随着全球变暖，旱涝异常的强度和频率不断增加，为增进对旱涝异常转换事件的认识，提高西北地区东部降水预测水平，利用1979—2020年我国西北地区东部逐月降水、海表温度（Sea Surface Temperature， SST）数据以及NCEP/NCAR环流再分析资料，通过建立旱涝转换指数，对西北地区东部春、夏季旱涝转换环流特征进行分析，并围绕大西洋SST异常对其可能产生的影响进行探讨。结果表明：西北地区东部旱转涝年，春季极涡偏弱，乌拉尔山阻塞高压偏强，东亚大槽偏深，西北地区东部受西北干冷气流控制，降水易偏少；夏季上游低值系统活跃，南亚高压偏强，西太平洋副热带高压偏强、偏西，西北地区东部受副热带高压和上游低槽系统共同影响，且有暖湿气流，降水易偏多，涝转旱年情况相反。上年冬季至当年夏季，大西洋类“三极子”型的SST异常是造成季节间降水明显差异的关键因子，旱转涝年春季大西洋类“三极子”负位相的SST状态激发出一支纬向型遥相关波列，经欧洲中西部、巴尔喀什湖地区东传至我国东北至日本海一带，此时中高纬环流形势有利于西北地区东部降水偏少；夏季SST异常激发的波列强度减弱、位置西移，中高纬关键环流系统的强度和位置较春季明显调整，转为有利于研究区降水偏多的环流形势，涝转旱年相反。
为加强多源闪电数据在干旱区的融合应用，利用新疆民航三维地基闪电探测系统（3-Dimension Lightning Location System，3-DLLS）、全球闪电定位网（World-Wide Lightning Location Network，WWLLN）和气象部门ADTD（Advanced Time of Arrival and Direction System）、FY-4A闪电成像仪（Lightning Mapping Imager，LMI）等多源闪电资料，针对新疆地区2019年11次典型雷暴过程，开展FY-4A LMI探测性能的初步评估，并结合FY-4A云顶温度（Cloud Top Temperature，CTT）资料，详细分析2019年7月21日强雷暴过程的闪电特征，探寻CTT与闪电活动的相关关系。结论如下：（1）FY-4A LMI闪电“组”（LMI Group，LMIG）数量约为3-DLLS的1/5、WWLLN的1.02倍、ADTD的1/3。白天，在太阳背景光影响下FY-4A LMI的探测效率有所下降，即使日出后雷暴系统有所加强，但LMIG数量并无增加趋势。（2）在2019年7月21日强雷暴过程中，3-DLLS探测的闪电时空分布与ADTD重合度较高，而WWLLN的闪电定位与前两者在时空上存在一定偏差，这主要是各系统的探测原理（WWLLN主要探测的是强地闪，ADTD主要监测地闪回击，而3-DLLS探测的是全闪）及测站布局和数量不同所致。（3）在强雷暴过程不同发展阶段，闪电发生区域的FY-4A CTT值差异较大，初始阶段、旺盛阶段和消散阶段闪电区域对应的CTT值分别为260~280 K、230~240 K和240~260 K。
根据乌鲁木齐河流域7个国家气象站和20个自动气象站2013—2021年植被生长季（5—9月）逐日降水量资料，分析植被生长季乌鲁木齐河流域降水量、降水日数、不同量级降水及其贡献率随海拔变化特征，以期为流域的水资源利用、生态环境治理及保护提供一定参考。结果表明：乌鲁木齐河流域植被生长季降水量和降水日数均随海拔升高呈波动增加趋势，分别以17.4 mm·（100 m）-1、2.85 d·（100 m）-1速率增加，其中生长季降水量以海拔1 000 m左右为分界，海拔依赖性由弱转强，在海拔约1 200 m和2 000 m出现降水高值带，并且降水高值带呈现由低海拔山地逐渐抬升至中高山带而后回落的变化规律；降水日数高值地带始终在中高山带（海拔高于1 800 m），且具有较强稳定性。植被生长季降水日数与降水量的月际特征有较好的一致性，均随海拔升高而增加，海拔2 200 m以下区域，6月的降水量和7月的降水日数随海拔升高增速最显著，分别以4.8 mm·（100 m）-1、0.72 d·（100 m）-1的速率增加，二者均在9月增速最不显著，分别为1.1 mm·（100 m）-1、0.37 d·（100 m）-1。流域植被生长季仅小雨、中雨和大雨发生次数具有较强的海拔依赖性且不同强度降水的贡献率与海拔无明显关联。
为预估黄河流域宁夏段不同地区未来气候特征及其变化趋势，利用宁夏区内19个国家气象站观测资料和CMIP6（Coupled Model Intercomparison Project 6）模式数据，在检验CMIP6模式对宁夏气温模拟能力的基础上，对不同情景下宁夏引黄灌区、中部干旱带和南部山区未来气温变化进行预估。结果表明：（1）CMIP6大部分模式对黄河流域宁夏段年平均气温模拟能力较好，空间相关系数为0.603~0.930，时间相关系数为0.381~0.782，多模式集合优于单个模式模拟效果。（2）在SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0、SSP5-8.5 4种情景下，预计2021—2099年黄河流域宁夏段年平均气温均呈明显增温趋势，增温速率为0.09~0.68 ℃·（10 a）-1。不同情景下增温速率差异明显，SSP1-2.6情景下呈减小趋势，SSP2-4.5情景下先增后减，SSP3-7.0情景下呈“增大、减小、增大”特征，SSP5-8.5情景下呈增大趋势。（3）预计4种情景下21世纪30年代引黄灌区、中部干旱带和南部山区年平均气温分别达10.91~11.29、9.48~9.87、7.47~7.84 ℃，21世纪60年代分别达11.46~13.21、10.00~11.75、7.97~9.66 ℃。
研究秦淮河流域气象水文要素变化特征及径流变化归因对该流域水旱灾害防御工作具有重要指导意义。利用秦淮河流域气象水文观测数据和遥感资料，采用β-z-h三参数综合指示法、联合突变检测法等分析该流域气象水文序列时空变化趋势、变异点和变异度，采用弹性系数法定量评估气候变化和人类活动对径流变化的贡献率。结果表明：（1）秦淮河流域年平均气温和年径流深呈显著增加趋势，且未来仍将保持显著增长趋势；年降水量和参考作物蒸散量呈不显著增加趋势，且未来仍将维持微弱上升；年平均相对湿度呈显著减少趋势，且未来仍将维持显著减少。年降水量未发生变异，年平均相对湿度在2004年发生巨变异，年平均气温在1994年发生强变异，年参考作物蒸散量在2003年发生中变异，年径流深在2002年发生弱变异。（2）基准期（1981—2002年）和变化期（2003—2019年）秦淮河流域径流深与降水量呈显著正相关，与参考作物蒸散量、下垫面指数呈负相关；变化期较基准期参考作物蒸散量和下垫面指数弹性系数增大，而降水量弹性系数减小，下垫面指数的变化对径流增加贡献量较大（91.20%），表明人类活动引起的下垫面变化是径流增加的主要因素，起正贡献作用。秦淮河流域城市发展应充分考虑土地利用和覆被变化的水文效应，一方面保护滞蓄能力较强的耕地和林地，另一方面关注气候变化带来的防洪压力。
