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    1. 中国北方蒸散-降水耦合度时空变化与水热因子的关系
    李梁, 杨泽粟, 何杭
    干旱气象    2022, 40 (5): 791-803.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-05-0791
    摘要51)   HTML0)    PDF(pc) (15096KB)(56)    收藏

    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。

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    2. RCP8.5情景下未来热带太平洋海域大气对海表温度的响应分析
    韩元元, 雒佳丽, 王飞洋, 李申涛
    干旱气象    2022, 40 (5): 804-813.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-05-0804
    摘要41)   HTML0)    PDF(pc) (19674KB)(186)    收藏

    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。

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    3. 四川水稻不同生育期干旱与产量灰色关联分析
    邓国卫, 孙俊, 赖江, 张玲
    干旱气象    2022, 40 (5): 814-822.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-05-0814
    摘要54)   HTML2)    PDF(pc) (11897KB)(70)    收藏

    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。

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    4. 基于GIS的鄂东南枇杷种植生态适宜性精细化区划
    魏华兵, 陈正洪, 罗翔, 肖运, 罗昱, 张鹏
    干旱气象    2022, 40 (5): 823-830.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-05-0823
    摘要56)   HTML0)    PDF(pc) (20903KB)(104)    收藏

    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。

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    5. 1880—2020年安徽芜湖气温长序列构建及年代际特征
    刘蕾, 李鸾, 张丽, 孙大兵, 张晓忆
    干旱气象    2022, 40 (5): 831-839.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-05-0831
    摘要46)   HTML0)    PDF(pc) (11641KB)(59)    收藏

    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。

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    6. 江西省降水日变化时空分布特征
    肖安, 尹小飞, 刘献耀
    干旱气象    2022, 40 (5): 840-848.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-05-0840
    摘要63)   HTML0)    PDF(pc) (13810KB)(70)    收藏

    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。

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    7. 青藏高原东北边缘地带2017—2020年地闪时空分布特征
    唐国瑛, 李丰全, 王莺, 马莉
    干旱气象    2022, 40 (5): 849-856.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-05-0849
    摘要58)   HTML2)    PDF(pc) (9027KB)(56)    收藏

    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。

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    8. 浙江一次强雨雪过程大气环流特征及成因分析
    许金萍, 刘琨, 李云
    干旱气象    2022, 40 (5): 857-867.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-05-0857
    摘要53)   HTML2)    PDF(pc) (20647KB)(63)    收藏

    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。

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    9. 土地利用资料的更新对四川盆地高温天气数值模拟的影响
    温晓培, 吴炜, 李昌义, 李季, 肖明静, 刘诗军, 朱文刚
    干旱气象    2022, 40 (5): 868-878.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-05-0868
    摘要63)   HTML4)    PDF(pc) (22821KB)(60)    收藏

    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。

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    10. 地形和天气形势对临汾市大气污染的影响
    裴坤宁, 王雁, 闫世明, 蒋云盛, 郭伟
    干旱气象    2022, 40 (5): 879-887.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-05-0879
    摘要47)   HTML0)    PDF(pc) (17436KB)(158)    收藏

    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。

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    11. 2019年8和9月西北干旱区塔克拉玛干沙漠腹地云的宏观参量特征
    李正鹏, 闭建荣, 左大鹏, 张琳焓, 杨帆
    干旱气象    2022, 40 (4): 567-576.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-04-0567
    摘要160)   HTML6)    PDF(pc) (19145KB)(210)    收藏

    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。

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    12. 青藏高原夏季风和北半球夏季季节内振荡对中国西南地区雨季旱涝的影响及协同作用
    马萌萌, 左洪超, 李立程, 段济开
    干旱气象    2022, 40 (4): 577-588.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-04-0577
    摘要159)   HTML8)    PDF(pc) (65284KB)(197)    收藏

    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。

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    13. 2019年7月上半月中国南方降水异常偏多成因分析
    吴珊珊, 邹海东
    干旱气象    2022, 40 (4): 589-595.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-04-0589
    摘要245)   HTML2)    PDF(pc) (3951KB)(252)    收藏

    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。

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    14. 线状MCSs强降水特征及形成条件
    许敏, 沈芳, 刘淇淇, 李娜, 王洁
    干旱气象    2022, 40 (4): 596-604.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-04-0596
    摘要127)   HTML3)    PDF(pc) (11788KB)(321)    收藏

    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。

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    15. 基于信息熵的海南岛降水随机性变化特征
    邹海平, 张京红, 陈小敏, 李伟光, 白蕤, 吕润
    干旱气象    2022, 40 (4): 605-612.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-04-0605
    摘要140)   HTML0)    PDF(pc) (12688KB)(161)    收藏

