- 2022年第46卷第3期文章目次
>山地气象灾害研究
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2022, 46(3):1-8.
摘要:2020年6月12日凌晨,贵州遵义出现一次局地特大暴雨过程。局地强降水出现在正安碧峰镇,24 h过程雨量266.4 mm,2 h累计雨量达225.8 mm,最大小时雨强达163.3 mm·h-1 ,其中03时10—40分30 min雨量达到115.3 mm。利用常规高空和地面观测资料、地面加密观测资料、NCEP再分析资料、新一代C波段双偏振多普勒天气雷达资料等,结合特殊地形因素,初探碧峰极端短时强降水的形成原因。结果表明:①此次过程是在西太平洋副热带高压西进北抬,同时巴尔喀什湖—贝加尔湖横槽东移南下,西北地区—四川盆地低槽活跃的背景下产生的,强降雨主要出现在低层低涡切变附近及切变右前侧南风辐合区内,属暖区性质暴雨,偏南气流明显风速辐合和地面辐合线是正安碧峰特大暴雨的重要影响因子,深厚暖云层高效率降水增加了降水的极端性。②正安附近低层水汽辐合明显,高层处于南亚高压中心控制的强辐散区,高层辐散抽吸对强降水维持和加强有利;③雷达回波显示,回波呈后向传播,“列车效应”特征明显,且回波强度强、顶高高,垂直累积液态水含量极高,各种参数均能说明强降水时段水汽充沛、对流旺盛。双偏振雷达参数表明,可能存在大雨滴或一些融化的小冰粒,差分反射率和差分传播相移率同时较大,表明大雨滴数量多,大量大雨滴易产生强降水,暖云层厚,“低质心”高效率降水,因此总体降雨强度很强。④碧峰处在“喇叭口”地形内,东南气流进入“喇叭口”使降水更大、雨强更强。
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2022, 46(3):9-15.
摘要:利用地面降水观测资料、国家气象信息中心研发的4种降水融合产品(FAST_5 km、FRT_5 km、RT_1 km、NRT_1 km),采用误差分析、偏差分析、正确率、TS评分等方法,对其在四川盆地西部的适用性进行分析,并选取2020年8月10—11日一次极端暴雨过程进行详细评估。结果表明:融合格点降水资料与实况较为一致,且1 km产品更接近实况。极端暴雨过程中,对于过程累积雨量,4种融合格点降水资料均能很好地反映此次降水过程,降水落区、走向和雨带形态均与实况较为一致。1 km产品的强度和落区都更接近实况,其中以NRT_1 km与实况的匹配度最高,偏差更小。融合格点降水资料存在24 h雨量极大值比实况偏小的情况,1 km产品的极值较5 km产品有很大提升。融合格点降水资料的小时最大降水量低于实况,存在一定的偏差量。强降水时段,融合降水资料与实况偏差不大,能够反映降水的大值区。总体上看,三源融合实况格点产品效果优于二源融合实况格点产品,其中融合了CMORPH和FY 2种卫星资料的近实时三源融合实况格点产品最优。
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2022, 46(3):16-24.
摘要:该文利用务川C波段双偏振雷达和常规资料分析了2021年3月30日贵州西北部一次冰雹天气的成因和偏振参量特征。研究表明,当日贵州处于低层气旋性切变和高层强正涡度平流区域内,贵州东北部有中等到强的垂直风切变,且发现干舌与地面辐合线相交处有利于激发强烈的上升气流。强回波成熟阶段,最大水平反射率因子达到70 dBz,并出现钩状回波、三体散射长钉、有界弱回波区和回波悬垂现象。偏振参量分析表明,此次过程出现冰雹时,ZH值在60 dBz以上,ZDR值较低在-2~1.75 dB,对于湿冰雹ZDR值偏高在3~6 dB,KDP值在0 dB左右,伴有强降水时KDP值较大在2~6 °/km,CC值较低在0.85~0.93。在湿球0 ℃高度以上出现了伴随强上升气流的ZDR柱和KDP柱。三体散射长钉在ZDR和CC图中有很好的体现,且CC图中还出现非均匀波束充塞现象。
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2022, 46(3):25-31.
