- 2025年第49卷第4期文章目次
>山地气象灾害研究
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2025, 49(4):1-8.
摘要:摘要:【目的】气候变暖背景下,高温热浪事件呈现向春季和秋季延伸的趋势,为探究引起秋季高温热浪事件的大气环流异常信号,寻求可供预测的理论依据。【方法】利用常规观测资料、NCEP/NCAR再分析资料等,分析1961—2023年江西秋季高温日数的气候特征及其与大气环流和海温(SST)特征。【结果】1)江西秋季平均高温日数为3.6 d,呈先下降后上升的变化趋势,年际和年代际周期分别为4 a和14 a。高温强度主要在[35℃,40℃)范围内,空间上呈南多北少趋势,赣东北和赣南中北部为高温日数高值中心,赣西南高温日数增长速率最快。2)江西秋季高温日数偏多年,西北太平洋、贝加尔湖以北地区位势高度呈现正异常且东亚大槽偏强,西太平洋副热带高压呈东西带状结构。北印度洋至阿拉伯半岛的低层大气中有显著西南气流,偏南风距平与江西秋季高温日数成正比。同时,赤道至我国华南地区海平面气压偏低,有利于江西秋季高温日数增多。3)江西秋季高温日数与北太平洋、赤道新几内亚岛周边海域海表温度呈正相关,与赤道东太平洋海表温度呈负相关。当上述地区海域海表温度偏暖(偏冷)时,可通过激发遥相关波列与西太平洋副热带高压、南亚高压及东亚上空纬向风发生联系,进而影响江西秋季气温发生变化。特别是其与前冬和秋季北太平洋海表温度相关系数高,可作为秋季高温预测的可靠前期信号。【结论】研究揭示了西太平洋副热带高压和南亚高压是江西秋季高温的主要影响系统,秋季西太平洋副热带地区海表温度与高温日数呈明显正相关。
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2025, 49(4):9-15.
摘要:【目的】探寻2024年梅汛期中的6月21日20时—22日20时常德市破湖南省1961年来3 h、6 h、12 h、24 h降雨纪录暴雨的成因及维持机制。【方法】利用ERA5 0.25°×0.25°逐小时再分析资料和多源观测资料,诊断天气系统演变特征及机制。【结果】1)当高层存在暖性反气旋,中层两槽一脊,副热带高压稳定且呈带状分布,青藏高原东部至孟加拉湾一带低压槽稳定维持时,西风带降水系统发展东移,促成了此次破纪录暴雨。2)夜间西南急流加强,低槽东移引起梅雨锋波动,促进了地面锋生,同时低层偏北气流与西南急流交绥对峙,加上武陵山脉和雪峰山脉的地形增幅作用,形成强烈且稳定少动的中尺度低涡切变,是破纪录暴雨的重要原因。3)高能(1 900 J/kg≤CAPE≤2 700 J/kg)、高湿(RH≥95 %,16 g/kg≤q≤20 g/kg,Td=28 ℃)、强上升运动(ω≤-1 Pa/s)的中尺度环境,利于β中尺度对流性暴雨的触发及维持。4)卫星及雷达监测出常德市西南部出现后向传播型β中尺度对流系统,后向传播抵消了MβCS的部分平流运动,同时低层弱冷空气及受特大暴雨区南侧和西侧地形影响形成的雷暴冷池逆流与环境风之间耦合影响,产生稳定的β中尺度辐合上升运动,准静止的对流云团叠加对流系统列车效应,引发了降水效率极高的破纪录暴雨。【结论】为山区梅汛期极端暴雨预报预警及其“面强点广”形成机制提供了参考依据。
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白慧 , 刘埙勋 , 毛 倩 , 邓学军 , 董文韬 , 欧阳大亮
2025, 49(4):16-25.
