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    1. 夏玉米乳熟期倒伏对群体水分利用效率及产量的影响
    彭记永, 李树岩, 杜子璇, 邹春辉, 李军玲, 方文松
    干旱气象    2025, 43 (5): 782-789.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-05-0782
    摘要36)   HTML2)    PDF(pc) (13424KB)(15)    收藏

    倒伏是影响夏玉米产量的重要气象灾害。深入研究夏玉米乳熟期倒伏对群体水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)及产量的影响,对于准确评估倒伏灾害损失并合理指导夏玉米生产具有重要意义。基于郑州农业气象试验站2016—2017年夏玉米生长季的作物、气象、灾害调查及CO2/H2O通量观测数据,选取2016年8月25日郑州地区发生的一次大风倒伏过程,利用2017年无倒伏年份的数据构建夏玉米净生态系统生产力(Net Ecosystem Productivity,NEP)与蒸散量(Evapotranspiration,ET)模型,进而模拟夏玉米群体WUE。通过通量观测数据对模型进行验证后,利用经检验的模型分析倒伏对WUE的影响。结果表明,正常年型WUE模拟值与通量观测结果偏差较小,日平均WUE的模拟绝对误差为-0.08 mg C·g-1 H2O,相对误差为-5.39%。倒伏发生后,夏玉米WUE显著降低,日平均WUE减少0.31 mg C·g-1 H2O,降幅达20.37%,对应产量水平下降3.87%。倒伏导致NEP与ET均减少,且NEP的降幅大于ET,从而引起WUE下降。倒伏后百粒重较未倒伏降低2.8%,株籽粒重降低10.8%,导致田块总产量减少约5.0%。

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    2. 基于FY-3G的黄河流域内蒙古段一次暴雨云团结构特征分析
    张峰, 李云鹏, 李海燕, 司瑶冰
    干旱气象    2025, 43 (5): 701-712.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-05-0701
    摘要39)   HTML2)    PDF(pc) (23339KB)(47)    收藏

    暴雨云团的宏微观结构在不同地理环境和环流背景下表现出明显差异。黄河流域内蒙古段地处半干旱区,地形复杂,暴雨突发性强。利用风云三号G星(FY-3G)卫星搭载的降水测量雷达(Precipitation Measurement Radar,PMR)数据,结合欧洲中期天气预报中心(European Center for Medium Range Weather Forecasts,ECMWF)的 ERA5再分析资料,对 2024年 8月 8日黄河流域内蒙古段暴雨过程的云团三维结构及环流背景进行综合分析。结果表明,暴雨发生在副热带高压与西风槽共同作用的环流背景下,700 hPa低空急流、明显的垂直风切变以及暖湿气流的强上升运动为暴雨形成提供有力动力条件。降水云系中同时存在层状云与对流云,对流云的平均粒子数浓度、有效粒子直径、降水率均高于层状云,且粒子数浓度和有效粒子直径的垂直分布与不稳定能量场高度一致;降水反射率在0 ℃层上下存在高频增强区,对流云在约5 km高度的潜热释放量是层状云的2倍,表明对流云团是此次极端暴雨的主要贡献者,对降水效率和降水强度具有决定性影响。云顶高度自西向东逐渐升高,极端暴雨区的云顶高度及0 ℃层高度的水平分布特征与地形起伏密切相关。

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    3. “杜苏芮”台风过程中莆田市特大暴雨阶段性和强度特征
    黄丽娜, 陈艳真, 陈宇航, 李忆平, 杨明灿, 陈诗琳
    干旱气象    2025, 43 (5): 713-722.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-05-0713
    摘要34)   HTML2)    PDF(pc) (29811KB)(32)    收藏

    2023年第5号台风“杜苏芮”(2305)造成福建省莆田市罕见特大暴雨。本文利用福建省地面气象观测数据、雷达和卫星等多源观测资料及欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)再分析资料,分析“杜苏芮”引发的莆田市特大暴雨的阶段性和强度特征。结果表明:本次过程由3个暴雨阶段以“无缝衔接”的形式组成,第一阶段为台风眼壁暴雨,具有短时雨强较强、空间分布均匀的特点;第二阶段为螺旋雨带暴雨,具有小时雨强差异显著、雨峰明显的特点;第三阶段为季风暴雨,具有暴雨范围广、持续时间长的特点。“杜苏芮”引发的莆田暴雨极端性显著,具体表现为:暴雨强度强、特大暴雨影响范围广、累计雨量大、短时强降水发生频次高且持续时间长。其中,莆田站24 h雨量达561.7 mm,突破福建省历史最高记录,极端性特征尤为突出。台风暖式切变线、低空南风急流和季风等系统持续维持,是三个阶段暴雨实现“无缝衔接”的重要天气背景,兴化平原“三面环山、向南开口”的地形对南风急流的抬升和收缩作用是暴雨中心位于兴化平原至东北部山区的重要因素。

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    4. 内蒙古一次大暴雨过程的对流尺度集合预报试验
    计燕霞, 孙鑫, 姚晓娟, 刘林春, 朱峰, 刘珂, 王雪严
    干旱气象    2025, 43 (5): 723-732.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-05-0723
    摘要38)   HTML4)    PDF(pc) (14034KB)(29)    收藏

