映射方法的天气背景分型
    辛鹏超，央珍，王其伟，张熠
    2024,44(1):94-105, DOI: 10.12306/2022jms.0072
    [摘要] (56) [HTML] (0) [PDF 14.38 M] (112)
    摘要：
    利用2008-2014年中国自动站与CMORPH降水产品融合资料和NCEP再分析资料,基于自组织特征映射方法对青藏高原及周边地区的6 h极端降水天气进行了统计分析。发现6 h极端降水的高值和高频次主要分布在青藏高原西南部和东南部,以及东南侧的四川盆地和南侧沿喜马拉雅山至横断山脉一带。6 h极端降水在高原西南部多发生在14时(北京时,下同),在东南部多发生在20时,而在四川盆地和南侧主要发生在08时。采用自组织特征映射方法将2008-2014年高原及周边地区6 h分辨率的天气背景分为5类,类型I至类型V体现了从夏季-春秋-冬季的渐变,6 h极端降水天气事件发生比率依类递减。高原上总的极端降水主要来自类型I的高原极端降水,类型II及以下的高原极端降水落区逐类缩减并趋于沿冈底斯山零散分布。对比各类型的天气背景发现,高原上类型II及以下的动力强迫较类型I逐渐增强,但是暖心、湿度和对流有效位能等有利热力条件却依类明显缩减,使得高原极端降水落区依类迅速缩减。有利热力条件的分布与大范围极端降水的落区有很好的对应关系,热力条件减弱后,动力条件的增强及其与高原复杂地形的相互作用是导致零散极端降水的重要原因。四川盆地和高原南侧的对流有效位能明显高于高原内,高原在周边的强迫抬升易于触发对流不稳定,释放较高的对流有效位能,形成较强和较频繁的极端降水天气事件。
    飓风中卫星臭氧总柱观测与位涡相关性和在飓风中心定位中的应用
    周恒，邹晓蕾
    2024,44(1):106-114, DOI: 10.12306/2023jms.0083
    [摘要] (51) [HTML] (0) [PDF 15.24 M] (92)
    摘要：
    本文使用搭载于极轨气象卫星S-NPP(Suomi National Polar-orbiting Partnership)的臭氧成像廓线仪(Ozone Mapping and Profiler Suite,OMPS)观测的臭氧总柱(Total Column Ozone,TCO)资料对大西洋飓风"Maria"(2017)进行研究。针对对流区域TCO与气柱平均位涡(Mean column-integrated Potential Vorticity,MPV)的低相关性构建了分区域线性回归模型,不仅能同时提高大尺度和对流尺度上TCO和MPV的相关性,还能提高对流区域S-NPP OMPS TCO观测资料的利用率(95.5%)。TCO观测资料可以清晰地反映出飓风的顶部结构,据此可得到对流层顶附近的飓风中心位置。卫星总柱臭氧资料对飓风Maria中心定位结果与最佳路径的距离相差58.1 km,略大于使用S-NPP先进技术微波探测仪(Advanced Technology Microwave Sounder,ATMS)、MetOp-A微波湿度计(Microwave Humidity Sounder,MHS)和FY-3B微波湿度计(MWHS)亮温观测资料得到的Maria中心定位结果与最佳路径的距离(47.5 km)。臭氧定位结果与垂直风切变(Vertical Wind Shear, VWS)具有一定关系,垂直风切变越强,臭氧资料定位中心偏离最佳路径越大。本研究构建的分区域线性回归模型可作为间接同化卫星TCO资料的观测算子,也可应用到涡旋初始化中,以改进飓风路径和强度预报水平。
    循环同化相控阵雷达数据模拟对流触发同化方案研究
    龚澎，明杰，吕迎辉，张强
    2024,44(1):115-124, DOI: 10.12306/2023jms.0052