摘要:摘 要:【目的】为清楚认识黔东南州“两山”地区汛期暴雨的时空分布特征、强度和发生规律,提高该地区致灾暴雨的预报预警准确率。【方法】选取较为完整的近10 a(2013—2022年)汛期(4—9月)黔东南州“两山”地区地面国家气象观测站、区域气象观测站逐小时、逐日降水量资料(20—20时)及MICAPS预报分析平台提供的暴雨出现当日或前一日08时高空到地面实况和探空资料,用统计学方法和天气学原理及方法,对黔东南州“两山”地区汛期暴雨的时空分布特征、强度和发生规律以及致灾暴雨类型进行统计分析。【结果】1)黔东南州汛期平均极端降水量主要出现在月亮山区,日极端降水量和最大雨强主要发生在雷公山区;5—6月“两山”地区平均暴雨日数和单站平均暴雨日数均呈增多趋势,6月上旬到7月上旬是雷公山区暴雨集中期,月亮山区暴雨集中期在5月下旬到7月上旬,较雷公山区偏早10 d左右,且月平均暴雨日数、旬平均暴雨日数和逐旬单站平均暴雨日数月亮山区最多,使该地区成为黔东南州汛期平均降水量最大中心。2)黔东南州“两山”地区致灾暴雨主要有暖区暴雨、冷锋暴雨、梅雨锋西段暴雨、热带系统暴雨四种类型,以暖区暴雨发生率最高、强度最强,梅雨锋西段暴雨次之。【结论】4种类型的致灾暴雨均发生在副高加强西伸北抬或减弱东退南撤的背景下,在预报业务中,关注影响系统的同时要重点分析副高的演变趋势。
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2025, 49(4):26-34.
摘要:【目的】为研究广西局地极端大风的形成发展的环境条件及中尺度特征。【方法】利用雷达、FY4、FNL再分析资料、地面加密自动站等多源观测资料,重点分析2023年4月18日局地端大风天气过程雷暴大风特征,以及及对流风暴移入柳城前后的雷达及云图演变特征。【结果】1)此次强对流天气是高空槽东移引导低涡切变南下的背景下,在强不稳定层结和强深层风垂直切变环境中,由地面低压倒槽抬升触发的。2)柳城附近的中尺度低涡辐合抬升及中层干冷空气的卷入等是产生局地极端大风的主要原因。3)此次极端大风是由中层的后侧入流与前侧的暖湿气流形成中气旋,在其上下发展过程中演变成以后侧强下沉气流为主的下击暴流到达地面后产生的,风暴单体在多次的上升和下降过程中夹卷大量高动量的干冷空气加强了对流。4)云顶亮温陡降及其高度陡升较地面极端大风出现提前约10 min,可作为预警服务的参考。5)雷暴大风回波与冰雹回波特征差异大,雷暴大风回波在垂直方向上无明显的倾斜悬垂结构,引起极端大风的风暴回波质心高度短时间变化快,上升高度高,其变化特征可作为大风预警发布的参考。【结论】研究结果可为极端大风的短临预报预警服务提供参考。
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2025, 49(4):35-43.
摘要:【目的】为检验ROSE2.1在黔东南州灾害性天气短临监测预警中的应用效果,进一步发挥双偏振雷达在黔东南州强对流天气监测预警的作用。【方法】本文基于榕江C波段双偏振雷达和高空、地面气象观测资料,对2023年5月5日夜间贵州省黔东南州一次强对流天气过程进行诊断分析,并对ROSE2.1雷达产品的应用效果开展了检验评估。【结果】(1)此次过程受高空槽、低涡切变和地面辐合线的共同影响而触发,较大的CAPE值、强垂直风切变、上干冷下暖湿的不稳定层结和适宜的湿球0 ℃层高度为强对流风暴的生长和维持提供了有利环境条件。(2)影响黔东南州的超级单体风暴具有高的VIL值和回波顶高,降雹前最大反射率因子会有所增大,其所在高度先跃升至-10 ℃层附近或以上,然后迅速下降,双偏振参量剖面上可看到明显的ZDR柱和KDP空洞。(3)ROSE2.1的双偏振雷达UAM产品对本次强对流天气报警有较高的命中率,20 km2的报警面积设置对于此次过程表现最优。【结论】ROSE2.1报警产品对黔东南强对流天气有较好的指示作用,在做好参数本地化订正后可为今后的强对流天气的提前预报预警提供重要参考。
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2025, 49(4):44-52.