    针对2021年7月发生在内蒙古地区的一次显著性大暴雨过程,开展了一组对流尺度集合预报(Convection-Allowing Ensemble Prediction,CAEP)试验,以评估其对强降水过程的预报能力,并与欧洲中期天气预报中心(European Center for Medium range Weather Forecasts,ECMWF)全球集合预报、美国国家环境预报中心全球集合预报(National Centers for Environmental Prediction Global Ensemble Prediction System,NCEP-GEFS)以及中国气象局区域集合预报(China Meteorological Administration Regional Ensemble Prediction System,CMA-REPS)进行对比分析。结果表明,全球集合预报的集合平均对强降水中心的强度预报偏弱,其中ECMWF对强降水中心位置预报较准确;CMA-REPS和CAEP预报的降水强度与实况接近,但存在一定位置偏差;NCEP-GEFS在降水中心及强度的预报中均表现较差。概率匹配集合平均可有效改善集合平均的降水强度预报,TS评分较传统集合平均明显提高,其中ECMWF和CAEP的提升最为显著。CAEP在单站降水量级及其发展趋势的预报中优于全球及区域集合预报。客观检验结果显示,ECMWF、CMA-REPS和CAEP集合成员对25 mm·(6 h)-1降水具有一定预报能力,而NCEP-GEFS表现较差;对于60 mm·(6 h)-1降水,CAEP集合成员的TS评分最高,概率预报的Brier评分最低且可辨识度最高,表明CAEP在内蒙古地区强降水过程的预报中具有显著优势。

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    5. 库车河铜场水库典型雨洪过程的气象水文特征
    江远安, 杨柳, 于碧馨, 周雅蔓, 余行杰, 张俊兰
    干旱气象    2025, 43 (5): 733-744.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-05-0733
    摘要36)   HTML1)    PDF(pc) (27291KB)(22)    收藏

    南疆铜场水库是库车河流域的中型拦河水库,研究水库的气象水文量化指标对水库涨水的预报预警有重要意义。选取库车河流域19个自动气象站小时降水量、三源融合降水产品(China Meteorological Administration Multi-source Merged Precipitation Analysis System,CMPAS)以及水库入库流量、水位等数据,筛选水库9场暴雨洪水过程进行环流分型,并分析2场水库典型雨洪过程的气象和水文特征。结果表明:(1)水库雨洪过程的环流形势分为低涡(槽)-切变线型(简称“I型”)和低涡(槽)-气旋型(简称“II型”)两类环流型。(2)降水强度、发生区域、历时长短决定水库涨水速度,I型过程为短时强降水型涨水,II型过程为长历时弱降水型涨水,I型过程涨水速度快于II型。(3)入库流量增幅与小时面雨量大小相关,小时面雨量<0.5 mm时,入库流量变幅不大;小时面雨量>2.0 mm时,入库流量明显增大。(4)水库涨水与雨情存在滞后性响应,I型过程涨水开始时间和入库洪峰流量出现时间落后于降水开始时间3~4 h,水库最高水位出现时间落后于降水开始时间4~5 h,落后于入库洪峰流量1~2 h;II型过程涨水开始时间、入库洪峰流量和最高水位出现时间均不同程度晚于I型。

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    6. 近62 a甘肃极端降水特征及其关键影响因子
    王鑫, 杨金虎, 王朋岭, 黄鹏程, 卢国阳, 胡婕
    干旱气象    2025, 43 (5): 745-758.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-05-0745
    摘要54)   HTML2)    PDF(pc) (12170KB)(69)    收藏

    全面认识极端降水时空特征、探究其关键影响因子,有助于更好地防御极端降水带来的不利影响。利用1961—2022年甘肃58个国家基本气象站均一化逐日降水数据,选取12个极端降水指数,分析甘肃极端降水时空特征;并运用地理探测器,量化大尺度气候因子对极端降水的贡献率。结果表明:1)近62 a甘肃持续干燥和湿润日数呈减少趋势,其余表征极端降水强度、频次的指数以不显著上升为主,强降水事件频次上升速率最大,达2.38 次·(10 a)-1;河西地区极端降水呈显著增多增强趋势,并主要在2010年前后突变增多;甘肃强降水事件出现在3—11月,以7月和8月最多最强,强降水呈增多增强趋势的月份居多,且以6月上升速率最大。2)极端降水指数呈上升趋势的站点主要出现在河西地区大部、兰州大部、白银中北部、临夏、陇东地区东南部和陇南南部。3)热带印度洋全区一致海温模态和东部型ENSO指数分别对河西(29%)和河东(33%)地区极端降水贡献率最大;热带印度洋海温增暖有利于河西地区极端降水增多增强,而东部型厄尔尼诺事件不利于河东地区极端降水发生发展;此外,双因子交互作用对极端降水的贡献率明显大于单因子作用。

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    7. 基于倾斜旋转T模态主成分分析的沙颍河流域短时强降水环流分型研究
    武威, 徐丽娜, 单铁良
    干旱气象    2025, 43 (5): 759-769.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-05-0759
    摘要33)   HTML1)    PDF(pc) (5446KB)(21)    收藏