摘要:将C波段雷达资料用LAPS模式的云分析系统进行反演,并采用Nudging技术将反演得到的云微物理场引入GRAPES中尺度数值模式,结合1次强降水天气过程的模拟实验,研究了C波段雷达资料同化对GRAPES中尺度数值模式短临降水预报的影响。结果表明:①雷达资料同化能够改进中尺度模式的降水预报,模式前6 h的降水预报相关系数和不同等级降水TS评分都有提高,同时降水峰值提前了1 h,有助于缓解模式spin-up问题。②模式降水预报的改进效果主要由强降水贡献,最大改进效果集中在4~6 h。③同化雷达资料后25 mm以上强降水预报站数比更接近实况,落区偏差幅度更小,降水落区和强度向实况方向得到调整。④10 mm以下弱降水在吸收雷达资料后,站数比相较于控制预报,比实况增加更多,落区偏差幅度增大,存在预报过量的问题。弱降水预报过量主要集中在4~6 h,而前3 h对降水预报的改进有积极作用。
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2022, 46(3):32-38.
摘要:利用FNL 1°×1°再分析资料、FY-2F卫星TBB资料及常规气象观测资料,对2019年5月24—26日发生在贵州的1次连续性暴雨天气过程进行分析。结果表明:此次连续性暴雨过程地面维持热低压影响,无冷空气影响,是典型的暖区暴雨;高空槽和中低层切变线为暴雨的产生提供了天气尺度背景,地面辐合线是触发对流的重要因子;暴雨发生前大气呈现动力和热力不稳定的结构特征;24日夜间地面辐合线在贵州中部地区稳定维持,触发中β尺度对流单体生成,并发展形成中α尺度系统,对流发展旺盛,伸展高度较高,影响范围广。25日夜间辐合线移动较快,触发的中β尺度对流单体组织性较弱,没有形成中α尺度系统,造成的暴雨局地性强;暴雨与水汽通量散度梯度的大值区、TBB≤-52 ℃的冷云区和TBB梯度大值区对应较好,TBB≤-65 ℃的区域有利于大暴雨产生。
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2022, 46(3):39-46.
摘要:该文利用常规观测资料(实况探空资料、自动站雨量数据)以及ECMWF、SWC-WARMS(西南区域模式)、GRAPES-MESO、GRAPES-GFS对比分析了2019年在副高边缘环流形势下的2次四川盆地区域性暴雨天气过程。结果表明:①初始场相似的2次过程,导致强降水落区不同的主要原因在于副高的动态变化不同,其次西风带槽脊的细微差异以及低层水汽条件的差异也与降水落区息息相关。②ECMWF在这2次过程中对副高位置动态变化的预报,西进较东退更为准确,且数值模式对此类大范围强降水的预报,ECMWF较其它模式更具有优势,但局限性在于范围偏小、量级偏弱,可结合SWC-WARMS进行订正,而GRAPES-GFS、GRAPES-MESO在模式稳定性和预报准确率方面都不及上述两者。
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2022, 46(3):47-55.
摘要:该文利用机载激光云降水粒子探测数据、FY-2G静止卫星资料及其反演的云参量、上机宏观记录资料和当日08时探空资料,详细分析了2020年5月28日在贵州省西北部开展的一次飞机人工增雨作业过程中和作业后的云的宏微观物理参数。结果表明:①作业前拟作业区域有云系覆盖,云体亮度在-5~-14 ℃之间,云顶高度为3~4 km,云顶温度在0~-10 ℃之间。作业后3 h内云体亮温值明显下降,云顶温度降低至-30 ℃左右,云顶高度明显抬高,作业区5 km的范围有所扩大,表明作业后云体发展;②云降水粒子测量过程中发现,云粒子主要出现在5~6.3 km之间,降水粒子则主要存在于4~4.5 km之间,相同时刻所测量到的降水粒子比云粒子数浓度少1个量级。不同温度层级的粒子形态也不一致,0~-4.7 ℃主要是柱状冰雪晶,-6.5~-7.2 ℃主要是宽枝状、针状聚合体冰雪晶。
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2022, 46(3):56-62.
