暴雨雨型和极端强降水重现期是城市应对暴雨洪涝灾害的重要气象参数。利用西宁市国家基本气象站近60 a逐分钟降水资料，采用模糊识别法和数理统计法对西宁市暴雨过程进行雨型分类和特征分析，并利用耿贝尔分布、皮尔逊Ⅲ型分布和广义极值分布对11种不同历时年最大降雨极值的概率分布进行拟合，评价拟合优度，并推算各历时降雨极值重现期。结果表明：1954—2022年西宁市共出现暴雨95场，过程累计雨量为25~40 mm，暴雨日数年际差异较大，整体呈增加趋势。暴雨雨型以单峰型为主，占总暴雨场次的85.3%，主要出现在7—9月。单峰雨型中，峰值多位于降水过程的前中期；雨量高值时段为20：00—次日09：00，高频率时段为23：00—次日09：00，两者并未完全重合。不同历时降雨极值的概率分布均较好地服从耿贝尔分布、皮尔逊Ⅲ型分布和广义极值分布，其中皮尔逊Ⅲ型分布的拟合精度最高。Ⅰ类雨型中小时降雨量最大达43.7 mm，超过100 a一遇的水平，Ⅱ类雨型的最大小时降雨量达38.1 mm，超过50 a一遇水平，Ⅴ类雨型的最大小时降雨量接近20 a一遇水平，其他雨型的最大小时降雨量在2 a一遇到10 a一遇水平。通过确定西宁市暴雨雨型和雨量极值的重现期，可以为城市内涝防治和室外排水设计提供科学依据。

随着全球气候变暖的加剧，极端强降水事件发生频率明显增加，对经济社会发展及人民生命财产安全构成重大威胁。开展短时强降水的预报研究对于防灾减灾具有重要意义。基于湖北省区域自动站降水资料、短时强降水概率预报产品和中尺度高分辨率数值模式资料，采用邻域最优概率法和多模式融合技术对湖北省1~12 h短时强降水的落区进行预报与检验评估。结果表明，邻域法明显提高了中尺度数值模式对短时强降水的预报能力，其中面积邻域法的效果优于单点邻域法，CMA-MESO、CMA-SH9和WH-RUC模式的最优面积概率均为5%，最优邻域半径分别为50、60、60 km；多模式融合预报方法较单模式单点邻域法表现出明显优势，2023年、2024年4—9月短时强降水的1~12 h TS评分均表现为正技巧，分别提高0.014、0.020；改进后的多模式融合方法对短时强降水的命中率有大幅提升，尤其是在湖北省2023年8月7日和2024年6月28日的多次强对流过程预报中均有提前精准预报。

在气候变化背景下，探究关中台塬区冬小麦生长发育过程中主要农艺性状及干物质分配对增温的响应特征，对评估冬小麦的敏感性及适应性具有重要意义。本文以冬小麦品种郑麦1860号为研究对象，通过开顶式气室（Open Top Chamber，OTC）模拟增温环境，分析增温对冬小麦生长发育过程的影响。结果表明，在小麦生育期内，气室内外温度存在显著差异（p<0.05），OTC内部平均温度较外部高0.8 ℃；增温条件下，小麦各物候期平均提前6 d，且株高明显增加。返青—抽穗阶段，OTC对小麦叶面积有促进作用，而扬花—乳熟阶段，则对叶面积有抑制作用。增温促进根系生长，使单株根系长度增加37.48%，细根表面积增加35.28%，但对根系生物量有抑制作用，OTC处理组较对照组减少7.60%；增温对茎、叶和穗的干物质量均有促进作用，但乳熟期叶干物质量例外。OTC增温对冬小麦营养生长期的功能性状具有明显促进作用，但对生殖生长期的功能性状影响不显著，甚至表现出一定的抑制作用。