    开展短时强降水的天气学环流分型研究,有助于提高短时强降水的预报预警能力和气象防灾减灾水平。利用2005—2022年5—9月逐时降水资料和ERA5再分析资料,基于倾斜旋转T模态主成分分析法,研究了沙颍河流域不同类型短时强降水的环流形势、降水特征及物理量差异。结果表明,沙颍河流域暖季短时强降水可分为槽前西南气流型、副高外围西南气流型、西北气流型、低涡切变型和台风低压型5类,其中槽前西南气流型占比最高,台风低压型最少。降水强度方面,槽前西南气流型分布较均匀,副高外围西南气流型局地性特征显著,西北气流型在西南部较强,低涡切变型在北中部较大,台风低压型在西部及北部高海拔地区较大。降水概率方面,低涡切变型在山区高于平原、北部高于南部,其余型与之相反。5月以槽前西南气流型为主,6月西北气流型最多,7月槽前西南气流型和低涡切变型占主导,8月西北气流型显著,9月则以副高外围西南气流型和槽前西南气流型为主。日变化特征显示,槽前西南气流型、副高外围西南气流型和低涡切变型呈双峰型分布,峰值频次与持续时间存在差异;西北气流型呈午后单峰型,台风低压型无明显日变化。单因子分析表明,副高外围西南气流型和台风低压型水汽条件充沛;副高外围西南气流型与西北气流型热力不稳定显著,分别表现为较高的对流有效位能和较大的850 hPa与500 hPa温差;低涡切变型和台风低压型低层辐合抬升明显;5类短时强降水的垂直风切变整体较弱。联合物理量高概率密度分析进一步表明,不同类型短时强降水倾向于发生在不同的物理量组合背景下,对应不同的降水机制。

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    8. 福建古田一次对流云人工增雨催化试验的数值模拟研究
    谢祖欣, 林文, 李丹, 花少烽
    干旱气象    2025, 43 (5): 770-781.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-05-0770
    摘要35)   HTML2)    PDF(pc) (28583KB)(25)    收藏

    对流云是南方人工增雨开发利用空中云水资源的重要对象,结构复杂多变;通过数值模式合理评估催化作业过程,进而研究其催化机制,是建立和改进催化作业技术的必要途径,也是评估实际人工增雨作业效果的有效手段。利用耦合了碘化银(AgI)催化的WRF(Weather Research and Forecasting)模式,对2021年5月4日福建古田人工增雨随机化试验个例开展催化模拟,分析AgI核化机制、催化对云系宏微观特征、降水机制的影响以及增雨效果评估。结果显示,AgI播撒后呈带状扩散,催化前期(09:00—11:00)(世界时,下同)地面降水增量缓慢增加;随后(11:00—13:00)降水增幅加大并出现剧烈波动;13:00后降水增量以负值为主。AgI主要核化机制为凝华核化,核化持续约40 min。AgI播撒后主要通过凝华核化使冰晶数浓度大幅增加(增量约3~9个·L-1),增长的冰晶大部分转化为雪晶,再通过雪晶融化增加云中雨滴质量浓度。此次过程催化影响时间持续约4 h,催化部位绝对增雨量约-0.78~1.24 mm,增雨率约-8.3%~12.1%,总降水增量为4.64×105 t,增雨效果显著。

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    9. 气候变暖对中国三大粮食作物的影响
    李蔓, 房世波, 韩佳昊, 卓文, 张展豪, 马玉平, 王斌, 齐月, 俄有浩, 谭凯炎, 赫迪, 赵花荣
    干旱气象    2025, 43 (4): 540-554.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-04-0540
    摘要463)   HTML3)    PDF(pc) (16868KB)(157)    收藏

    在气候变暖背景下,昼夜非对称性升温和大气CO2浓度升高成为气候变化的重要特征与驱动因素。气候变化影响水热资源分布,驱动三大粮食作物(小麦、玉米、水稻)的种植结构、种植界限等发生改变,研究主要粮食作物对气候变暖的响应,对保障粮食安全具有重要意义。基于高密度气象台站资料,采用统计方法分析1990年前、后30 a热量资源变化及其对中国三大粮食作物潜在种植区的可能影响;同时,汇总“大田条件下的自由空气增温实验(Free Air Temperature Increase, FATI)”和“控温控CO2的开顶箱实验(Open-Top Chamber, OTC)”多站点试验结果,结合文献荟萃方法,探讨气候变暖对三大作物生育期和产量的影响。 结果表明:1)中国农业热量资源总体在增加,农耕期持续天数和积温显著上升,无霜期延长;极端高温日数普遍增多,部分地区(如陕甘宁)农耕期极端低温日数亦有所增加,极端气象灾害风险加剧。2)三大作物种植北界发生了程度不一的北移,潜在适宜种植面积增加。3)气候变暖初期利于冬小麦生长,过度升温将致发育提前、霜冻风险上升,春小麦生育期缩短、产量受限;CO2浓度升高虽有增产效应,但难以抵消高温带来的不利影响。4)气候变暖通过缩短玉米生育期、减少穗粒数和千粒重,抑制产量形成,夜间增温加剧产量下降;CO2浓度升高对玉米生长与产量的作用有限,增温为主导因子。5)单纯增温对早稻产量有抑制作用,对晚稻则有促进作用;早稻增温削弱CO2的增产效应,晚稻则表现为协同促进,提升产量。

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    10. 不同干旱年型下冬小麦的抗旱效益估算
    李祎君
    干旱气象    2025, 43 (4): 555-562.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-04-0555
    摘要136)   HTML2)    PDF(pc) (1102KB)(208)    收藏