    [摘要] (59) [HTML] (0) [PDF 24.87 M] (463)
    摘要：
    利用WRF-EnKF同化系统,以2020年7月5日北京大兴发生的一次强对流天气背景下对流触发过程为个例,研究同化C波段相控阵雷达数据时更优的同化方案设置。本研究从同化频率、晴空数据处理阈值以及边界层杂波处理高度3个方面进行了研究。结果显示,高频同化可以抑制虚假回波,并有利于获得更准确的对流预报结果。将可靠晴空回波识别阈值设为-10 dBZ并剔除边界层内的低值回波可以有效改进对流触发的预报效果。为以后C波段相控阵雷达同化应用提供了新的同化方案思路。
    GOES-16 ABI观测和ERA5全天空模拟亮温揭示的热带对流水平特征尺度对比分析
    汪栩涛，邹晓蕾
    2024,44(1):125-137, DOI: 10.12306/2023jms.0084
    [摘要] (54) [HTML] (0) [PDF 42.70 M] (118)
    摘要：
    本研究通过将GOES-16 ABI观测亮温和ERA5再分析资料的全天空模拟亮温进行对比分析,发现观测亮温和模拟亮温对流低值区位置大体接近,也能够定性反映出对流从发展到减弱的日变化过程,但亮温低值区域的强度存在较大差异。即使把高分辨率ABI通道13观测亮温平均到ERA5分辨率(0.25°×0.25°),在热带对流区的低亮温强度仍然高于ERA5全天空模拟亮温。因此利用主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)和离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)对任意选择的两对流区域内的观测和模拟亮温进行了尺度分析和对比。在其中对流较强的区域内,当ABI观测亮温的主成分分量从1增加到9时,水平特征尺度从700 km逐渐减小到150 km。ERA5全天空模拟亮温从主成分1增加到4时,水平特征尺度从950 km减小到270 km空间尺度,但当主成分4增加到9时,特征尺度几乎不变。在对流较弱的另一区域也能够发现ERA5模拟亮温对对流水平特征尺度有明显高估。ERA5模拟亮温各主成分的相位和观测亮温存在2 h以内的误差。由于ERA5全天空模拟亮温低值区与ERA5云冰路径大值区吻合度较高,由此可以推测ERA5云冰路径误差是造成ERA5全天空模拟亮温与ABI观测亮温差别的主要原因之一。
    我国不同背景地区大气冰核浓度特征及参数化
    王星茹，蒋惠，何川，陈魁
    2024,44(1):138-146, DOI: 10.12306/2023jms.0054
    [摘要] (40) [HTML] (0) [PDF 4.26 M] (86)
    摘要：
    为深入了解我国不同背景地区大气冰核浓度特征,本文通过在我国不同地区进行大气冰核及气溶胶的采样观测。研究发现:观测期间,黄山光明顶的冰核浓度数值均值为2.208 L-1;南京地区的冰核浓度数值均值为7.16 L-1;泰山山顶的冰核浓度数值均值为3.455 L-1;泰山山底的冰核浓度数值均值为4.818 L-1;新疆地区无沙尘天气冰核浓度数值均值为11.27 L-1;新疆有沙尘天气冰核浓度数值均值为51.8125 L-1。研究给出了不同背景地区的大气冰核浓度的温度谱和湿度谱的分布。同时,研究发现,冰核数浓度与粒径大于0.5μm的气溶胶粒子数浓度的相关性较高,也就是气溶胶粒子中大颗粒所占比例越高,冰核数浓度越高。此外,还建立了基于活化温度、过饱和度以及大于0.5μm气溶胶粒子数浓度的冰核参数化方案,它们可以分别适用于沙漠地表,相对清洁的背景区域和人为污染较多的城市背景。
    基于云微物理过程的北方冻雨的模拟与形成机制研究
    曾箐芃，韩永翔，陆正奇，李嘉欣，刘唯佳
    2024,44(1):147-156, DOI: 10.12306/2023jms.0089
