- 2025年第49卷第6期文章目次
>研究论文
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2025, 49(6):1-11.
摘要:【目的】为揭示大范围强对流天气的潜势环境条件,提高其在短期预报时效的预报精准度和提前量,探究 30 m/s以上强雷暴大风的下沉气流强度加强的潜势条件。【方法】应用地面观测、多普勒天气雷达和 ERA5 再分析资料,基于诊断分析和统计分析方法,分析 2024 年 3 月 31 日、4 月 2 日和 4 月 16 日江西 3 次大范围强对流天气的环境条件、风暴结构影响因素和 30 m/s 以上强雷暴大风的环境参量特征。【结果】1)3 次强对流天气过程的环境场特征相似,强对流潜势的热力学、动力学结构都表现为“斜压锋生类 ”对流,热力不稳定增长由对流层低层的高温、高湿所导致,对流的触发由边界层内冷空气所启动。 2)在地面热力不稳定减弱的环境中,地面到对流层低层的高水汽含量和强深层垂直风切变、强低层垂直风切变是线状对流系统在地面温度锋区后部冷区中或锋区上发展和维持的关键影响因素,并依此建立 3 次强对流过程风、雹落区的潜势预报模型。3)30 m/s 以上强雷暴大风下沉气流强度潜势的相关环境参量表现为夹卷层 400 ~ 700 hPa 最大温度露点差和平均温度露点差较小、600 hPa 以下 DCAPE 较弱,但平均风极强,中值为 25 . 5 m/s , 平均值为 23 m/s , 相较于干空气夹卷的蒸发冷却效应,判断动量下传是强雷暴大风下沉气流强度潜势加强的关键因素。【结论】预报业务中,在水汽条件充沛的背景下,即使热力不稳定较弱,对流层低层到中层的强西南气流在对流的组织化发展过程中发挥关键作用,对维持强低层垂直风切变和强深层垂直风切变、建立夹卷层强平均风和形成风暴承载层强引导气流都有正向贡献。
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2025, 49(6):12-19.
摘要:【目的】为开展基于国产 ARM 架构超算的区域数值模式的适用性研究。【方法】以 CMA-MESO 模式为基准,分别在中国气象局超算派平台(X86 架构)、贵州气象超算 kunpeng 平台(ARM 架构、麒麟系统)进行预报试验,对温度和降水进行检验,评估 CMA-MESO 模式在 ARM 架构国产超算上的可用性。【结果】1)2 个不同架构平台各层的气象要素分布形状和结构的差异不明显。X86 架构在加入同化后 TS 评分效果最好,ARM 架构在加入同化后产生了负效果,其他指标随着预报时效的增加保持一致的变化趋势。2)长序列回算检验表明:ARM 架构的小时降水均方根误差小于 X86 架构,TS 评分高于 X86 架构,均方根误差随着预报时效的增加不断增大。2 个平台温度的误差较小,变化趋势也一致,CMA-MESO 模式在 2 个平台都表现出误差随预报时效增大而减小的趋势。3)模式的误差主要由积分模块带来,CMA-MESO 模式在国产 ARM 架构平台的超算集群上可以保持与 X86 平台较小的预报差异,但国产 ARM 架构集群的计算性能不如主流的 X86 架构集群。【结论】ARM 架构平台可以实现CMA-MESO 模式的成功移植,计算结果不能完全与 X86 架构一致,总体预报评分与 X86 接近,基本满足业务和科研需求。
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2025, 49(6):20-27.