对层状云降水云系开展云微物理特征及可播性实时识别研究，有利于提高对层状云降水云系增雨催化潜力的认识，为人工增雨作业实时识别提供技术支撑。利用内蒙古中部地区2018—2019年8架次层状云飞机作业机载探测资料，研究该地区层状云微物理特征及人工增雨可播度特征。结果表明：层状云中云水、液态水、过冷水出现频率分别为59.97%、82.99%、70.84%；液态水含量主要集中在0.001~0.100 g·m^-3，过冷水含量主要分布在0.010~0.100 g·m^-3，具有较好的引晶催化潜力。大云粒子数浓度平均为8个·cm^-3，数浓度大于20个·cm^-3的占比14.10%；小云粒子数浓度平均为20个·cm^-3，数浓度大于20个·cm^-3的占比28.54%。云粒子数浓度总体上较小，70%以上的云粒子位于负温区。层状云中小云粒子数浓度达到15个·cm^-3时，云区具有可播度；当可播云区中大云粒子数浓度小于10个·cm^-3时，云区具有强可播度。

利用多种型号雷达产品研究阵风锋演变特征及锋后极端大风产生的物理机制，对提高灾害性大风天气的预报预警能力有重要参考意义。本文利用常规高空和地面观测资料、欧洲中期天气预报中心第五代再分析资料（ERA5）、S波段双偏振雷达资料、X波段相控阵雷达资料等，分析2023年7月10日浙江绍兴一次阵风锋及锋后极端大风过程的雷达产品特征。结果表明：此次过程发生在高低空一致的西南气流背景下，高空处于副热带高压边缘，925 hPa处于西南风风速辐合区，大气热力不稳定条件和抬升条件较好。多个对流单体合并发展成多单体风暴后，在多单体风暴的出流边界形成了阵风锋。阵风锋经历了发展、断裂、减弱3个阶段，减弱阶段在其后侧触发了新生中尺度对流带，对流带后向传播特征明显。由阵风锋产生的极大风速出现在其减弱阶段，而过程极端大风出现在阵风锋触发的中尺度对流带东移北抬过程中。产生过程极端大风的对流单体内部涡旋结构仅存在于低层800 m高度，中高层以风向、风速辐合为主。当涡旋环流减弱消亡，反射率因子核心下降，风暴低层转为下沉气流时，产生6~7级阵风。之后当风暴后侧入流再次转为上升气流，并与高层下沉气流在中层辐合，同时水平方向上也伴随中层径向辐合，表明下沉气流增强，极端大风产生。由于动量下传作用贡献较小，因此此次极端大风主要由强下沉气流造成。

深入理解分类站点的降水日变化特征，对优化和提升精准预报方法至关重要。基于2010—2019年新疆105个国家站暖季（5—9月）逐时降水观测数据，采用K-means聚类方法对站点进行分类，根据逐时平均降水量、降水频率和降水强度3个指标分析各类站点的降水特征。结果表明：新疆站点可分为南疆及荒漠区（I类）、天山山区（II类）、北疆及西天山南坡区（III类）和山谷区（IV类），聚类结果与按地理位置和地形高度划分的结果相近，但更具精细性和科学性。各类站点的累计降水量和降水时数分布相对集中，年均累计降水量分别为54、354、110和217 mm，对应的降水时数分别为67、311、118和213 h。新疆大部站点暖季降水频率的日变化呈“单峰”型，但峰值和谷值出现的时间因海拔差异有所不同；降水量和降水强度多呈“多峰”结构，其中小时降水强度大于1 mm的主要集中在II类站点，峰值出现在16：00—17：00。各类站点的降水量和降水频率均在6月最高、9月最少；降水强度的月分布和逐月日变化特征差异显著，但峰值强度无明显差异。2016年暖季的3个降水特征指标均明显高于其他年份；2010年I类站点的降水强度最大，降水量和降水频率达到次高峰，而其他类别的站点变化相对较小。

随着气候变暖和城市化进程加快，热岛效应不断加剧，在定量评估的基础上如何采取有效措施减缓热岛效应成为当前急需解决的问题。利用1961—2022年银川及周边国家级气象站年平均气温和2017—2021年夏季Landsat8卫星资料，对比分析银川城区热岛强度与城市化进程的演变关系，并针对可以有效缓解城市热环境的湖泊湿地，选取典型高温过程，定量评估湖泊湿地不同缓冲区距离的降温效果。结果表明：1961—2000年银川城区热岛效应不明显，2000年之后城区气象站年平均气温和增温速率明显高于参考站，热岛效应凸显；热岛强度与城市化水平呈显著正相关（相关系数达0.78），通过0.01的显著性检验；银川城区典型湖泊湿地在夏季高温过程中降温效果明显，尤其500 m范围内地表温度降温效应明显，其中100 m范围内地表温度下降最多（达2.5 ℃），随着与水体距离的增加，降温幅度逐渐下降，距离400~500 m范围内地表温度平均下降0.5 ℃。