气候变暖背景下全球干旱风险升高，而对气候变化高敏感的中国西北干旱半干旱区尤为突出，严重制约着区域经济的可持续发展，科学开发空中云水资源是解决该区域水资源短缺的有效途径。利用甘肃永登国家气象观测站地基多通道微波辐射计资料和常规气象观测资料，研究祁连山东段大气水汽和液态水的时空分布及不同性质降水前演变特征。结果表明：（1）受大气环流、地形、边界层及局地和区域天气气候条件等多因素影响，祁连山东段98%以上的水汽集中在6.0 km以下，大气水汽密度随高度下降，液态水含量则随高度先增后减。降水天气背景下，水汽密度及液态水含量明显增大，且液态水含量最大值出现高度有所降低。（2）水汽及液态水存在明显的季节变化，夏季大气可降水量远大于冬季，夏季液态水垂直伸展高度及最大值出现高度均大于冬季。（3）水汽及液态水日变化明显，且存在季节差异。水汽日峰值出现在下午至傍晚，谷值出现在清晨至中午；夏半年峰值及谷值出现时间较冬半年迟，且峰谷值变化幅度更大。液态水垂直伸展高度白天高于夜间，且夏半年垂直分布较冬半年深厚。（4）大气可降水量存在10~20 d和8 d左右的主周期，夏、秋季4~7 d和21~32 d的周期变化也比较明显。（5）不同类型降水前水汽及液态水均存在跃增现象，但跃增量、跃增时间及高度存在差异。其中，7—8月积层混合云降水前跃增时间最早，积云降水前跃增量最大、跃增高度最高，而暖云降水前跃增高度明显偏低。
基于2016—2021年湖北多普勒雷达及加密自动气象站资料，对湖北雷暴阵风锋特征进行分析。结果表明：（1）湖北阵风锋主要出现在6—8月，占总数的96%，其中8月最多；一天中主要发生时段为15：00—18：00（北京时，下同），峰值在17：00；大多数阵风锋持续时间为1.5~3.0 h；产生阵风锋的母雷暴中35%为多单体雷暴，40%为多单体雷暴群，25%为飑线。（2）阵风锋主要有5个生成区域，分别为省外、鄂东北、江汉平原、鄂西北的襄阳和鄂西南的宜昌，相同区域生成的阵风锋移动方向有较好的规律性。鄂东北生成的阵风锋最多，占总数的33%。（3）不是所有母雷暴及其阵风锋都能引发地面大风，69%的母雷暴和9%的阵风锋产生的地面极大风速大于等于17.0 m·s-1。在多单体和多单体雷暴群中，母雷暴的回波强度越强，母雷暴及其阵风锋产生的地面大风概率越大，阵风锋产生的地面风速强度与其回波强度、空间尺度关系不大。（4）阵风锋有较强对流触发能力，91%的阵风锋在其后部、附近和前侧触发对流单体。母雷暴与其阵风锋反馈作用不同，对流触发与阵风锋的相对位置有差别，正反馈型大多在阵风锋后部触发对流，负反馈型在阵风锋后部、附近和前侧均可触发对流，29%的触发对流回波强度大于等于55 dBZ。35%的阵风锋与周边已有雷暴合并发展形成合并型阵风锋，此型在鄂东北发生次数最多。
为了提升高速公路沿线低能见度预报预警能力，本文利用连霍高速公路陕西段沿线10个交通气象观测站逐时观测资料和欧洲中期数值预报中心ERA5逐小时再分析数据，分析公路沿线低能见度分布特征，探究低能见度与其他气象要素的关系。结果表明：1月是连霍高速公路陕西段沿线低能见度天气高发月份，而2月低能见度天气最少；一日中00：00—10：00（北京时，下同）低能见度出现次数最多，其中0~50 m的低能见度主要出现在05：00—06：00；低能见度持续时间较短，多在2 h以内，最长持续17 h。兴平到常兴段、陈仓段低能见度天气较多，是日常交通气象服务需要重点关注的路段。低能见度与各气象要素的关系分析发现，0~5 ℃的气温、90%以上的相对湿度、1.0 m·s-1以下的风速且处于东北风至东风条件下低能见度出现次数最多。夏季和冬季低能见度多与降水天气有关，低能见度通常出现在降水过程中或过程后，这种低能见度天气均在天气系统影响时出现，较辐射降温引起的低能见度持续时间更长、范围更广。各季节低能见度形成时的相对湿度不尽相同，冬、夏、秋季低能见度天气的相对湿度较高，而春季低能见度天气的相对湿度较低。
边界层参数化方案是造成数值模式预报误差的重要来源之一，筛选适用于环渤海地区台风暴雨模拟的边界层参数化方案，可为该地后续业务应用及科研工作提供参考依据。应用WRFV4.3模式中的8种边界层参数化方案（ACM2、BouLac、GBM、MYJ、MYNN、QNSE、UW、YSU），对2021年第6号台风“烟花”北上阶段造成的暴雨过程进行数值模拟试验，对比分析不同边界层参数化方案对暴雨模拟结果的影响，并基于ERA5资料进行边界层热动力结构的模拟效果检验。结果表明：（1）各方案对台风北上阶段的降水（24 h累积降水量、累积降水极值和位置、降水ETS评分、小时最大降水量以及逐小时10.0、20.0 mm降水的落区分布）模拟结果表现出明显差异，对路径的模拟差异主要体现在模拟时段的中后期。（2）局地闭合的BouLac方案对于10.0 mm以上量级24 h累积降水量的ETS评分表现最优，而非局地ACM2方案所模拟的24 h累积降水量在25.0、50.0、100.0 mm以上量级降水的ETS评分均为最优，且累积降水极值、区域平均24 h累积降水量以及小时最大降水量均值等也与ERA5资料较为接近，在环渤海地区海陆共存的下垫面背景下，ACM2方案是最适合台风“烟花”暴雨过程模拟的参数化方案。（3）与其他方案相比，ACM2方案对于边界层高度、位温和水汽混合比垂直廓线的模拟与实况最接近，这是ACM2方案对大雨以上量级预报较为准确的原因。（4）各方案模拟的700 hPa垂直速度基本决定了小时最大降水量的变化趋势以及区域平均24 h累积降水量的相对大小。
基于济南S波段双偏振多普勒天气雷达（CINRAD/SA-D）探测资料，并结合区域自动气象站以及常规观测资料，对2020年8月5日和6日山东两次极端强降水风暴环境条件进行对比分析，并重点分析莘县王庄集和兖州大安风暴的双偏振参量特征。结果表明：两次极端强降水天气均具有较高的K指数和较大的对流有效位能（Convective Available Potential Energy，CAPE），湿层厚，垂直风切变中等偏弱，但6日强降水低层垂直风切变和相对风暴螺旋度明显偏强。风暴气流结构有明显差异：王庄集和大安风暴分别表现为倾斜上升和气旋性旋转气流结构，前者风暴顶辐散强而后者较弱，从而导致前者风暴顶高度及差分相移率（KDP）柱高度较高。不同高度微物理结构有差异：-10 ℃层高度之上，两者以固态粒子为主，而王庄集风暴含有更加深厚、丰富的霰粒子，-20~-10 ℃层还有一定浓度较小的液态粒子；-10 ℃层高度以下，两者以浓度较高的液态粒子为主，而王庄集风暴含有一定数量的冰相粒子。风暴低层测站周围差分反射率（ZDR）、KDP和相关系数（Correlation Coefficient， CC）大致相当，ZDR适中，粒子大小适中，KDP和CC较大，风暴降水主体液态雨滴浓度较高，含水量丰富，从而产生高强度降水。