    [摘要] (67) [HTML] (0) [PDF 20.59 M] (98)
    摘要：
    本文通过耦合AFWA(Air Force Weather Agency)冻雨参数化方案的WRF模式,对2020年冬季因暖锋引发的中国北方严重冻雨灾害个例进行了模拟,结果显示模式能够很好地模拟此次冻雨过程中降水相态的空间分布。通过分析暖锋的演变、水成物云微物理特征以及降水相态的变化,得到:在辽宁中北部-吉林中东部地区,暖锋导致中低空形成"冷-暖-冷"的温度层结,该区冻雨形成机制以"冰相机制"为主,即高空的雪花落入大于0℃暖层内融化、再降落到次冻结层后形成冻雨。同时,发现存在高空无固态水成物、逆温层内暖雨下落到次冻结层在地面形成冻雨的现象,这种新机制被定义为"暖雨机制",更多水成物垂直剖面与同期地面观测降水相态的比对,验证了新机制的存在,并解释了该机制形成的可能原因。为更深入理解冻雨形成机理以及北方冻雨的预报、预警提供科学支撑。
    基于近地层垂直速度能谱尺度特征确定复杂下垫面零平面位移
    宋薇，彭珍，邹钧，孙鉴泞
    2024,44(1):157-165, DOI: 10.12306/2023jms.0081
    [摘要] (50) [HTML] (0) [PDF 16.89 M] (107)
    摘要：
    本文利用位于南京市郊区的南京大学仙林校区SORPES观测站多层湍流观测数据分析了湍流谱特征,以白天不稳定条件下垂直速度能谱谱峰对应的长度尺度也就是离地高度为判据,探讨了运用该方法确定复杂下垫面零平面位移的可行性。统计分析表明,该方法确定的长度尺度呈现出较为一致的概率分布形状,概率最大的长度尺度对应于离地高度,在复杂下垫面情况下这个高度就是零平面位移高度到观测高度之间的距离,将观测点的离地高度减去这个距离就能得到零平面位移。本文同时运用不稳定条件下垂直速度方差在近地层中的相似关系来确定零平面位移,并与谱方法得到的结果进行对比。结果表明,谱方法和方差法得到的零平面位移非常接近。
    小麦叶片和冠层尺度气体交换模型关键参数的季节变化特征
    赵福年，刘江，张强，张良，王润元，王鹤龄，侯金亮
    2024,44(1):166-175, DOI: 10.12306/2023jms.0082
    [摘要] (25) [HTML] (0) [PDF 2.32 M] (67)
    摘要：
    本文从叶片和冠层尺度入手,采用手持式光合仪和涡动相关法,分析确定C3作物春小麦和冬小麦气体交换模型关键参数随季节变化的特征。结果表明:春小麦叶片尺度最大羧化速率和最大电子传递速率在生育末期快速减小,其他阶段差异不显著,但二者之比随发育期变化相对稳定,均值为2.2;春小麦生长季叶片气孔导度模型斜率在9~11间变动,均值为9.7。冬小麦冠层尺度最大羧化速率和最大电子传递速率随发育期呈抛物线变化,但二者之比相对稳定,均值为1.43;冬小麦冠层导度模型斜率在不同年份不同季节变化无明显规律,整个生育期围绕均值12波动。本研究论证了表征作物光合能力的参数随生育期变化以及气孔导度模型斜率相对稳定的特征。可为陆气相互作用过程分析以及生态系统碳-水循环模拟提供参数化依据。
    基于耦合湖模式的城市边界层模式研究太湖的气象与环境效应
    严子婧，刘红年
    2024,44(1):176-188, DOI: 10.12306/2024jms.0001
    [摘要] (56) [HTML] (0) [PDF 72.23 M] (103)
    摘要：
