• 2024年第48卷第6期文章目次
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    • >研究综述
    • 贵州暖季降水时空分布及其与大气环流异常的关系

      2024, 48(6):1-8.

      摘要 (923) HTML (0) PDF 7.50 M (1005) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】为进一步加强对于贵州暖季降水气候规律的认识,提升贵州暖季降水的预测能力。【方法】本文基于站点降水观测资料、NCEP/NCAR全球再分析资料和HadISST海温资料等,利用多种气候统计方法对贵州暖季降水的时空分布特征及其与异常环流之间的联系进行了分析。【结果】贵州暖季降水及其占全年降水量的百分比总体呈现南多北少、西多东少的分布特征,其中西部的干湿季差异更为显著,降水具有更强的集中性;贵州暖季降水存在显著的年际(年代际)变化特征和准20 a、准7a振荡周期;贵州暖季降水分布与前期的印度洋和大西洋局部区域的海温,以及同期的副高脊线和东亚槽位置指数存在显著的相关;当贵州暖季降水异常偏多时,北半球极涡向乌拉尔山和加拿大北部地区有延伸槽区存在,东北亚地区西高东低的环流形势有利于环流经向度的加大和引导冷空气南下影响中国南方地区,伴随贵州北侧上空存在的异常正经圈环流上升支共同影响,使得孟加拉湾和南海的水汽在贵州境内产生明显的辐合抬升,为降水的形成提供有利条件;贵州暖季降水异常分布还与前期秋冬季的北太平洋和北美西海岸、西太平洋,以及北大西洋和赤道大西洋等地区的海温异常密切相关。

    • >山地气象灾害研究
    • 黔西南州地区多模式集成方法的气温降水订正算法研究

      2024, 48(6):9-17.

      摘要 (813) HTML (0) PDF 3.27 M (1187) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】为研究本地化的智能网格客观预报算法,提升数值模式气温和降水预报在贵州省黔西南州地区的预报准确率。【方法】基于消除偏差集合平均和加权消除偏差2种多模式集成方法,采用动态误差权重系数、高低温单独建模和降水分级统计的方式建模,对欧洲中心(ECMWF)、德国(GERMANY)和日本(JAPAN)数值模式在黔西南州及周边地区的气温、降水预报进行站点和格点订正,并使用多种评估检验方法对比分析订正前后的预报误差、准确率和预报技巧。【结果】(1)基于消除偏差法的订正预报有效地减小了数值模式的预报误差,2 m气温和12 h累积降水预报误差分别减小至2.5 ℃和2.5 mm以下。(2)基于动态误差的加权消除偏差订正预报,明显地提升了模式的气温和降水预报准确率,通过高低温单独建模和降水分级统计方式,进一步改善了高低温和分级降水预报效果。其中,格点和站点的2 m气温预报准确率,比评分最优的模式ECMWF提升了41.48%和12.47%,小雨站点预报准确率比评分最优的模式JAPAN提升了23.9%。最低气温和小雨预报准确率超过了本地预报员历史预报,分别提升了1.44%和27.8%。【结论】通过高低温单独建模和降水分级统计方式构建多模式集成订正预报模型,有效地减小了模式的2 m气温和12 h累积降水的预报误差,提升了预报准确率。尤其是2 m气温格点预报和降水站点订正预报,订正效果明显。其中,小雨预报明显优于本地预报员的历史预报,对于实际预报业务有较大参考价值。

    • 黔东南州一次典型暴雨过程的地形敏感性试验

      2024, 48(6):18-27.

      摘要 (890) HTML (0) PDF 12.25 M (1111) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于WRF模式和FNL再分析资料对2022年6月17日-18日贵州省黔东南州一次初夏典型暴雨过程开展数值模拟及雷公山、月亮山的地形敏感性试验。结果表明:WRF模式能较好地模拟出该过程的强降水落区及强度,高空槽、低层的切变线辐合抬升,配合西南急流带来的充沛水汽导致本次暴雨过程的发生。通过地形敏感性试验发现雷公山高度降低,整层大气湿层降低,水汽辐合作用减弱,垂直运动减弱,南部CAPE值变大,使得强降水中心落区向南偏移,降水量减少35%以上;月亮山高度降低,配合下游方向有利地形,偏西南区域水汽辐合增强,对流发展强且上升运动层厚,南部偏东区域CAPE减弱,使得强降水中心向南、向西偏移,降水量增加35%以上。地形高度降低还会引起不同高度层的天气系统位置和强度的变化,850hPa气流辐合减弱以及700hPa槽位置的偏移,导致降雨量减弱、降水落区改变。

    • 高分辨率数值模式在2023年贵州汛期降水预报的性能评估

      2024, 48(6):28-35.

