摘要:针对江苏夏季旱涝和高温热浪等异常气候的预测难题，以江苏夏季站点降水和气温为预测目标，建立了一种基于全球动力模式BCC_CSM1.1（m）和最优可预测气候模态和异常相对倾向（SMART）原理结合的统计降尺度季节气候预测方法。利用历史观测资料和SVD方法提取决定中国夏季降水异常相对倾向的同期热带地区向外长波辐射（Outgoing Longwave Radiation，OLR）和北半球中高纬500 hPa位势高度场异常相对倾向的最优可预测气候模态，并利用逐步回归法构建其与同期江苏站点降水和气温异常相对倾向同期关系的统计降尺度模型；将动力模式对最优可预测气候模态的预测带入统计降尺度模型，实现对区域降水和气温异常相对倾向的预测；最后通过引入观测的近期背景异常实现对降尺度的降水和气温总距平的预测。通过对1991—2019年江苏夏季降水和气温的回报检验表明，本文建立的统计降尺度模型效果较BCC_CSM1.1（m）动力模式的直接预测效果有显著提高，为区域精细化季节气候预测提供了一种有效的手段。

摘要:利用台风最佳路径资料和全球再分析数据集分析了1979—2018年6—10月西北太平洋地区台风群发事件的统计特征。期间所有台风个例根据群发性质被分为三类：第一类为单独生成的非群发台风；第二类为群发事件中生成，但事件中仅有2个台风成员的"MTC2"台风；第三类为群发事件中生成，且事件中有3个或3个以上台风成员的"MTC3"台风。结果表明，相对于MTC2台风，MTC3台风生成时位置偏北，环境场季风槽辐合更强、高温海区范围更大、中低层大气更湿润。而MTC3台风在1990s末的突变减少导致了西太台风群发事件和台风总数减少。1996年之后，尽管洋面上空仍有较多的热带涡旋扰动，但群发台风活跃的大部分地区垂直风切变增强、高空辐散和季风槽辐合减弱以及西太平洋热带季节内振荡事件（Madden-Julian Oscillation，MJO）的对流活跃位相维持日数减少，它们共同导致了MTC3事件的年代际变化。

摘要:利用1979—2018年的冬季逐日气象数据，研究了北太平洋地区冬季（12月至次年2月）阿留申低压次季节尺度变化特征，分析了次季节尺度阿留申低压异常与降水和极端降水异常之间的联系。选择1979—2018年共40个阿留申低压次季节尺度从异常增强到减弱的完整事件，记录下每个位相具体日期运用于合成分析。通过合成分析的结果可知：次季节尺度阿留申低压异常增强（减弱）时，北太平洋海盆区的降水呈现出明显的东多（少）西少（多），同时副热带西太平洋略偏多（少）的分布型。次季节尺度蒸发异常和整层水汽输送散度异常能够解释以上降水异常的空间分布。在阿留申低压异常偏强时，自北太平洋中部向东北延伸至北美沿岸区域内大气河发生频率增加，使得海盆中部向东和东北汇聚更多的水汽，北美西海岸地区更易发生极端降水事件。

摘要:利用1979—2018年夏季逐日观测和再分析数据，对北半球夏季热带季节内振荡影响我国夏季降水的规律和预测方法开展了研究。首先，利用非传统滤波即异常相对倾向（Anomalous Relative Tendency，ART）方法获取了气象要素的次季节变化分量，并采用EOF分析方法提取了北半球夏季热带主要季节内振荡信号，结果表明向外长波辐射（Outgoing Longwave Radiation，OLR）异常相对倾向EOF前两个模态共同反映了北半球夏季起源于印度洋并向东和向北传播的、具有30~60 d周期的季节内振荡（Boreal Summer Intraseasonal Oscillation，BSISO）信号。回归分析表明，该季节内振荡信号能够导致当地及其北面地区低层风场和位势高度场异常，影响该地区及其北面地区的水汽辐合辐散，从而能引起我国尤其是我国南方地区季节内旱涝变化，并一定程度上反映了我国异常雨带的向北推进过程。而后，将提取的热带主要季节内振荡信号作为预测因子，将降水异常相对倾向作为先行预板对象，利用多元线性回归方法构建了我国夏季旬降水异常相对倾向的预报模型，将预报的旬降水异常相对倾向加上观测已知的降水近期背景距平，从而得到旬降水距平的预报结果。通过历史回报和交叉检验，评估了该模型对梅雨期我国江淮流域降水（包括2020年梅汛期异常降水）的次季节预测能力。

