- 2025年第49卷第5期文章目次
>山地气象灾害研究
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2025, 49(5):1-9.
摘要:【目的】为研究基于暴雨预警信号发布标准的湖南强降水时空分布特征,提升暴雨预警信号发布的科学性和适用性。【方法】利用2020—2023年湖南省3397个地面加密气象观测站的分钟雨量资料,依据暴雨预警信号发布标准将强降水分为蓝、黄、橙和红色四级,分析研究湖南不同级别强降水的时空分布特征。【结果】(1)湖南各级强降水年平均频次空间分布差异明显,蓝、黄和橙色级别呈“中部多,南北少”,红色级别为“北多南少”的空间分布。(2)湖南各级强降水频次具有明显季节性变化特征,主要集中在5—8月,蓝、黄和橙色级别强降水频次月变化呈单峰型,红色级别为双峰型,6月均达峰值,8月红色级别出现次峰。(3)蓝、黄色级别强降水月频次EOF前2模态空间分布特征相近,两者第1模态特征向量场均表现为全省同位向分布,第2模态呈南北反位向分布特征。(4)蓝、黄和橙色级别强降水频次日变化呈单峰型,红色级别为多峰型,高峰时段为后半夜至上午(03—09 时),午后到傍晚(14—18时)为少发时段;在5min时间尺度上,蓝、黄、橙色级别强降水频次占比差异较小,红色级别在05min、35 min和 55 min出现三个峰值。【结论】湖南各级强降水高频时空分布差异大,季节变化特征显著,湘中、湘北在全省占主导地位,夜间至上午为高峰期,湘南高发时段偏迟,主要集中在午后至傍晚。
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2025, 49(5):10-17.
摘要:【目的】为揭示贵州西部威宁地区降雪系统宏观结构与微物理变化规律,探究毫米波测云仪在降雪观测中的独特优势,为气象观测技术在复杂山地气候条件下的应用提供范例。【方法】该文利用贵州威宁站毫米波测云仪、TWP8 - L 风廓线雷达等资料对威宁 2023 年冬季 4 次降雪进行了连续观测,以 2024 年 1 月 21—22 日降雪过程为例,初步分析降雪系统的宏观结构、微物理变化。【结果】在降雪系统鼎盛期,通过分析雷达反射率因子、速度、谱宽等参数,可初步判断云层内是否存在过冷液态水滴。降雪回波的强度最大值表明云层中含水量最大。当回波强度超过 20 dBz 时,其大小、持续时间和高度与地面降水量呈正相关。纯雪阶段速度在 0 ~ - 2 m/s , 雨夹雪阶段速度在 1 ~ - 7 m/s , 主要降雪时段退偏振比在 - 25 ~ - 20 dB ,谱宽在 0 ~ 2 m/s , 雪粒子有效半径小于雨夹雪混合态。【结论】毫米波测云仪在降雪观测中的应用及其初步分析结果有助于更深入地理解降雪系统的宏观与微观结构,为云模式的发展以及人工影响天气中增雪潜力的评估提供重要参考。
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黎凤丹 , 林雪飞 , 田端 , 武正敏 , 罗晨艺 , 杨熠
2025, 49(5):18-25.
摘要:【目的】为探讨黔北 1 次“列车效应 ”诱发的致灾性大暴雨的动热力结构及“列车效应 ”传播机制。【方法】利用贵州遵义地区共 521 个地面自动气象站资料、探空资料、多普勒天气雷达资料及 ERA5 逐小时再分析资料等,针对贵州遵义2021 年 9 月 11 日夜间 1 次致灾性大暴雨过程的对流触发条件、动热力结构、“列车效应 ”中尺度系统传播特征等进行分析。 【结果】1)中尺度对流系统自西向东持续影响遵义西部,形成“列车效应 ”,是此次致灾性大暴雨过程最显著的特征,高空引导气流与对流系统走向平行是“列车效应 ”产生并最终导致大暴雨发生的关键因子。2) “列车效应 ”发生在 200 hPa 强辐散及500 hPa 高原槽东移背景下,双台风及孟加拉湾风暴为暴雨区提供了充沛的水汽及能量,低层中尺度辐合线扰动是此次大暴雨过程最主要的触发机制。3)500 hPa 和 850 hPa 假相当位温差值对对流不稳定度有较好体现,且中低层正涡度中心与负散度中心重合区对强降水有较好指示意义。低层中尺度辐合系统东部有中尺度垂直反环流存在,高低空气流耦合使得环流西侧垂直运动加强,最终表现为暴雨区持续的上升运动,为“列车效应 ”的发生提供了优越的抬升条件。【结论】该文对强降水个例中“列车效应 ”成因进行分析,所得结论有助于进一步加深预报员对本地强降水“列车效应 ”传播机制的理解及认识,从而为同类型强降水预报提供参考。
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王红军 , 王子晨 , 余世旺 , 彭冲 , 朱亚光 , 白爱娟
2025, 49(5):26-36.