    本文发展了一个耦合的城市边界层-湖泊模式(RBLM-Chem-Lake),通过离线和在线两种方式对模式的模拟效果进行了检验。并通过敏感性实验分析了太湖冬季和夏季对周边地区气象特征和空气污染的影响。结果表明:(1)白天太湖对周边气象环境产生了明显的降温效应,而夜晚出现了明显的升温。冬季夜晚周边地区升温达到0.4~0.6℃,白天可以使得周边气温降低1~2℃。夏季夜晚使周边地区升温可达1~1.5℃,白天使得周边气温降低1~2℃。(2)太湖对周边地区气温的影响范围夏季远高于冬季,夏季影响范围可达到80 km,冬季影响范围平均为5 km。此外,太湖使得湖区平均边界层高度下降,湿度上升,使得苏州市区垂直风速减弱,这种影响同样在夏季更为明显。(3)太湖的存在总体上使湖区和周边地区PM2.5和臭氧的质量浓度增加。在冬季PM2.5污染个例中,太湖导致区域夜晚PM2.5质量浓度下降,下降幅度达到4~5μg·m-3。而在白天,太湖区域500 m高度以下PM2.5质量浓度增加,幅度达到25~30μg·m-3,在500 m高度以上质量浓度下降约5~10μg·m-3。夏季的臭氧污染日个例中,白天,在太湖的东岸以及苏州市区臭氧的质量浓度出现了明显的增加,可以达到10~12μg·m-3。
    基于多灰度共生矩阵特征值的黄渤海白天海雾识别算法
    谢涛，郎紫晴，冉茂农，赵立
    2024,44(1):189-198, DOI: 10.12306/2022jms.0007
    [摘要] (84) [HTML] (0) [PDF 42.18 M] (7244)
    摘要：
    本文基于多灰度共生矩阵特征值,即相关性、对比度、同质性和能量,进行联合海雾遥感判识,提出一种高准确率黄渤海白天海雾识别算法。采用第二代静止气象卫星FY-4A可见光、近红外和红外数据,将该算法应用于黄渤海区域白天海雾判识,并利用2019-2020年沿黄渤海气象站点能见度实测数据及CALIPSO卫星数据产品对本算法识别结果进行精度验证。结果表明:海雾识别平均检测率(POD)为92%,误报率(FAR)为27%,临近成功指数(CSI)为69%,可以实现对海雾的动态监测,为海上交通等领域提供较好的数据支持。
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    ＣＬＭ３０对中国区域陆面过程的模拟试验及评估（Ⅱ）：土壤湿度
    熊明明, 陈海山, 俞淼
    2011(1):1-10, DOI: 10.3969/2012jms.00**
    [摘要] (5661) [HTML] (0) [PDF 10.12 M] (21245)
    摘要：
    利用CLM30及普林斯顿大学的全球大气外强迫场资料,对中国地区1948—2001年的土壤湿度进行了off-line模拟,进一步评估了CLM30对中国地区土壤湿度的模拟能力。结果表明:模式基本能揭示土壤湿度的空间分布型,即华北干、东北和东南湿“二湿一干”的分布特征,但模拟值较观测值普遍偏高;就年际变化而言,在5个分区中,云贵地区模拟的年际变化与观测的相关性最好,东北区域次之,模拟的东部中纬度区域的年际变化较差,全区范围内7月的模拟好于4月;模式对于土壤湿度倾向有一定程度的模拟能力,基本能模拟出4月东北东部区域的干化趋势,但模式模拟的变化幅度较观测值偏小很多,其中以黄淮江淮地区模拟的趋势最差。
    陕西太阳总辐射的计算及分布特征
    吴林荣, 江志红, 鲁渊平, 杜继稳, 乔丽
    2009(2):187-191, DOI: 10.3969/2012jms.00**
    [摘要] (6945) [HTML] (0) [PDF 453.53 K] (12591)
    摘要：
    文章利用了陕西省延安、西安、安康三站逐月太阳总辐射和98站的1971-2005年月日照百分率资料,建立回归分析方程,推算并分析了全省各地逐月的太阳总辐射分布,进而分析了陕西月、季、年太阳总辐射的空间分布特征为陕北5月或6月最大,关中和陕南7月份最大,并指出了省内太阳能资源的富集区,在陕北长城沿线,渭北高原次之;为陕西省太阳能资源的开发利用及太阳辐射对陕西省气候影响的研究提供了科学依据.