摘要:利用WRF （Weather Research Forecasting）中尺度数值模式对2010年7月12—13日梅雨期影响江苏的江淮切变线大暴雨过程进行数值试验，重点研究切变线南侧水汽强度、垂直厚度和输送位置变化对降水发生、发展的影响，并揭示湿位涡对江淮切变线降水的指示性。结果表明：对流层高层水汽对降水强度和雨带分布影响较小；中层水汽对整体雨带形态的维持起了重要作用；低层水汽强度的变化主要对大暴雨区域及大暴雨中心降水强度存在影响；而水汽输送位置离切变线越近越有利于暴雨的发生发展。同时，切变线南侧水汽变化对江淮切变线和西南风低空急流发生发展，以及相关高低空散度和上升运动也存在影响，切变线南侧水汽供应越充足、水汽强度越强、水汽柱愈深厚、输送位置离切变线越近，则高低空散度发展耦合愈充分，垂直上升运动愈旺盛，切变形势及切变线上低涡越活跃，相应的降水强度越强、雨带分布越宽阔连续。分析发现湿位涡（Moist Potential Vorticity，MPV）对江淮切变线降水有较好的指示性，且以正压项MPV1的影响和指示为主。MPV1负峰值的出现指示降水峰值出现，当MPV1 <-1.5 PVU时，切变线附近有小时降水量大于20 mm的短时强降雨发生。在MPV1<0条件下，若︱MPV2︱>0.05 PVU且尤其当MPV2>0时，降水强度明显增强，而MPV1为负、MPV2为正维持时间越久、︱MPV1︱和︱MPV2︱峰值越大，则江淮切变线降水持续时间越久、强度越强。

摘要:日间对流边界层最显著的结构特征是在热力作用下所形成的组织化对流。与小尺度湍涡不同的是，组织化对流具有边界层尺度的垂直相干性，可实现垂直贯穿边界层的非局地物质和能量传输。本文针对对流边界层中的动量混合，探究组织化对流对动量输送的贡献。以高精度大涡模拟数据为研究资料，通过傅里叶变换、本征正交分解和经验模态分解3种滤波方法，分离组织化对流和背景湍涡，计算与两者相关的非局地和局地动量通量，发现与组织化对流相关的非局地动量通量是总通量的重要组成部分，并主导混合层中的垂直动量输送。而后，基于协谱和相位谱分析，探究组织化对流的空间结构对动量传输的影响，发现在热力主导的不稳定环境中，单体型环流结构对动量的传输效率较低。而在风切较强的近中性环境中，滚涡型组织化结构可使垂直和水平流向扰动速度的相位差减小，从而提升动量传输效率。研究结果表明，边界层方案需要包含非局地动量通量项，其参数化应考虑整体稳定度对传输效率的影响。

摘要:2016年7月18—22日在华北地区发生了一次极端强降水事件，其中19—20日降水较为集中，20日降水最强。本文利用NCEP/NCAR再分析逐日风场资料和国家级地面气象站基本气象要素日值数据集，研究了本次事件的Rossby波活动及能量变化，结果表明：本次极端强降水事件持续时间约5 d，雨带呈西南—东北走向。华北地区受对流层中低层的气旋性异常环流和对流层上层反气旋性异常环流的控制，水汽则主要源于孟加拉湾和中国南海地区。发生极端降水期间，波扰动能量在对流层低层主要呈经向传播而在对流层上层呈纬向传播，对流层低层的波扰动能量对华北地区的影响比上层更为明显。涡动动能在华北地区的增强和维持主要是涡动非地转位势通量散度项、涡动有效位能和涡动动能的斜压转换项以及其他剩余部分与摩擦耗散引起的能量损耗之和的共同作用，涡动动能在19日增强、20日维持，随后减弱。涡动热量通量变化显示低层有暖湿空气向北输送，高层有干冷空气向南输送，支持了正压和斜压转换，而华北地区上空涡动动量通量的变化则使得基本气流中的涡动动能增强，这些变化影响到极端降水事件的发生发展。

摘要:利用多源观测资料和WRF中尺度数值模式对2016年8月7日淮北地区一次中尺度对流系统（Mesoscale Convective Systerm，MCS）过程进行诊断分析和模拟。结果表明，本次MCS过程发生在弱天气尺度强迫背景场下，系统性上升运动较弱，对流层低层存在较弱的源自西北太平洋的偏东风转东南风的水汽输送作用；MCS移动和形态变化与地面辐合线演变特征较为一致，地面流场的演变与降水强度之间有着密切的联系；WRF模式较好地模拟出本次降水的分布特征以及MCS演变过程中对流活动和地面辐合线相互作用的特征。模拟结果表明，本次过程中MCS在逐渐南移过程中完成了对流单体的更替，地面辐合线在此过程中发挥重要作用，并且处于不同发展阶段的对流单体环境场的对流不稳定度的垂直分布存在明显差异。