利用雷达、降水及探空资料对2015—2020年海南岛昌江霸王岭及五指山毛阳试验点的暖云吸湿性焰条催化试验在不同月份及天气系统影响下的增雨效果进行评估并通过选取典型个例研究催化过程的物理响应特征。结果表明：南海低压槽和华南沿海槽影响下的催化试验整体增雨正效果较明显，平均绝对增雨量均超过未催化组2.00 mm。7、8、9月暖云催化试验均能展现出不同程度的增雨正效果，其中8月催化试验平均绝对增雨量最高，达4.71 mm。海南岛2个试验点总催化样本平均绝对增雨量0.73 mm，平均相对增雨率13.52%，平均增水量39.73万m3。由典型个例的物理检验中发现，催化后0.5 h是一个关键时刻，即催化云和对比云的几乎所有物理检验指标约在催化后0.5 h后拉开差距。
为了探究银川市大气边界层逆温特征和影响因素及其与冬季PM2.5污染的关系，利用2015—2020年银川气象站探空、地面气象观测资料及银川市空气质量监测数据，在分析银川市大气边界层逆温及地面气象要素特征基础上，以冬季为研究时段，探讨逆温与地面气象要素对PM2.5污染的影响。结果表明：（1）银川市清晨大气边界层较傍晚更易出现逆温，且逆温多为贴地逆温，贴地逆温较悬浮逆温强度大、厚度小；逆温频率和厚度冬季最大、夏季最小，逆温强度秋季最强、夏季最弱。（2）冬季晴天，地面平均风速1.0~1.5 m·s-1、相对湿度30%~60%的气象条件下易出现逆温。（3）贴地逆温是影响冬季PM2.5污染天气的主要气象因素之一，当逆温厚度超过596 m、强度超过1.4 ℃·（100 m）-1时，易出现PM2.5污染天气，且随着逆温厚度增大、强度增强，污染加重。（4）冬季PM2.5污染天气下，清晨天空状况多为晴天，通常地面平均风速小于1.3 m·s-1、相对湿度大于54%，且随着湿度增大污染加重。（5）边界层高度与PM2.5质量浓度存在显著负相关，边界层高度越低，PM2.5污染越重。
为了探明气温与呼吸系统疾病住院人数的关系，合理实施辽宁省县域城市疾病预防预警，基于2016—2018年辽宁省北票市和西丰县两县域城市的逐日气象观测资料和呼吸系统疾病住院病例资料，分析当地呼吸系统疾病住院就诊人数的季节分布特征及其年龄分布特征。在此基础上，采用广义相加模型（Generalized Additive Model，GAM）和分布滞后非线性模型（the Distributed Lag Non-linear Model，DLNM）探究了气温对呼吸系统疾病住院人数的影响，并按性别、年龄分层建模，使用归因分值（Attributable Fraction，AF）量化了暴露在特定气温（极端低温、中度低温、中度高温、极端高温）范围内的患病风险。结果表明，两地呼吸系统疾病住院人数全年峰值出现在冬春季，患病人群以少儿和老年人群居多。北票市、西丰县人群的最适宜气温分别为26.2、22.2 ℃；气温对呼吸系统疾病患病的影响以低温滞后效应为主，高温存在即时效应但并不显著。北票市和西丰县分别有27.0%（95%置信区间为20.3%~32.9%）和29.0%（95%置信区间为22.1%~35.0%）的呼吸系统住院人数归因于气温，且患病风险主要以中度低温为主，北票市和西丰县患病归因于中度低温分别占25.9%（95%置信区间为19.5%~31.5%）和28.1%（95%置信区间为21.5%~33.9%）。就年龄分布而言，与成年组相比，少儿组和老年组中归因于中度低温的患病百分比均较高，此外老年组对极端低温也较敏感。就性别而言，女性比男性更容易受低温影响。辽宁省两县域城市的气温对不同人群的影响不同，气温对女性与老年居民造成的发病风险较大。
基于2010—2020年地面日降水量资料、高空观测资料以及ERA5（0.25°×0.25°）逐小时再分析资料，对影响陕西的西北涡暴雨天气过程进行统计，并对有无台风影响下西北涡暴雨天气特征进行对比分析。结果表明：陕西西北涡暴雨多发生在7—8月，陕北为暴雨多发区，西北涡暴雨夜雨特征明显；有台风影响时暴雨强度更强，落区比无台风影响时偏北2个纬度。造成陕西暴雨的西北涡位于西太平洋副热带高压脊线北侧7~8个纬度处，西北涡具有低层辐合、高层辐散的动力特征，地形强迫抬升加强了西北涡上升运动，低层水汽输送和水汽辐合为西北涡暴雨发生提供了有利条件。台风影响时，副热带高压偏西偏北，台风外围水汽、能量随着西南低空急流向西北涡输送，西北涡低层呈对流不稳定，高空槽前正涡度平流及高空急流右侧强辐散促使西北涡发展加强，低涡东侧和南侧强上升运动触发不稳定能量释放，在陕北形成强锋区，锋生进一步增强了低涡东侧与南侧垂直运动，造成该区域大暴雨；无台风影响时，副热带高压偏东偏南，西南风风速较小，水汽输送较弱，高原槽前西南风将孟加拉湾和南海水汽向陕西输送，西北涡低层大气层结稳定，低涡中心南部为强上升运动区，冷暖空气在陕西中南部交汇，产生分散的弱锋区，造成低涡中心南部暴雨天气。
2021年7月5日下午至夜间，京津冀中部地区陆续出现短时强降水、雷暴大风、小冰雹等混合型强对流天气，基于地面区域自动气象站、多普勒雷达、FY-2G气象卫星、微波辐射计以及欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts，ECMWF）第五代大气再分析资料ERA5等多源资料，重点对此次短时强降水形成的大气环境条件和中尺度特征进行探讨分析。结果表明：此次短时强降水、雷暴大风和局地小冰雹的混合型强对流天气发生前即显现出良好的水汽条件，低层和中层的水汽通量强辐合早于降水1~2 h出现，整层大气可降水量在强抬升作用下不断累积；垂直假相当位温（θse）能量锋区的形成，“上干下湿”不稳定层结的维持，0~6 km强垂直风切变以及对流有效位能（convective available potential energy，CAPE）、K指数、SI增强等条件的建立，为强对流的爆发创造了热力、动力和不稳定环境；高空槽东移携带干冷空气南下与低空暖舌共同形成的不稳定层结，为强对流天气的出现提供了天气尺度上升运动；下午时段出现的强对流较夜间能量释放更大，高强度的降水导致局地气温骤降，冷池效应更明显，其南移过程中与强降水落区对应，冷池边界的地面辐合线为中尺度触发系统；云底高度迅速下降、云底红外亮温骤增预示着强对流云团形成，云体东南边界清晰的暗影表明积雨云强烈发展。大尺度天气系统背景下，对中尺度系统深入分析得到的重要特征可用于强对流天气的短临预报预警。