    黄淮海地区是我国粮食主要产区,气候变暖使该地区气温升高、蒸发加剧,冬春季干旱化趋势愈发明显,给冬小麦生产带来极大威胁,农业灌溉是保障冬小麦丰产的主要举措,而灌溉成本大小直接影响农业从业者的生产积极性,探讨冬小麦抗旱灌溉效益对于制定惠农政策、切实提高农民种植收益具有现实意义。以该地区冬小麦为研究对象,基于1981—2020年冬小麦发育期数据和同时期气象数据,应用缺水指标k划分干旱年型,并以河南3个站点为例应用世界粮食研究(World Food Studies,WOFOST)模型模拟分析不同干旱年型下灌溉抗旱的成本和收益,以期为提升农业产值和农业保险业务提供参考。结果发现,3站点在冬小麦生长期内均受到不同程度的水分胁迫,并以生长季中后段(4月上旬到收获)出现的干旱对产量形成影响最大。河南北部地区严重干旱年需灌5水,一般干旱年灌4水即可达到最大收益;河南东部水分条件相对较好,一般干旱年灌3水即可,严重干旱年出现概率低暂不做考虑。

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    11. 基于机器学习的环流分型与甘肃大气污染机制研究
    刘宗瑞, 万紫悦, 赵宇瀚, 刘卫平, 王若安, 马玉霞
    干旱气象    2025, 43 (4): 563-575.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-04-0563
    摘要138)   HTML4)    PDF(pc) (25913KB)(138)    收藏

    为揭示干旱半干旱地区天气形势与气象要素对大气污染的影响机制,基于2016—2022年欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)提供的第五代大气再分析数据集(ERA5),采用自组织映射神经网络(Self-Organizing Map,SOM)对700 hPa位势高度场和风场进行天气分型,并结合二次曲线拟合解析甘肃不同气候区典型城市气象要素与污染物的非线性关系。 结果表明:1)PM10和PM2.5质量浓度与气温整体呈负相关,而O3质量浓度随气温升高非线性增加;低风速(<1 m·s-1)和高风速(>4 m·s-1)下,PM10和PM2.5质量浓度较高,在静风及强风时分别因局地累积和沙尘输送导致颗粒物质量浓度升高,而1~4 m·s-1的风速有利于前体物积累,导致O3质量浓度升高;25%~75%的相对湿度条件下污染物质量浓度较高,但其影响存在区域差异,如干旱区的酒泉,在湿度小于25%条件下由于易发生沙尘天气PM10质量浓度较高,PM2.5由于吸湿增长作用,质量浓度随相对湿度升高而增加,O3在低湿条件下的消耗降低,其质量浓度随相对湿度升高递减。2)冬春季,以西南高压型和东部低槽型为主导,西南高压型下西部强西北风形成污染物输送通道,东部低压槽型下甘肃地区扩散条件差,其大气形势较为稳定,污染物易积累,导致PM10和PM2.5质量浓度显著升高。3)夏秋季,以高压型为主导,充沛的太阳辐射与高温条件促使边界层高度抬升,配合暖湿气流输送,为光化学反应提供有利环境,导致O3质量浓度较高。

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    12. 复杂地形下京津冀地区夏季降水特征及其数值模拟评估
    李靖, 李梓铭, 郝翠, 戴翼, 邢楠
    干旱气象    2025, 43 (4): 576-585.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-04-0576
    摘要113)   HTML1)    PDF(pc) (38742KB)(135)    收藏

    基于三源融合降水产品(China Meteorological Administration Multi-source Merged Precipitation Analysis System,CMPAS)和中尺度数值预报系统(China Meteorological Administration Mesoscale Weather Forecast System,CMA-MESO)预报的逐小时降水数据,分析2021年6—9月京津冀特殊地形下降水的分布特征,进一步评估CMA-MESO的预报性能。 结果表明:(1)京津冀地区实况平均小时降水量大值中心主要位于太行山东部和燕山南麓山前迎风坡海拔100~600 m处,CMA-MESO预报的大值区位于山前迎风坡偏向平原一侧;实况小时降水频率大值中心在太行山山前迎风坡偏向山区一侧,降水强度大值中心分布在山前迎风坡和东部平原地区。(2)京津冀山前迎风坡地区实况平均小时降水量随时间呈现双峰型特征,主峰值出现在午后至前半夜,次峰值出现在凌晨;CMA-MESO预报的主峰值时间与实况接近,但平均小时降水量明显偏大。(3)京津冀山前迎风坡地区实况10 mm·h-1以上降水量占比大值时段在午后至前半夜和凌晨;CMA-MESO预报的午后至傍晚时段10 mm·h-1以上降水量偏大,凌晨时段降水量偏小。(4)山前迎风坡地区午后至前半夜降水事件以3 h内的短时降水为主,CMA-MESO较好地把握了这一特征,但预报的短历时降水事件偏多。(5)CMA-MESO预报出了山前迎风坡一侧地形对降水的增幅作用,和山地上空的次级环流,但850 hPa以下比湿预报偏小,14:00(北京时)对流有效位能值明显偏小,也是山前迎风坡降水量存在负偏差中心的原因。

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    13. 东北地区低温春涝事件形成机制及其影响
    张丽, 沈柏竹, 李天宇, 金赫, 王凌
    干旱气象    2025, 43 (4): 586-594.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-04-0586
    摘要127)   HTML1)    PDF(pc) (15177KB)(118)    收藏