摘要:【目的】探究2024年6月28日—7月1日滇西北罕见强降水天气过程的特征及成因。【方法】利用ERA5再分析资料、怒江州109个气象观测站点逐日降水数据,对强降水天气过程进行天气学诊断分析。【结果】1)冷空气与西南暖湿气流交汇区逐步南压,700 hPa强风速辐合,使得强降水自北向南发展。2)强降水期间对流层中低层水汽含量大,受地形阻挡作用低层水汽输送到中上层,怒江西侧水汽辐合强,提供充沛的水汽。3)强降水区高层辐散—低层辐合,且在高能高湿环境下。怒江北部为强暖平流控制,利于上升运动,怒江南部中高层冷平流的侵入使未饱和空气趋于饱和,层结稳定度降低,为能量和潜热的释放提供有利条件,叠加地形强迫抬升作用,垂直上升运动加强。4)干冷空气与暖湿气流交汇使得扰动迅速增强,促进降水发展,强降水期间怒江IPV值超过0.5 PVU,局部可达0.8 PVU,强降水的发生与IPV扰动的发展有重要联系。【结论】滇西北地区地形复杂,为满足当下精准预报需求,预报时应充分考虑地形的影响。
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2025, 49(4):53-61.
摘要:【目的】为对遵义地区短历时暴雨预报、服务业务提供帮助。【方法】本文利用2010—2021年遵义地区国家站和区域站的地面观测资料和ERA5再分析资料,通过绘制云雨图、常规统计方法等对遵义地区短历时暴雨的时空分布和物理量特征做出分析,建立出遵义地区短历时暴雨分型配料法,并做出检验。【结果】(1)遵义地区短历时暴雨主要集中在夏季,日高峰期出现在00—05时(北京时),高发区出现在赤水河谷、芙蓉江流域、喇叭口地形附近和海拔高差较大的地区。(2)遵义地区不同天气类型短历时暴雨之间的各个物理量分布存在显著差异,水汽条件是副高外围型>切变型>低涡切变型,动力条件是切变型>低涡切变型>副高外围型,不稳定能量条件是低涡切变型>副高外围型>切变型。(3)水汽条件方面,遵义地区短历时暴雨的水汽输送主要集中在700 hPa,有1/4的短历时暴雨站点500 hPa相对湿度大于80%;700 hPa相对湿度条件在切变型短历时暴雨形成中有着更为显著的集中性和一致性。不稳定条件方面,CAPE值并不是遵义地区短历时暴雨发生的必要条件;切变型和副高外围型短历时暴雨的T700-T500指示性要优于T850-T500。【结论】(1)通过对过程发生前物理量数值与云雨图上的各特征值比较,可以预判过程发生的概率。(2)本文基于分型配料法所得到的物理量关键指标对遵义地区短历时暴雨预报具有较好的指示性,可以在今后的业务中加以运用。
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2025, 49(4):62-68.
摘要:【目的】揭示广东省降水非均匀性的多尺度时空变化特征,为科学应对水旱灾害和水资源利用等提供依据。【方法】基于广东省86个国家气象观测站1973—2023年逐日降水资料,利用不同时间尺度的降水集中度和降水集中期、变异系数、Sen斜率趋势系数、以及Hurst指数等对广东省年内降水分配非均匀性特征的时空变化格局进行分析。【结果】1973—2023年广东省年内降水集中度为0.32~0.57,空间分布特征为南高北低;降水集中期整体表现为“北早南晚”的准纬向分布;就日、旬、月尺度而言,降水主要集中在5月21日—8月21日、5月下旬—8月下旬、5—8月;当年降水量大时,年内降水分布往往较为均匀,降水集中期提前;降水集中度总体变化趋势不显著,为−0.002 4~0.001 9/a,其未来一段时期的变化趋势与历史演变相同。【结论】日尺度和旬尺度较月尺度更能精细地刻画广东省降水非均匀性特征,降水集中度和集中期具有明显的地域分异特征。
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2025, 49(4):69-77.