    基于多尺度 S P I的中国南方大旱监测
    白永清, 智协飞, 祁海霞, 张玲
    2010(3):292-300, DOI: 10.3969/2012jms.00**
    [摘要] (5091) [HTML] (0) [PDF 1.85 M] (10985)
    摘要：
    用标准化降水指数(SPI)对2003年南方大旱发生、发展、持续、缓解进行全过程监测。2002年12月—2003年5月中国西南地区东部以及华南南部两广交界一带发生冬春连旱,其中西南地区东部冬旱最为严重,华南南部一带春旱最为严重。入夏以来南方大范围地区6—12月逐月均表现亏水,尤以7、8、10月亏水面积最广,强度最大。2003年6—12月长江以南大范围地区持续夏秋冬三季连旱,旱情极为严重,局部地区出现极端干旱,而长江以北则持续偏涝。2003年3月—2004年2月全年属于典型的“南旱北涝”型分布。基于多尺度SPI进一步统计南方地区1951—2007年历史上严重的夏秋冬季连旱事件。结果表明1980s以前发生过3次,分别是1956、1967、1978年,每11 a出现一次;1980s以后仅2003年发生1次。而这4次连旱的强度却是一次高于一次。
    探空资料云检测及其统计研究
    李绍辉, 孙学金, 张日伟, 赵阳
    2017,37(3):403-408, DOI: 10.3969/2016jms.0043
    [摘要] (3024) [HTML] (0) [PDF 958.92 K] (10321)
    摘要：
    基于已知的云垂直结构判断的方法，将相对湿度阈值法与温度露点法相结合，并加以改进，得到更加科学有效的云垂直结构判断方法。利用南京地区探空站的探空资料数据，分析得到了该地区的云垂直结构参数，并对全年云垂直结构特征进行了统计分析。经过统计分析发现：这种改进的相对湿度阈值法是科学有效的；南京地区夏秋季节有云的概率大，多层云的状况较多；春冬季节有云的概率相对较小，单层云的状况较多；云层厚度呈现出"夏厚冬薄"、中低云厚而高云薄的规律。
    城市近地层湍流特征分析
    邹钧, 孙鉴泞, 刘罡
    2011(4):525-533, DOI: 10.3969/2012jms.00**
    [摘要] (5454) [HTML] (0) [PDF 11.05 M] (7641)
    摘要：
    利用中国科学院大气物理研究所在北京的325 m铁塔观测资料，本文分析了47、140和280 m三个高度的湍流统计特征。结果表明，城市近地层的湍流速度方差和湍流温度方差都较好地满足局地相似关系，140 m和280 m的湍流特征非常接近，而47 m的湍流特征与之相比表现出明显的差异，说明由于城市冠层动力和热力非均匀性的影响，粗糙子层和惯性子层的湍流特性不同，其相应的参数化方案也应该不同。
    基于多灰度共生矩阵特征值的黄渤海白天海雾识别算法
    谢涛，郎紫晴，冉茂农，赵立
    2024,44(1):189-198, DOI: 10.12306/2022jms.0007
    [摘要] (83) [HTML] (0) [PDF 42.18 M] (7242)
    摘要：
    本文基于多灰度共生矩阵特征值,即相关性、对比度、同质性和能量,进行联合海雾遥感判识,提出一种高准确率黄渤海白天海雾识别算法。采用第二代静止气象卫星FY-4A可见光、近红外和红外数据,将该算法应用于黄渤海区域白天海雾判识,并利用2019-2020年沿黄渤海气象站点能见度实测数据及CALIPSO卫星数据产品对本算法识别结果进行精度验证。结果表明:海雾识别平均检测率(POD)为92%,误报率(FAR)为27%,临近成功指数(CSI)为69%,可以实现对海雾的动态监测,为海上交通等领域提供较好的数据支持。
    大气折射对甚高频闪电定位的影响分析
    杨长业, 李云, 高太长, 江志东
    2015,35(5):574-580, DOI: 10.3969/2014jms.0064
    [摘要] (3280) [HTML] (0) [PDF 1.19 M] (6379)
    摘要：