    东北地区低温春涝事件是指春季(主要为3—4月)出现的温度持续偏低、降水偏多的气象现象,严重影响春耕春播顺利进行。本文利用1961—2020年东北地区104个国家级气象站逐月气温、降水资料和美国国家环境预报中心/美国国家大气研究中心(National Center for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research,NCEP/NCAR)逐月再分析资料,结合海温和相关显著的大气环流指数,通过个例分析,定义了春季低温春涝事件及其判定指标,初步揭示了跨季节尺度下温度、降水等多因子协同作用,以及同期、前期大气环流和海温异常的影响机制。结果表明,春季的持续低温多雨是关键影响因素,而前一年秋季累积降水异常偏多是形成严重低温春涝事件的关键因子;前期冬季北极涛动(Arctic Oscillation,AO)呈负位相、春季西伯利亚高压偏强,东北冷涡和寒潮活跃是重要动力条件;前一年秋冬季发生厄尔尼诺(El Niño)事件时,海温异常有利于东北地区低温春涝事件的发生;当低温春涝事件发生后,东北地区当年春末夏初、盛夏和冬季易出现“旱、涝、旱”交替的现象。

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    14. 1979—2019年4—9月江西省短时强降水变化趋势及成因分析
    李浙华, 肖安, 涂满红, 吴文心
    干旱气象    2025, 43 (4): 595-606.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-04-0595
    摘要167)   HTML3)    PDF(pc) (12855KB)(148)    收藏

    研究江西省短时强降水的变化趋势及其可能成因,以提升短时强降水等极端降水事件的预报预警能力。本文基于1979—2019年江西省84个国家气象观测站的小时降水资料及欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)ERA5大气再分析资料,采用距平化处理、线性倾向估计、Mann-Kendall检验和相关性分析等方法,探究江西省短时强降水的变化趋势及其可能的影响因素。 结果表明:(1)江西省短时强降水具有显著的季节性特征,4—9月的短时强降水频次和占比分别为全年的95.7%和92.4%。(2)根据小时雨量(R),将短时强降水分为20≤R<30 mm(I级)、30≤R<50 mm(Ⅱ级)、R≥50 mm(Ⅲ级)3个级别。其中,I、II级短时强降水的空间分布整体表现为东多西少,山区多于平原和盆地,而III级短时强降水无明显空间分布特征。所有级别的短时强降水年均频次和年占比均呈增长趋势,且在21世纪初发生突变。(3)江西省大气可降水量高值频次距平、低层大气假相当位温距平与江西省短时强降水年均频次距平及其年占比距平呈显著正相关,且相关系数随着短时强降水量级的增加而逐渐降低。短时强降水高、低频年大气环流分析表明,当西太平洋副热带高压和乌拉尔高压异常偏强,并伴随低层异常强盛西南气流时,江西省短时强降水事件偏多,反之则偏少。

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    15. 内蒙古东南部一次伴冻雨的极端暴雪天气特征
    赵睿峰, 张桂莲, 黄晓璐, 霍志丽, 江靖
    干旱气象    2025, 43 (4): 607-615.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-04-0607
    摘要134)   HTML6)    PDF(pc) (16341KB)(148)    收藏

    伴冻雨的极端暴雪在内蒙古较少出现,研究此类天气对预报预警和灾害防御有重要意义。利用常规气象观测资料、欧洲中期天气预报中心ERA5再分析资料和内蒙古通辽多普勒天气雷达资料,针对2023年11月5—6日内蒙古东南部一次伴冻雨的极端暴雪天气过程,深入分析其发生的环境条件和成因。 结果表明:500 hPa高空冷涡、700 hPa暖式切变线、850 hPa偏东风急流以及北上的地面江淮气旋是此次过程的主要影响系统。冻雨发生时,垂直方向呈现“冷、暖、冷”的层结结构,925~875 hPa存在融化层,雷达基本反射率图中出现零度层亮带;过冷却水粒子和冰晶经零度层亮带进入融化层,之后降落到地面,这一过程符合融化型冻雨的特征。中层西南暖湿气流在低层偏东风形成的冷垫上爬升,产生强烈的动力锋生作用,为极端降雪提供了强劲的动力抬升条件,而强上升运动的存在和长时间维持,是导致极端暴雪天气发生的重要因素。暴雪区低层比湿最大达4~6 g·kg-1,且低层强水汽辐合维持时间长,为极端暴雪提供了充足的水汽供应。综合来看,此次内蒙古东南部伴随冻雨的极端暴雪天气,是高低空系统相互作用、动力锋生触发的垂直抬升以及持续水汽输送共同作用的结果。

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    16. 基于频率匹配法的浙江夏季区域性暴雨分类订正研究
    毛程燕, 李浩文, 王健疆, 韩超, 郑倩, 童监萍
    干旱气象    2025, 43 (4): 616-626.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-04-0616
    摘要146)   HTML2)    PDF(pc) (15577KB)(133)    收藏

    为提高浙江省夏季区域性暴雨预报的准确性及落区预测精度,基于2010—2023年浙江省75个国家气象站降水观测数据、欧洲中期天气预报中心第五代ERA5再分析资料(0.25°×0.25°)及2020—2023年浙江省客观预报系统(Objective Consensus Forecasting,OCF)模式降水预报产品(0.05°×0.05°),针对187例浙江夏季区域性暴雨过程,进行天气分型,对各类降水的OCF模式产品进行调整,并检验订正效果。 结果表明:1)频率匹配法通过分级调整显著优化降水预报,对30 mm及以下量级降水向下修正,30 mm以上量级向上补偿,暴雨以上TS评分提升4.2%,命中率提高14.3%。2)通过天气形势分型将暴雨划分为静止锋雨带型、暖式切变型、副高型、台风型、台风倒槽型和冷槽型6类,发现不同暴雨类型对频率匹配法的订正响应存在明显差异。其中,暖式切变型、台风倒槽型和冷槽型暴雨的TS评分分别提升11.8%、39.1%和15.4%(OCF模式完全漏报),台风倒槽型暴雨的命中率提升至60.0%;暖式切变型与冷槽型暴雨的漏报率分别降低20.0%和26.0%。3)分类订正策略有效提升了各类型暴雨预报的TS评分和命中率,暴雨落区预测精度显著改善。