      摘要 (751) HTML (0) PDF 5.63 M (1010) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】贵州地形复杂,降水预报难度大,针对高分辨率区域模式预报产品的综合检验评估是提高模式预报性能的关键环节之一。【方法】基于2023年汛期(4月15 日-10月15 日)贵州省1560 个加密观测站的逐小时降水数据,从TS评分、,降水频率,强度、降水峰值时段等方面,对 CMA-MES0,CMA-CD,CMA-SH 等3 个高分辨率区域模式在贵州的预报能力进行详细评估。【结果】3 个模式对区域平均日降水量,降水频率的预报均偏多:3 个模式基本能预报出平均日降水量的大值中心,但位置相对观测偏东偏北。CMA-GD 中到暴雨 TS评分高:CMA-MESO 各降水量级下TS 评分均为最低。基于 60 个强降水日的逐6h累计降水预报评估表明各模式降水量和频率预报偏差出现时段有所不同。CMA-MESO 降水量负偏差多集中在下午时段,CMA-GD 和 CMA-SH 上午正偏差最为严重。观测中降水频率高值多出现在贵州东北部(白天)和西部(夜间)CMA-CD 对强降水日降水频率时空演变预报较为准确,其余模式偏差较大。模式对强降水日贵州东北部夜间降水峰值出现时间预报较为准确,而在贵州东南部3个模式预报峰值时间基本为夜间,与观测中白天峰值不同。结论】综合来看,CMA-GD对贵州汛期平均日降水量的TS评分和降水日内演变特征预报最优。此外,基于降水量、次、强度,目变化等特征的综合评估方法有助于正确认识模式在复杂地形区的降水预报偏差。

    • 娄山中小尺度地形影响下贵州遵义一次大暴雨过程分析

      2024, 48(6):36-44.

      摘要 (718) HTML (0) PDF 13.63 M (665) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】为探讨大娄山脉地形在贵州遵义强降水过程中的动热力作用。【方法】利用地面加密自动气象站资料、探空资料、多普勒天气雷达资料及ERA5再分析资料等,针对贵州遵义2023年5月20日夜间一次局地强降水过程的降水特征、环流形势、物理量场及中尺度对流系统演变等方面进行分析。【结果】(1)过程发生在200 hPa分流辐散及中低层低槽、低涡切变辐合共同影响下,持续的上升运动配合整层高温高湿是该过程降水时间长、累积雨量大的重要原因。(2)大娄山地形使得850 hPa东南暖湿气流在迎风面聚集,导致θse及相对湿度梯度大值区沿着大娄山脉呈东北-西南向分布,使山脉东侧始终维持高能高湿的大气层结不稳定状态,为强降水的发生提供了有利条件。(3)持续的上升运动及暖湿气流输送使得两个中尺度对流系统合并东移南压,列车效应明显,最终造成大暴雨。(4)源源不断的低层东南气流自大娄山脉北部习水、桐梓之间的“V”型地形南侧翻山而过,由于娄山西支北端及金佛山地形阻挡,形成水汽通量大值中心,并在下风方形成水汽辐合带,产生水汽聚集效应,对流触发于地面辐合线北部与水汽通量散度梯度大值区重叠位置。【结论】该分析得出娄山中小尺度地形对贵州遵义地区降水过程中的动热力条件有重要影响,为揭示娄山地形影响下此类强降水天气过程的成因提供了参考。

    • 塔里木河流域夏季降水变化特征及其与海温的关系

      2024, 48(6):45-50.

      摘要 (677) HTML (0) PDF 3.81 M (925) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】为探究塔里木河流域夏季降水变化特征及其与海温的关系。【方法】利用新疆气象信息中心提供的1991-2020 年逐日降水量观测数据以及 1979-2021 年 NCEP再分析资料,基于常规气象统计方法,分析塔里木河流域夏季降水的时空变化特征及其相关的海温异常。【结果】1991-2020 年塔里木河流域夏季降水量呈增长趋势,增长速率为5.31%/(10 a),其存在3a的主变化周期,并在 2009 年发生突变。【结论】塔里木河流域夏季降水主要表现为一致变化型和东西反向变化型,前者与前期冬季(或前期春季)印度洋,太平洋中东部及低纬大西洋海温异常有关,后者与前期冬季中低纬太平洋(或前期春季阿拉伯海地区)海温异常有关,均表现出明显的年际变化特征。

    • BP神经网络算法在FY-4A-SSI产品订正中的应用研究

      2024, 48(6):51-58.