国家体育场（简称“鸟巢”）及其周边3 km范围内的北京奥林匹克公园（简称“奥森”）和国家奥林匹克体育中心（简称“奥体”）区域，分别代表大型密集建筑体育场馆区、自然下垫面区域及临近大型体育场馆的3种不同地面气象探测环境。利用2020—2021年鸟巢、奥森和奥体区域自动气象站的逐时气温、降雨量、风速和风向观测资料，对鸟巢周围不同气象探测环境下的气温特征进行精细化分析。研究结果表明，与奥森站相比，奥体和鸟巢看台的年平均温度分别高出1.3、2.1 ℃，且冬半年气温差异明显大于夏半年；鸟巢内部看台区的逐月平均气温普遍高于冠顶区域，东看台年平均气温略高于西看台0.2 ℃，鸟巢半封闭冠顶结构导致的阴影遮蔽效应使其逐时温差与太阳高度角呈良好对应关系。此外，奥体与奥森站的逐时月平均气温变化趋势较为一致，但奥森站气温变化更快。研究还发现，各气象站的温差与风速和降水天气条件存在相应的关联特征。

研究浙江省极端高温天气成因可为极端高温天气的预测和防范提供科学依据。基于常规气象观测资料、欧洲中期天气预报中心ERA5再分析资料、美国国家海洋和大气管理局的向外长波辐射（Outgoing Longwave Radiation，OLR）资料及国家气候中心气候系统监测指数集逐日资料，对比分析2013、2022年夏季浙江2次极端高温事件的时空分布与极端高温特点，并建立极端高温天气学概念模型。结果表明：2次高温过程均具有覆盖范围广、持续时间长、极端性强、影响严重等特点，其中2022年高温事件的持续时间更长、覆盖面积更广，而2013年单站极端高温值更高；2022年西太平洋副热带高压（简称“西太副高”）范围更大、西伸脊点更偏西，而2013年850 hPa暖脊温度超过24 ℃的持续时间更长；2022年高温中心偏南，42 ℃以上高温主要出现在浙中南地区，而2013年极端高温主要集中在浙中北地区。西太副高偏强、偏西是造成2次极端高温的直接原因，其与南亚高压偏强、偏东形成良好对应。当200 hPa的1 252 dagpm线东伸到122°E以东，500 hPa的588 dagpm线西伸到115°E以西，850 hPa暖脊温度超过22 ℃及低层盛行弱偏南风，浙江夏季易出现40 ℃以上酷热高温天气；当浙江出现高温天气时，海洋性大陆（Maritime Continent，MC）地区一般为OLR负异常，其通过改变经向垂直环流及低频波列的传播使西太副高增强，同时与浙江同纬度的太平洋地区与中国东部地区之间的异常纬向垂直环流也有助于西太副高的加强。

山东高温天气频发，研究不同高温指数变化规律及高温天气环流背景有利于更好地防御高温天气带来的不利影响。利用1981—2022年山东省122个国家基本气象站日最高气温、日最低气温和相对湿度逐日观测资料，通过分析年最高气温、高温日数、暖夜日数和高温热浪日数研究山东高温天气变化特征，并对典型高温热浪过程的环流形势进行分析。结果表明：山东高温天气主要发生在中西部地区，半岛地区较少；年最高气温西高东低，高温日数、暖夜日数和高温热浪日数呈西多东少的分布特征，空间变化幅度略有差异。山东年最高气温、高温日数、暖夜日数、不同等级高温热浪日数呈增加趋势；不同等级高温热浪日数增加幅度从大到小依次是轻度、中度、重度；湿型高温热浪为主要类型且呈显著增加趋势。当中高纬度地区存在明显的“两脊两槽”或者“两脊一槽”环流形势，山东易发高温热浪天气，西北太平洋洋面上副热带高压异常偏强偏北，连续晴好天气的下沉气流导致气温升高和持续。