    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。

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    16. 基于ISCCP和CMORPH-AWS资料的中国南方地区云与降水关系分析
    范思睿, 王维佳, 陈勇航
    干旱气象    2022, 40 (4): 613-623.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-04-0613
    摘要110)   HTML0)    PDF(pc) (19540KB)(171)    收藏

    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。

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    17. 基于FY-2G数据的青海省云宏微观特征参量时空分布研究
    张鹏亮, 朱世珍, 龚静, 赵冰钰, 王彬, 张博越, 侯永慧
    干旱气象    2022, 40 (4): 624-636.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-04-0624
    摘要135)   HTML4)    PDF(pc) (15055KB)(184)    收藏

    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。

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    18. 内蒙古中部一次春季透雨过程的云微物理特征分析
    许志丽, 衣娜娜, 毕立格, 于水燕, 张俊成
    干旱气象    2022, 40 (4): 632-639.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-04-0632
    摘要109)   HTML2)    PDF(pc) (2881KB)(446)    收藏

    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。

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    19. 基于区域历史回归法的成都地区人工增雨效果检验
    张义, 孙根厚, 严晓强
    干旱气象    2022, 40 (4): 640-645.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-04-0640
    摘要100)   HTML4)    PDF(pc) (2405KB)(295)    收藏

    为了评估成都市人工增雨作业效果,采用区域历史回归统计方法,对成都地区2011—2019年冬半年人工增雨效果进行统计检验。结果表明:成都市冬半年平均各月增雨量为0.14~3.53 mm,相对增雨率为2.14%~32.14%,其中2月和11月增雨效果最佳,平均绝对增雨量分别为2.74 mm和3.53 mm,平均相对增雨率分别为32.14%和28.06%,而1月增雨效果最差。近9 a冬半年累计人工增雨量为88.8 mm,多年平均为9.9 mm,相对增雨率为19.06%,增雨效果显著。这对科学开展成都地区飞机增雨作业、提高增雨效率有指导作用。

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    20. 黄土高原复杂地形区两次冰雹天气过程对比分析
    张海耀, 黄玉霞, 吴辉彦, 李霞, 穆腊梅, 杨蕙宁
    干旱气象    2022, 40 (4): 646-655.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-04-0646
    摘要116)   HTML5)    PDF(pc) (47583KB)(201)    收藏

    利用气象观测资料、多普勒天气雷达资料以及ERA5逐小时再分析资料,对2020年5月30日和31日甘肃通渭大冰雹天气过程进行对比分析。结果表明:(1)30日为干冰雹过程,而31日是混合型强对流湿冰雹过程;(2)2次过程都在同一低槽发展东移过程中产生,700 hPa影响系统的差别导致中低层水汽和能量条件不同,是2次过程出现干、湿冰雹的主要原因;(3)物理量诊断表明,31日过程能量高,水汽条件好,热力不稳定和对流不稳定度都比30日过程强,因此冰雹直径更大、降水强度更强;(4)在雷达反射率因子图上,2次过程在回波强度、回波面积及垂直结构等方面有明显差异,这对于强对流临近预警的分类识别有较大帮助。

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    21. 西太平洋副热带高压控制下湖南一次短时强降水成因分析
    兰明才, 周莉, 蒋帅, 尹依雯, 许霖
    干旱气象    2022, 40 (4): 656-666.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-04-0656
    摘要145)   HTML6)    PDF(pc) (40140KB)(239)    收藏

    在天气预报业务中,发生在西太平洋副热带高压控制下的短时强降水容易出现漏报。为加深对西太平洋副热带高压控制下湖南短时强降水的认识,探究其成因和触发机制,本文利用地面自动站、多普勒天气雷达观测资料及FY-2F云顶亮温、NCEP再分析资料等,针对2018年9月6日一次西太平洋副热带高压控制下的湖南短时强降水成因开展研究。结果表明:在强盛的西太平洋副热带高压脊区内,丰沛的水汽、较强的不稳定能量及一定的抬升条件可触发短时强降水天气。正午前,受弱冷空气侵入影响,低层切变配合地面中尺度辐合线引起近地面动力抬升,从而触发对流性降水;午后,受太阳辐射影响,地面气温达到对流触发温度,从而触发热对流。正涡度区及低层辐合区在降水发生后都向上延伸,有利于垂直上升运动的维持,但较典型汛期强降水过程的动力条件明显偏弱。环境风及其垂直风切变小,且雷暴单体移动缓慢,有利于强降水在同一地区长时间维持。

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    22. 河南省设施农业冬季低温灾害风险评估
    乐章燕, 石茗化, 李德, 霍治国, 杜子旋, 檀艳静
    干旱气象    2022, 40 (4): 667-676.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-04-0667
    摘要90)   HTML1)    PDF(pc) (26910KB)(194)    收藏