    利用GPS探空仪实测数据计算大气折射率的高度廓线,建立大气折射误差模型。并分析大气折射效应对方向交汇、到达时间差以及综合法3种甚高频闪电定位方法测量精度的影响。结果表明,对于定位距离,大气折射对方向交汇法的影响最大,误差最大值可达到116.52m,平均误差为30.18m;大气折射对时间差法的影响最小,误差最大值约为44.70m,平均值为12.32m;对综合法的影响介于二者之间,误差最大值约为58.90m,平均值为16.74m。在综合法中,选取离闪电源较远测站进行方向交汇的定位误差是选取较近站点的定位误差的1.6倍,因此应当选取近站点。考虑到GPS授时误差,要保证大气折射对闪电定位造成定位误差小于GPS时间同步带来的误差,3种闪电定位方法的站间距应分别不大于28km、60km、45km。
    关于ENSO事件及其对中国气候影响研究的综述
    许武成, 马劲松, 王文
    2005(2):212, DOI: 10.3969/2012jms.00**
    [摘要] (14127) [HTML] (0) [PDF 308.91 K] (6070)
    摘要：
    Nino指数和SOI是表征ENSO事件的两个主要特征值。根据Nino 3．4区指数变化，1950年以来共发生15次El Nino事件和11次LaNina事件。El Nino年，热带中、东太平洋上的岛屿及沿岸国家多暴雨洪涝，印度、印度尼西亚、澳大利亚等国家发生持续干旱，中国东北地区夏、秋季降水及年降水都偏少，江南地区降水偏多；太平洋和大西洋地区发生的热带风暴以及登陆中国的台风数都比常年偏少；加拿大西南部和美国北部暖冬，东亚夏季低温，中国常出现暖冬凉夏。La Nina年则基本上相反，赤道太平洋中、东部地区干旱少雨，西太平洋上的台风和大西洋飓风及登陆中国的台风明显增多，中国汛期主要雨带偏北，易出现热夏寒冬。
    用最小绝对偏差方法(LAD)估计极值分布参数的探讨
    吴香华, 秦伟良, 王新蕾, 俞书平
    2006(3):260-264, DOI: 10.3969/2012jms.00**
    [摘要] (877) [HTML] (0) [PDF 180.82 K] (5836)
    摘要：
    数理统计问题中的最小绝对偏差方法(Least Absolute Deviation)由于具有良好的稳健性,近年来备受重视。本文所研究的是如何将最小绝对偏差法及非线性回归模型相结合,应用于极值分布的参数估计,并与经典的参数估计法相比较。通过对徐州市降雨量数据的研究表明,改进后的参数估计法不仅提高了模型拟和的精确度,而且有良好的稳定性,可以推广到相关气象要素的预测、预报研究中。其中,将LAD法运用于极值分布模型是一个新的尝试。
    2012年初欧洲严寒天气成因的分析
    陈雄, 李崇银, 谭言科, 郭文华
    2014,34(2):213-221, DOI: 10.3969/2013jms.0076
    [摘要] (5846) [HTML] (0) [PDF 14.65 M] (5751)
    摘要：
    2012年初欧洲遭受了严重的低温严寒天气。分析表明：从对流层低层到高层持续的大气环流异常与此次严寒天气有着密切的联系，1、2月出现的北极涛动（AO）的强负异常是造成此次欧洲严寒天气的主要原因。AO负异常导致北大西洋副高异常偏强、偏东和偏北，使得暖湿空气沿副高北侧流向北极地区，极大减弱了欧洲暖湿空气的来源；同时使乌拉尔山高压强度偏强，位置偏西偏北，有利于上游偏强、偏北的大西洋副高的维持，并加强了极区冷空气南下西进，造成了南欧地区的严寒天气。AO负异常引起的地中海低压槽的加深，为北方冷空气的南下创造了有利条件，也使冷暖空气在地中海北岸交汇，从而导致亚平宁半岛和巴尔干半岛的暴雪天气。虽然La Niña事件对这次严寒天气也有一定的贡献，但AO负异常对这次严寒天气的作用远远大于La Niña事件的作用。
    基于NCEP风向数据的中国夏季降水估算研究
    高婷, 曾燕, 何永健, 邱新法
    2014,34(5):473-482, DOI: 10.3969/2013jms.0021
    [摘要] (4000) [HTML] (0) [PDF 10.03 M] (5254)
    摘要：