摘要:【目的】湖南秋季冰雹少见,2023年11月9日长沙出现罕见深秋超大冰雹,为探究其成因及演变过程。【方法】基于观测资料、再分析资料及长沙双偏振雷达资料,分析对流发生前的环境场特征及对流演变的雷达回波特征,并探讨风暴参数演变对此次过程的预警指示意义。【结果】1)强降雹发生在高空槽和低层低涡东移的环流背景下,大气为条件性不稳定层结,低层辐合线的上升运动将气块抬升到自由对流高度以上,强对流触发,同时适宜的-20℃和湿球0℃层高度有利于强降雹发生。2)热力条件一般,对流发生前K指数、850 hPa和500 hPa的温差低于春季降雹的经验阈值;水汽条件和动力条件较好,伴随差分反射率因子(ZDR柱)上升气流的发展和维持是本次大冰雹过程的驱动因子之一。3)ZDR柱与上升气流区对应,ZDR低值带和"差分相移率因子(KDP)足"对应的下沉气流扩展至近地面,结合KDP和相关系数(CC)等双偏振参数有利于判断冰雹相态及尺寸。4)发展阶段最大反射率因子(DBZM)增大、DBZM高度(HT)发展到冰雹的有效增长层、回波顶高(TOP)增高和垂直液态含水量(VIL)跃增,其中HT较DBZM和VIL对此次过程具有提前2~3个体扫的指示意义。【结论】研究结果为湖南秋季冰雹的短临预警提供了参考。
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陈绍河 , 郑凤琴 , 李艳兰 , 陆文俊 , 彭光固 , 李祖敏
2025, 49(4):78-86.
摘要:【目的】分析2209号台风“马鞍”造成广西极端风雨的特征及成因。【方法】利用NCEP 0.25°× 0.25°再分析资料、广西自动气象站观测资料、FY-2G卫星云图和防城港天气雷达资料,采用天气学诊断方法对此次过程进行分析。【结果】1)此次台风过程具有风雨极端性强,局地性明显,强降雨时间短等特征;极端降水出现在台风登陆越南后,而极端大风出现在台风登陆前;风雨极端值均出现在防城港市。2)超低空偏南和偏东南急流在防城港一带形成辐合,防城港海岸和陆地水汽、动力条件均较东兴南部近海海面要强,同时海岸线附近存在摩擦辐合和中尺度辐合线,这是初始强回波靠近防城港海岸时发展加强的可能原因;偏南暖湿急流在海岸线和迎风坡处被迫抬升形成中小尺度对流,对极端暴雨有明显增幅作用;而中小尺度对流反复在海岸和山前地区发展并向暴雨中心方向移动,形成“列车效应”,降水效率高,这是引起防城港出现局地极端强降水的直接原因。3)万尾岛站低空由偏北气流转为偏东南暖湿气流,并且万尾岛站位于上升气流非常强的雷暴附近,低空暖湿入流在快要进入上升气流区时受到上升气流区的抽吸作用而加速,从而导致此次地面短时极端大风。【结论】近海加强和“列车效应”是沿海地区出现极端强降雨的降水回波特征,在预报预警中需注意关注。
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王雨琪 , 许东蓓 , 段炼 , 方祥超 , 廖红羽 , 肖子怡
2025, 49(4):87-95.
摘要:【目的】贵州省茅台机场是典型的高原山地机场,大雾天气始终威胁着机场安全运营,且预报难度很大。本论文通过对茅台机场秋季一次大雾天气过程进行综合分析,探讨准静止锋摆动对大雾天气的影响特征,以期加深对大雾天气形成机制的认识。【方法】利用2019年10月16日茅台机场观测资料和ERA5再分析数据(0.25° × 0.25°、时间分辨率为1 h),采用天气学分析、诊断分析和HYSPLIT水汽追踪等方法研究高原山地机场大雾天气形成机制,探讨准静止锋对大雾的影响特征。【结果】此次大雾过程出现在云贵准静止锋由北向南的摆动过程中。大雾发生期间大尺度环流形势十分稳定,500 hPa中纬度出现阻塞形势,700 hPa存在变形场,有利于准静止锋的加强和维持。大雾分为两个时段:第一段大雾出现在地面准静止锋过境,但低层锋区还未到达茅台机场时。此时机场地面已受冷平流影响,低层仍然为暖平流控制,西南暖湿气流在冷的下垫面冷却形成大雾,属于锋面雾。准静止锋锋区由北向南逐渐离开机场后,锋面作用减弱,能见度出现短暂好转。第二段大雾出现在准静止锋北侧的冷气团中。此时西北方赤水河谷水汽在机场冷却形成雾。机场上空的逆温层增加了大气层结的稳定度,有利于大雾天气的维持。HYSPLIT水汽追踪显示低层水汽主要来自孟加拉湾和赤水河谷,中层则来自孟加拉湾。由于准静止锋进一步南压和天亮后地面升温作用,机场上空垂直扩散条件改善,大雾逐渐消散。【结论】准静止锋的摆动改变了机场附近风场、层结稳定度、温度平流和水汽来源等特征,进而影响大雾的发生、维持和消散。
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梁平 , 李威 , 龙先菊 , 刘埙勋 , 韦波 , 夏昌基
2025, 49(4):96-102.