    为了提高气候资源利用率,合理优化河南省冬季设施农业布局,利用1981—2018年河南省113个国家气象站冬季逐日最低气温资料,采用数理统计方法计算冬季年最低气温标准差和不同低温灾害指标的气候概率、发生频率、发生强度,并采用等权重法构建设施农业低温风险指数,结合低温灾情资料,选用有序样本最优聚类法划分设施农业低温风险等级,且叠加地表覆盖数据进行低温灾害风险评估。结果表明:河南省各地冬季低温灾害指标小于等于-5 ℃的气候概率和发生频率均超过0.80,不适宜发展塑料小拱棚,且不宜采用单层塑料大棚进行设施农业生产。信阳和南阳南部小于等于-10 ℃的气候概率和发生频率均小于0.20,适宜发展塑料大棚;鹤壁、安阳和濮阳小于等于-10 ℃的气候概率和发生频率均超过0.80,需发展日光温室才能保证设施作物生长。在塑料大棚发展区内,信阳市固始县和商城县为低温灾害轻度风险区,信阳大部、南阳部分区域和周口为中度风险区,其他地区均为重度风险区;在日光温室发展区内,濮阳、安阳和鹤壁部分区域为低温灾害特重风险区。河南省冬季各地不同等级的低温灾害风险有一定的区域性,在发展设施农业时,应因地制宜进行科学布局。

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    23. 朔黄铁路水害特征及雨量警戒阈值研究
    张娣, 曲晓黎, 张中杰, 张金满, 王洁, 尤琦
    干旱气象    2022, 40 (4): 677-682.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-04-0677
    摘要86)   HTML1)    PDF(pc) (1107KB)(182)    收藏

    利用2017—2019年朔黄铁路水害记录及其沿线40个气象观测站的逐5 min降水量资料,分析水害及降水分布特征,统计连续降水量、1 h最大降水量和24 h降水量3个降水因子,应用均值-标准差法和极大值法,制定平原和山区路段铁路水害的无警戒、出巡警戒、限速警戒、封锁警戒雨量阈值。结果表明:朔黄铁路水害主要发生在7—8月,水害发生时降水的持续时间多在48 h以内;引发铁路水害的降水类型主要为局地暴雨、短时强降水、连续性降水,平原路段铁路水害主要由局地暴雨引发,山区路段主要诱因是连续性降水;平原路段出巡警戒准确率达88.5%,空报率为11.5%,限速警戒准确率达100%,山区路段出巡警戒准确率达88.9%,空报率为11.1%,针对平原和山区铁路路段制定的雨量警戒阈值,可为铁路安全行车和高效调度提供参考依据。

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    24. 近40 a重庆城市热岛特征及其与天气状况的关系
    何泽能, 张德军, 叶勤玉, 陈志军, 杨世琦, 高阳华
    干旱气象    2022, 40 (4): 683-689.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-04-0683
    摘要108)   HTML4)    PDF(pc) (9896KB)(185)    收藏

    利用1980—2019年重庆市中心城区4个气象站点的气温、降水等观测资料以及典型时段卫星资料,分析重庆市热岛效应的时空变化特征以及不同天气状况对热岛的影响。结果表明:20世纪90年代中期以来,重庆城市热岛效应增强趋势明显,21世纪10年代达最强,近年有减缓迹象。热岛的日、月及季节变化特征分布为:白天弱,夜间强;8月最强,6月最弱;盛夏最强,初春次之,仲春至初夏最弱。卫星遥感显示城市热岛呈东北、西南走向分布,强热岛主要位于人口密集的老城区、商业区、广场、车站、工业园以及城市新区等区域。21世纪10年代,城市热岛效应受雨天、阴天等负向驱动因素的影响以及多云天、晴天等正向驱动因素的影响,重庆市中心城区雨天、阴天、多云天、晴天时的平均热岛强度分别为0.19、0.52、0.69、0.76 ℃。

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    25. 不同雷达观测资料同化对一次罕见飑线天气模拟的影响
    曹倩, 雷桂莲, 易艳红, 章毅之, 刘良玉, 彭王敏子
    干旱气象    2022, 40 (3): 469-484.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-03-0469
    摘要159)   HTML11)    PDF(pc) (36127KB)(347)    收藏

    选用WRF(weather research and forecasting)模式及其3D-Var(three-dimensional variation)同化系统,针对2018年3月4日发生在江西的一次罕见强飑线天气,探讨同化多普勒雷达不同观测资料对极端雷暴大风天气模拟预报的影响。结果表明:仅同化由雷达反射率反演的雨水、雪和霰粒子以及由其估算的水汽不能稳定改善模式对飑线雷达反射率的预报效果,尤其对地面大风和降水的预报起反效果;当联合同化雷达反射率与雷达径向风资料后,显著改进了模式对飑线发展演变过程中雷达反射率、地面降水和地面大风的预报效果,雷达反射率的同化呈现显著正效果。原因是仅同化雷达反射率对初始水成物及热力场影响较大,而对动力场调整微弱,随着积分时间增加,热力场对动力场的反馈作用不真实,高层出现虚假辐散风场,飑线前侧模拟出虚假层状云区,且未能改进飑线系统低层垂直风切变、冷池以及对流层中下层后侧入流的模拟,模拟的飑线移动和演变过程与实况有很大差距;当联合同化雷达反射率与雷达径向风资料后明显调整了初始动力、热力和水成物场,物理配置更符合实际,形成更有利于强飑线发生的垂直风切变和风场结构,产生与实况接近的强冷池,模拟结果与实况的吻合度明显高于仅同化雷达径向风资料的试验。

