《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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    2024,44(2):199-209, DOI:
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    为了进一步了解全球变暖背景下北极海冰与东亚冬季风的关系及其变化,本文选用东亚冬季风北模态及南模态作为东亚冬季风指数,利用滑动相关分析、回归分析及合成分析研究了全球变暖背景下1953—2021年北极海冰密集度与东亚冬季风关系的变化特征及其机制。结果表明:11月巴伦支海海冰密集度与东亚冬季风北模态之间的关系发生了显著变化,从1962—1977年显著正相关转为1983—1999年显著负相关,2000年以后两者无显著关系。1962—1977年11月巴伦支海海冰偏多对应东亚冬季风偏强,这是大气环流影响海冰的结果,11月的大气环流异常特征维持到了冬季,使得欧亚大陆上空大气呈现出北极涛动(Arctic Oscillation,AO)负位相,在增强东亚冬季风的同时将中高纬大陆干冷空气输送至巴伦支海,在表面风应力的作用下巴伦支海海冰增多。1983—1999年则由前一时期的大气环流影响海冰变为海冰影响大气环流,11月巴伦支海海冰显著减少在冬季激发出了北极涛动负位相,加强东亚大槽及东亚高空西风急流,从而使得东亚冬季风偏强。2000年以后北极海冰与东亚冬季风北模态的关系明显减弱,此时东亚冬季风与北极涛动的负相关关系更为显著。
    2024,44(2):210-221, DOI:
    摘要:
    本文基于ERA5再分析数据,探究了京津冀地区冬季大气环境容量(Atmosphere Environmental Capacity,AEC)的时空变化特征以及相关影响因子。结果表明,冬季AEC在京津冀地区表现为西南部低,北部高的分布特征,其低值集中在平原区。京津冀平原区AEC变化与东亚冬季风、边界层高度、边界层内平均风速以及通风强度密切相关。东亚冬季风强、边界层高度高、边界层内平均风速大以及通风强度强,使得AEC偏高,反之亦然。进一步利用区域气候模式RegCM4对3个CMIP5全球气候模式的动力降尺度进行模拟,预估了京津冀平原区冬季AEC在RCP4.5和RCP8.5情景下的变化。结果显示,与1986—2005年相比,两种情景下京津冀平原区冬季AEC在21世纪中、末期都将下降,其中末期下降幅度高于中期、RCP8.5情景下的变化大于RCP4.5情景。上述变化与东亚冬季风减弱、东亚西风急流北移、边界层高度降低以及边界层内平均风速减小有关。
    2024,44(2):222-234, DOI:
    摘要:
    基于1981—2020年日本气象厅(Japanese Meteorological Agency,JMA)再分析资料JRA-55(Japanese 55-year Reanalysis)以及美国国家气候中心(Climate Prediction Center,CPC)卫星降水资料,分析了瞬变涡旋活动特征及其对我国东部夏季降水异常的影响,并对其可能机制展开讨论。研究表明,蒙古国至我国东北和华北地区既是瞬变涡旋活动的活跃区域,也是其输送的大值区域,其中瞬变涡旋对热量和水汽的经向输送占主导地位,是中高纬热量和水汽的重要来源。根据瞬变涡旋经向热量和水汽输送变率的强度确定了瞬变热量和水汽输送的关键区域,分别为(45°~60°N,100°~130°E)和(35°~50°N,100°~120°E),并定义了瞬变热量和水汽指数,其与我国东部夏季降水异常的回归结果表明,瞬变涡旋活动对我国东部夏季降水存在显著影响。中高纬天气尺度瞬变涡旋对热量、水汽和动量的输送异常,通过波流相互作用过程,对平均流形成了反馈,导致季节平均环流、水汽分布和水汽输送的异常,从而在热力、动力和水汽条件的共同作用下引起降水异常。
    2024,44(2):235-245, DOI:
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    本文采用K-means聚类分析的方法,将京津冀地区1979—2022年7—9月极端降水事件按照强度和位置分为四类,并在此基础上分析了此地区7—9月极端降水的环流特征、变化趋势及可能原因。通过分析不同高度层四类极端降水对应的大气环流可知,低层的西南气流、中层的副热带高压、高层的南亚高压、西风急流等天气系统以不同的配置组合共同对京津冀地区的极端降水产生影响。在长期趋势方面,1979—2022年7—9月京津冀地区的极端降水频率呈上升趋势,这是由于7月类型Ⅱ和Ⅲ极端降水的增加,以及9月类型Ⅳ极端降水的增长所致。通过对背景场的分析发现,低层水汽场及高层位势高度场有利于7月极端降水的增加,而9月类型Ⅳ极端降水的增加则源自于低层和高层背景动力场及位势高度场的增加。
    2024,44(2):246-253, DOI:
    摘要:
    利用中国气象局提供的1960—2019年江南区站点观测逐日降水数据,分析了江南春雨不同持续时长雨日的变化及其与欧亚大陆积雪的联系。结果表明,江南春雨以持续5 d及以上的长持续降水为主,但降水日数下降趋势明显,导致长持续降水减少。利用奇异值分解法(Singular Value Decomposition,SVD)发现,欧亚大陆3—5月积雪覆盖率与江南春雨雨日数有显著正相关关系。将(48°~59°N,90°~110°E)区域平均积雪覆盖率定义为积雪覆盖指数,通过指数与同期大气环流的回归分析发现,当积雪偏少时,我国中北部及西伯利亚地区500 hPa位势高度正异常,在江南区850 hPa风场和水汽通量场西南向负异常,导致江南春雨雨日数减少。合成分析进一步验证了积雪偏少会在江南区形成异常东北风抑制水汽输送至江南地区,不利于降水发生。
    2024,44(2):254-266, DOI:
    摘要:
    地表太阳总辐射具有较大的时空变化特征,不同地区的影响因素也存在显著差异。本文利用1961—2016年青藏高原与华北地区的地表太阳总辐射资料,在进行严格的质量控制和均一化处理的基础上,深入分析了两个地区总辐射的年际变化趋势,同时结合云量和气溶胶光学厚度观测资料,探讨了两个地区总辐射变化的影响因素。结果表明:(1)1961—2016年青藏高原和华北地区总辐射总体呈下降趋势,但2008年后青藏高原西部和东部地区总辐射变化趋势相反,而华北地区站点总辐射均呈上升趋势。(2)青藏高原西部地区总辐射的下降主要受到云量变化的影响,而东部地区低云量和气溶胶的下降是总辐射上升的重要原因。(3)在2006—2016年,华北地区总辐射的变化受气溶胶的影响更加显著。
    2024,44(2):267-279, DOI:
    摘要:
    利用NCEP再分析资料和国家气象信息中心提供的753站逐日气温和降水资料,对比分析了我国南方西南和中东部区域两次持续10 d以上的低温雨雪过程,结果表明:(1)两次过程中欧亚大陆中高纬东亚大槽均加深,但环流形势有差异。西南过程呈现"北高南低"形势,关键脊区在贝加尔湖,而中东部区域过程"北高南低"和"西高东低"形势共存,关键脊区从乌拉尔山延伸至贝加尔湖。两次过程异常的环流与北大西洋向东传播的波列有关。(2)西南过程关键脊区提前过程3 d发展并东移至贝加尔湖,形成稳定形势;而中东部区域过程关键脊区提前过程一周发展,在开始日达最强。两次过程均伴随蒙古高压东移南压使地面降温,500 hPa关键脊区超前蒙古高压2 d变化。西南过程降温主要受到冷平流和绝热冷却影响,而中东部区域过程主要受到冷平流的影响。(3)西南过程水汽来自孟加拉湾,只受南支槽支配。中东部区域过程水汽来自孟加拉湾、南海和西太平洋,由南支槽和西太平副热带高压的共同影响。两次过程水汽正收支主要来自南边界。
    2024,44(2):280-291, DOI:
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    本文使用1979—2021年国家气候中心160站(R160)和国家级地面气象观测站2 314站(R2314)逐月降水观测资料,利用EOF (Empirical Orthogonal Function)分解和相关分析等方法,研究两类资料夏季降水时空变化特征及其与海气因素之间物理联系的表征水平差异,并分析了差异的可能原因。结果表明,R160在我国西北、青藏高原等地区站点极为稀疏,导致其各EOF模态对上述地区降水的时空变化特征描述失真,中东部地区偏低的空间分辨率会使局地强降水的变化特征信号损失,造成降水的年际变率降低。而R2314主模态能够更为真实地反映我国降水的时空演变特征,特别是在极端降水频发的江淮地区以及降水受局地地形影响较大的山区,其EOF主模态的空间分布和时间系数演变与ENSO (El Niño-Southern Oscillation)、西太平洋副热带高压、青藏高原雪盖等气候强迫信号之间的相关性更为显著。