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    17. 风廓线雷达资料在一次对流暴雨过程中的特征分析
    王文波, 李晓利, 曹云飞, 杨明, 高晓梅, 杨萌
    干旱气象    2025, 43 (4): 627-636.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-04-0627
    摘要179)   HTML6)    PDF(pc) (29799KB)(178)    收藏

    高时空分辨率的风廓线雷达资料在短时降水的临近预报预警中具有重要价值。基于常规气象观测、区域站资料、美国国家环境预报中心(National Center for Environmental Prediction,NCEP)再分析资料及风廓线雷达组网数据,对2023年山东入汛以来首场大范围暴雨过程进行分析,结果表明,此次过程受高空槽、低涡、低空急流及中尺度切变线共同影响,6月27日为暖区对流,28日以低涡引发的短时强降水为主;强降水主要位于中尺度切变线右侧的正涡度平流区及辐合中心上空,低层辐合与高层辐散的垂直配置为强对流发生提供动力条件;1 km以下超低空风场变化对强降水具有指示意义,低空急流下探及水平风脉动与降水强度呈一定正相关;强降水前1.0 h内低空急流指数与垂直风切变明显增强,降水结束前风切变迅速减弱,近地层出现强切变,风廓线雷达在识别短时强降水临近特征方面具有明显优势。

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    18. 上海雷暴大风时空特征及其预警有效性评估
    周伟东, 戴建华, 管理, 傅洁, 陈浩, 王蕊, 吕青
    干旱气象    2025, 43 (4): 637-645.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-04-0637
    摘要139)   HTML1)    PDF(pc) (19062KB)(226)    收藏

    为提升雷暴大风预警信号的有效性,并在准确率与时间提前量之间实现科学平衡,基于2016—2023年上海地区245个自动气象站观测资料及9个区气象台预警信号,采用百分位法与天气学分型方法,对雷暴大风预警信号进行系统评估。 结果表明,雷暴大风主要发生在4—8月,7月最为频繁;其日变化特征表现为午后至夜间高发;沿江沿海地区易出现特强雷暴大风;雷暴大风预警信号的集中发布时间较实况峰值提前约1 h。整体有效性评分为14.1分(总分100分),特强雷暴大风的平均得分为28.2分,其中暖式切变型得分最高(49.2分),静止锋切变型最低(12.1分)。副热带高压边缘型及静止锋切变型雷暴大风过程中,西北太平洋副热带高压强度偏强、位置偏西。个例分析显示,东北冷涡影响下的高空冷涡型特强雷暴大风预警得分相对较高,但与其他过程类似,当风力达到12级以上时,预警发布时间往往滞后于实况。副高边缘型雷暴大风影响范围较广,各区预警发布普遍及时,有效性评分整体较高。

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    19. 辽宁两次极端雨转暴雪过程对比分析
    徐庆喆, 徐爽, 金巍, 田璐, 高清源, 谭政华, 孙安妮
    干旱气象    2025, 43 (3): 450-459.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-03-0450
    摘要186)   HTML0)    PDF(pc) (29721KB)(190)    收藏

    研究爆发性气旋背景下极端雨雪天气的形成机制,对冬季降水预测与雪灾防御具有重要意义。本文基于常规气象观测资料和ERA5再分析资料,从影响系统、水汽条件、动力机制及热力作用等方面,对比分析了2021年11月6—9日(简称“过程Ⅰ”)与2023年11月5—7日(简称“过程Ⅱ”)辽宁地区两次极端雨转暴雪过程的成因与特征。结果表明,高空冷涡与地面爆发性气旋的共同作用是两次过程形成和发展的关键,高低空急流耦合为极端雨雪天气提供了强动力支撑,强降水主要分布在地面气旋北侧;条件性对称不稳定是两次极端雨雪天气的主要动力机制,低层锋区明显,水汽辐合区与锋区配合,有利于强降水形成。低层抬升运动、锋区与水汽辐合区的相位差异,是导致两次过程降水中心强度差异的主要原因。动力与水汽条件的共同作用以及温度条件共同决定降水相态,其中,低层冷锋强度及冷空气入侵时间影响降水相态的转变及雨雪分布。