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    26. 2018年广东空中水物质评估及开发分析
    高建秋, 郑彬, 游积平, 何松蔚, 余小嘉, 杨博成
    干旱气象    2022, 40 (3): 516-523.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-03-0516
    摘要136)   HTML7)    PDF(pc) (9060KB)(379)    收藏

    利用2018年1月1日至12月31日逐小时欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)第五代全球大气再分析产品——ERA5和中国气象局多源降水分析系统(CMA multi-source precipitation analysis system,CMPAS)中逐小时降水产品(CMPAS-hourly),采用基于大气水物质收支平衡方程的水物质评估方法对广东2018年空中云水资源及空中水汽、水凝物时空分布进行评估。对广东省整体而言,2018年水汽降水效率为5.1%,水凝物降水效率为89.6%,水汽和水凝物都为净输出。从空间分布来看,水汽总量自西南向东北逐渐减少,水凝物总量高值区在粤西云雾山、天露山及粤东莲花山的南坡,云水资源总量从北部山区向沿海地区逐渐减小,水凝物降水效率从沿海地区向北部山区逐渐减小。从时间变化来看,水汽总量在夏季最大,水凝物总量在8月下半月和9月上半月最大,云水资源总量非汛期高于汛期;水汽和云水资源的变化月内尺度大于天气尺度,水凝物的变化天气尺度大于月内尺度。

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    27. 亚洲东部和南部土壤干湿状态对陆气耦合的影响分析
    邸燕君, 曾鼎文, 张文波, 闫晓敏, 安晓东, 陈诚, 韩雯婷, 柳媛普
    干旱气象    2022, 40 (3): 345-353.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-03-0345
    摘要481)   HTML24)    PDF(pc) (13139KB)(933)    收藏

    基于1979—2020年5—8月欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts, ECMWF)第五代全球大气再分析产品——ERA5逐日数据计算了3个度量陆气耦合强度的指数,分析了亚洲东部和南部区域陆气耦合的气候态特征及其在不同土壤干湿条件下的差异。结果表明,从气候态看,华北-东北、青藏高原、印度、中国云南-东南亚和中纬度干旱带为较强陆气耦合区。在华北-东北、青藏高原、印度、中国云南-东南亚地区,土壤越干,陆气耦合强度越大,这种因土壤湿度不同而导致的耦合强度的显著差异,存在于从土壤湿度到蒸散发,再从蒸散发到边界层水汽和不稳定度的各耦合过程中,产生这种差异的主要原因是上述区域土壤湿度变率较大。而在中纬度干旱带,由于土壤湿度值及其变率均很小,耦合强度随土壤干湿条件变化无明显差异。华南为弱陆气耦合区,只有土壤偏干时,土壤湿度和蒸散发之间才能发生显著耦合,而蒸散发和边界层在所有土壤干湿条件下均不发生显著耦合。

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    28. 黄土高原半干旱区2020年生长季草地土壤呼吸特征及其影响因素
    张琳焓, 闭建荣, 张雪腾, 李正鹏, 赵长明, 马晓俊
    干旱气象    2022, 40 (3): 354-363.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-03-0354
    摘要185)   HTML12)    PDF(pc) (11276KB)(471)    收藏