摘要:【目的】为加强对贵州西南部春季热低压大风的认识,探讨其预报预警指标。【方法】基于 2004—2024 年海平面气压实况场、贵州西南部国家气象站地面观测资料及 2013—2024 年区域气象站地面观测数据,采用气象统计分析方法,研究了春季热低压大风的时空分布规律及气压场分型特征。【结果】1)贵州西南部春季热低压大风的年均日数为 27 . 5 d( 占春季 30 . 6% ) , 年均站数为 79 . 8 站;日数以 3 月最多,站数 3 — 4 月多、5 月少;大风高频时段集中于 11—16 时,峰值出现在 14时。2)空间分布呈西多东少特征,与海拔呈正相关;风力以 7 级为主,西南风为主导风向。3) 热低压大风发生时,最高气温、最低气温、最小相对湿度和平均本站气压均表现为西低东高、北低南高的分布特征,日照时数则呈相反趋势。4) 根据热低压中心与贵州西南部的相对位置,将热低压分为西部型、西北部型、中心型和北部型 4 类,其中西部型占比最高,西北部型和北部型更易引发区域性大风事件。5)在 07—08 时发布大风蓝色预警信号效果较佳。【结论】该文揭示春季频繁影响贵州西南部地区的热低压大风天气特征,为贵州山地气象灾害预警及区域气候特征研究提供科学依据。
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张可彧 , 江铭诺 , 向昆仑 , 仇月萍 , 李源鸿 , 刘畅
2025, 49(6):28-35.
摘要:【目的】为探究不同观测时次对风速统计结果的影响。【方法】利用 2007—2023 年电白国家基准站的逐时风速及风向观测数据,采用线性回归分析、均值 t 检验和相关系数等方法,系统分析了不同观测时次对不同时间尺度风速均值及不同风向风速均值统计结果的影响。【结果】1)4 次观测(Ve4 、V4 )计算得到的年、月尺度风速均值偏低,而 3 次观测(Ve3 、V3 ) 计算的年、月尺度风速均值与 24 次(V24 )风速均值较为接近;2)在计算不同风向的风速均值时,由于风向的随机性及多寡规律,部分盛行风向中 3 次观测计算的风速均值与 V24 存在一定的差异,4 次观测中 V4 计算的不同风向风速均值结果较为稳定且与V24 的计算结果差异较小,而非盛行风向的风速误差普遍较大;3) 近 17 a 来,基于 5 种观测时次计算的电白地区年、月尺度平均风速均呈减小趋势,且秋冬季节减小趋势更明显,5 种观测时次计算的平均风速线性趋势结果无明显差异。【结论】在使用国家气象站的历史风速风向数据时,需要充分考虑不同观测时次变化对统计数据准确性的影响。
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2025, 49(6):36-42.
摘要:【目的】深入了解云南西部“1262 ”暴雨时空特征,提升“1262 ”精细化预报预警能力。【方法】利用云南西部 745 个区域自动站和国家站逐小时降水观测资料以及 ERA5 再分析资料,统计分析了 2019—2023 年汛期“1262 ”暴雨时空分布特征及12 h 极端暴雨过程的大气环境特征。【结果】1)2 h 暴雨呈逐年增多的趋势,6、12 h 暴雨年变化趋势一致且波动较大,暴雨月变化规律一致,呈单峰型,8 月最多,5 月最少,暴雨主要集中发生在凌晨至上午时段(03—11 时);57 . 8% 以上的暴雨伴有≥20 mm/ h 的短时强降水;2)2、6、12 h 暴雨年平均站次分别为 0. 3 、1 . 1 、1 . 8 次/a , 暴雨区主要位于德宏西部、保山西部、临沧西部,尤以德宏昔马为最,随历时增加暴雨区逐渐扩大,2 h 暴雨在云南西部发生频率总体较低;3)统计分析 5 次 12 h 极端暴雨大气环境特征发现,在极端暴雨过程中均有多个极端异常的动力、水汽、热力物理量相互配合,不同过程中的水汽异常充沛一致性较好,700 hPa 比湿极值范围为 12. 5 ~ 14 . 1 g/kg,整层可降水量极值范围为 69 . 4 ~ 90 . 1 mm , 为气候平均的 1 . 9 ~ 2 . 8 倍。【结论】分析得出云南西部“1262 ”暴雨时空分布特征,以及极端暴雨过程中大气环境参数特征,为提升“1262 ”精细化预报提供参考。
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2025, 49(6):43-48.