      摘要 (721) HTML (0) PDF 6.71 M (558) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】为了弥补地面观测辐射数据的不足,获取高精度的太阳辐射空间分布资料。【方法】利用贵州2018年3月1日—2020年4月30日7个地面辐射站逐日太阳辐射资料,分月建立了基于BP神经网络的FY-4A SSI产品订正模型,利用该模型对FY-4A总辐射进行订正与分析,并把订正结果和采用一元线性回归模型所得到的结果进行了对比。【结果】结果表明:(1)FY-4A反演总辐射值存在对“低值辐射高估、高值辐射低估”的偏差分布特征,整体上FY-4A总辐射值偏高;(2)FY-4A总辐射值与站点值的相关系数R在0.7670.926之间,平均绝对误差MAE在5.046.98 之间,平均误差ME在4.436.68 之间,均方根误差RMSE在5.707.44 之间;(3)采用线性方法订正后两者的R不变,MAE在1.453.09 之间,ME在-0.250.42 之间,RMSE在2.124.70 之间;(4)采用BP神经网络方法订正后两者的R在0.8560.962之间,MAE在1.022.43 之间,ME在-0.480.23 之间,RMSE在1.363.77 之间。【结论】因此,基于BP神经网络模型订正后的FY-4A总辐射值与站点值之间的误差较小,订正精度高于线性订正,有较好的稳定性,可适用于贵州高原山区FY-4A地面太阳辐射产品的订正。

    • 赫章县强降雨天气“三个叫应”阈值分析

      2024, 48(6):59-66.

      摘要 (671) HTML (0) PDF 5.00 M (649) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文通过分析2013~2022年赫章县降水天气的特征并结合近10次诱发灾害的强降水天气过程降水特征和灾情信息,对赫章县强降水天气“三个叫应”气象服务机制阈值进行研究分析,并提修改工作建议,以使赫章县强降水天气“三个叫应”更符合本地实际。研究表明:(1)赫章降水量总体呈西北少东南多的分布趋势,最大小时降水量总体呈西北高东南低分布趋势。(2)赫章致灾强降水主要分布在北部的德卓、河镇、结构、可乐、辅处、安乐,中东部的财神、达依,东南部的威奢、珠市、松林一带,致灾强降水持续时间在6小时左右。(3)赫章县强降水主要时段为15:00~06:00,需重点值守,合理安排值守班。(4)赫章北部乡镇承灾能力偏弱,东南部乡镇承灾能力相对较强。(5)以辖区内有站点1h累计降水量达30mm,3h累计降水量达50mm、80mm,6h累计降水量达70mm、100mm、130mm或12雨量达到180mm及以上且降水可能持续时,作为启动四级、三级、二级、一级叫应的标准。

    • 木兰溪流域性极端短时暴雨特征分析

      2024, 48(6):67-72.

      摘要 (717) HTML (0) PDF 3.73 M (951) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】探究木兰溪流域性极端短时暴雨时空和雨程分布的特征及原因。【方法】利用木兰溪流域2010—2020年逐时降水资料分析极端过程的时空特征、天气背景,应用模糊识别法分析降雨时程分布特征。【结果】(1)影响天气系统为锋面或台风,台风型过程的持续时间、影响范围和累计过程雨量明显强于锋面过程。(2)最强降水时段锋面型过程有日变化,台风型过程无日变化,且锋面型高峰期较福建沿海60 min极端强降水出现时间迟3 h左右。(3)流域性极端短时暴雨过程主要在5—9月,与莆田市暴雨日数季节分布类似,但两者7月出现频次在全年中占比不同,前者占比为全年最高,后者仅排全年第3。(4)极端过程的雨程分布呈单峰后部型,降雨集中度高,强降水主要出现在后半程。【结论】日落后气温较午后低,有利于锋面快速过境,激发不稳定能量彻底释放,使锋面型过程降雨集中度高。而台风型过程降雨集中度高的原因除了极端过程算法自身限制外,还与台风中心与强降水区一致性移动、台风内部强对流的中尺度特征有关。钟形和盆地地形在热力及动力条件上的优势使榜头溪中上游、大济溪上游和延寿溪上游成为流域性极端短时暴雨易发点,需关注极端短时暴雨可能引发的木兰溪流域性河水猛涨。

    • 红河州冰雹时空分布特征及冰雹灾害风险区划

      2024, 48(6):73-78.