摘要:【目的】为了研究与气象服务相一致的打破蓝莓自然休眠的界限温度和需冷积温。【方法】选择麻江兔眼蓝莓为研究对象,利用蓝莓物候实地观测资料及同期逐日气温观测资料,采用曲线法统计1~13 ℃每间隔1 ℃的界限温度初日和终日,采用活动积温法统计各界限温度终日到初日间的冷活动积温,求取其标准差和变异系数用以确定各冷活动积温的稳定性,选择变异系数绝对值与标准差绝对值差值最小的、80%通过率的冷活动积温为麻江兔眼蓝莓最适宜需冷积温,其对应有界限温度为最有效休眠上限温度。【结果】蓝莓休眠适宜气温存在年际间差异,且随休眠期平均气温的升高而升高;最适休眠温度基本恒定,其与休眠期平均气温、有效休眠低温上限、最有效休眠低温上限相关性不显著;80%的年份最适休眠温度为5 ℃、所对应的冷活动积温约170 ℃·d;需冷积温以休眠期内日平均气温≤10 ℃的最有效冷活动积温最为稳定。【结论】麻江兔眼蓝莓最有效休眠日平均气温0.0~6.0 ℃,需冷积温是休眠期内日平均气温0.0~10.0 ℃的活动积温441.1 ℃·d。这些研究结果构建了一个基于气象数据的科学框架,为亚热带地区蓝莓栽培中的精准休眠调控提供技术支撑。
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2025, 49(4):103-109.
摘要:【目的】为深入了解气象因子与心脑血管疾病高发病风险之间的关系,探讨基于机器学习方法在高风险预测中的初探。【方法】基于贵州省安顺市、兴义市两地区2018—2019年的心脑血管疾病的发病和死亡数据,以及同期气象数据,应用机器学习算法,对构建的生物气象指数、偏离因子和变化因子等气象因子处理数据集进行了高影响因子筛选,并应用朴素贝叶斯(Naive Bayes)、K近邻(K-Nearest Neighbors,KNN)、决策树(Decision Tree)和随机森林(Random Forest)四种机器学习方法研究气象因子与心脑血管高死亡风险的关系研究。【结果】1)心脑血管疾病高风险事件与气象因子异常等极端气象条件有关,安顺市气象因子异常低占比超50%,兴义市气象因子下离群占比超60%,极端因子异质性明显;2)决策树方法在气象因子筛选中敏感性更高,筛选出的关键因子以气温类和生物气象指数为主,气压类因子影响较弱;3)机器学习预测性能存在区域差异,安顺市优先采用互信息特征选择+Random Forest学习,兴义市决策树+ KNN 综合表现最佳。【结论】本研究筛选了中低纬山区心脑血管高风险气象因子集,验证了机器学习方法在区域心脑血管疾病高风险预测的初步研究,可为气候敏感地区心脑血管疾病的防控提供科学依据。
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汪天颖 , 刘思华 , 范嘉智 , 帅细强 , 隋 兵 , 陈永忠
2025, 49(4):110-116.
摘要:【目的】客观评估2022年极端高温干旱对油茶生产的影响。【方法】针对全国油茶主产区的15个省(市、区)统计分析了高温干旱情况,并调查统计了油茶受影响情况。【结果】2022年持续干旱造成油茶鲜果产量低、花芽干枯死亡、来年幼果坐果率低;持续高温造成果实含油率低;持续干旱叠加高温天气造成油茶新造林幼林死亡率高、成林受损严重。【结论】通过对全国15个主产省3类代表年型的综合对比分析发现:油脂积累期日最高气温≥35℃的最长持续日数(CDTm35)≥9 d且日最高气温≥39 ℃以上的累计日数(DTm39)≥3 d时含油率明显下降,花芽成熟期最长连续无有效降雨日数(CDnr)≥46 d时花芽死亡率明显上升; CDTm35≥18 d且CDnr≥31 d时油茶异常落果严重、鲜果产量明显下降; CDTm35≥15 d且CDnr≥31 d时新造林、幼林死亡率明显上升。