摘要:【目的】揭示山地气候背景下区域降水响应机制,为水资源管理与防灾减灾提供科学支撑。【方法】采用趋势分析、Mann-Kendall 检验、DFA 法及极值理论,系统研究台江县 1960—2023 年期间年降水量与年最大日降水量的变化趋势、突变特征、长程相关性、周期性及极端事件重现期;利用块极大值法与阈值超额法进行极值拟合,并通过 Kolmogorov-Smirnov 检验评估模型优劣。【结果】台江县年降水量呈微弱下降趋势,年最大日降水量呈略上升趋势,两者变化均不显著;年代际分析显示降水量存在明显波动性,未出现显著的长期趋势和突变现象,表明台江县降水情况相对稳定。DFA 分析显示,年降水量与年最大日降水量的 Hurst 指数分别为 0 . 73 和 0 . 71 , 具有较强长程正相关性,预示未来趋势可能延续。周期分析发现,年降水量存在约 22 a 的准周期,而年最大日降水量无显著周期特征。极值分析表明,块极大值法与阈值超额法均显示降水极值主要集中在 50 ~ 80 mm 之间,Kolmogorov-Smirnov 检验表明 2 种方法拟合效果接近,其中阈值超额法略优。【结论】该文揭示山地环境下台江县降水情况的稳定性与潜在持续性特征,为复杂山地气候变化响应研究提供重要参考。
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2025, 49(6):49-54.
摘要:【目的】为探究渍涝胁迫对辣椒光合特性与理化特征的阶段性影响及其恢复机制。【方法】以贵州主栽品种“遵辣 9 号 ”为材料,通过盆栽模拟渍涝胁迫试验,设置 0 h(对照)、12 h、24 h、36 h、48 h 渍涝处理,测定胁迫后及恢复 14 d 的光合特性和生理指标。【结果】渍涝胁迫 36 h 为生理转折点,短期胁迫( ≤24 h)以气孔限制为主,长期胁迫( ≥36 h)转为非气孔限制,导致光系统损伤,表现为最大净光合速率(Amax)降低 26 . 1% 、暗呼吸速率(Rd)激增 82 . 6% , 强光下净光合速率(Pn) 降幅达 42 . 3% 。辣椒通过协同防御机制响应胁迫,抗氧化酶( SOD、POD、CAT 活性提升)清除活性氧,使膜脂过氧化产物 MDA 含量降低,同时可溶性糖累积增加维持渗透平衡。恢复 14 d 后,Pn 损伤收窄至 31% , 但 Amax 仍遗留 27 . 9% 不可逆损失,光合系统向弱光适应型转变,根系活力代偿性提升以补偿地上部功能缺陷。【结论】渍涝灾害对辣椒光合特性和理化特征影响明显,持续 36 h 将对辣椒造成不可逆的损伤。
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2025, 49(6):55-63.
摘要:【目的】为精准掌握贵州省烤烟不同大田生长期、不同区域干旱发生规律,有针对性制定抗旱措施,保障烤烟优质稳产,分析了贵州省烤烟各大田生育期的干旱时空分布特征。【方法】首先,按照相关行业标准,提出适用于贵州的烤烟干旱本地化等级划分体系;随后,基于 20 a 烤烟生长关键期的干旱数据,采用多维度分析方法、气候倾向率和 M - K 检验方法研判干旱的地域差异、时间演变规律、长期变化趋势及显著性;最后,结合干旱过程平均天数分析干旱事件的持续特征、覆盖范围及其影响广度。【结果】1)贵州烤烟不同大田生长期干旱灾害出现频率的空间变化大,伸根期和采烤期干旱灾害发生频率空间分布呈现出显著对立性。2)伸根期干旱事件平均持续时间为 1 . 9 ~ 10 . 4 d , 旺长期 2 . 7 ~ 6 . 5 d , 采烤期为 3 . 6 ~ 8 . 7 d;伸根期、旺长期及采烤期干旱频率为 9 . 8% ~ 16 . 1% 、1 . 3% ~ 4 . 6% 、0 . 4% ~ 2 . 5% ;干旱持续 10 d 以上的覆盖范围为 6 . 1% ~ 39 . 4% 。3) M - K 检验表明 20 a 各生育期存在阶段性持续数年的变化趋势。4) 月旬时间尺度上,干旱频率呈现出 V 字型走势,干旱主要集中在 4 月 中旬、7 月 中旬—9 月 中旬。【结论】研究得出的贵州烤烟生长关键期干旱的时空分布规律、变化趋势、持续特征及影响范围,可为贵州烤烟干旱防控提供科学依据。
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王烁 , 陈早阳 , 张东海 , 李忠燕 , 王君军 , 王博微
2025, 49(6):64-70.