地处华北地区的河北、山西等地2017年春季发生较严重干旱，对农作物播种及生长造成一定影响，开展人工增雨作业有利于缓解旱情、减轻旱灾影响。为科学、精准地开展人工增雨作业，利用云降水显式预报系统（Cloud and Precipitation Explicit Forecast System， CPEFS_v1.0）结合实况资料，对2017年5月22—23日发生在华北地区的一次典型低槽冷锋云系降水过程进行研究，选择河北邢台站为代表研究不同降水阶段云系结构和增雨条件。结果表明，当邢台处于地面冷锋之后、700 hPa槽前时，因锋面抬升出现较强降雨，10 min雨量最大超过2.0 mm，此阶段850 hPa以下水汽通量大于21 g·hPa-1·cm-1·s-1，随着云砧移过邢台，云系由冰雪晶组成的高层冷云转变为冷暖混合云，低层云水、中层过冷水和霰的混合比均明显较高，霰的融化、雨滴碰并云滴是降雨形成的主要过程；当邢台处于700 hPa槽后、500 hPa槽前时，降水转变为由深厚层云形成的小雨，此阶段中低层水汽、云水含量明显减小，上升运动主要出现在冷区且明显减弱，云系依旧为冷暖混合云，但过冷水及霰的含量降低，降水主要由霰的融化产生；500 hPa高空槽过境之后降水逐渐消散。增雨可播时间主要出现在锋面抬升强雨期、深厚层云小雨期，可播高度位于4.0~7.9 km，强可播区在4.0~5.5 km高度且含有充沛过冷水的区域。
台风“摩羯”在2018年8月14日凌晨从安徽北部转向进入山东，业务预报模式对路径转折的预报存在较大偏差。本文利用欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts，ECMWF）集合预报和ECMWF第五代大气再分析资料ERA5对“摩羯”路径转折进行预报和诊断分析。结果表明：台风路径转折受到大尺度引导气流和台风本身结构共同影响。ECMWF的大部分集合成员没有预报出台风路径转折，主要是因为预报的西太平洋副热带高压（简称“西太副高”）位置比实况偏西。在模式前期预报中，西太副高偏西的特征比台风实际转折时间早30 h，在业务预报中可以通过西太副高位置的订正对台风路径进行向东订正。在台风路径转折前，整层大气高能区和200 hPa辐散大值区分布与转折趋势一致，对台风路径转折预报具有指示意义。台风路径转折发生在整层大气高能区中心轴线和300 hPa强增温中心轴线方向变化约18 h后。轴线方向的变化对转折时间预报具有指示意义。尺度分析结果显示，上述物理量的风暴尺度分量对台风路径转折具有指示意义。
基于1961—2020年贵州省84个地面气象观测站的冰雹天气观测资料，分析贵州冰雹的时空分布特征，并对首末次降雹时间、冰雹直径、持续时间等开展讨论，最后提出人工防雹的建议。结果表明，贵州年平均冰雹日数空间分布不均，呈现西多东少、中部多南北少的特征；近60 a冰雹日数呈显著（P<0.01）减少趋势；每年2—5月是贵州降雹频发月份，占全年雹日的85.0%；雹日中14：00至次日02：00是降雹的多发时段；近60 a贵州冰雹首次出现的平均时间从2月下旬至5月中旬自东向西推进，而末次出现平均时间从3月下旬至7月下旬自东向西依次结束；冰雹直径以中冰雹出现的频率最大达68.9%，一次冰雹的持续时间主要集中在10 min以内。因月季变化、日变化、首末次冰雹出现时间均存在明显地域差异，各地开展防雹工作时应充分掌握本地的冰雹规律，合理安排人工防雹各项工作。
中国北方向日葵种植区域主要位于干旱区和半干旱区，产量受干湿条件制约，气候变化背景下水热资源变率大，对产量形成带来一定影响。利用中国北方向日葵种植区域296个气象台站逐日观测数据，基于降水量和作物蒸散量计算的湿润指数、标准化降水蒸散指数（SPEI），分析1961—2020年向日葵生长季干湿状况时空变化特征，并利用敏感性和贡献率法分析气候变化背景下主要气象因子对作物蒸散量的影响，探讨干湿状况变化成因。结果表明：中国北方向日葵生长季干旱频率总体表现为由西向东递减的空间分布特征，其中北疆、宁夏北部及内蒙古西部干旱频率较高。近60 a向日葵种植区生长季降水量和蒸散量均呈下降趋势，SPEI在1980年前后发生突变，较突变前（1961—1980年）相比，1981—2020年轻、中、重旱频率分别下降5.63%、4.41%、2.49%。不同区域干湿状况变化存在明显差异，其中内蒙古赤峰、辽宁南部和华北平原等地区气候呈暖干化趋势，内蒙古西部和新疆等地气候变湿。近60 a向日葵生长季温度和相对湿度变化增加了作物蒸散量，但日照时数和风速变化减少了作物蒸散量，55.39%的站点风速和日照时数对作物蒸散量的贡献率大于温度的贡献率，导致作物蒸散量减少。
干旱是影响广西喀斯特地区植被的最主要气象灾害，选择合理的遥感植被参数能更客观地反映干旱对植被的影响。本研究选择植被覆盖度（fractional vegetation cover， FVC）和净初级生产力（net primary productivity， NPP）分析喀斯特地区不同地形条件下和不同林种FVC和NPP对标准化降水蒸散指数（standardized precipitation evaportranspiration index， SPEI）的响应差异，为喀斯特地区植被干旱影响定量化评估提供科学依据。结果表明：（1）喀斯特地区FVC和NPP对SPEI响应具有明显季节性差异， FVC和NPP对SPEI的响应一致性在春季最高，夏季次之，秋季差异最大。（2）不同林种FVC和NPP在年尺度上对SPEI响应差异小，但季节尺度响应差异大。年尺度上，FVC和NPP对SPEI响应敏感性大小分别为经济林>桉树类>松树类>阔叶林>杉木类>灌木林>竹林、经济林>松树类>桉树类>阔叶林>杉木类>灌木林>竹林， FVC和NPP对SPEI响应均以经济林最敏感，竹林最不敏感。季节尺度上，仅少部分林种具有相似性，夏季桉树类、秋季阔叶林的FVC和NPP对SPEI响应敏感性均最低，冬季桉树类的FVC和NPP对SPEI响应敏感性均最高。（3）不同地形条件下植被对SPEI响应也具有差异，但较不同林种小。年尺度上，FVC和NPP对SPEI响应敏感性分别为平原>山地>高山、平原>高山>山地，两者对SPEI响应的敏感性在平原地区均最高。季节尺度上，不同地形条件下FVC和NPP仅在夏季和冬季对SPEI响应敏感性大小有差异，夏季FVC对SPEI响应为平原>山地，冬季FVC对SPEI响应为平原>高山，NPP则相反。