    采用LI-8100A型土壤碳通量仪对黄土高原半干旱区草地生长季(5—10月)的土壤呼吸速率、土壤温度及含水量进行连续观测,综合分析土壤呼吸的时间变化规律,并研究环境因子对呼吸速率的影响。结果表明:(1)不同天气条件下土壤呼吸速率的日动态变化差异明显,晴天的日均值 (2.90 µmol·m-2·s-1)与变化范围(1.73~4.92 µmol·m-2·s-1)明显大于多云天和阴天。不同月份土壤呼吸速率的平均日变化均呈现“单峰型”结构,最高值(2.20~4.40 µmol·m-2·s-1)、最低值(0.71~1.70 µmol·m-2·s-1)分别出现在12:00或13:00、05:00或06:00,日均值接近于10:00或19:00的观测值。(2)白天和夜间土壤呼吸速率在5—6月处于较小值,从6月开始逐渐增大,8月达到峰值(白天3.31±0.98 µmol·m-2·s-1、夜间1.80±0.39 µmol·m-2·s-1),之后逐渐减小,10月出现最低值(白天1.55±0.55 µmol·m-2·s-1、夜间0.81±0.12 µmol·m-2·s-1),且白天通常高于夜间。整个生长季夜间土壤呼吸对全天总呼吸的贡献率为27.2%~32.4%。因此,在当前草地生态系统碳循环模型中应考虑夜间土壤呼吸的影响。(3)土壤温度是影响生长季土壤呼吸速率的主要环境因子,但土壤温度单变量模型不足以全面解释土壤呼吸的动态变化。结合土壤温度与含水量的双变量非线性模型能更好地拟合土壤呼吸速率,对其变异的解释程度达74.0%。(4)2020年生长季,全天、白天和夜间土壤呼吸的温度敏感性指数(Q10)变化范围分别为1.38~2.14、1.22~1.96和0.85~1.64,对应平均值分别为1.58±0.23、1.41±0.19和1.20±0.16。如果只用白天时段的Q10值代替日均值,将造成约10.8%的低估。

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    29. 半干旱区陆面过程观测试验的仪器精度和观测误差分析
    杜昊霖, 王胜, 乔梁, 孙旭映
    干旱气象    2022, 40 (3): 364-374.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-03-0364
    摘要157)   HTML6)    PDF(pc) (5151KB)(404)    收藏

    利用定西试验基地2017年5月的平行对比观测资料,分析陆面过程观测试验的仪器精度和观测误差。结果表明:HMP45D型空气温湿度传感器、107-L型土壤温度传感器、WAA151型风速仪、HFP01型土壤热通量板和涡动系统(CSAT3+Li-7500)观测数据的偏差较小,均在允许范围内,说明相同仪器之间的观测数据基本一致,但观测土壤湿度的CS616型仪器在使用时需要订正;不同型号仪器观测长短波辐射的一致性很高,其相关系数均近乎1;观测数据的偏差也直接影响能量闭合率,试验中湍流通量观测偏差造成地表能量闭合率0.61%~2.20%的不确定性,可利用能量观测偏差造成地表能量闭合率0.08%~1.67%的不确定性。

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    30. 影响北印度洋热带气旋生成环境因子的月际变化特征
    柳龙生, 张新忠, 许映龙
    干旱气象    2022, 40 (3): 375-385.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-03-0375
    摘要102)   HTML4)    PDF(pc) (29415KB)(671)    收藏

    利用美国联合台风警报中心(Joint Typhoon Warning Centre,JTWC)发布的1979—2018年北印度洋热带气旋(tropical cyclone,TC)数据和ERA-Interim提供的分辨率为1°×1°的同期再分析资料,分析影响北印度洋热带气旋生成的不同环境因子月际变化特征。结果表明:5月北印度洋海温明显增暖,适宜的200 hPa与850 hPa垂直风速切变(5~10 m·s-1)和充足的水汽供应使得热带气旋的生成数达到全年第一个峰值。7—9月对流层中低层相对湿度条件很好,但200 hPa与850 hPa垂直风速切变过大,使得扰动对流很难形成暖心结构,不利于热带气旋的生成。10—11月北印度洋平均海温27~29 ℃,中层大气相对湿度条件较好,850 hPa多气旋性环流,200 hPa与850 hPa垂直风速切变为5~ 15 m·s-1,在这种有利的环境条件下北印度洋热带气旋生成数达到全年第二个峰值。对影响北印度洋两个海域热带气旋月际变化的不同环境因子定量研究发现,尽管阿拉伯海和孟加拉湾的热带气旋生成数都呈现双峰型变化,但环境因子在相同月份却呈现不一样的特征。

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    31. 不同路径移出型西南涡对中国中东部降水的影响
    毛程燕, 马依依, 孙杭媛, 郑倩, 龚理卿, 季丹, 王健疆
    干旱气象    2022, 40 (3): 386-395.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-03-0386
    摘要193)   HTML9)    PDF(pc) (17439KB)(409)    收藏

    利用欧洲中期天气预报中心提供的ERA-Interim再分析资料、热带降雨测量(tropical rainfall measuring mission,TRMM)卫星提供的降水反演产品3B42RT、全球降雨观测(global precipitation measurement,GPM)卫星搭载的双频降雨雷达(dual-frequency precipitation radar,DPR)观测数据、FY-2F云类型和云顶亮温等资料,对2010—2020年4—10月(暖季)影响中国中东部降水的西南涡进行分析。结果表明,2010—2020年暖季移出型西南涡共计108例,东移型、东北移型和东南移型占比分别为58.3%、27.8%、12.0%。其中东移型西南涡主要影响长江中下游,雨带呈东西向分布;东北移型西南涡雨带主要位于黄淮到华北一带;东南移型西南涡降水则主要集中在华南及沿海海域。另外,3类暖季移出型西南涡降水云系特征有明显差异,东移型西南涡30°N以北为层状云降水,以南为对流云降水,东北移型为对流云和层状云降水共同影响(即混合性降水),而东南移型则以对流云降水为主;暖季移出型西南涡降水云分类均以积雨云和密卷云为主,且伸展高度高、云顶亮温低,其中东移型和东北移型西南涡云系影响范围更广,而东南移型西南涡云系则呈块状、更密实。