摘要:【目的】为了探究贵州省汛期小时强降水时空变化规律。【方法】利用贵州省 75 个国家气象站 1981—2023 年汛期(5—9 月)的逐小时降水资料,对小时强降水和小时极端强降水的频次、降水量、雨强等指标的时空变化特征进行分析。 【结果】汛期小时强降水和小时极端强降水事件午夜前后的峰值发生频次约是正午谷值的 3 ~ 4 倍,6 月发生频次最高,年平均小时强降水事件以 2 . 47 次/a 的气候倾向率显著递增。空间上,贵州省西南部及南部小时强降水具有频次多(5 ~ 8 次)、总量大(150 mm 以上)、强度强(30 mm/h 以上)的特点,而自西向东南的中部一线及北部局地小时强降水呈频次少(2 ~ 3 次)、总量小(100 mm 以下)、强度弱(28 mm/h 以下)的特点。平均小时强降水频次、小时强降水量的气候倾向率分别为 0 . 33 次/( 10 a) 、10 . 1 mm/(10 a) , 小时极端强降水的气候倾向率略小。【结论】贵州省汛期小时强降水事件夜发性特征显著,发生频次、降水量、强度等空间分布不均,总体呈增加趋势,研究结果有助于更加精准科学地开展贵州山地汛期防灾减灾工作。
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李帮英 , 余代辉 , 廖育玲 , 杨平 , 白慧 , 舒冬香
2025, 49(6):71-78.
摘要:【目的】为揭示多单体风暴引发冰雹的机制及差异以及山地地形对冰雹发生发展的影响。【方法】针对 2024 年4 月 16 日与 29 日贵州省麻江县 2 次多单体风暴引发的大冰雹天气过程,利用欧洲中心 ERA5 再分析资料、MICAPS数据及榕江雷达观测资料,通过天气学分析,动力—热力条件、雷达回波特征详细对比分析 2 次大冰雹过程的成因与结构特征。【结果】1)4 月 16 日为锋前降雹型,29 日为高架雷暴型。2) 雷达特征显示,2 次过程中回波强度≥55 dBz 强回波顶高均突破 10 km , 在 - 20 ℃层以上,伴随悬垂结构与高 VIL 值,对冰雹生长与降落有较好指示作用。3)2 次过程均具备中等垂直风切变与不稳定能量,但水汽垂直分布差异不同,16 日相对湿度 80% 及以上的区域在 700 hPa 以下的 1 . 0 ~ 2 . 5 km 之间,而 29 日相对湿度 80% 及以上的区域底部接近 0 ℃层,是导致冰雹尺寸不同的主因。4)麻江西高东低的地形具有显著抬升作用,当质心回波强度≥50 dBz 的风暴移至西部高海拔地区时发展迅速,中西部乡镇更易受灾。【结论】该文揭示了地形抬升与水汽层结配置对麻江山地冰雹过程的协同影响机制,为复杂地形下强对流天气的预报预警提供了关键依据。
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刘丽敏 , 周秀杰 , 赵旭涵 , 赵旭龙 , 崔然 , 张玉桐
2025, 49(6):79-85.