了解广东省干旱特征对于减少旱灾损失具有重要意义。基于1971—2020年广东省86个国家气象观测站逐月降水量和气温资料，计算不同时间尺度的标准降水蒸散指数（standardized precipitation evapotranspiration index，SPEI），利用Mann-Kendall趋势检验、经验正交函数（empirical orthogonal function，EOF）以及极点对称模态分解（extreme-point symmetric mode decomposition，ESMD）等方法，分析近50 a广东省干旱时空变化特征。结果表明：广东省年尺度SPEI整体呈较明显下降趋势，即干旱化趋势，四季也呈干旱化趋势，但并不明显。广东省干旱发生频率较高，但强度较低。EOF第一模态反映广东省存在一致变旱或变涝特征，其与赤道太平洋中东部海表温度关系更为密切，时间系数反映出广东省整体呈干旱化趋势；第二模态与西太平洋副热带高压关系较为密切；第三模态则与海陆差异有明显关联。ESMD分析表明广东省平均年尺度SPEI在年际上以3.1 a周期振荡为主，在年代际上以12.5 a周期振荡为主，趋势余量R反映广东省具有干旱化趋势。广东省整体有较明显干旱化趋势，干旱发生频率较高，但强度较低。
随着气候变暖对农业生态系统影响加剧，水资源极为短缺的西北干旱半干旱农作物将面临重大挑战。本文通过开展干旱半干旱区玉米抽雄期开始控水至生育期结束（T1处理）和全生育期自然干旱（T2处理）的干旱过程模拟试验，揭示干旱半干旱区同一作物干旱灾害形成的异同，以期为不同气候区作物干旱致灾过程提供理论依据。结果表明：不同干旱胁迫显著影响干旱半干旱区玉米株高、叶面积与叶绿素含量。其中，T1处理对半干旱雨养区玉米株高、单株叶面积生长影响更显著；T2处理下干旱区玉米对干旱胁迫的响应敏感于半干旱区。半干旱区不同干旱处理玉米单株叶面积从七叶至灌浆期总体呈增加趋势，干旱胁迫虽然降低玉米单株叶面积，但植株为保证后期生长发育，增加叶面积来弥补干旱胁迫导致的光合产量不足。因此，为保证干旱半干旱区玉米产量，半干旱区适宜种植光合能力较强的品种，干旱区适宜种植株高、叶面积适宜的品种，且抽雄期是半干旱区玉米生长发育的敏感期。
中国北方气候过渡区作为陆-气耦合“热点”区域，水热条件空间梯度大，当前研究较少关注水分和热力因子对蒸散-降水耦合度时空变化的影响，尤其对水热协同影响考虑不足。基于多源融合蒸散、降水、气温和卫星遥感土壤湿度数据，分析中国北方地区蒸散-降水耦合度时空变化特征分别与水、热单因子及两者协同作用的关系。结果表明，中国北方地区蒸散-降水耦合度由西北区域的强正耦合逐渐过渡为东南角和东北角的负耦合。蒸散-降水耦合度随平均土壤湿度降低逐渐增大，随气温变率增大而增强。考虑水热协同作用时，平均土壤湿度和平均气温协同较土壤湿度和气温变率协同对蒸散-降水耦合度空间分布影响更大，起主导作用。时间变化上，耦合度呈春、夏、秋、冬季依次减弱的年内变化，且具有明显的年际波动特征。土壤湿度变率和平均气温是主导中国北方地区蒸散-降水耦合度年内变化的主要因素，平均土壤湿度和土壤湿度变率对蒸散-降水耦合度年际变化的影响突出。考虑协同作用时，平均土壤湿度和气温的年内循环共同决定了蒸散-降水耦合度年内变化，对蒸散-降水耦合度年际变化的影响仅在耦合度最大的半干旱地区显著。研究结果可加深认识陆-气耦合度对陆面状态时空变化的响应特征，为提高陆气耦合数值模拟提供参考。
热带太平洋是大气对海表温度（sea surface temperature，SST）异常响应最活跃的地带之一，了解热带太平洋海域大气对SST异常响应的变化特征有助于全面了解大气环流、ENSO、季风爆发、台风活动甚至平流层的物理、动力学过程。利用CMIP5的GFDL-ESM2G和CMCC-CESM模式研究未来RCP8.5排放情景下，热带太平洋海域大气对SST异常的响应特征。结果表明，2006—2100年热带太平洋SST逐年增加，而2080—2100年热带太平洋SST与对流活动、200 hPa位势高度异常、垂直速度异常的相关性较2006—2030年明显减弱，预示未来热带太平洋海域大气对SST异常的响应可能减弱。热带太平洋海域大气对SST异常的响应减弱进一步导致平流层温度对未来热带太平洋SST增加的响应减弱。CAM5的敏感性试验结果亦证实了未来热带太平洋海域大气对SST变暖的响应可能减弱。进一步研究发现热带太平洋区域平均SST从2006—2030年的27.4 ℃增加至2080—2100年的29.4 ℃。已有研究表明，当热带太平洋SST在27.5 ℃附近时，深对流活动会随着SST增加而线性加强，而当SST超过28 ℃时，SST的增加对对流活动的影响变小。因此，未来热带太平洋SST超过28 ℃，SST的持续增加对对流活动的影响变小，从而导致大气对SST异常的响应减弱。
为克服灾情资料收集不足和不同生育期旱情影响分离困难，本文利用1981—2015年四川省气象站逐日气象观测资料、农业气象观测站水稻生育期资料和各县水稻产量资料，以改进的水分盈亏指数为干旱指标，采用灰色关联分析法，探究四川水稻各生育期干旱与产量的关系。结果表明：四川水稻各生育期干旱频率从高到低依次为移栽—分蘖期、分蘖—拔节期、孕穗—抽穗期、抽穗—成熟期、拔节—孕穗期。各生育期水稻干旱频率同水分盈亏指数与产量灰色关联度的空间一致性较低，干旱高频区出现在盆地中部或东北部，而关联度较高区域则位于盆周、攀西等山区。伴随着水稻生长发育进程，干旱对水稻产量的影响逐渐减弱，移栽—分蘖期和分蘖—拔节期干旱对水稻产量影响最明显。不同稻作区各县干旱对水稻产量影响最大的生育期不同，各地区应根据水稻各生育期干旱影响特点加强水稻干旱防御。其中，成都平原、盆中丘陵稻作区应重点关注分蘖—拔节期水稻干旱防御，而其他5个稻作区应重点关注移栽—分蘖期水稻干旱防御。
利用鄂东南6个国家气象站和135个区域气象站逐日气象观测资料和30 m分辨率的数字高程模型数据，综合考虑影响枇杷生长发育和产量品质的气候因子和地形因子，筛选出年平均气温、年最低气温、≥10.0 ℃活动积温、最低气温≤-3.0 ℃的日数、5月平均气温≥25.0 ℃的日数、年降水量、8—10月降水量以及坡向、坡度等9个适宜性指标，采用层次分析法和综合生态适宜度方法，在ArcGIS环境下对鄂东南枇杷种植生态适宜性进行精细化区划。结果表明：整体来看，影响鄂东南枇杷种植生态适宜性的主要因素是年最低气温和最低气温≤-3.0 ℃的日数。全区可分为枇杷种植生态不适宜区、次适宜区、适宜区和最适宜区。其中，西北部的沿江、沿湖区域为最适宜区，可以发展枇杷早熟品种；中部和东南部海拔高度100~250 m的区域为适宜区，适宜种植枇杷中熟品种，而海拔高度为251~450 m的坡地为次适宜区，可以发展营养和功能价值俱佳的中晚熟品种；中部和东南部海拔高度在450 m以上的山区为不适宜区。经初步验证，鄂东南枇杷规模化种植区生产实际与区划结果有很好的一致性，区划结果可为鄂东南枇杷种植产业合理布局提供参考。