摘要:【 目的】研究华北极端暴雨的成因。【方法】利用地面自动站资料、天气雷达产品以及 ECMWF 再分析资料等,对 2023 年 7 月 29 日—8 月 1 日华北极端暴雨进行研究。【结果】此次极端暴雨过程降水量大、持续时间长、地形作用显著;异常副高与中西伯利亚高压叠加形成高压坝,使得低涡环流在华北地区长时间徘徊;高、低空急流耦合作用形成抽吸效应,提供了动力抬升条件;双台风与副高之间的东南低空急流向华北地区输送了丰沛水汽和不稳定能量;低层东南气流在太行山东麓以及燕山南麓沿山坡强迫抬升,在山前形成异常水汽辐合中心并稳定维持。【结论】双台风、异常动力条件以及特殊地形等诸多因素导致华北极端暴雨出现,研究结论可为汛期华北暴雨分析预报提供参考。
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2025, 49(5):37-43.
摘要:【目的】为评估风云卫星在台风暴雨预报和短临预警的应用能力。【方法】利用风云卫星云图、反演产品和欧洲中期天气预报中心(ECMWF)ERA5 逐小时再分析资料对 2023 年 7 月 18 日湖南 1 次受台风螺旋云系影响的大暴雨过程进行分析。【结果】1)此次大暴雨过程由台风“泰利 ”西行北上登陆后的螺旋云系造成,高空环流为两槽两脊形势,充分的水汽输送及动力条件为中小尺度暴雨云团的触发提供了有利的环境条件;2) “泰利 ”在登陆时,卫星云图上出现明显的台风眼区,湖南受台风螺旋云系影响,7 月 18 日午后出现多个白亮的对流云团,不断发展加强为成熟的积雨云,造成湖南的大暴雨天气;3)强降雨影响时段,中尺度对流系统 MCS 覆盖面积最大为 4 000 km2 , 对流亮温最低为 188 K , 最低温度递减率降至 - 19 . 8 K/ (5 min) , 中尺度对流系统(MCS)定量指标参数变化能较好地监测大暴雨的发展趋势,并具有一定的提前指示意义。【结论】风云卫星能精准解析台风暴雨系统发展演变特征,能为短时临近预报和预警服务提供新的技术支撑。
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2025, 49(5):44-50.
摘要:【目的】为探究多种天气系统及复杂地形影响下遵义市地面风场分布特征。【方法】利用 2018—2023 年国家站及区域自动站日极大风观测数据,采用常规统计方法对遵义市地面风速、风向时空分布特征进行分析。【结果】1) 遵义市年平均风速为 5 . 8 m/s , 常见风速在 3 ~ 7 . 5 m/s 之间,灾害性大风占 0 . 2% 。2)地面整体盛行风向为偏东风,夏季受南海季风影响转为偏南风。灾害性大风多发于春夏两季,5 月为高发期,春季以偏西、西北向灾害性大风为主,其余季节偏南大风占主导。3) 日极大风和灾害性大风主要发生在午后至夜间,16—19 时为灾害性大风高发时段,该时段以偏西大风为主。4)遵义市西北部、南部低海拔区域和娄山山脉中段为风速大值区和灾害性大风高发区。除西北部常年盛行偏西或偏北风、东北部常年盛行偏东风外,大部地区夏季盛行偏南风、东南风,秋冬春季盛行偏东风、东北风。【结论】研究结果对灾害性大风防灾减灾、风能源开发利用、农业生产等具有决策参考意义。
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2025, 49(5):51-58.