摘要:该文利用1961—2020年贵州省84个气象台站5月20日—7月10日的降水资料与NCEP/NCAR再分析资料,分析了贵州省初夏降水异常时空分布特征及其与海洋、大气环流的联系,以及对比2020年与历史相似年影响因子的异同。对比历史相似年,当初夏降水偏多时,大气环流纬向分布呈“两槽一脊”分布型,低压槽稳定维持在东亚中高纬附近。西太平洋副热带高压西伸脊点明显偏西,面积偏大,强度偏强。850 hPa水汽输送场上通过西北太平洋异常反气旋产生的异常西南风,向长江及其以南地区输送水汽,低层水汽输送偏强且辐合带位置相对稳定。前期春季热带印度洋偏暖和太平洋西暖东冷的异常海温加强了菲律宾反气旋,使西太副高稳定维持在西太平洋和东南亚地区,导致贵州省初夏降水偏多。
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2022, 46(3):63-68.
摘要:
该文利用2005—2019年毕节市8个国家站的暴雨天气过程发生前24 h地面露点温度资料,采用露点法对大气可降水量(PWV)进行反算,探究其与暴雨天气中雨强的关系,建立暴雨预报阈值指标,利用2020年23次暴雨天气过程对阈值指标的可行性进行CSI评分检验。结果表明:①大气可降水量变化呈现单峰型特征,其主要降水过程与PWV峰值有很好对应关系,短时强降水出现前后每一次水汽的激增均对应1次降水过程和最大降水强度的出现。②从CSI评分检验的结果来看,毕节各站暴雨阈值指标准确率达90%以上,空报率小于10%,本地化暴雨阈值指标具有一定的可行性。总体上,通过地面露点法建立的阈值指标对毕节市的暴雨预报有较好的指示作用,未来应加强大气可降水量对暴雨预报的研究力度,不断完善本地化暴雨预报指标。
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2022, 46(3):69-73.
摘要:该文利用2010—2020年三穗县9个乡镇气象观测站降水资料,结合地形特征,运用对比分析方法,探讨三穗强降水天气时空分布特征与地形的关系。结果表明:5—9月是三穗强降水高发期,占全年强降水总次数的86.7%;在汛期相同环境条件下,由于三穗地形四周高、中心低,强降水大值中心分布在台烈—良上等偏西偏南一带,与三穗南高北低、西高东低的地形基本吻合,且降水不同量级日数分布与地形分布存在一致性,均呈现南部多于北部。另外,雨带多从偏西北、偏西、西南等方向进入并影响三穗,但受地形的影响降水呈不同的分布,尤其西南部地势较高并处于迎风坡,交汇气流在此停留时间较长,导致该处更容易出现强降水天气过程,且降水量往往更大。
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2022, 46(3):74-79.
摘要:该文以500 hPa环流作为关键影响因子,采用K-means动态聚类分型,将近10 a安顺降雪划分为平直气流型(Ⅰ)、南支槽型(Ⅱ)、多波动型(Ⅲ)3种主要形势。个例分析和合成分析表明:3种形势下降雪过程中相态变化、区域、持续时间等特点有所不同。合成分析还表明:3种形势在500 hPa环流上有明显的区别,Ⅰ型在高原东侧到贵州的气流基本平直,Ⅱ型从高原东侧到贵州有1个明显的南支槽,Ⅲ型在高原东侧到贵州有多个波动槽影响,在高原北侧沿河套地区和孟湾以东均有槽影响,形成阶梯槽。此外滇黔准静止锋的强度、影响区域、物理量以及垂直方向湿度配置、逆温等方面均有所区别:Ⅰ型湿层和上升区浅薄,有1℃左右逆温;Ⅱ型湿层较薄,Ⅱ型在贵州中部有3℃逆温范围较窄;Ⅲ型中低层有宽广的湿层,水汽和抬升条件配合较好,几乎没有逆温。
>山地气候资源研究
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2022, 46(3):80-86.