完整的百年气温长序列是气候变化分析的基础，局地百年气温变化既有共性，也存在一定的差异。本文利用1880—1937年、1952—2020年安徽芜湖站气温观测资料和1901—2020年英国东英吉利大学气候研究中心（Climatic Research Unit，CRU）格点气温资料，首先对芜湖站气温观测资料进行检验和订正。在此基础上，采用多元逐步回归分析方法，构建芜湖站1880—2020年月平均气温序列，并统计分析气温的年代际变化特征。结果表明：差值和均一化订正进一步提高了芜湖站1880—1937年月平均气温观测数据质量。用1901—1937年、1953—2020年观测的月平均气温和1901—2020年CRU格点气温拟合的两套气温平均值插补，能够更好地反映芜湖站1938—1951年月平均气温的变化。近140 a来，芜湖春、夏、冬季增温显著，春季气温增幅最明显，而秋季增温趋势不显著；各季节均存在冷暖交替的年代际变化特征，但近20 a增温有所停滞，且存在40~50 a、20~30 a的周期变化。
对江西省逐小时降水、短时强降水时空分布特征进行较详细研究，可以提供降水、短时强降水的气候变化背景。利用1979—2019年3—11月江西省86个国家气象站逐小时降水资料，对江西省小时降水、短时强降水的比率、频率日变化特征进行分析。结果表明:（1）江西省降水、短时强降水的比率和频率日变化呈较明显的双峰型特征，第一峰值均出现在15:00—20:00（北京时，下同），次峰值均出现在05:00—10:00。（2）降水和短时强降水的比率、频率日最大值空间分布均呈南高北低趋势，而日最小值空间分布大致为南低北高趋势。时间分布上，江西大部分地区降水比率日最大值出现的时段为15:00—20:00，日最小值主要出现在20:00至次日03:00。（3）江西南部降水比率的日分布特征为单峰型，峰值出现在15:00—20:00；北部以双峰型为主，峰值分别出现在05:00—10:00和15:00—20:00，而环鄱阳湖地区为单峰型，峰值出现在05:00—10:00。（4）不同季节降水比率、频率日变化特征存在略微差异，降水比率和频率的双峰型结构均开始于4月下旬，但降水比率结束于6月上旬，降水频率结束于6月中旬。降水比率、频率在其他时间均为单峰型结构。其中，3月至4月中旬、9月下旬到11月峰值分别出现在00:00—10:00和05:00—10:00，6月下旬至9月中旬峰值主要出现在15:00—22:00。短时强降水比率和频率的日变化在3月至4月上旬为单峰型，峰值主要出现在00:00—10:00；4月中旬至7月中旬以双峰型为主，峰值主要出现在05:00—10:00和15:00—20:00；7月下旬至9月中旬又转为单峰型，峰值主要出现在15:00—20:00。
青藏高原东北边缘地带是强对流天气多发区，雷电灾害频发。利用2017—2020年甘肃省ADTD（the advanced toa and direction system）闪电定位资料，对青藏高原东北边缘地带地闪频次、雷电流强度和地闪密度的时空分布特征进行分析，以便了解该地区地闪活动规律。结果表明：2017—2020年青藏高原东北边缘地带年平均地闪频数为2.71万余次，负、正地闪数分别占总闪数的84.27%和15.73%。地闪数月际变化呈明显的“单峰”特征，夏季闪电活动最强，占全年70.11%；春秋次之，冬季最弱。日变化亦呈“单峰”型，总闪和负地闪峰值出现在北京时10：00—12：00，正地闪峰值比负地闪峰值滞后约1 h。4—10月月平均正地闪数远少于负地闪，但正地闪的月平均电流强度却是负地闪的1.56倍。地闪密度大于0.24 次·km-2·a-1的高值区主要出现在兰州市永登县，甘南藏族自治州碌曲县南部、玛曲县的西北部和东南部及合作市一带，天水市张家川回族自治县，庆阳市华池县、环县、镇原县、庆城县，陇南市南部和文县。正地闪高发区集中出现在玛曲县和碌曲县大部、定西市与甘南州交界处及庆阳市中南部。通过对比地闪密度与降水量之间的关系，认为青藏高原东北边缘地带的闪电活动与降水量在时空分布上有较好的一致性。
利用1981年1月至2018年3月浙江省75个国家级气象观测站降水、雪深、气温资料， NCEP/DOE（the National Centers for Environmental Prediction/Department of Energy， NCEP/DOE）逐日再分析资料、及MJO（Madden-Julian Oscillation）指数等对2018年1月下旬浙江地区一次雨雪冰冻过程特征及其可能的影响机制进行分析。结果表明：（1）2018年1月24—28日浙江出现大范围连续雨雪天气，全省平均累计降水量36.2 mm，最大积雪深度平原10~20 cm，山区20~35 cm。雨雪冰冻期间湖州平均气温均低于0 ℃，较历史同期偏低4 ℃左右。（2）降雪期间贝加尔湖附近槽东移南下，低纬南支槽东移北抬，冷暖气流交汇于浙江上空，水汽辐合强烈，导致强降雪天气的产生。（3）强MJO事件向东发展，海洋性大陆区域海表气温升高，加强局地经向环流的同时促使暖湿气流西伸北抬，为雨雪天气的形成提供动力及水汽条件。（4）源自北大西洋的Rossby波能量与源自低纬孟加拉湾-中国南海附近的经向Rossby波能量共同堆积于东亚地区，促使负东亚太平洋（East Asia-Pacific， EAP）遥相关型维持、发展，是造成浙江地区连续降雪（雨）的重要原因。
土地利用情况影响区域天气和气候，采用与实况更为接近的下垫面资料能够为数值预报提供有力支撑。使用中尺度数值模式WRF对2019年8月四川盆地高温过程进行数值模拟试验，对比基于2019年更新的MODIS土地利用数据与WRF自带土地利用资料的差异，分析下垫面资料的更新对数值模拟效果的影响。结果表明：两组土地利用资料存在明显差异，更新后的MODIS资料刻画更为精细，模拟区域的土地利用类型更加丰富。2 m气温对土地利用资料十分敏感，更新土地利用资料后两次个例平均的2 m气温2 ℃以内的模拟准确率提高6.2%，日最高气温模拟准确率提高31.3%；而日最低气温模拟准确率下降2.1%。土地利用资料变化明显的四川盆地内部较更新前增温明显，局部增温超过4 ℃，最高气温模拟偏低的状况明显改善。选取四川盆地内部地表类型由农田转为城市和建筑的合川站作为典型站点进行分析，发现土地利用类型更新后发射率减小，植被气孔阻抗增大，粗糙度增大，陆面参数的变化导致地表对边界层大气向上的感热输送增加，地表蒸发及大气水分供应减少，气温升高，边界层高度升高。模拟初期土地利用资料的更新造成模拟差异的局地性较强，随着模拟时间增加，逐渐影响中高层及周边大气。土地利用资料的改变通过影响陆面参数的选择，导致模拟结果的差异。更新土地利用资料后可有效改善2 m气温及最高气温的模拟效果。