摘要:【目的】为探究高原地区冰雹与短时暴雨风暴的精细结构、形成机制及特征。【方法】利用海东市乐都区 X 波段双偏振雷达数据,结合区域自动气象站与常规观测资料,分析极端对流天气的环流场和双偏振雷达特征。【结果】1) 蒙古横槽转竖,高空冷平流,中低空风切,地面冷空气和辐合线及地形抬升共同作用形成此次混合强对流天气。2) “上干冷、下暖湿 ”的不稳定层结,“瘦高形 ”对流有效位能,深厚的湿层等高能高湿环境条件下,接近地面的抬升凝结高度、强垂直风切、低的 - 20 ℃层高度等使对流极易发生且组织化传播,形成较大冰雹和极端暴雨。3) 风暴由新生单体合并加强形成,形态多变,出现回波悬垂和入流缺口。 回波 50 dBz 以上、VIL 跃增、顶高 6 ~ 9 km、质心 5 km 以上等特征预示冰雹出现。4) 双偏振参量表现出超级单体形成冰雹时高 ZH 、较小的 Z DR、KDP 和 CC 特征,表明粒子以小冰雹和雨滴混合物为主,冰雹粒子主要分布在风暴云体前部。多单体风暴产生冰雹和短时暴雨时,风暴前沿出现 Z DR 柱、KDP 柱,反映该区域有强烈的上升气流和高浓度的大雨滴; KDP “空洞 ”反映冰雹尺寸更大的特征。垂直分布表现出 3 ~ 4 km 高度大雨滴聚集,5 km 以上高度冰雹区与冰雨混合(包裹水膜的冰雹)区交替分布的结构。【结论】高原地区混合型强对流天气由高空天气系统影响下的中小尺度系统强烈发展而成,其粒子形态变化受环境条件和对流发展高度影响。双偏振雷达能反映出冰雹与短时暴雨的微物理特征及动力结构。
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2025, 49(5):59-65.
摘要:【目的】为开发贵州省风力资源,研究贵州省风速时空变化特征,了解气候变化对风力资源的影响。【方法】利用趋势分析、M-K 突变检验、小波分析等方法,选用贵州省 80 个国家气象站 1971—2023 年逐日风速探测数据,研究贵州省风速时空变化特征。【结果】贵州省 3 月平均风速最大,10 月最小,呈现波动变化特点;全年平均风速和季节风速均呈下降趋势,低于全国年平均风速下降速率;全年和各季节平均风速均有显著突变,在全部时间尺度上有 2 ~ 3 个明显的变化周期;空间变化上全年平均风速及季节平均风速均呈自西向东逐渐降低的趋势,除省的东部边缘为增加趋势外,其余均为减少趋势;全年和季节风速均与海拔呈显著正相关;全年和各季节平均风速变化也呈显著正相关。【结论】贵州中部的贵阳市,西部的毕节市,黔西南州,六盘水市,安顺市,黔南州北部等地区风力资源丰富,适宜发展相关产业,同时需要考虑局地海拔和气候变化对风力资源开发利用的不利影响。
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2025, 49(5):66-71.
摘要:【目的】为分析铜仁市中心城区近 50 a 主要气候要素变化特征。【方法】利用铜仁市主城区碧江国家基本气象站 1974—2023 年主要气象要素,基于数理统计、5 a 滑动平均、线性回归、M-K 突变检验等方法,分析其变化特征。【结果】 1974—2023 年平均气温总体呈显著上升趋势,但气温日较差(DTR)呈下降趋势。降水量、日降水最大值增加趋势分别为 4 . 68 mm/(10 a) 、0 . 44 mm/(10 a) , 白天降水率为 43 . 6% , 夜间降水率为 43 . 4% , 2 个阶段的降水量增加趋势均不明显。1974— 2012 年,最多风向除 2005 年为东东北外,其余年份均为静风;迁站前,平均风速每 10 a 增加 0 . 02 m/s , 迁站后,在 1 . 4 m/s 左右浮动。有 30 a 平均相对湿度为正距平,气候倾向率为 - 0 . 34/a , 2008 年开始下降趋势明显。 日照时数增加为 22 . 84 h/( 10 a) , 2005—2010 年上升趋势明显。【结论】分析得出铜仁市中心城区近 50 a 主要气候要素变化特征,为更好地开展城区气象预报预警服务工作提供参考。
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瞿冲 , 杨春艳 , 王式功 , 龙叶 , 张梦怡 , 王芬
2025, 49(5):72-78.