      摘要 (656) HTML (0) PDF 13.87 M (1135) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】在全球气候变暖背景下,进一步分析红河州冰雹时空分布特征及冰雹灾害风险区划。【方法】利用2014-2022 年红河州精细到乡镇的冰雹记录,使用 AreGIS 提取分析,密度分析,Pearson 相关分析等方法,统计分析红河州降雹时空变化特征和冰雹孕灾环境特征,并在此基础上进行红河州冰雹灾害风险区划。【结果】(1)2014-2022 年红河州降雹日在 10~30 d之间,多年平均为 18.4 d·a”,最近9a降雹日和乡镇降雹站次均呈上升趋势。降雹出现在 7-8月,3-5月2个时段,分别占全年的45%,31% ;多发于14-18 时(64%)。(2)全州 13 县市多年平均降雹日在 0.6~6.0d之间,有3个高发降雹区,分别位于泸西,弥勒一带,石屏、建水一带,蒙自、屏边一带。(3)降雹多发于1000~2 000 m的山区,丘陵地区(频率 73.4%)、坡度<5°的丘陵,坝子和小盆地(频率62.3%)和阳坡地带(频率57.3%)。(4)红河州冰雹灾害风险等级整体呈西南低,东北高的特点,有2个雹灾高风险区:泸西大部、弥勒北部,石屏北部地区。【结论】红河州多年平均冰雹日为 18.4d''a-,呈增加趋势,多发于7-8月,3-5 月的 14-18 时。红河州冰雹灾害风险等级整体呈现出西南低,东北高的特点。

    • 毕节市短时强降水时空分布特征分析

      2024, 48(6):79-85.

      摘要 (702) HTML (0) PDF 2.41 M (846) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】为探究毕节市短时强降水时空分布特征。【方法】利用毕节市2006—2022年8个国家级气象站逐小时降水观测资料,采用统计诊断分析、EOF等方法对毕节市近17 a短时强降水时空分布与暴雨关系进行研究。【结果】(1)近17 a来共有537站次短时强降水发生,年平均31.6次,空间呈东南多、西北少,高发区在织金、纳雍,最少出现在赫章。87.9%的短时强降雨出现在20 mm≤R1h<40 mm。(2)年际变化呈增长趋势,最大值出现在2019年的53站次,最小值出现在2013年的17站次;月际变化呈单峰型,5—9月是短时降水高发时段,7月达到峰值,主要以局地性单站降水出现;日变化呈单峰型,主要出现夜间,20时至次日04时为高发时段,峰值在02时。(3)共出现327次暴雨天气过程,65.1%的暴雨天气过程伴有短时强降水,7月暴雨最多,织金暴雨与短时强降水出现最多;暴雨与短时强降水相关性达0.82,暴雨日、伴随短时强降水的暴雨日与短时强降水空间分布均是东南多,西北少的特征;暴雨日降水量与最大雨强有显著正相关关系。【结论】该研究对了解和认识毕节市短时强降水的气候背景,对提升短时强降水防灾减灾能力和临近预报预警能力具有重要意义。

    • >山地气候资源研究
    • 近59a威宁县大风时空分布特征分析

      2024, 48(6):86-91.

      摘要 (833) HTML (0) PDF 5.26 M (759) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】为分析威宁大风时空分布特征,给实际业务提供参考。【方法】本文利用1964—2022年贵州威宁国家基准气候站和2018—2022年全县区域自动站地面气象资料,采用气候倾向率、小波分析、累积距平和信噪比等方法,分析了威宁县大风的气候特征和变化趋势,【结果】威宁县的年大风日数和年极大风速呈波动减少趋势,每10 a分别减少4.94 d和1.75 m·s-1,且分别存在11a和15 a的周期变化特征,风向以N风为主,NNE风次之;威宁大风主要出现在1—4月,3月年平均发生14.4 d为最多,4—10月以单站雷暴大风为主;主要存在西北—东南走向的3个大风多发区其中心分别位于中水(187 d)、雪山(160 d)、双龙—草海(125 d)。【结论】该研究为深入了解威宁大风的时空分布特征作了有益探索,对威宁大风灾害天气的预报及气象服务工作具有一定的指导意义。

    • 一次连续空气污染过程的气象特征分析

      2024, 48(6):92-98.