为了研究临汾市大气污染的输送特征，利用生态环境部发布的2016—2017年临汾市逐小时空气质量指数（air quality index，AQI）、美国国家环境预报中心（National Centers for Environmental Prediction，NCEP）提供的水平分辨率为1°×1°的逐6 h再分析资料和全球资料同化系统（global data assimilation system，GDAS）数据，基于HYSPLIT4（hybrid single-particle lagrangian integrated trajectory）模式，采用气流后向轨迹聚类分析法研究地形及天气形势对临汾市24次污染过程的影响，结果表明：（1）24次污染过程的海平面环流形势主要有以下6种类型：蒙古高压底前部型、低压前部型、华北高压后部型、河套倒槽前部型、均压场和低压带型。（2）模拟后推24 h和60 h的聚类轨迹分别可以代表地形条件和天气形势对临汾市大气污染的影响。（3）模拟后推24 h的聚类轨迹显示，气流可沿吕梁山背风坡下沉输送污染物，向南开口的倒“凹”字型地形配合近地面西南风可造成临汾市污染，也可通过碰触周围山体后折返回流到临汾市。其中，以西北方向沿吕梁山下沉输送为主。（4）模拟后推60 h的聚类轨迹显示，在有利天气形势影响下携带污染物的气流与偏东或偏南的气流相遇后发生转折回流至临汾市，地面西南或偏东风使湿度增加，造成污染物粒子吸湿增长。地形和天气形势均对临汾市大气污染的输送路径有影响。
云是地球-大气系统能量收支的关键调节器，云的宏观和微观物理参数对干旱区降水强度和分布有重要影响。为了阐明塔克拉玛干沙漠腹地云的宏观特性，利用CHM15K型云高仪对塔中站2019年7月23日至9月30日云层结构进行连续探测，分析2019年8、9月塔中站上空云底高度、云层厚度和总覆盖率的变化特征。结果表明，云高仪能够清晰地观测沙漠上空云分布和降雨过程，云层的平均云底高度为4.6 km，以高云和中云为主，8、9月高云、中云占比之和均超过90%，单层云占比大于多层云;云层厚度相对较薄，8、9月第一层云的平均厚度分别为402、532 m，厚度小于500 m的云层占比分别为64.2%和58.8%，表明塔中以薄云为主;8月全天空云占比最大，为32.6%，而9月的全天空无云占比最大，为40.8%。此次观测结果有助于了解塔克拉玛干沙漠腹地云宏观特征的时空分布和演化特征，可为数值模式模拟和卫星遥感产品的验证提供宝贵的数据集。
中国西南地区旱涝变化受多种天气系统影响，青藏高原夏季风(Qinghai-Tibetan Plateau summer monsoon，QTPSM)和北半球夏季季节内振荡(boreal summer intraseasonal oscillation，BSISO)等次季节系统的强弱都会导致中国西南地区雨季旱涝变化，但目前这2个系统的协同作用机制尚缺乏系统性研究。因此，本文利用1981—2020年美国国家海洋与大气管理局气候预报中心日降水量和美国国家环境预报中心日再分析资料等，采用青藏高原季风指数(QTPM index，QTPMI)和BSISO指数，分析QTPSM和BSISO对中国西南地区雨季旱涝的影响及协同作用机制。结果表明：(1)QTPSM的强度与中国西南地区雨季降水量呈反相关，活跃阶段的QTPSM(active QTPSM，AQ)抑制西南地区降水，抑制阶段的QTPSM(inactive QTPSM，IAQ)促进西南地区降水。(2)在BSISO第一模态的5、6相位和第二模态的3、4相位期间，中国西南地区雨季极端降水发生概率增大;而在BSISO第一模态的2、3相位和第二模态的6、7相位期间，中国西南地区雨季极端降水发生概率减小。(3)在协同作用中，BSISO第二模态的6、7相位和QTPSM组合对中国西南地区雨季旱涝影响最大，降水正距平分布范围最广;当BSISO相位与AQ组合转为与IAQ组合时，中国西南地区雨季降水正距平大值区由北部转为南部。(4)在AQ组合相位中，中国西南地区雨季对流层中层盛行东南风，低层东西两侧均为“一高一低”的环流配置，促使印度洋、西太平洋水汽输送至西南地区北部，形成水汽辐合区;在IAQ组合相位中，中国西南地区雨季对流层中层盛行偏北风，低层受强气旋环流控制，促使印度洋水汽持续输送至西南地区南部，形成水汽辐合带。
7月上半月我国南方地区降水异常对我国双季稻生产和社会经济有着重要影响。利用1981—2010年及2019年7月中国区域约2400个国家地面气象站逐日降水量资料、美国国家环境预报中心和大气研究中心(National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research，NCEP/NCAR)提供的分辨率为2.5°×2.5°的逐日及分辨率为1°×1°的逐6 h再分析资料，利用非地转湿 Q矢量诊断分析2019年7月上半月我国南方降水异常的成因。结果表明：2019年7月上半月南方地区的异常持续性降水发生在高层南亚高压偏南偏东、中层西太平洋副热带高压偏强偏南偏西、低层江南华南地区位势高度场偏弱(气旋性环流异常)的环境下;用非地转湿 Q矢量对上升运动进行诊断发现2019年7月上半月南方地区异常持续性降水对应的上升运动主要由非绝热加热造成，且强盛的非绝热加热又主要由中低层强盛的水汽通量辐合造成;赤道西太平洋较大的海温水平梯度有利于越赤道气流的加强，在赤道以北形成一个类似Walker cell的纬向环流，其下沉支有利于孟加拉湾至菲律宾一带出现反气旋环流异常，增加孟加拉湾和南海向北的水汽输送。对2019年7月上半月我国南方地区异常降水的研究发现，赤道西太平洋的海温水平梯度变化会通过影响越赤道气流来影响我国南方地区风场及水汽通量，进而影响我国南方地区7月上半月的降水。