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    20. 辽东半岛一次大暴雨过程触发和维持机制分析
    梁军, 贾旭轩, 张胜军, 冯呈呈, 李婷婷, 程航, 刘晓初
    干旱气象    2025, 43 (3): 435-449.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-03-0435
    摘要176)   HTML8)    PDF(pc) (39720KB)(188)    收藏
    2017年8月3日20:00—5日14:00(北京时)辽东半岛东北部发生了一次强降水过程,其日降水量突破历史极值。利用地面自动气象站资料、探空资料、多普勒雷达资料、FY-2G卫星云顶亮温数据、欧洲中期天气预报中心ERA5再分析资料,对2017年8月3—5日辽东半岛大暴雨过程的天气形势、中尺度对流系统的发展过程及其触发机制进行诊断分析。结果表明:此次大暴雨过程分为两个强降水阶段,主要由高空槽、低层切变线、副热带高压边缘的暖湿气流、北方干冷空气和地面辐合线共同影响所致;两个阶段短时强降水差异较大,这与低层水汽、环境风垂直切变、锋生强度密切相关,低层水汽丰沛、水平风垂直切变较大、锋生较强时,降水较多;辽东半岛对流层低层的锋生过程、正涡度中心和辐合中心耦合的动力结构,进一步加强了抬升作用,促使对流系统组织化程度更高、强度更强;辽东半岛地面南北辐合线交汇处对流单体合并增强,是产生极端短时强降水(小时降水量≥50 mm)的主要原因,地面辐合线由辽东半岛东北部向西南扩散的干冷空气与其东侧偏南气流所形成;地形阻挡作用和强降水的冷池效应促使东北或偏北气流向南延伸,对流单体后向传播,利于强降水的维持和加强。
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    21. 冷涡背景下天津夏季三次不同强度极端短时强降水物理量特征对比分析
    靳振华, 卜清军, 黄安宁
    干旱气象    2025, 43 (3): 424-434.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-03-0424
    摘要176)   HTML11)    PDF(pc) (22725KB)(163)    收藏
    在相似环流背景下开展不同降雨强度降水过程的局地关键物理量对比分析,是提升该地区强降水事件精细化预报能力的有效路径。本文基于多源观测数据,对2022年6月28日(简称“6·28”过程)、7月1日(简称“7·1”过程)和7月26日(简称“7·26”过程)天津3次冷涡背景下的雨强突增过程开展物理量阈值分析。结果表明:“6·28”过程中,极强水汽辐合(-8.0×10?? g·hPa?1·cm?2·s?1)、低抬升凝结高度(962 hPa)与深厚暖云层(4.0 km)形成协同效应,叠加冷池出流与低空辐合触发的中尺度涡旋,以及低质心风暴和列车效应,共同导致本次过程雨强最大增幅达96.6 mm·h-1;“7·26”过程以较高的环境温度(32.1 ℃)和对流有效位能(2 464 J·kg?1)促使高质心风暴垂直发展,但冰相粒子占比增加使得雨强增幅(88.8 mm·h-1)受限;“7·1”过程受弱垂直风切变(1.3 m·s?1)与冷池强度(21.9 ℃)不足影响,冷池出流无法与低层辐合协同触发新对流,导致雨强增幅最低(55.3 mm·h-1)。3次过程雨强跃增前均存在共性物理量阈值:对流有效位能大于1 200 J·kg?1、暖云层厚度大于3.1 km、整层大气可降水量大于47.5 mm,且地面辐合线出现时间超前强降水发生时间1.5~2.0 h。此外,回波顶高、组合反射率、垂直累积液态水含量与雨强增量的相关系数均超过0.90,前1 h露点温度变化与雨强增量的相关系数为-0.90。
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    22. 贺兰山东麓暴雨天气分型及气象要素演变特征研究
    陈敏, 陈豫英, 陈荣, 陈宇曦, 杨苑媛
    干旱气象    2025, 43 (3): 413-423.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-03-0413
    摘要174)   HTML3)    PDF(pc) (22166KB)(159)    收藏
    为加强加密自动站资料在贺兰山东麓暴雨预报中的应用,对2016—2021年该地17次暴雨过程,基于逐时地面气象要素和ERA5再分析资料,按照冷空气强度将其分为冷暖交汇型、暖区型和弱冷空气入侵型,并对比分析其降水分布、环流特征及地面气象要素演变规律。结果表明,冷暖交汇型暴雨高空槽深厚,低层高湿区范围广,但偏南风和水汽通量均较弱,降水范围广,平均雨量大,但降水效率低于暖区型暴雨;暖区型暴雨低层水汽通量及偏南风最强,但高层辐散场最弱,高湿区分散,降水效率高,局地性、极端性强;弱冷空气入侵型暴雨低层暖湿条件优于冷暖交汇型,在高层冷空气触发下,降水量级和对流性强于冷暖交汇型。降水开始前1 h,3类暴雨均降温、升压、风速增大,其中气温变化最明显,露点温度变化各有差异。降水开始前5 h,气温下降、相对湿度上升,以降水前1 h变幅最大,降水开始后趋于稳定,但各型暴雨开始降温时次和幅度不同,相对湿度增长速度不同;露点温度先升后降,降水前1 h至降水后2 h出现极大值;风速变化各有不同。本文得出的指标对于暖区型暴雨效果相对最好,TS评分48.65%,冷暖交汇型次之,弱冷空气入侵型最差。变湿、变压以及露点温度变化3类指标达标率较高(多在50.00%以上),部分超过55.00%,可用于提高暴雨监测预警能力;变温(达标率不足50.00%)和变风(达标率约30.00%)指标预报能力较弱,仍需优化。
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    23. 近60 a西安城市化对气候环境的影响
    沈姣姣, 郝苏娟, 金丽娜, 张雅斌, 樊丹丹, 郭琦
    干旱气象    2025, 43 (3): 403-412.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-03-0403
    摘要212)   HTML4)    PDF(pc) (4959KB)(755)    收藏
    研究城市化发展对气候环境的影响,可为城市应对气候变化提供依据。利用1961-2022年西安城区和郊区气象站数据,采用城郊对比、线性倾向估计、M-K检验等,分析城市化发展不同阶段对西安气候环境的影响。结果表明:西安城市热岛效应(Urban Heat Island,UHI)在20世纪90年代后显著增强,且在冬季和春季较强。UHI有明显的日变化和季节变化特征,当日21:00至次日06:00和11:00-16:00为相对稳定的高值和低值时段,冬季最大值出现时间比夏季提前2~3 h,结束时间比夏季滞后2~3 h。城市化发展对最低气温(Tmin)的影响贡献率大于最高气温(Tmax),对TmaxTmin和气温日较差(Diurnal Temperature Range,DTR)的影响贡献率均在春季最大,对平均气温(Tave)的影响贡献率在夏季最大。雨岛效应(Urban Rain Island,URI)主要出现在冬季和春季,城市化快速期(1991—2022年)URI增强,城区中雨及以上等级降水增加,强度更强,小雨减少。浑浊岛效应(Urban Turbidity Island,UTI)和干岛效应(Urban Dry Island,UDI)均在冬季和春季较强,就全年而言,城市化快速期城区和郊区日照时数(Sunshine Duration,SD)差值的绝对值为0.73 h,相对湿度(Relative Humidity,RH)差值的绝对值为4.38%。城市化发展对SD和RH的贡献率分别在春季和夏季最大。
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    24. 基于CCI与OWCI的贵州省气候舒适度差异分析
    任青峰, 张正强, 吴新豪, 谢强, 敖芹, 骆海顺
    干旱气象    2025, 43 (3): 385-393.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-03-0385
    摘要115)   HTML2)    PDF(pc) (9959KB)(126)    收藏