了解洞庭湖湖陆风风速在大尺度气候背景下的变化特征及其可能原因，对风能资源的开发利用、水上交通运输以及防灾减灾等有参考意义。利用1954—2021年岳阳站小时风向风速资料，采用线性倾向估计、Mann-Kendall突变检验及滑动t检验等方法，分析滨湖风速和湖陆风风速特征及长期变化趋势。结果表明：在4个时次的风向风速特征方面，02：00、08：00、20：00（北京时，下同）基本一致，均以偏东风、陆风为主，14：00则以偏西风、湖风为主，且14：00风速明显大于其他时次。年际尺度上，滨湖风速和湖陆风风速4个时次的变化趋势一致，4个时次滨湖风速和02：00、08：00、20：00陆风风速均表现为明显减小趋势，而14：00湖风风速变化不显著。月际尺度上，除20：00外，02：00、08：00、14：00均在7月风速达到峰值；14：00冬季各月以陆风为主，其他各月以湖风为主，02：00、08：00、20：00各月均以陆风为主；全年以汛期湖风风速最大。小时尺度上，2004—2021年24 h逐时风速与湖陆风风速变化趋势基本一致，陆风频率高于湖风，10：00—17：00风速较大且以湖风为主，各月09：00—18：00出现时长为3~10 h的湖风。突变检验发现4个时次风速从20世纪70年代开始显著下降，但仅14：00风速于1970年附近突变，4个时次湖陆风风速突变点在2002年或2003年。探测环境变化导致湖风风速和短时间风速增大并不能改变风速长期减小趋势，换仪器对风速及湖陆风风速影响均较小。

低层风场变化对突发性降水的形成有重要作用，其通过改变低层大气的流场结构，进而影响低层大气的稳定性及垂直运动，促使对流云发生发展。基于长安站风廓线雷达资料、地面加密观测资料、欧洲中期天气预报中心发布的第五代大气再分析资料及多普勒雷达资料，分析盛夏（7—8月）副热带高压控制下秦岭北麓3次典型突发性降水过程[2023年8月6日11：00—12：00（简称“过程Ⅰ”）、2023年7月13日00：00—01：00（简称“过程Ⅱ”）和2022年8月3日18：00—19：00（简称“过程Ⅲ”）]中低层风场的演变特征。结果表明：3次过程均发生在副热带高压配合低层冷空气侵入的环流背景下，突发性强。过程Ⅰ和过程Ⅱ低层为偏西风冷空气侵入，过程Ⅲ为偏东风冷空气侵入。降水发生前长安地区大气呈显著不稳定状态，对流层中层垂直风切变较弱，这是3次降水过程局地性强的主要原因。盛夏长安站低层风速多年平均总体呈单峰型变化，风速随高度先增加再减小，1 000 m高度以下平均风速不超过3.14 m·s^-1，小时风速存在明显日变化特征。低层风向随高度增加呈逆时针旋转，由西南风逐渐转为东南风。3次突发性降水过程发生前4~6 h，长安站低层大气存在冷空气侵入过程，且风速较多年平均明显加大。伴随低层冷空气的持续侵入，地面气温迅速下降，气压上升，对流触发，强降水产生。低层冷空气的持续侵入一方面在低层产生强烈的中尺度锋生，为突发性降水提供能量条件和触发条件；另一方面受秦岭北麓及关中盆地局地地形的阻挡作用，迫使低层冷空气强迫抬升，有利于降水增幅。

为探索深厚型高原涡和西南涡系统能否引发大气平流层-对流层之间的物质交换，利用欧洲中期天气预报中心再分析资料，详细分析了2013年6月30日深厚型西南涡和2010年7月23日高原涡过程中的动力结构、穿越对流层顶的质量通量、气块运动轨迹。结果表明：深厚西南涡和高原涡在垂直方向上具有显著的深度，其内部上升气流发展异常强烈，最高可冲破100 hPa，穿越对流层顶进入平流层；低涡形成和成熟阶段均存在较强的平流层-对流层质量交换，垂直输送项对总通量的贡献最大；异常强烈的低涡上升运动使得部分对流层空气块被输送至平流层。此结果揭示了一些新的重要事实：深厚西南涡和高原涡可引起平流层-对流层的质量交换，可能是对流层-平流层大气交换的一个新输送窗口。