      摘要 (586) HTML (0) PDF 4.92 M (948) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】为探索毕节连续空气污染过程中气象条件和地形作用的关系。【方法】本文应用相关性统计和天气学分析方法开展气象特征分析。【结果】研究表明:近5 a毕节空气污染加剧,2023年12月污染日数持平历史极值,连续污染过程中毕节AQI与日降雨量、高温和风速的相关系数分别为-0.454、0.437和-0.454,呈中度相关;污染过程中毕节均有逆温特征,850 hPa毕节区域南北风势力相当,地面热低压发展,风速弱。受南北地形影响,两侧地形的抬升和阻挡作用使得地面气流流通受阻,更容易在毕节出现静稳天气,导致污染物累积加剧。【结论】该文的研究成果指明了毕节连续空气污染过程的气象因子特征,为提前采取管控措施提升环境空气质量提供气象支撑依据。

    • 基于常规气象观测站安装环境对气温变化对比菲尼

      2024, 48(6):99-104.

      摘要 (633) HTML (0) PDF 1.23 M (878) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】常规气象观测站受管理、土地归属等的限制,在选址时,部分两要素站点(气温、雨量)难以获得理想的探测环境,不同安装环境对气温监测值存在一定影响。【方法】本文选取水城区山地丘陵与靠近大型水体的两个乡镇、下垫面分别为地面草地与楼面水泥板的4个常规气象观测站的小时、日、月、最高、最低气温、日较差气温数据,通过统计、对比分析,【结果】山地丘陵环境下,地面草地下垫面较楼顶水泥板下垫面升温持久,日最高气温全年多数时间表现为地面草地下垫面比楼顶水泥板下垫面的高,两种下垫面的监测值差异在冬季的白天更明显;靠近大型水体环境下,夏、秋季的地面草地下垫面较楼顶水泥板下垫面呈现较高的气温峰值,受大型水体影响,玉舍水库站的升温速度和降温速度均较缓慢。两个站点的日最高气温和日最低气温在1、6、9、10月出现了较大差值。两种环境下,同一下垫面的月最高气温和月最低气温差值集中在6、8、9、10、11月变化幅度最大;温度在冷热季节更替时,温度监测值差异达到最大,夏、秋季高温连续时段,丘陵山地与靠近大型水体同一下垫面安装环境差异最小。【结论】常规气象观测站在选址建设时,应能代表周边一定范围内的气象状况,建设在平整的下垫面上,同时,需定期做好锄草剪草等维护工作,能更好的保障监测值的准确性、代表性、比较性和连续性。

    • 威宁分类强对流天气环境参数指标研究

      2024, 48(6):105-111.

      摘要 (473) HTML (0) PDF 934.96 K (991) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的]:探明威宁县分类强对流环境参数本地指标,为当地强对流天气预报预警工作提供参考。【方法】利用威宁县 2014-2022 年常规地面观测和L波段雷达探空观测等多源气象资料,统计分析冰雹和短时强降水2类强对流天气的环境参数特征,并通过百分位法得出分类强对流的关键环境参数预报指标。【结果】:大气可降水量(PWV),近地面的温度露点差(T-T),近地面到500 hPa 的温差(AT-),对流有效位能(CAPE),0-6km 垂直风切变( VWS”)等环境参数能够区分2类强对流天气。其中,冰雹的预报指标为:PWV>18.6 kg''m”、AT->24 ℃,CAPE>856J·kg”、VWS''>5.7m·s,短时强降水的预报指标为:PWV326.7 kg''m…’,地面T_T ≤4.7 ℃,T-m>22 ℃、CAPE>1 280」·kg”。此外,冰雹的湿球温度0℃高度应为4 311 -5 078 m,短时强降水的暖云层厚度 34 356 m。【结论 通过对2021-2023 年强对流个例的检验冰雹和短时强降水的预报准确率分别为63%,68%,预报指标有一定的指导意义。

    • 基于串口通信的地面气象观测数据仿真

      2024, 48(6):112-116.

      摘要 (571) HTML (0) PDF 1.66 M (754) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】为了能够方便地对地面观测软件进行质控测试、压力测试等。【方法】本文基于串口通信模拟自动气象站观测设备,提供地面气象观测数据源接口,实现观测设备即插即用,智能适配发送气象数据等功能;采用超量传输技术,为观测软件提供大量、高效的包括正常、可疑、错误等多种类型的模拟观测数据和设备状态数据,对地面气象观测软件进行应用场景适应性测试。【结果】模拟仿真与硬件设备响应速度相当,成功完成了对ISOS的质量控制和压力测试。【结论】该应用可服务于下一代ISOS及相关算法在研发过程中的方法、流程、压力等测试,对加快研发进度、完善软件性能等起到积极的推动作用。