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    32. 2020年7月黑龙江极端少雨成因初探
    娄德君, 李永生, 王永光, 陈晨, 张健
    干旱气象    2022, 40 (3): 396-405.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-03-0396
    摘要297)   HTML5)    PDF(pc) (11072KB)(393)    收藏

    利用黑龙江省62个气象站月降水量观测资料和美国国家环境预报中心再分析资料、中国气象局国家气候中心环流指数资料等,对2020年7月黑龙江极端少雨成因进行初步诊断分析。结果表明:(1)2020年7月黑龙江降水异常偏少,全省平均降水量仅75.0 mm,为1961年以来历史同期第2少。(2)黑龙江7月异常少雨年,同期500 hPa东亚沿岸自低纬至高纬呈东亚-太平洋遥相关型(East Asia-Pacific teleconnection,EAP)负位相分布,东亚副热带西风急流(East Asia subtropical westerly jet,EASWJ)明显偏南,低层中国东北地区至黄海附近呈现异常的反气旋-气旋式环流,黑龙江上空整层水汽辐散。2020年7月环流特征与少雨年同期相似,但急流中心及其北侧负异常区较少雨年同期明显偏强,且中心略有东移,东亚沿岸对流层整层风场的经向波列更为清晰。EASWJ异常偏南是2020年7月黑龙江降水异常偏少的关键环流因子。(3)2020年5月南海附近异常偏弱的大气热源和7月负位相分布的北大西洋涛动,分别通过东亚沿岸经向EAP遥相关波列和欧亚中高纬地区纬向波列促使7月EASWJ异常南移,从而导致黑龙江省降水偏少。

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    33. 山东夏季暴雨对青藏高原东南部及邻近区域春季大气热源变化的响应
    焦洋, 张永婧, 尹承美, 褚颖佳
    干旱气象    2022, 40 (3): 406-414.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-03-0406
    摘要208)   HTML10)    PDF(pc) (14774KB)(509)    收藏

    利用1979—2018年山东省120个国家气象站逐日降水观测数据、欧洲中期天气预报中心ERA-Interim逐月再分析资料以及美国国家环境预报中心和大气研究中心逐6 h再分析资料,分析春季青藏高原大气热源强度变化对山东夏季暴雨的影响。结果表明:近40 a山东大部地区暴雨日数呈增加趋势,鲁西南、鲁西北中东部增加趋势显著。春季、夏季高原均为东亚大气热源较强区域,春季高原大气热源强中心区的强度与山东夏季暴雨指数呈显著正相关。当春季高原大气热源增强时,夏季南亚高压加强、东扩,200 hPa南亚高压易呈中部型,500 hPa中国东北地区易有冷涡生成南下,日本东部西太平洋副热带高压加强北抬,山东处于冷暖气流交汇区,同时明显有自南向北的水汽输送至山东地区,低层辐合、高层辐散的环流配置促使该地区上升气流增强,有利于降水产生。春季高原大气热源强度与夏季南亚高压强度、丝绸之路遥相关分别呈显著正、负相关,大气热源增强下的环流形势有利于山东地区出现强降雨。

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    34. 基于CMIP6的福建省极端气温预估
    陈笑晨, 唐振飞, 陈锡宽, 郑潮宇, 李欣欣, 杨婷
    干旱气象    2022, 40 (3): 415-423.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-03-0415
    摘要196)   HTML5)    PDF(pc) (16587KB)(533)    收藏

    基于第六阶段耦合模式比较计划(Coupled Model Intercomparison Project Phase 6, CMIP6)模 拟数据和高分辨率逐日格点观测数据,分别采用分位数映射法和泰勒图对福建省极端气温指数模 拟值进行订正和评估,发现在历史参照期(1991—2010年)订正后的各极端气温指数模拟值与观测值更加接近。在此基础上,分析了SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下福建省21世纪近期(2021—2040年)、中期(2051—2070年)和末期(2081—2100年)订正后的极端气温指数相对于历史参照期的时空变化特征。从时间变化来看,21世纪各时期,全省平均极端气温指数呈现升高趋势,且随着时间推移增幅不断加大。从空间变化来看,极端最高气温TXx呈现西北内陆增幅大、东南沿海增幅小的趋势,极端最低气温TNn空间分布与TXx类似,增幅略小,夏季日数Su增量在福建西南部为大值区,暖昼日数TX90p在福建东南部增幅最大。采用广义极值(generalized extreme value, GEV)分布研究了TXx重现期变化,发现SSP2-4.5情景下,21世纪3个时期增温较为匀速,而SSP5-8.5情景下增温呈加速趋势。在SSP5-8.5情景下,历史参照期20 a一遇的极端最高气温在21世纪末期每年都可能发生。