研究农业干旱灾害演变特征及其与气候因子的关系，可以明确气候因子影响干旱灾害的关键期，有效减轻干旱灾害造成的损失，对提高干旱灾害风险评估技术和风险管理水平有重要科学意义。本文利用云南农业干旱灾害统计数据、降水、平均气温及有效灌溉面积等数据，首先分析农业干旱灾害时空分布特征，然后研究其与气候因子的关系，探讨干旱灾害变化的可能成因，最后构建基于关键期多气候因子的干旱灾害评估模型。结果表明：1978—2022年云南农业干旱受灾率和成灾率总体呈减小趋势，减小速率分别为0.49%·（10 a）^-1和0.09%·（10 a）^-1，在2004年和2013年左右分别发生了由少到多和由多到少的突变。2005—2013年干旱灾害较为严重，云南有14个州（市）干旱综合损失率比1996—2022年平均偏多2%~6%，2014—2022年全省大部地区农业干旱灾害减轻。云南5月降水、5月平均气温及1—3月和5—9月气象干旱对农业干旱灾害损失至关重要，其影响明显大于年尺度的同类气候要素，是影响云南农业干旱灾害的关键期气候因子。2014年以后，云南5月降水总体偏少、平均气温偏高，1—3月、5—9月气象干旱总体偏强，但农业干旱灾害偏轻，重要原因之一是水利设施增多，有效灌溉面积增加，干旱防灾减灾能力增强。基于关键期多气候因子构建的拟合模型对云南农业干旱灾害估算具有较好的效果，其拟合关系明显好于与年尺度的同类气候要素的关系。

基于气象、水文观测及NCEP/NCAR（National Center for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research）再分析数据对黄河上游主要汇流区夏季复合干热事件变化特征及其成因以及对径流的影响进行了分析与探讨。结果表明，在平均空间分布上，黄河上游主要汇流区夏季高温日数从西南到东北逐渐增多，而夏季降水量正好相反；从时空分布看，1961年以来黄河上游主要汇流区夏季高温日数呈一致增多趋势；夏季降水从长期趋势看呈一致波动变化，但2000年以后呈一致增加趋势；复合干热事件本世纪以来显著增多。在多时间尺度变化上，黄河上游主要汇流区夏季复合干热事件主要以年际和趋势变化为主。环流影响因子方面，黄河上游主要汇流区夏季复合干热事件变化受多环流因子共同影响，但在不同时间尺度上影响因子差异较大，年际尺度上西风环流、东亚夏季风、南亚夏季风、高原夏季风及北风环流的影响程度均较弱，年代际尺度上主要受高原夏季风环流影响，多年代际尺度上同时受西风环流、东亚夏季风、南亚夏季风、高原夏季风及北风环流共同影响。大尺度环流背景场上，西太平洋副热带高压偏西偏强、缺少异常的西南水汽输送及垂直场上异常的下沉运动是本世纪以来黄河上游主要汇流区夏季复合干热事件增多的主要原因。黄河上游主要汇流区夏季复合干热事件的增加会使得流域兰州站的径流量减少，而1998年以来黄河兰州段径流量的增加主要原因是降水增加。

为了克服传统气象干旱指数在计算时依赖历史同期气候概率数据的不足，本文建立了能够反映土壤干旱程度但只需当期降水量、蒸发量资料的气象干旱指数。根据土壤水分平衡方程，结合土壤干旱等级，利用干土层表土蒸发强度与水面蒸发强度关系和土壤蒸发计算方法，推导出在累积降水量-累积蒸发量坐标系中的各干旱等级临界线表达式，4条临界线表达式分别对应轻旱、中旱、重旱、特旱4个干旱等级。通过前向逐日滚动计算，将累积降水量、累积蒸发量构成的坐标点到相应临界线距离最大的点作为该临界线的最大距离点，在各临界线最大距离点中以位于最高干旱等级区且离下方最近临界线距离最大的坐标点确定干旱等级，由该坐标点到各临界线的距离构造土壤干旱等级距离指数，反映土壤干旱等级。将土壤干旱等级距离指数与土壤水分测量数据和干旱灾情记录进行比较，发现该指数变化与土壤水分变化高度负相关，与实际干旱影响有很高的一致性。土壤干旱等级距离指数具有物理意义明确、计算方便、时间尺度短等优点，对干旱监控实际业务具有重要意义。