摘要:【目的】在气候背景下,分析 1974—2024 年小兴安岭腹地伊春市降雪量的时空演变规律,为寒区气候适应策略与冰雪产业可持续发展提供科学依据。【方法】综合运用线性回归、Mann - Kendall 突变检验、Morlet 小波分析,对降雪量变化趋势、周期特征、空间分布、季节变化及极端降雪事件演变进行分析。【结果】1) 年降雪量整体呈现微弱下降趋势[ - 0 . 45 mm/(10 a) ] 。2)年际波动增强,2010 年前后出现异常转折信号。3)降雪量存在多时间尺度振荡特征,主要显著周期为 15 . 6 a 和 2 . 9 a。4)空间分布呈自南向北递增、随海拔升高而增加的格局,与海拔以及纬度变化显著正相关。5) 季节变化表现为“双峰型 ”结构。6)极端降雪事件的频次和强度均显著上升,频次和最大日降雪量的增加率分别为 0 . 24 次/( 10 a) 和 0 . 82 mm/(10 a) , 均通过 90% 显著性检验。【结论】伊春市降雪变化可概括为“总体稳定、波动增强、极端强化 ”。其演变受多尺度气候模态及地形—环流耦合作用共同驱动。
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2025, 49(6):86-92.
摘要:【目的】为研究云南腾冲机场低能见度过程类型、变化特征及其监测预警方法。【方法】利用毫米波雷达、能见度激光雷达、前向散射能见度仪和自动气象站等多种设备的观测资料,综合分析 2023 年 8—9 月云南腾冲地区雾季低能见度事件,提出毫米波雷达与激光雷达的能见度联合反演技术和基于金字塔光流法的回波外推技术。【结果】腾冲地区雨季大雾发生频繁,雾日占比超过 50% , 主要影响时段为 03—08 时和 21—24 时,其中雨雾事件占比超过 70% 。典型的雨雾过程通常发生在不稳定的环流背景下,伴随间歇性降水,且毫米波雷达监测到的回波强度和范围变化较大。【结论】通过前向散射能见度仪对预警结果评估表明,本方法有效实现了平流性雨雾过程的监测和预警,最佳预警时长约为 20 min。
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谢亚玲 , 刘金洋 , 龙宇芸 , 解文进 , 谢清霞 , 黄麟媛
2025, 49(6):93-99.
摘要:【目的】为了探索黔南暴雨天气的分布特征及成因。【方法】基于黔南州 195 个加密区域站的暴雨数据及高精度格点海拔资料,采用统计、气候倾向率、线性回归、ArcGIS 等方法,对黔南州 2015—2024 年的暴雨进行分析。【结果】黔南暴雨时间分布不均,年平均 738 站次,以每年 10 站次的趋势减少,以 1 033 站次为最多(2020 年),以 501 站次为最少(2023 年)。暴雨峰值在 6 月 中旬,大暴雨峰值在 6 月下旬,均呈单峰型分布,10 月—次年 4 月 中旬暴雨仅占全年的 11% , 10 月下旬—次年3 月上旬没有大暴雨出现,6 月为暴雨集中期。暴雨和大暴雨分布呈南多北少的特征,黔南东部的低洼地区和西部的峡谷区是暴雨和大暴雨高频中心,东南部的山地是暴雨中心。黔南暴雨高频中心的地形特点为海拔较低和向南开口的喇叭口地形,南部海拔较低,当南部海洋上暖湿气流向北输送时,水汽和能量容易在低海拔地区聚集,促使暴雨天气的发生。【结论】研究揭示了黔南州暴雨分布特征以及暴雨高频中心的地形特点,为提升暴雨的预报服务能力提供科学依据,从而降低或减少暴雨天气带来的损失。
>技术应用
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2025, 49(6):100-105.