    2024,44(2):292-300, DOI:
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    基于再分析土壤湿度、大气等压面资料以及国际耦合模式比较计划(Coupled Model Intercomparison Project Phase 6,CMIP6)数据,利用大气柱水分收支原理及归因方法,本文识别了1979—2020年长江中下游地区格点骤发干旱与缓发干旱,分析其空间分布及统计特征,并且诊断区域性典型骤发干旱与缓发干旱事件的发展过程及人为因素的影响。结果表明:该区域骤发干旱频发,主要发生在南部,强度偏强,且大多发展于夏季;而缓发干旱发生较少,主要发生在北部,强度偏弱,且大多发展于秋季。大气柱水汽净辐散对两类干旱的发展速度起到了重要作用,骤发干旱在发展过程中大气柱水汽净辐散偏强,造成蒸散发与降水差值较大,使得土壤湿度下降速度快于缓发干旱。2019年夏季长江中下游地区发生了一次大范围的骤发干旱事件,在发展阶段,副热带高压西伸增强了区域大气柱的风场辐散,使大气柱水汽净辐散强,干旱快速发展。2010/2011年发生了一次区域缓发干旱事件,在秋季发展阶段,近地层风场为一弱反气旋环流,风场辐散作用偏弱,大气柱水汽净辐散偏小,使干旱发展速度较慢。人类活动对2019年骤发干旱事件的影响强于2010/2011年缓发干旱事件。
    2024,44(2):301-307, DOI:
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    热带气旋移动速度是目前热带气旋研究热点之一。本文利用1951—2017年中国国家气象局最佳路径集资料,系统分析了西北太平洋海域热带气旋不同强度等级移动速度的年代际特征,初步探讨其原因,并对不同强度等级移动速度的分布特征进行系统诊断。结果表明,1951—2017年间平均移动速度(所有强度等级平均及对于大部分强度等级)呈现出减慢趋势,且主要体现在强热带气旋等级移动速度减慢;热带气旋向高纬度迁移趋势理论上将使移动速度增大而移动速度仍然减慢,说明气候因素是引起移动速度减慢的一个重要因素;不同强度等级平均移动速度、增强阶段基本相当,减弱阶段随强度减弱在初、中期明显增加,之后又逐渐减小,变性气旋移动速度显著增加;不同强度等级速度概率分布,增强阶段基本相同且相对集中,减弱阶段差异较大且相对分散,变性气旋最为分散。
    2024,44(2):308-316, DOI:
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    本文通过一系列敏感性试验探究台风"烟花"移动缓慢的可能机理。结果表明:台风"烟花"的移动对台风"尼伯特"的强度较为敏感。"尼伯特"强度主要通过影响其附近大尺度低压系统的强度与范围,间接影响"烟花"的大尺度引导气流,进而影响"烟花"的移动。具体而言,"尼伯特"与其附近大尺度低压系统环流共同激发西北风引导气流,抵消了部分副高西南侧的东南风引导气流,从而造成"烟花"受到的大尺度引导气流偏弱,致使其移动缓慢,路径复杂。此外,当"尼伯特"强度越大时,以上过程对"烟花"移动的影响也越大。因此,当两个台风相距较远时,双台风相互作用可能通过影响周围的大尺度系统,间接对台风路径产生较大影响。
    2024,44(2):317-327, DOI:
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    台风远距离极端降水可以分为极端小时降水(Extreme Hourly Precipitation,EXHP)和极端持续性强降水(Extremely Persistent Heavy Rainfall,EPHR)两类,因其作用距离远、机理复杂,是强降水业务预报中的重大挑战。为了加深对台风远距离极端降水特征的认识,本文利用2009—2019年中国自动站融合CMORPH卫星降水数据、热带气旋的最佳路径数据集,揭示了中国大陆EXHP和EPHR事件的基本特征。结果表明:环渤海、长江中下游、四川盆地是由台风远距离降水引发的EPHR和EXHP事件的3个高发区,强降水持续时间≥5 h为台风远距离EPHR的判别标准,在3个不同的区域内,EXHP的阈值分别为34.05、30.52及27.19 mm·h-1。EPHR的发生时次与EXHP重合率高。EPHR事件的持续时间最长可达44 h,最大累积降水量可达542.03 mm,而EXHP的小时降水量更强。环渤海地区极端降水多发于夜间到清晨,长江中下游地区多集中在上午,四川盆地则集中在凌晨。造成长江中下游远距离极端降水的最大台风强度在3个地区中最强。极端降水落区与台风的最远距离发生在环渤海地区,可达4 333.1 km。