研究桥面温度差异特征及其预报模型，可为交通管理部门提供恶劣天气预判和减少交通事故的决策依据。利用近3 a冬季武汉天兴洲大桥路段3个交通气象站逐5 min路面最低温度、气温、风速、降水等观测资料，分析了桥面与路面最低温度的逐日差异、典型个例的逐时变化特征及不同天气条件下的温度变化规律，并基于多元线性回归和反向传播（Back Propagation，BP）神经网络方法建立了桥面最低温度预报模型，采用智能网格最低气温预报产品对模型进行驱动和检验。结果表明：由于工程结构、路面材质、地理环境和环境气象要素的差异，桥面温度通常低于路面温度，且在晴天条件下二者的温差最大。桥面温度下降至冰点以下的速度更快，且低温持续时间更长。多元线性回归和BP神经网络方法均能取得较好的预报效果，BP方法更适用于对预测精度要求较高的场景，而多元线性回归方法则适合对预报准确率要求较高的应用。

研究甘肃河东地区汛期降水智能网格预报偏差特征，对提升区域降水预报预警的精准化水平和防灾减灾服务能力具有重要意义。利用甘肃河东1 766个自动气象观测站的汛期降水资料，筛选出2018—2020年264个降水个例，基于中央气象台发布的3 h智能网格降水预报数据，对预报场和实况场的连续雨区（Contiguous Rain Area，CRA）进行识别和配对，并按照命中、假警报和未命中3种情况分类分析，进一步对预报命中的CRA偏差特征进行研究。结果表明：对于预报命中的降水个例，智能网格降水预报的落区偏差以暖强迫类最大，斜压锋生类和冷强迫类次之；强度偏差以冷强迫类最大，暖强迫类和斜压锋生类次之；形态偏差以斜压锋生类最大，冷强迫类和暖强迫类次之。暖强迫类和斜压锋生类降水的落区预报偏东偏北，冷强迫类偏东偏南。3类降水预报均表现为对β及以下尺度的降水落区面积偏大，而对α尺度降水落区面积偏小。基于CRA空间检验结果，预报员可建立本地化的模式订正方案，提高智能网格降水预报的服务能力。

气候变化对农业气候资源的影响将直接作用到农业生产上，准确分析农业气候资源变化对指导农业生产具有重要意义。基于河南省113个地面气象观测站1971—2005年历史气象数据、RCP（Representative Concentration Pathways）情景模式输出的同时段模拟数据、RCP4.5和RCP8.5未来气候情景数据，选取冬小麦全生育期降水量与≥0 ℃积温，3—4月辐射总量及雨日，5月降水量、平均气温日较差、日最高气温≥32 ℃天数和辐射总量等8个气候因子，分析RCP4.5和RCP8.5情景下2021—2050年河南省优质小麦农业气候资源空间分布及变化趋势。结果表明，冬小麦全生育期≥0 ℃积温各站均表现为显著增加趋势（α=0.05），RCP4.5和RCP8.5情景下其平均气候倾向率分别为46.8~61.0和49.5~65.5 ℃·d·（10 a）^-1，其中RCP8.5情景下升温更明显；RCP4.5情景下83.2%的站点和RCP8.5情景下所有站点5月最高气温≥32 ℃天数呈显著增加趋势（α=0.05），气候倾向率分别为0.2~0.8和0.3~1.0 d·（10 a）^-1；全生育期降水量西南部站点表现为减少趋势，其余各站表现为增加趋势，但都不显著；3—4月雨日和5月辐射总量大部分站点表现为不显著增加趋势；3—4月辐射量和5月降水量表现为不显著减少趋势；河南北部和西部地区5月平均气温日较差呈减少趋势，其余为增加趋势，但均不显著。总体上看，未来农业气候资源对河南省强筋小麦种植将产生一定不利影响。

土壤墒情是重要的土壤干旱监测指标，研究其与气候变化的关系有助于揭示全球变化背景下土壤干旱的发生机制。本文基于Web of Science数据库核心数据集，对气候变化与土壤墒情关系研究主题的文献进行了分析，结果表明，1988—2023年相关文献数量呈“平稳、增长、激增”的变化趋势。其中，中国学者和科研单位发表的文献数量最多，但整体国际影响力相较美国等发达国家仍显不足。在学科分布上，研究成果主要集中于环境科学与生态学、地球科学及农林科学等领域。研究重点包括土壤-气候相互作用、土壤生态系统管理、水文气象与土壤干旱监测，以及气候数据分析与生态模型应用等方面。近年来，研究热点逐渐聚焦于前沿技术（如多源传感监测和人工智能等）在土壤干旱监测中的应用，同时，极端气候事件对不同生态系统的影响及其应对策略也成为重要研究方向。