摘要:该文利用贵州省1960—2019年82个地面观测站逐日最高温度资料,计算1981—2010年极端高温阈值。极端高温阈值分布由东向西递减,赤水最高41.8 ℃,威宁最低30.0 ℃,2019年极端高温主要出现在贵阳、黔东南、黔南等地。1960—2019年贵州省极端高温仅在3—9月出现,其中8月最多,3月最少,8月的贡献占全年的48.5%,且2019年8月的极端高温站次数为63次,占2019年的88.7%,比8月的60 a平均高7.5倍。21世纪10年代是极端高温的频发时段,其中2019年8月的极端高温站次数和站次比分别是60 a同期的第3和第2高。2019年8月,贵州上空100 hPa受青藏高压异常北抬东伸控制,500 hPa受大陆副高外围及槽后偏北气流控制,地面有热低压的活动及北上超强台风“利奇马”等影响,导致了极端高温,其中有11个测站最高气温突破历史极值。
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2022, 46(3):87-90.
摘要:通过近30 a逐日降水资料对印江、江口、松桃3县降水稳定性分析得出:①汛期降水的主要集中在5—7月;②汛期雨量在年际间表现不够稳定,雨涝年的汛期雨量是干旱年的2倍多;③按滑动10 d计算集中期,松桃降水集中期主要是6月1—10日、6月22日—7月1日、7月10—19日;江口县降水集中期主要是6月29日—7月8日、6月1—10日、6月15—24日;印江降水集中期主要是6月18—27日、6月1—10日、7月15—24日。年际间降水集中期不稳定,需要常年做出预测。④印江、江口、松桃4月和10月有暴雨灾害出现,宜将当地的汛期定为4—10月。对长历时降水分析得出:①汛情的严重程度与4 d以内的长历时降水有较好的正相关,研究时长4 d以内的最大累积降水能反映汛情的基本情况;②依据经验频率,统计24 h、48 h、72 h和96 h共4个时长10 a 1遇、5 a 1遇、3 a 1遇的雨量情况,认为在无新增佐证的情况下,宜将3 a 1遇的降水量确定为长历时降水致灾风险阈值。
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2022, 46(3):91-95.
摘要:为研究云贵高原城市遵义新冠期间大气污染物变化特征,利用2015—2020年遵义市空气质量监测数据、地面气象观测资料,分析新冠肺炎疫情防控期间遵义市主要大气污染物和气象要素的变化情况,研究空气质量对污染物减排和气象要素变化的响应。结果表明:疫情防控导致遵义市PM2.5、PM10和NO2质量浓度明显下降,但O3质量浓度小幅增加;PM2.5和NO2对人为减排的响应更敏感;防控期内遵义市气象条件比较有利于污染物的清除,防控减排措施导致PM2.5质量浓度下降25.34%。在疫情防控的背景下,O3浓度较2015—2019年明显偏高,PM2.5显著下降,这与疫情防控期间人员车辆外出明显减少有关,导致夜间滴定消耗O3的气体减少。减排措施对防控期间颗粒物污染浓度有明显的削弱作用。
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2022, 46(3):96-101.
摘要:为进一步了解黔东南蓝莓花期灰霉病的滋生和大范围流行与气象条件的关系,更好地为灰霉病的防治和蓝莓生产提供决策参考,根据近10 a灰霉病的发生程度,确定其分级指标,结合黔东南蓝莓主要种植区的麻江县宣威镇光明村龙崩、龙山镇乌卡坪和丹寨县兴仁镇自动气象站逐日降水、气温、相对湿度等气象观测资料,对灰霉病发生程度与气象因子进行相关分析,重点分析蓝莓花期灰霉病重度发生年的2014年、2016年和2019年4月气象要素特征及其影响。结果表明:蓝莓开花期与灰霉病发生所需气温条件基本一致,最适宜气温均为15~20 ℃。降水引起的高湿条件是蓝莓灰霉病发病的决定性条件,灰霉病发生程度与空气相对湿度、降水日数和白天降水日数均呈显著正相关,灰霉病发生等级随降水日数和相对湿度的增加而加重。当降水日数>22 d、且最长连续降水日数>13 d,同时白天降水日数>11 d、白天最长连续降水日数>3 d 时,灰霉病感病率可达50%~70%,即中—重级感染程度;当降水日数>23 d、且最长连续降水日数>11 d,同时白天降水日数>16 d、白天最长连续降水日数>9 d时,灰霉病感病率可达70%~90%,即重级感染程度;当平均相对湿度>88%,且持续时间达11 d以上时,可能诱发大范围中—重度灰霉病发生;当平均相对湿度>90%,且持续时间达到14 d以上时,可能诱发大范围重度灰霉病发生。
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2022, 46(3):102-107.