基于2010—2019年国家气象站观测资料和多普勒雷达资料，以及美国国家环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction，NCEP)再分析资料和欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts，ECMWF)第5代全球大气再分析产品——ERA5，对冀中廊坊线状MCSs强降水雷达回波、气候特征，以及降水过程中物理量变化进行定性和定量分析。结果表明：(1)线状MCSs强降水的雷达反射率因子回波形态有3类，即层状云后置(trailing stratiform，TS)型，层状云前置(leading stratiform，LS)型和层状云平行(parallel stratiform，PS)型，其中TS型出现频率最高，LS型和PS型出现频率相对较少，线状MCSs强降水发生具有明显的月际变化和日变化特征，高发于一年中的7月和一日中的前半夜;(2)线状MCSs强降水形成于4种天气尺度环流形势下，即低槽型、横槽型、低涡型和西风环流型，以低槽型最为普遍;(3)700 hPa偏西方向来的相对干冷空气与低空西南气流共同作用，加剧了大气的层结不稳定性，提高了降水效率，850 hPa偏南水汽分量越大，越有利于形成雨区相对较小、但雨强较大的强降雨天气，925 hPa东南风的配合明显扩大了强降雨落区;(4)线状MCSs生成于强的热力环境背景下，对流有效位能(convective available potential energy， CAPE)在316.7~1545.7 J·kg-1，垂直能量螺旋度(vertical energy helicity，VEH)为正值且明显大于2×10-4 J·m·kg-1·s-2是其形成的有利能量条件。PS型MCSs强降水过程中，高空水平辐散加强了抽吸作用，使大的上升速率得以维持，优越的动力条件是强降雨持续时间更长的重要原因之一。
利用海南岛18个气象站1969—2018年逐日降水观测数据，采用信息熵法、Mann-Kendall趋势检验和反距离权重空间插值方法，分析海南岛降水随机性的时空变化特征。结果表明：海南岛年降水量和降水日数月分配的不均匀性由东向西逐渐增大。近50 a来，北部、西部及南部部分地区年降水量和降水日数月分配的不均性增强，其余地区总体减弱。海南岛年和四季日降水量随机性空间分布各异，且与暴雨及以上等级降水日数占比均呈显著正相关。时间变化上，海南岛绝大部分市(县)年和四季日降水量随机性增大，尤其表现在四季强降水发生概率增加。春、夏、秋、冬季需依次重点防范中部、西北部、东部和东部地区的暴雨至特大暴雨。
探究中国南方地区不同高度云量的时空变化及其与降水的关系，可了解云在降水中的作用和反馈机制并为空中云水资源开发提供基础和依据。利用国际卫星云气候计划(International Satellite Cloud Climatology Project， ISCCP)中D系列卫星观测云数据集12 a(1998—2009年)资料，详细分析了中国南方地区总云量、低云量、中云量、高云量的时空分布特征，并结合中国自动站(automatic weather station， AWS)降水数据与美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration， NOAA)气候预测中心(Climate Prediction Center， CPC) MORPHing technique(CMORPH)卫星反演降水产品融合的格点降水产品(CMORPH-AWS)分析了云量与降水强度、降水次数的关系。结果表明：(1)在空间分布上，中国南方地区总云量和中云量空间分布类似，高值中心位于四川盆地、贵州、重庆交接处，低值中心位于云南地区;高云主要分布在南方地区的西部，表现为由西向东逐渐减少的分布特征;低云主要分布在南方地区的东南部，表现为沿海地区向内陆地区逐渐减少的空间分布特征。(2)在季节变化上，总云量和高云量为夏季多、冬季少，总云量高值中心随季节位移，高云量随季节变化，中云量和低云量为冬季多夏季少，季节性变化小。(3)随着总云量和高云量的增多，降水强度增大、月降水次数减小;随着中云量增多，月降水次数增加、降水强度无明显变化。(4)随着层积云、层云云量的增加，降水强度和月降水次数减小;随着高积云、高层云、深对流云云量的增加，降水强度增加但月降水次数减小。总体而言，中国南方地区云量和降水关系密切，特别是总云量和高云量对降水强度和降水次数影响较大，中云量仅对降水次数影响较大，层积云、层云、高积云、高层云、深对流云云量对降水强度和降水次数影响较大，卷云、卷层云云量仅对降水强度影响较大。
利用FY-2G静止卫星数据反演的云宏微观特征参量(简称“云参量”)，对2018—2020年青海全省及3个子研究区云参量时空分布特征进行分析。结果表明：云顶高度(cloud top height， CTH)、云顶温度(cloud top temperature， CTT)、过冷层厚度(overcooled layer depth， OLD)、云光学厚度(cloud optical depth， COD)、云粒子有效半径(effective radius， ER)及液水路径(liquid water path， LWP) 6个云参量全省区域年平均值分别为3.8 km、-9.7 ℃、2.0 km、7.1、7.1 μm及63.7 g∙m-2。纬度相同的柴达木盆地、青海东北部除CTT外，其余云参量月变化大致呈双峰双谷分布，峰值基本出现在5、11月，谷值基本出现在8、9月及12、1月，三江源各云参量大致呈单峰分布，峰值基本在11月。各云参量年平均值空间分布均呈沿地形和山脉走向分布的特征，除CTT外，其余云参量高值区与高大山脉相对应、低值区与沙漠盆地及低海拔地区相对应，柴达木盆地在四季均存在一低值区，夏季低值区范围最大，三江源地区及青海祁连山区在春、冬季存在明显高值区。三江源地区OLD、COD及LWP在春季及秋季较大，青海东北部地区OLD、LWP在春季最大，而春、秋季则是进行以水源涵养、抗旱减灾等为目的的人工增雨作业的较佳时机。
对典型飞机作业过程中云宏、微观物理特征的分析，有利于提高对云体的认识，为本地科学开展人工增雨作业提供技术支撑。利用2018年5月10日内蒙古中部地区一次飞机增雨探测资料及探空资料，对层状云降水微物理特征进行分析。受500 hPa高空槽与河套气旋影响，5月10日内蒙古中部地区形成稳定性层状云降水。降水性层状云中下部降水粒子、云粒子数浓度均较小，且云微物理量的垂直、水平分布均表现出明显的不均匀性，云粒子谱型呈单峰分布，总体上呈递减趋势;作业过程中63.53%的云水含量大于0.002 g·m-3，83.2%的过冷水含量大于0.010 g·m-3，过冷水含量在0.010~0.050 g·m-3，在层状云中温度较低的区域存在自然冰晶较小、过冷水相对较丰富区域，具有较好的引晶催化潜力。