研究甘孜州地区多年植被覆盖变化与气候因子的关系，可以增进对该区域生态环境发展和生态结构变化的了解，对甘孜州生态保护有重要意义。基于2003—2022年MODIS（Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer）-NDVI（Normalized Difference Vegetation Index）数据，使用趋势分析、Hurst指数等分析甘孜州近20 a植被覆盖变化，利用与植被指数存在明显关联性的温度和降水数据，分析植被覆盖变化与气候因子的关系。结果表明，植被覆盖分布与海拔和流域存在一定关联，研究时段内甘孜州NDVI整体呈上升趋势。过去20 a，甘孜州植被覆盖上升区域约占其总面积的67.83%，且有25.37%的区域或将保持与当下相同的演化趋势。降水和温度的空间分布存在区域差异，降水在夏季有明显起伏变化，这与当地夏季受青藏高压影响存在一定联系；降水和温度影响可解释研究时段内区域植被覆盖变化的70%，且温度对植被覆盖变化的贡献高于降水。

研究气候变化和人类活动对黄河干流甘肃段植被的影响，对于黄河流域生态安全建设有一定意义。基于黄河干流甘肃段中分辨率成像光谱仪（Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer，MODIS）归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index，NDVI）、18个地面气象观测站的降水和气温数据，采用线性趋势分析、偏相关分析、残差分析等方法，对黄河干流甘肃段2001—2020年NDVI时空变化特征及气候变化和人类活动对NDVI变化的贡献度进行了定量分析。结果表明：黄河干流甘肃段2001—2020年NDVI增长速率为0.05·（10 a）^-1，其中2001—2010年为缓慢上升阶段，增长率为0.04·（10 a）^-1，2011—2020年为快速上升阶段，增长率为0.08·（10 a）^-1；近20 a黄河干流甘肃段植被生态整体呈良性发展，植被改善区位于临夏回族自治州中北部、兰州市及白银市东南部地区。研究区内对NDVI变化起主导作用的气候因子各有不同，甘南州大部NDVI与气温的正相关性更高；临夏州北部、兰州市及白银市NDVI与降水量的相关性更显著。黄河流域甘肃段植被变化是气候因子和人类活动共同作用的结果，2001—2020年气候因子对NDVI变化的贡献度为75.27%，人类活动贡献度为24.73%，气候因子仍是黄河流域甘肃段植被变化的主导因素，但人类活动对植被变化的影响程度逐渐加深。

研究近云区湍流对于提高飞机颠簸预报能力，保障航空运输安全具有重要意义。利用WRF（Weather Research and Forecasting）V4.3.1模式对我国福建省上空一次中等强度近云区湍流事件开展高分辨率数值模拟，对天气尺度背景和颠簸指数进行检验，分析此次湍流事件的形成原因；借助不考虑湿过程的敏感试验，研究云系演变对湍流产生的影响机制。结果表明：此次湍流事件主要受东南沿海地区冷高压外围低层云区影响，高层南支急流逐渐向东移至湍流区上方，垂直风切变较强，伴有对流层顶折叠现象。高分辨率模拟能够合理再现湍流期间环流背景。颠簸指数（Ri数和NCSU1）对本次湍流事件的强度和位置有较好的指示作用。湍流区附近的惯性不稳定与湍流耗散动能（Turbulent Kinetic Energy，TKE）大值区均分布在云区周围，受云区影响，湍流区内纬向风增量自南向北逐渐增强，经向风增量自西向东减弱，贡献了负绝对涡度，云顶高度附近的上升气流影响了上方湍流区局地风场；下沉气流经云顶与饱和湿空气混合稀释，引起惯性不稳定，最终导致湍流事件发生。而无云时湍流区TKE消失，垂直风切变减弱，两种颠簸指数也未能诊断出湍流事件。