    2024,44(2):328-337, DOI:
    摘要:
    从降水偏差特征、预报技巧和对象诊断分析3个角度评估了欧洲中期天气预报中心模式(EC)、华东区域中心区域数值模式(WARMS)和江苏区域模式(PWAFS)对2020年江淮地区梅汛期11次典型暴雨过程的预报性能,并分析了各模式的优点及不足。结果表明:(1)24 h观测日平均累计降水主要分布在大别山—江苏淮北以及大别山—皖南山区,相应的模式降水偏差大值区与主要雨带位置有较好的对应关系,其中,EC在大别山和皖南山区存在明显干偏差,在江苏淮北地区则出现系统性北偏。WARMS和PWAFS两种区域模式均在大别山和皖南山区上游地区和下游浙江地区出现大范围湿偏差,而在江苏淮北地区出现干偏差;(2)24 h预报技巧评分结果表明,EC对暴雨及以下量级的TS评分最高,但大暴雨量级PWAFS最优,原因是EC对大暴雨量级出现较高漏报。对比WARMS和PWAFS两家区域模式可见,PWAFS在几乎各量级的空报和漏报率都低于WARMS,因此TS评分也高于WARMS;(3)通过MODE对象诊断分析发现,EC对降水位置预报最稳定,PWAFS对降水强度和范围的预报效果最优,但对雨带位置的预报不够稳定。总得来说,PWAFS的预报性能略优于WARMS,与EC相比在对降水强度和雨带范围的刻画上也具有优势,但预报稳定性尚有待提高。
    2024,44(2):338-348, DOI:
    摘要:
    本文以2021年3月16、28日两次沙尘天气为例,利用地面常规气象观测资料、气象再分析资料,结合气溶胶激光雷达、风廓线雷达、HYSPLIT模型等分析了影响江淮地区的两次沙尘天气发生时天气系统、颗粒物浓度、气溶胶光学特性和边界层气象条件变化等特征,特别探讨了回流作用的影响。结果表明:两次均为浮尘天气,与暖区新生类蒙古气旋的活动有关。对江淮地区的影响分为冷锋后部污染物影响和高压后部污染物回流影响。前者容易引发单峰型2~4 h污染物爆发性增长,后者对应多峰型7~9 h污染物持续增长,最终产生1 000 μg·m-3以上的严重污染。污染物均来源于蒙古和贝加尔湖,经过华北后传输高度降低至1 km以下,回流阶段的传输高度较低,仅为0.3 km左右。传输层风速加强至8~14 m·s-1有利于污染物在地面的长时间影响。
    2024,44(2):349-361, DOI:
    摘要:
    利用ERA5和GPCP再分析资料及NOAA提供的气候指数,基于本征微观态和传统气象学方法,探讨了全球1950—2022年地表气压变化特征及其与全球降水和环流变化之间的关系。结果表明:全球地表气压的第一大本征微观态主要以南极一致性变化为主,与南极涛动显著相关;第二大本征微观态以北极一致性变化为主,与北极涛动和北大西洋涛动显著相关;第三大本征微观态在热带太平洋呈现纬向偶极子结构,与厄尔尼诺—南方涛动(EI Niño-Southern Oscillation,ENSO)联系紧密。不同本征微观态对全球降水的影响存在显著的区域性差异。第一大本征微观态处于正位相时,南极绕极环流增强,南半球高纬度地区降水增多,中纬度地区降水减少。第二大本征微观态处于正位相时对应北极降水增多,北大西洋及其周边地区降水减少。第三大本征微观态影响范围较广,主要表现为西太平洋降水减少和中东太平洋降水增多。
    2024,44(2):362-374, DOI:
    摘要:
    利用2017—2021年的ERA5再分析资料和京津冀国家站地面资料,结合多种机器学习方法建立预报模型,开展轻雾、大雾客观预报。探讨了再分析资料、地形因素的影响,并结合多模型集成、统计消空进一步优化模型。结果表明:(1) XGBoost (eXtreme Gradient Boosting)、LightGBM (Light Gradient Boosting Machine)、随机森林等集成学习方法的预报效果均优于决策树方法;(2)在引入ERA5再分析资料、地形建模后,XGBoost、LightGBM模型的预报性能显著提高。相比仅使用地面要素建模,大雾预报的TS (Threat Score)提升了30%、32%,达到0.52、0.49,命中率分别为0.62、0.87。此外,经过多模型集成后,轻雾、大雾预报的TS提升到了0.51、0.54;(3)2022年秋季一次大雾过程中,本方法提前72 h准确预报了京津冀地区的大雾,其中以LightGBM模型表现最好。0~72 h轻雾预报和0~36 h逐小时大雾预报的TS均达到0.3,预报准确率、时效性均优于ECMWF (European Center for Medium Weather Forecasting)模式。
    2024,44(2):375-381, DOI:
    摘要:
    尽管海表温度(Sea Surface Temperature,SST)短期变化较小,但这种变化对海洋涡旋、海洋锋以及热带气旋的发生发展仍有着重要的影响,因此短期SST预报意义重大,且对预报精度的要求较高。本文基于ConvLSTM的深度学习模型,利用SST和温度平流双预报因子对西北太平洋划定区域内SST进行7 d的连续预报,将其结果与仅使用SST预报因子ConvLSTM以及混合坐标海洋模型(HYbrid Coordinate Ocean Model,HYCOM)的预报结果分别进行了对比。结果表明,在7 d的预报时效内,温度平流预报因子的加入可使得ConvLSTM模型预报技巧大幅提升,明显优于HYCOM模式。此外,本文将预报时效进一步延长至30 d,对模型在不同季节的预报能力进行了分析,发现ConvLSTM模型在春、秋季(夏、冬季)的预报效果相对较好(差)。
    2024,44(2):382-390, DOI:
    摘要:
    本文利用第三次青藏高原大气科学试验的Ka波段云雷达资料,结合微波辐射计和探空资料,提出了以模糊逻辑算法为框架的相态识别方法,并利用那曲两个典型对流云个例对方法效果进行了分析。通过与前人方法的对比和对不同相态粒子回波强度谱的统计,进一步验证了本文方法的可靠性。结果表明:利用雷达功率谱资料反演下落末速度并代替径向速度作为相态识别的参量之一,可提升对流云内粒子相态分类结果的合理性。零度层亮带和抬升凝结高度参量的使用,能够进一步优化相态识别的初步结果。固态云粒子的下落末速度远低于相同反射率因子的降水粒子,多模态/多谱峰的谱形态特征能够帮助识别混合相态粒子。
    2024,44(2):391-400, DOI:
    摘要:
    本文以超大城市上海为研究对象,选取2017年7月为夏季代表月,利用自动气象站网观测得到的逐小时气温和风速数据,基于局地气候分区方法分析了上海市各局地气候区(Local Climate Zone,LCZ)在不同天气条件下的气温和城市热岛强度(Urban Heat Island Intensity,UHII)时空特征及其成因。结果表明:由于城市几何形态、建筑材料、表面不透水面占比以及人类活动的不同,上海市夏季典型月各LCZ的气温和UHII表现出明显差异,在高温日,UHII日变化曲线可以分为"W "型、浅" U"型、"V"型、日间型和平稳型这五类。城市建筑形态对城市风、热环境具有较为复杂的影响,UHII与天空可视因子(Sky View Factor,SVF)的相关系数在00时(北京时,下同)为负,而在12、16时为正,这是由于建筑物对城市冠层内的辐射传输的影响和建筑物的热量储存导致的;城乡风速之比与SVF在00、12和16时都为正相关,说明了高大密集的建筑物对风速有衰减作用,同时风速通过影响大气的平流输送进一步影响UHII。
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    2011(1):1-10, DOI: 10.3969/2012jms.00**
    [摘要] (5711) [HTML] (0) [PDF 10.12 M] (21455)
    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。
    2009(2):187-191, DOI: 10.3969/2012jms.00**
    [摘要] (7034) [HTML] (0) [PDF 453.53 K] (12993)
    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.