摘要:为提高江苏省地区雷暴监测预警能力，利用S波段双偏振多普勒天气雷达雷暴探测回波资料和闪电定位资料对江苏省2014年7—8月的夏季雷暴进行特征研究，研究了雷暴反射率核心区域的演变特征、不同温度层反射率因子与地闪频数随时间的相关性问题和雷暴发展过程云内粒子的演变特征。研究结果表明：在雷暴成熟之前，雷暴的反射率因子核心区域的强度、高度和云顶高度不断增加，以及对流发展旺盛，当雷暴成熟之后，雷暴的强反射率因子核心的强度和对应高度就会不断降低，雷暴将趋于消散；雷暴能够发生闪电的主要特征是40 dBZ回波顶高度要高于0℃温度层高度；雷暴中闪电的产生和霰粒子有着密切的联系，尤其是湿霰粒子。

摘要:采用地面加密雨量计观测资料，以1 h、3 h、6 h、12 h和24 h等多个时间尺度分别评估了全球降水观测GPM （Global Precipitation Measurement）计划降水产品IMERG （Integrated Multi-satellite Retrievals for GPM）对台风"妮妲"降水中小雨、中雨、大雨和暴雨等不同量级降水的估计能力，主要结论如下：（1）降水累积时长会影响IMERG降水产品的估计精度。随着降水累计时长的增加，IMERG与地面雨量计观测结果的一致性加大，相对偏差和偏差的随机性均减小；（2）降水累计时长1 h时，IMERG对不同量级降水的观测精度均存在较大偏差；（3） IMERG降水产品会高估小雨时地面雨量计的降水量，且低估小雨事件发生的概率，对于小雨等级降水的观测能力还有待提高；（4） IMERG能较好地观测到暴雨降水的空间分布区域，但对暴雨的估计量级会明显偏低。

摘要:基于地面观测和探空资料、NCEP／NCAR 1°×1°再分析资料，利用中尺度分析技术，对2008—2018年暖季（4—10月）发生在浙江中西部地区（简称浙中西）的65次强对流天气过程进行天气形势配置，得到发生在浙中西的雷暴大风、冰雹、短时强降水及混合性强对流的规律特征。结果如下：（1）浙中西强对流天气出现的大尺度环流有5种基本流型配置：干冷气流型（6.2%）、锋生切变型（13.8%）、暖湿气流型（38.5%）、副高边缘型（30.7%）、台风外围型（10.8%），并给出了每种概念模型下的主要物理机制和中尺度特征。（2）分析了不同概念模型下典型强对流天气个例，简要归纳出各种流型下的主要系统配置和演变规律，并将抽象的概念模型应用到实际预报分析中。（3）分析不同流型下强对流的阈值范围，如干冷气流型I_w大风指数平均为26.1 m·s^-1，850 hPa与500 hPa温差可达27.5℃，500 hPa相对湿度平均只有15％等，提炼出相似环流形势下不同强天气的主要预报指标，为强对流预报提供量化参考。

摘要:利用江苏省及周边共85个气象站观测资料，筛选出夏季高温强度、持续时间、降水量和日照时数作为高温热害的关键气象因子，构建高温热害综合指数。在此基础上，利用高温热害发生频率和河蟹因灾死亡率加权建立风险评估模型，将河蟹高温热害风险划分为三个等级，结合地形和土壤的适宜性，最终得出江苏河蟹高温热害风险区划图。结果发现，河蟹高温热害的高风险区位于以高淳为中心的江苏西南部，沿淮和淮北东部沿海地区风险值最低，淮北西部—沿江东部的风险值介于二者之间。年代际高风险区面积有逐渐扩大趋势，1991年以来已外扩到沿江和苏南大部分地区，达到历史极值。河蟹高温热害风险增大，需加强防范。

摘要:对2018年飞机人工增雨作业时的77个天气样本进行分析，以大气环流形势配合冷空气入侵青海的不同路径将人工增雨降水过程分为4种环流型：两槽一脊型、东高西低型、纬向环流型、横槽转竖型。作业云系以层状云和积层混合云为主；主要作业层风速在16 m·s^-1左右；作业层主导风向在230°~280°。雷达回波强度和雷达回波顶高在4种环流型中没有明显区别。卫星反演云顶高度中东高西低型云系平均发展较深厚，纬向环流型和横槽转竖型中云系发展较高但并不深厚；云顶温度最低在-40℃；最大光学厚度在13左右；过冷层厚度在2.7 km左右。云内微观条件中：有效粒子半径在13 μm左右；液水路径在东高西低型中较高在209 μm左右。