摘要:【目的】翻斗雨量传感器与称重式降水传感器均为目前广泛在用的降水观测仪器,对比两者的观测可更好地分析降水观测资料准确性。【方法】基于北京 12 个国家级地面观测站 DSC2 称重式和 SL3-1 翻斗式降水传感器的分钟降水观测数据,统计分析 2 种传感器对降水起止时间的差异。【结果】1) 关于降水开始时间和结束时间,称重式均要早于翻斗式,两者发生时间差值在 10 min 以内的比例为 80 . 8% 和 60 . 2% , 平均时间差值为 - 0 . 2 min 和 - 10 . 1 min。2) 在 2 种传感器观测时间差值超过 60 min 的降水过程中,主要为称重式早于翻斗式,采用最后第 2 次分钟降水时间修正,降水结束时间的绝对偏差可从 16 . 9 min 降至 11 . 5 min。3) 在降水强度较小的阶段,两者观测降水时间差异较大,造成差异的原因主要包括设备的沾湿误差、启动误差和降水汇集时间等。【结论】研究分析了称重式和翻斗式降水传感器在不同降水情况下对降水观测时效的差异,有助于理解各自的特点和适用场景,为不同应用场景下的传感器选择提供科学依据,同时对于促进数值预报结果检验和气象服务具有参考意义。
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2025, 49(6):106-111.
摘要:【目的】为填补 S 波段和 X 波段天气雷达在跨区域应用及集约化利用方面存在的不足,提升雷达数据的跨区域共享与应用效率。【方法】系统推动多波段雷达资料的集成应用,设计系统化的雷达产品资料收集流程,研发 X 波段天气雷达“雷圣 - X ”资料文件的标准化处理方法,解决 ROSE 索引文件重构等关键技术难题。同时,基于数据湖技术,设计资料共享服务接口。【结果】实现了湖北省内外 31 部天气雷达探测资料的实时调阅,为各级气象监测部门提供了丰富的雷达数据,显著提升雷达产品在跨区域应用中的广度与深度。【结论】研究成果于 2023 年汛期投入业务应用,经验证,其在提升跨区域应用效率和支撑气象短临监测方面有明显的效果。
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2025, 49(6):112-117.
摘要:【目的】为打破传统气象短临监测、预报的局限性,提升短临业务的精细化、智能化水平。【方法】融合多源数据研发强降雨短临预报告警产品。【结果】实现了精细化至乡镇、分钟级实时滚动更新的强降雨短临预报预警客观指导,并开发聊天机器人系统实现产品实时智能分发。系统已在贵州省级气象部门实际业务部署,省、市、县三级气象部门推广使用。对比个例,该产品发布时间平均提前实际暴雨预警信号发布时间 17 min;对比近 3 a 预警信号检验结果,发现 2024 年系统产品部署后在值班预报员响应等客观因素共同作用下,全省暴雨预警信号提前量提升 16 min、命中率提升 0 . 12% 。【结论】该文研发的强降雨短临预报告警产品及聊天机器人,提升了短临业务的精细化与智能化水平,对基层气象台站预警发布业务具有重要支撑作用。
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2025, 49(6):118-121.
摘要:【目的】为解决基层气象台站维修技术力量薄弱的实际问题。【方法】利用 DeepSeek 人工智能大语言模型深度分析和自训练技术优势,按照数据 +大模型+ 自动系统的技术路线,采用 B/S 架构部署安装 DeepSeek 人工智能大语言模型,构建故障维修知识库、规则库、站点信息表、故障情况表数据层,设计一体化平台通过 Web/微信小程序/抖音等新媒体方式链接应用端服务,实现完整闭环并提升维修时效。【结果】以贵州省黔南地区气象站点历史故障维修信息数据开展模型应用检验分析,DeepSeek 辅助气象站点维修平台智能关联分析识别准确度在 75% 以上,系统对站点历史故障、最新故障、同型站点同故障和周边站点同故障 4 个方面画像综合分析统一性达 66 . 7% , 给定的数据(故障相关情况)越多模型扩展式推理分析能力越强,给出的维修建议考虑得越周全。【结论】DeepSeek 辅助应用一定程度上降低了基层气象部门尤其是山地气象台站维护维修的难度。