摘要:【目的】为定量评估气候变化对心脑血管疾病发病风险。【方法】利用重庆市巫溪县 1971—2020 年国家站点逐日气象观测资料和 2017—2020 年心脑血管疾病发病人数门诊资料,使用相关性分析法、“黄金分割率 ”人体舒适度计算法、发病风险效应计算法等,定量评估巫溪县气候变化对心脑血管发病风险效应。【结果】1) 重庆市巫溪县心脑血管疾病发病人数与日平均气温和体感温度呈显著负相关,相关系数分别为 - 0 . 168 和 - 0 . 185 , 与 日相对湿度呈显著正相关,相关系数为0. 108 , 且都通过了 α= 0 . 01 的显著相关性检验,心脑血管疾病发病人数存在明显的低温效应。2) 从年代际变化来看,重庆市巫溪县夏季增加了 12 d , 冬季减少了 13 d , 当地居民心脑血管疾病发病人数日占比有明显的季节变化,夏季发病人数日占比为0. 24% , 冬季发病人数日占比为 0 . 32% , 夏季延长、冬季缩短,计算出当地居民心脑血管疾病发病风险值为 - 1 . 28% ;不同舒适域等级日数的改变,计算出当地居民心脑血管疾病发病风险值为 - 0 . 8% 。【结论】无论是受全球气候变暖影响的夏季延长,还是舒适域等级日数增加,对重庆市巫溪县心脑血管疾病发病风险都有降低作用。
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周浩 , 吴思颖 , 柴闯闯 , 朱珠 , 秦文思 , 李家旭
2025, 49(5):79-86.
摘要:【目的】为得到重庆市人口、地区生产总值(GDP) 、水稻和玉米的大风灾害风险综合评估结果。【方法】基于长时间序列(1978—2020 年)的重庆市 34 个国家级气象站的大风数据,以区域气象站数据作为补充,对大风灾害致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性进行综合考虑,利用层次分析法和专家打分法为各项指标赋予权重。【结果】重庆市大风人口风险和 GDP 损失风险的高风险区主要位于主城区以及各区县中心人口聚集和经济较为发达的地区;水稻大风灾害高风险区主要位于开州区、梁平区、垫江县、南川区、綦江区、江津区、永川区、荣昌区和大足区;玉米大风灾害风险的高风险区主要位于东北部的巫溪县、云阳县、奉节县和巫山县。【结论】研究结果可为水稻和玉米种植结构调整和大风灾害防灾减灾提供参考。
>山地气候资源研究
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2025, 49(5):87-92.
摘要:【目的】为解决气象科研业务中移动端数据获取与分析能力不足的问题,推进新疆气象大数据云平台与移动互联网的高效融合。【方法】 以手机 APP 为载体,采用气象大数据云平台技术框架,依托 Android 开源环境,采取 Spring 开发框架和 Web Service 数据交互模式,对新疆气象大数据云平台服务接口、百度地图 API 接口与前端展示模块进行分布式开发。 【结果】该 APP 可按用户需求实时获取疆内各类气象地面观测数据集要素、分析产品,同时继承大数据云平台服务接口高额承载能力,实现毫秒级响应,测试显示在 5 000 并发用户下仍能保持稳定运行。【结论】研究成果可进一步推进新疆气象大数据云平台与移动互联网的高效融合,为气象科研业务提供便捷、高效的移动端解决方案。
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2025, 49(5):93-98.