    2010(3):292-300, DOI: 10.3969/2012jms.00**
    [摘要] (5164) [HTML] (0) [PDF 1.85 M] (11202)
    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。
    2017,37(3):403-408, DOI: 10.3969/2016jms.0043
    [摘要] (3061) [HTML] (0) [PDF 958.92 K] (10523)
    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。
    2011(4):525-533, DOI: 10.3969/2012jms.00**
    [摘要] (5503) [HTML] (0) [PDF 11.05 M] (7870)
    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。
    2024,44(1):189-198, DOI: 10.12306/2022jms.0007
    [摘要] (197) [HTML] (0) [PDF 42.18 M] (7545)
    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。
    2015,35(5):574-580, DOI: 10.3969/2014jms.0064
    [摘要] (3312) [HTML] (0) [PDF 1.19 M] (6519)
    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。
    2005(2):212, DOI: 10.3969/2012jms.00**
    [摘要] (14272) [HTML] (0) [PDF 308.91 K] (6347)
    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。
    2006(3):260-264, DOI: 10.3969/2012jms.00**
    [摘要] (933) [HTML] (0) [PDF 180.82 K] (5997)
    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。
    2014,34(2):213-221, DOI: 10.3969/2013jms.0076
    [摘要] (5906) [HTML] (0) [PDF 14.65 M] (5894)
    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。
    2014,34(5):473-482, DOI: 10.3969/2013jms.0021
    [摘要] (4081) [HTML] (0) [PDF 10.03 M] (5428)
    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。
    2020,40(6):733-743, DOI: 10.3969/2020jms.0015
    [摘要] (1284) [HTML] (0) [PDF 9.06 M] (5116)
    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。
    2005(3):319, DOI: 10.3969/2012jms.00**
    [摘要] (4898) [HTML] (0) [PDF 394.22 K] (4662)
    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。
    1999(2), DOI:
    [摘要] (1093) [HTML] (0) [PDF 111.00 K] (4579)
    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。
    2018,38(5):637-647, DOI: 10.3969/2017jms.0091
    [摘要] (1735) [HTML] (0) [PDF 12.78 M] (4394)
    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。
    2005(1):97-104, DOI: 10.3969/2012jms.00**
    [摘要] (993) [HTML] (0) [PDF 217.93 K] (4267)
    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。
    2001(3), DOI: 10.3969/2012jms.00**
    [摘要] (11986) [HTML] (0) [PDF 244.38 K] (4239)
    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。
    2000(2), DOI: 10.3969/2012jms.00**
    [摘要] (11978) [HTML] (0) [PDF 221.84 K] (4078)
    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
    2015,35(3):237-247, DOI: 10.3969/2014jms.0016
    [摘要] (4051) [HTML] (0) [PDF 11.09 M] (3998)
    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。
    2014,34(5):581-590, DOI: 10.3969/2013jms.0067
    [摘要] (2369) [HTML] (0) [PDF 1.52 M] (3887)
    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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