摘要:为评估2020年粮油作物生长季内气象条件对农业生产的影响,根据贵州84个观测站气温、降水、日照3个气象要素的变化特点,结合作物生物学特性对气象的要求,与历史同期气象条件进行对比,结论为:①夏收粮油农业气象条件利弊相当,属于正常气候年景:生长季内热量条件充足,降水量和日照时数接近常年同期或偏多30%~40%,总体上光温水匹配良好。春旱影响轻,有利于夏收粮油作物稳健生长和产量形成;但冰雹灾害偏重及倒春寒天气的发生造成局地小麦、油菜等作物产量和品质受损。②秋收粮油作物农业气象条件弊大于利,属于中等略差气候年景:生长季内热量充足,日照时数大部接近常年同期,但雨水偏多且时空分布不匀,省之中部大部、西北部等地玉米、高粱移栽进度因旱受阻,入汛后13次区域性暴雨过程诱发洪涝灾害,且发生了自1961年以来最强的秋绵雨天气,严重影响水稻颗粒归仓和品质。
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2022, 46(3):108-113.
摘要:对防城港市影响最大的首要空气污染物为PM2.5和O3,空气污染日主要集中在秋冬季。空气污染按500 hPa环流形势可分为西北气流型、偏西气流型及西南气流型;按地面气压场可分为冷高压脊型、均压型、高压后部低压前部型。在无境外输入的情况下,PM2.5产生在风速小、气温较低、能见度小、湿度较大并且无降雨或降雨不明显的天气环境里,而O3产生在高温、低湿、日照充足、风速较大和能见度好的天气环境里。在垂直运动方面,中低层的下沉气流利于空气污染物累积。在温度层结分布方面,700~850 hPa的低层存在的逆温层对PM2.5浓度增加非常重要,近地面的逆温层对PM2.5浓度增加的作用要比低层弱,而近地面的逆温层对O3浓度的增加非常重要,但是低层的逆温却不重要。
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2022, 46(3):114-117.
摘要:根据CINRAD/SC天气雷达体扫时间异常故障现象和原因,可将故障可分为以下2类:一是方位电机和俯仰电机转速变慢;二是俯仰电机升降不及时。针对不同的故障现象,该文从雷达伺服系统、信号处理和网络传输等几方面对体扫时间异常进行分析,对故障原因、故障排查和处理方法进行了详细介绍。由于导致体扫时间异常的因素多,部分故障原因隐蔽性强,给雷达维护带来较大影响,该文的分析可以为一线机务人员快速发现并处理雷达体扫异常提供参考。
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2022, 46(3):118-121.
摘要:通过分析遂宁国家基本气象站5种不同降水强度的雨滴谱数据,探索DSG4降水类天气现象仪的雨滴谱资料计算小时降雨动能的方法。结果表明:各种降水强度下,降雨动能差别较大,雨量越大,降雨动能越大,降雨动能与小时雨滴数目、雨滴平均速度、雨滴平均直径成正相关的关系。利用研究结果结合水土流失降雨动能阈值,可提高涪江流域沿岸的水土保持及其预警能力。
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2022, 46(3):122-125.
摘要:为解决旧版GNSS/MET水汽报文处理系统因程序崩溃导致报文发送不及时等诸多问题,该文基于Zabbix-高可用性集群,通过程序开发设计了水汽报文自动化处理系统。该系统包括中心站系统和报文监控与告警系统,有效提高了报文传输及时率,节约了计算资源,实现了资料监控到自动化运维的全流程保障。
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2022, 46(3):126-128.
摘要:基于Zabbix和企业微信等开源平台,使用Shell和Python脚本技术,一是实现雷达基数据、PUP产品和SWAN拼图的分钟级监控,将这些颗粒级且不连续的告警串联成线,实现贵州省雷达集约式全流程监控;二是对接企业微信客户端,将雷达告警推送雷达机务人员,极大地缩短雷达故障反馈和定位时间,适应监控运维保障智能化的发展趋势。