摘要:【目的】气象观测元数据是气象观测业务质量和气象数据服务质量的基础,但观测元数据不一致的问题时常存在。为进一步规范综合气象观测站点信息管理,确保观测元数据在综合气象观测业务运行信息化平台、大数据云平台、中心站 3 个系统中保持一致。【方法】设计并实现一个由 Python 语言编写、采用 Django 框架、MySQL 作为底层数据库的气象观测元数据展示、查询、对比系统。【结果】对比发现系统能实现高效快速核查的目的,结果准确有效,有助于提升观测元数据的质量。【结论】可以为各台站、市、省级业务人员及各市、省级管理人员提供参考。
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2025, 49(5):99-104.
摘要:【目的】为解决气象部门业务系统繁多、协同效率低下、数据安全与便利性矛盾等问题。【方法】采用 VB 技术与 Access 数据库,构建集网页导航、督查督办、资料共享、信息填报、考核管理、文件管理于一体的地州级气象信息管理系统。通过需求导向的研究方法,结合迭代开发与用户反馈,实现系统的灵活、高效、安全。【结果】该系统显著提升气象信息管理的整体效能,优化数据流转与决策支持,推进数据驱动决策与协同工作平台建设,实现业务流程的自动化与透明化。【结论】系统为气象部门的信息管理现代化提供有力支持,具有广泛的社会应用价值。
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2025, 49(5):105-110.
摘要:【目的】为确保地面气象观测资料具有更高的代表性、准确性和可比较性。【方法】该文基于平均站间距和 0 . 1 °×0 . 1 °经纬度网格,分别对含有雨量、气温、湿度、气压和风要素的站点进行评估。得出平均站间距和站网覆盖率,剔除面积小于 OSCAR 领域突破指标的网格,根据空白网格区域合理布局站点。【结果】1)黔南州地面气象站雨量、气温、气压、湿度、风要素的平均站间距分别为 7 . 97 、8 . 48 、14 . 14 、12 . 64 、11 . 68 km , 在 OSCAR 气候监测领域,除了风达不到目标需求外,其余要素站均满足需求,在短临预报和高分辨率数值预报领域,所有要素站均达到门限需求,但离突破需求还有差距。2) 根据规划需在全州增加 210 个微智站,需在观测空白区增加含雨量、气温、气压、湿度、风要素观测的站分别为 77 、63 、163 、144 、128 个,平均站间距分别提升至 5 . 89 、6 . 46 、7 . 28 、7 . 18 、7 . 10 km , 平均站间距为 5 . 89 km , 达到 5 . 9 km 规划要求;站网覆盖率分别提升至92% 、88% 、88% 、88% 、88% , 提升幅度为 22%(雨量)~ 54%( 气压),大幅度地减少观测盲区。【结论】对黔南州地面气象站网布局进行科学评估并提出优化建议。
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2025, 49(5):111-116.
摘要:【 目的】为优化贵阳市地面气象观测站网布局和加强城市精细化立体观测能力建设提供客观数据和理论依据。 【方法】基于贵阳市气象观测站点数据和 1991—2020 年贵阳 8 个国家站冰雹和暴雨事件的日统计数据,对站点的空间分布特征进行分析。【结果】1)贵阳市气温、气压、湿度、风和降水的水平分辨率分别为 5 . 64 km、9 . 47 km、8 . 75 km、6 . 63 km 和 5 . 38 km , 均距离 OSCAR 在短临预报、高分辨率数值预报和农业气象方面的突破值存在一定差距。2) 全市至少还需新建气温观测站 201 个、气压观测站 287 个、湿度观测站 275 个、风观测站 235 个和降水观测站 188 个。3) 白云区、乌当区、主城区和花溪区的地面观测站整体探测能力较强,可将空白区观测站补盲和升级观测要素作为未来气象站点规划重心;贵安新区、息烽县、修文县、开阳县和清镇市地面观测站整体探测能力较弱,应将提升观测站水平分辨率和网格覆盖率作为未来气象站点规划重心。【结论】观测站网布局和规划时可优先考虑在清镇市西南部布设和加密气温、风和降水要素的观测站点,在修文县西部布设和加密气温和风要素的观测站点,在贵安新区中西部和观山湖区西部布设和加密降水要素的观测站点。