移出高原低涡多引发青藏高原下游地区大范围的暴雨等灾害性天气，针对移出型低涡在移出高原后为何发展或减弱的问题，基于1990—2019年暖季（5—9月）高原低涡数据库、欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts，ECMWF）ERA5再分析资料和热带测雨TRMM（Tropical Rainfall Measuring Mission）卫星反演的3B42降水资料，采用气象统计分析、天气学分析和诊断分析等方法，针对移出型高原低涡的发生规律、环流特征及移出发展型和移出减弱型两类低涡典型个例发展机制的异同进行了探讨。结果表明：近30 a来移出型高原低涡频数呈现弱增多趋势，平均每年有6.5次，其中5月移出型低涡最多。根据初生位置分为西部涡、中部涡和东部涡，西部涡的主要源地集中在狮泉河和改则北部，中部涡主要在申扎北部及沱沱河一带，东部涡源地为杂多与曲麻莱一带，其中东部涡最多且移动路径以偏东为主。200 hPa南亚高压范围较大、强度较强，加强了高层的水平辐散及垂直上升运动；500 hPa西太平洋副热带高压较弱，对低涡移动的阻挡作用减弱，均是促使低涡发展东移的原因。移出型高原低涡分为发展和减弱两种类型。对比分析发现，在低涡东移过程中，移出发展型低涡冷暖平流交汇清晰、锋生作用增强，位涡在水平方向上呈西南—东北带状分布，有东传现象，垂直方向上高空正位涡下传明显；移出减弱型低涡多维持暖心结构，移出高原后低涡逐渐脱离位涡大值区，高空正位涡下传趋于不明显。移出发展型低涡降水出现在低涡中心及其南侧，降水强度较强、范围较大；移出减弱型低涡降水强度较弱、范围较小。

为加深对极端暴雪的认识，揭示异常影响因子导致极端暴雪的可能性，利用气象观测资料和再分析资料，对2021年2月24日和2月27日至3月1日（分别简称“过程Ⅰ”和“过程Ⅱ”）山西两次大暴雪天气过程的极端性进行对比分析。结果表明：过程Ⅰ是一次对流性暴雪过程，由高原槽、地面倒槽和回流的共同作用引起；强烈的西南暖湿急流在“冷垫”上迅速爬升和对称不稳定共同导致潜在不稳定能量快速释放，造成过程降水范围集中、降雪强度大、持续时间短；过程中，冷空气迅速侵入，降水相态由雨迅速转为雪。过程Ⅱ是以稳定性为主的降雪过程，受高空槽、地面气旋和倒槽共同影响；在系统性冷空气侵入过程中，形成降水范围大、持续时间长的极端暴雪过程；此次降雪过程降水相态变化复杂。两次过程在降水开始前，环流形势、水汽输送机制、不稳定机制和上升运动分布特征存在显著差异。过程期间，局地比湿、700 hPa能量和上升运动均较历史同期异常偏大，这是极端天气出现的重要原因之一。两次过程降水中心均位于降水前6~12 h异常物理量中心的下游，水汽输送和湿层增厚也对降水开始时间有一定指示意义。降水相态的转换与温度的垂直分布和锋面结构密切相关。

使用不同的气候态时段意味着对气象要素、气候事件的异常状况及其变化特征评价结果的改变，这对气候监测预测业务具有实质性的影响。利用1981—2021年宁夏国家级气象站气温和降水量观测数据，对比分析1981—2010年（旧气候态时段）与1991—2020年（新气候态时段）的气温和降水特征差异，并探讨了这些要素的极端性特征变化。结果表明，相比旧气候态时段，新气候态时段宁夏年均及四季平均气温普遍偏高，特别是春、夏、冬3季的平均气温增幅较明显，异常偏高（低）的频率相应增加（减小）；银川市、吴忠市西部和中卫市北部为气温增幅大值区；极端最高（低）气温强度总体增强（减弱）、频率增加（减小）；夏季各地极端高温阈值提高、强度增强，中北部地区尤为突出，而冬季大部地区极端低温强度减弱，但局地极端低温变幅较大。新气候态时段的年均及夏、秋、冬季平均降水量均多于旧气候态时段，其中夏、秋季降水量异常偏多频率增加，春、冬季则相反，各季降水量异常偏少的频率有不同程度的下降；季节降水空间差异明显，夏、秋季降水普遍增多，春、冬季则表现为“北减少、南增多”的格局；春、秋（夏、冬）季极端降水总体趋强（弱），但极端性降水事件趋少（多）；夏季极端降水的阈值和强度差异在南北地区较大、中部较小，石嘴山市的极端性降水明显增加。