    提出一个基于NCEP风向数据估算全国夏季降水的模型。根据NCEP地面气压、经纬向风数据计算得到全国1971—2000年夏季各月盛行风向；并将盛行风向与宏观坡向夹角的余弦值作为降水的坡向因子，以此区分山体迎风坡和背风坡降水的空间分布。利用站点观测资料、数字高程模型数据、坡向、坡度因子，采用逐步回归分析法，建立估算夏季降水的回归方程，得到全国1971—2000年夏季各月及总降水量的空间分布图，并对模型结果进行检验与对比分析。结果表明，此方法估算夏季总降水量的平均绝对误差为27 mm，平均相对误差为11.8%。模型结果能体现迎风坡与背风坡的雨量差，符合客观规律，能够定性、定量地再现中国夏季降水的实际空间分布特征。
    1960—2015年中国冬半年极端降温过程事件的时空演变特征
    徐蒙，管兆勇，蔡倩
    2020,40(6):733-743, DOI: 10.3969/2020jms.0015
    [摘要] (1218) [HTML] (0) [PDF 9.06 M] (4978)
    摘要：
    利用1960-2015年中国2 474个站点的逐日最低气温资料，采用REOF方法将中国分为7个区域，通过对每个区域内所有站点降温阈值进行平均，得到了7个降温阈值。当某区域内测站单日降温幅度超过区域平均阈值时，认为该测站发生一次极端降温事件。7个区域降温平均阈值各异，总体呈北大南小特征，最大降温-10.6℃，最小-7.6℃。根据上述定义，研究了中国冬半年极端降温过程事件的时空演变特征。结果表明：极端降温事件发生频数呈北多南少的空间分布。北部地区存在多个频发中心，在42°N和35°N附近存在两个高频发生带。南部地区频数呈一定的带状分布，在25°N附近发生该事件的频率亦高于南部其他地区。近56 a来，极端降温事件频数变化总体呈减少趋势，前期较明显，中后期趋于稳定。各年代频数的空间分布基本一致，但前期总体表现为北部增多。而在1990s则转变为南负北正的空间分布，后期中部及沿海地区发生了趋势符号的年代际改变。进一步分析表明，各区域极端降温频数突变的年份均不一致且突变前后的频数存在较大差异。这些结果可为深刻认识极端低温事件的变化规律和气候预测提供线索。
    登陆我国台风研究概述
    陈玉林, 周军, 马奋华
    2005(3):319, DOI: 10.3969/2012jms.00**
    [摘要] (4814) [HTML] (0) [PDF 394.22 K] (4467)
    摘要：
    首先对登陆我国台风活动的气候特征分析指出，登陆我国的台风频数存在明显的月际、年际和年代际差异；登陆台风具有明显的周期特征和时间日变化特征；并指出了登陆我国台风与厄尔尼诺的联系。对中心最大风速≥17．2m/s的登陆台风移动趋势进行了统计分析，结果表明不同移动趋势的登陆台风频数不仅与季节有关，还与登陆地段有关。其次总结了近几十年有关登陆台风研究的成果。
    北大西洋风浪特征研究
    王常甫
    1999(2), DOI:
    [摘要] (1042) [HTML] (0) [PDF 111.00 K] (4370)
    摘要：
    本文利用国际气象船舶报资料对北大西洋海区的风场特征和海浪的分布规律及季节变化进行了分析研究，得到了该地区风场特征与海浪季节变化的规律。
    一次过度预报的温带气旋的观测资料影响性研究
    韩峰, 储可宽, 刘浩铄, 张熠
    2018,38(5):637-647, DOI: 10.3969/2017jms.0091
    [摘要] (1669) [HTML] (0) [PDF 12.78 M] (4202)
    摘要：
    本文针对2015年2月12日到16日发生在东亚的一次预报过度的温带气旋开展了资料同化及资料影响性观测等研究。此次温带气旋的发展与各个主要数值模式的预报相差甚大，并未出现预期中的爆发性增长。针对此次过程，本文采用WRF模式及其变分同化系统开展了模拟与同化试验，主要同化了NCEP全球地面和高空观测资料，修正了此次温带气旋过度预报的问题。经过同化后，减弱了系统的气旋性环流，同时南北温差的减弱也导致了环境场的斜压性的减弱，使得气旋爆发性增长延后，强度减弱，更符合实际观测。与此同时，本文还利用WRF伴随模式WRFPLUS和观测资料影响性模式WRFDA-FSO开展了观测资料影响性的研究，并发现三类资料SOUND，SYNOP，GEOAMV在减小预报误差中的作用最大，进一步的敏感性试验表明仅同化这三种资料可以取得更为理想的预报。
    黄山云海的天气气候分析
    吴有训, 杨保桂, 王克强, 华荣贵, 徐巍