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    35. 登陆华东台风降水分布特征
    郑林晔, 谌芸, 冯恬, 姚梦颖
    干旱气象    2022, 40 (3): 424-435.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-03-0424
    摘要206)   HTML6)    PDF(pc) (32054KB)(546)    收藏

    为研究华东地区台风降水、台风内核降水特征及大尺度环流对台风内核降水分布的影响,利用国家气象信息中心提供的逐日降水观测资料、NCEP/NCAR(National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research)再分析资料,运用动态合成分析方法,对比分析台风登陆过程中台风内核降水分布不同的两类台风(L型、R型内核降水台风)大尺度环流特征。结果表明:(1)影响华东地区的台风主要在夏季登陆,台风登陆及带来极端降水的次数都具有“单峰型”的月际分布特征,降水分布从沿海向内陆、由南向北逐渐递减。(2)台风内核降水具有不对称性,强降水更易出现在高低空辐散辐合场相配合且上升运动维持较好的一侧。(3)L型内核降水台风主要受暖平流控制,环流西部存在多个冷平流中心,冷暖平流交汇增强了大气对流不稳定性,为降水提供了不稳定能量;R型内核降水台风登陆后主要受冷平流控制,环流东北部存在暖平流,冷暖平流相互作用使大气稳定度降低,有利于路径右侧降水发生。(4)L型内核降水台风在其环流西南部存在强水汽辐合,有利于路径左侧降水发生;R型内核降水台风在登陆期间,环流东北部水汽辐合中心维持时间长,有利于路径右侧降水系统的发生发展。高低空辐散辐合配置、冷暖平流以及水汽输送是影响台风内核降水分布的主要因子。

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    36. 青海省东部农业区近60 a降雹特征及其致灾危险性
    林春英, 王启花, 李红梅, 郭强, 侯永慧, 周万福, 张莉燕
    干旱气象    2022, 40 (3): 436-443.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-03-0436
    摘要134)   HTML5)    PDF(pc) (10179KB)(391)    收藏

    利用1961—2020年青海省东部农业区11个地面观测站降雹资料,应用统计学方法,分析降雹日数时空分布及降雹直径、持续时间和致灾危险性特征。结果表明:(1)近60 a青海省东部农业区降雹日数以11.6 d·(10 a)-1趋势(通过 α=0.05的显著性检验)下降,且1995年后降雹总日数距平由正转负,化隆降雹日数最多,尖扎最少;(2)降雹主要发生在4—10 月,具有季节性差异,其日变化明显,峰值出现在午后16:00(北京时);(3)降雹日数与海拔高度呈正相关,相关系数高达0.97;(4)近60 a降雹直径小于6 mm和降雹持续时间小于9 min的过程较多,分别占总观测次数的58.33%和73.55%;(5)循化是降雹轻危险区,化隆、湟中、湟源是降雹中危险区,乐都为降雹高、特高危险区。

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    37. 华北地区一次对流激发重力波的卫星观测和数值模拟研究
    殷青青, 任璐, 田文寿, 王涛, 杨景怡, 张健恺
    干旱气象    2022, 40 (3): 444-455.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-03-0444
    摘要184)   HTML5)    PDF(pc) (27237KB)(372)    收藏

    对流激发的重力波能够向中层大气输送动量和能量,准确获取重力波主要特征对于研究中层大气的动力学和热力学结构非常重要。本文利用COSMIC(constellation observing system for meteorology, ionosphere and climate)资料,结合中尺度数值预报模式WRF(weather research and forecasting),对2010年8月4日发生在华北地区上空的一次对流激发的重力波事件进行分析。结果表明:此次事件激发的重力波在平流层以中低频重力波为主,且在平流层中垂直波长、水平波长分别为9~11 km和650~800 km,约62%的动量聚集在15~25 km高度的低平流层。在对流活动发生期间,低平流层重力波势能密度一直维持较大数值,而上平流层重力波势能密度则在对流减弱后迅速减小,且伴随着下一次对流活动的出现再次迅速增大。平流层不同高度上重力波势能密度对对流活动的响应主要与对流发展高度和背景风场有关,当对流发展较浅时,其激发的重力波在低层西风中易耗散;当对流发展较深到16 km甚至更高时,其激发的重力波接近零风层,并在东风中迅速上传,使得高层重力波势能密度增加较快。