    2005(1):97-104, DOI: 10.3969/2012jms.00**
    [摘要] (982) [HTML] (0) [PDF 217.93 K] (4144)
    摘要：
    用黄山气象站1956～1995年40年地面气象观测资料，分析了黄山云海的时空分布特征，云海与测站温度、湿度、降水和风的关系。结果表明，黄山年平均出现云海次数为223．85次，最多年份有370次，最少的年份只有105次，年际差异明显；并存在准12a周期的低频变化现象。逐旬大于等于8(5)成平均云海日数序列与测站逐旬平均气温序列相关系数-0．89(-0．83)，与测站逐旬平均相对湿度序列相关系数为-0．69(-0．61)。黄山云海形成的前一天或当天一般都有降水发生。统计分析各月大于等于8成云海与风关系，黄山云海出现时最多风向为西至西北风(除6月为东风外)，平均风速5．0m／s，即黄山云海的出现与一定环流形势相联系。
    我国南方雷暴的气候特征研究
    徐桂玉 杨修群
    2001(3), DOI: 10.3969/2012jms.00**
    [摘要] (11909) [HTML] (0) [PDF 244.38 K] (4062)
    摘要：
    本文根据我国南方62个气象观测着1971-995年月雷暴日数资料，应用EOF和小波统计分析方法，研究了雷暴的气候特征，包括它们的空间分布类型、季节变化特征和年际变化规律，所得结论，为进一步探讨大范围雷暴与大气环流的联系打下了基础。
    一次江淮暴雨的MPV及对称不稳定研究
    李耀辉 寿绍文
    2000(2), DOI: 10.3969/2012jms.00**
    [摘要] (11867) [HTML] (0) [PDF 221.84 K] (3934)
    摘要：
    根据湿位涡（ＭＰＶ）理论分析了１９９１年７月５￣６日的暴雨过程中７００ｈＰａ高度上的湿位涡垂直部分ＭＰＶ１和水平部分ＭＰＶ２。结果显示，ＭＰＶ１和ＭＰＶ２的分布特征同对流层低层造成暴雨的天气系统－－中尺度气旋的发展演变有很好的对应关系；ＭＰＶ１〉０，ＭＰＶ２〈０且｜ＭＰＶ１｜≤｜ＭＰＶ２｜的环境大气有利于对称不稳定出现计算表明，这次过程的对流层中低层确有对称不稳定区域存在，对暴雨及其系统的发展起了
    季风低压对台风生成影响的观测分析
    邱文玉, 吴立广
    2015,35(3):237-247, DOI: 10.3969/2014jms.0016
    [摘要] (3965) [HTML] (0) [PDF 11.09 M] (3891)
    摘要：
    选取2007年和2009年发生的4个季风低压个例, 利用FNL资料和CMORPH卫星反演的降水资料, 采用多尺度环流分析法, 对西北太平洋季风环流的多尺度特征进行了分析, 研究季风低压对台风生成的可能影响。分析发现:季风低压生成于季风槽中, 其天气尺度波列的气旋性环流中。虽然以季风槽为特点的低频环流为台风生成提供大尺度气候条件, 但是季风低压通过进一步提供较大的正相对涡度, 可以有效减小Rossby变形半径, 促进热带低压中中尺度对流系统的相互作用和合并, 有利于台风的生成。
    气溶胶影响云和降水的机理和观测研究进展
    李军霞, 银燕, 李培仁, 徐芬
    2014,34(5):581-590, DOI: 10.3969/2013jms.0067
    [摘要] (2294) [HTML] (0) [PDF 1.52 M] (3714)
    摘要：
    气溶胶对云和降水的影响，对于气候系统、大气环境以及水循环至关重要。气溶胶粒子作为云凝结核和大气冰核影响云的微物理过程，进而影响雨、雪、雹和其他形式的降水。近年来，在理解气溶胶的化学成分，气溶胶微物理特性以及气溶胶作为云凝结核和大气冰核影响云降水等方面已取得重大进展。本文对于气溶胶的概念、来源以及气溶胶的直接和间接效应进行了简要概述，重点总结了国内外在气溶胶影响云和降水的机理研究方面的成果，回顾了近年来利用卫星、地面观测设备、机载探测设备等对气溶胶和云进行遥感观测和直接观测所获得的观测事实并讨论了其可能的物理机制，在总结前人研究成果的基础上对未来的研究方向进行了讨论。

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