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    38. 六盘山区一次典型暴雨过程的地形敏感性模拟试验
    马思敏, 穆建华, 舒志亮, 孙艳桥, 邓佩云, 周楠
    干旱气象    2022, 40 (3): 457-468.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-03-0457
    摘要166)   HTML3)    PDF(pc) (29258KB)(538)    收藏

    基于WRF(weather research and forecasting)中尺度数值模式,对2018年7月10日六盘山区一次典型的暴雨天气过程进行模拟,分析此次过程的动力场、水汽场、云降水微物理结构的演变特征,通过改变模式初始场中六盘山地形高度进行敏感性试验,对六盘山地形影响该地区降水机制进行讨论。结果表明:蒙古冷涡底部冷空气和副热带高压西侧暖湿气流在六盘山区交汇配合低层700 hPa切变线辐合抬升导致此次暴雨过程;控制试验较好地模拟出雨带的分布范围、强降水中心位置及动力场结构特征,在降水发展和旺盛阶段,东南暖湿气流受地形强迫抬升和地形绕流共同影响,六盘山西坡和东坡均为上升气流,配合700 hPa切变线系统在六盘山山脊处上升气流汇聚加强,将云水带到负温层形成过冷水,云水、冰晶、雪和霰在0 ℃层至-40 ℃层之间共存,有利于冰相粒子碰冻增长和贝吉龙过程发生;地形敏感性试验发现改变地形对降水落区范围影响不大,而地形增高使六盘山区降水量级显著增大,尤其强降水更多集中在迎风坡一侧(山脉东侧),地形强迫抬升作用使得上升气流和水汽的垂直输送进一步加强,云中冰相过程发展充分,过冷云水为雪和霰的增长提供有利条件,因此使得地面降水增多。

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    39. 基于数值预报与雷达外推预报融合方法的降水回波短临预报试验研究
    王俊超, 王志斌, 赖安伟, 肖艳姣, 王珏
    干旱气象    2022, 40 (3): 485-499.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-03-0485
    摘要154)   HTML2)    PDF(pc) (27554KB)(365)    收藏

    采用傅里叶-梅林变换、多尺度光流法及威布尔分布,对湖北省2020年6—7月4次降水过程雷达回波进行多尺度预报试验及其相位和强度校正。在此基础上,利用双曲正切函数对校正后的模式降水回波预报和雷达回波外推临近预报进行融合。最后,基于预报技巧评分和平均绝对误差及命中率等指标对不同时效、尺度及回波阈值的预报结果进行定量分析。结果表明:(1)融合后的0~3 h降水回波预报在范围和位置上均较模式预报和雷达外推预报改进明显,尤其对强回波预报有明显优势,对对流预报有积极作用;0.01°× 0.01°尺度的0~1 h预报效果明显好于其他尺度及预报时效。(2)武汉RUC模式预报效果最差,平均绝对误差(mean absolute error,MAE)最大为6.1~8.2 dBZ,而融合预报效果最好,MAE最小为4.7~6.5 dBZ。0.01°× 0.01°尺度下融合预报的命中率(probability of detection,POD)随回波阈值和预报时效增加而降低,而其他尺度下20 dBZ回波阈值的平均POD最大、MAE最小,平均POD(MAE)均高于(低于)其他2种预报。总体来看,融合预报明显优于单一预报,对改进0~3 h定量降水预报有一定参考。

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    40. 冷垫背景下回流暴雪成因与雷达回波特征分析
    张桂莲, 刘澜波, 孟雪峰, 张璐, 李林惠
    干旱气象    2022, 40 (3): 500-506.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-03-0500
    摘要214)   HTML3)    PDF(pc) (17889KB)(517)    收藏

    利用气象台站观测资料、赤峰市多普勒雷达(CINRAD/CA)观测资料、全球地形资料(水平分辨率1°×1°)以及NCEP的FNL(水平分辨率1°×1°)逐6 h再分析资料,对2019年3月20日内蒙古东南部春季暴雪天气进行分析。结果表明:这是一次典型回流降雪天气,低层925 hPa东北风急流与中层700 hPa西南急流形成明显的垂直风切变和温度差,产生强的动力锋生;低层辐合有利于垂直上升运动发展;850 hPa偏南风和偏东风水汽通道汇合于内蒙古东南部;850~700 hPa有强逆温层,冷暖空气剧烈交汇;南北向大兴安岭地形对东麓迎风坡东北风超低空急流有阻挡作用,有利于干冷空气长时间堆积,低层冷垫厚度加大,暖湿气流被迫抬升到更高层结,有利于水汽凝结和降雪加大;降雪最强时段,雷达基本径向速度图上低层为偏北风,中层有表征暖平流的“S”形回波,高层西南急流长时间维持,同时有西北风—西南风冷式切变线和西南风—东南风暖式切变线,雷达速度图上强降雪和西南暖湿急流在冷垫上爬升有很好的对应关系,这对短时预报预警有指导意义。

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