    为深入了解贵州省气候舒适度的时空演变特征,并为地方旅游产业发展规划提供科学依据,基于贵州省77个国家气象站1974—2023年逐日气象数据,采用综合舒适指数(Comprehensive Comfort Index,CCI)和室外天气舒适指数(Outdoor Weather Comfort Index,OWCI)评价模型,结合最小二乘法、皮尔逊相关分析与M-K突变检验等方法,分析了贵州省气候舒适日数的时空变化特征及其对环境变化的响应。结果表明,CCI与OWCI两种指数模型具有相似的时空变化特征,均能较好地反映贵州省气候舒适度,其中CCI可以更好地反映通过穿衣调节应对不舒适气候的能力,对年尺度气候变化响应更优,OWCI则对环境气象条件变化响应更迅速,在月尺度上表现更好。在气候变化和环境因素共同作用下,贵州省3月及11月的气候舒适日数显著增加,而6—9月则显著减少,其中3月气候舒适日数呈显著增加趋势的站点占比最高,7—8月呈显著减少趋势的站点最多。总体而言,贵州省1—3月及11—12月南部低海拔地区、5—9月西部高海拔地区、4月及10月大部分地区气候舒适度条件较好。

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    25. 干旱灾害对河北省苹果种植的风险评估
    聂振岭, 吴国明, 董航宇
    干旱气象    2025, 43 (3): 375-384.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-03-0375
    摘要139)   HTML1)    PDF(pc) (12994KB)(276)    收藏
    科学评估苹果关键生育期的干旱灾害风险,对降低苹果因旱损失具有重要意义。本文基于河北省气象资料、苹果种植资料、高程、河流密度和植被覆盖度等多源数据,通过分析干旱灾害发生的致灾因子危险性、孕灾环境敏感性和承灾体暴露性,系统评估了河北省苹果关键生育期的干旱灾害风险特征。结果表明:河北省苹果在萌芽—幼果期干旱发生概率最高,普遍超过60%,且以重旱和特旱为主。致灾因子危险性由高到低依次为:萌芽—幼果期>着色—成熟期>果实膨大期,其中西北部在各生育期均为危险性高值区。孕灾环境敏感性呈现由东南向西北递增的空间分布特征,承灾体暴露性在东部和南部局地相对较高。萌芽—幼果期、果实膨大期、着色—成熟期干旱灾害风险指数大于0.800的区域分别占比20.8%、8.7%和8.5%,且西北部在各生育期均为风险指数的高值区。苹果全生育期干旱灾害风险的高值区、中值区和低值区分别占总面积的14.2%、27.2%、58.6%,整体呈由东南向西北逐渐升高趋势。因此,需重点关注河北省西北部高风险区的干旱灾害防御工作,为苹果产业抗旱减灾提供科学依据。
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    26. 气象干旱指数在青藏高原东缘高寒草地的适用性评价及2022年干旱监测分析
    范浩男, 王玮, 戴昂, 马林飞, 李肖康
    干旱气象    2025, 43 (3): 366-374.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-03-0366
    摘要183)   HTML8)    PDF(pc) (9005KB)(236)    收藏
    研究气象干旱指数在高寒草地上的适应性,对提高青藏高原天然植被干旱监测精度、保护高寒草地生态系统、促进牧区社会经济的可持续发展具有重要意义。利用2010—2022年逐日土壤水分实测数据,结合Pearson相关系数和干旱识别方法,对降水量距平百分率(Precipitation Anomaly in Percentage,PA)、标准化降水指数(Standardized Precipitation Index,SPI)、综合气象干旱指数(Meteorological Drought Composite Index,MCI)和帕默尔干旱指数(Palmer Drought Severity Index,PDSI)在青藏高原东缘高寒草地的干旱监测精度进行评价,选取干旱识别精度较高的PDSI进行本地化校验,并基于校验后得到的PDSIimproved对2022年研究区逐月旱情进行分析。结果表明:1)PA、SPI、MCI和PDSI 4种气象干旱指数在研究区的干旱识别精度分别是48.21%、38.79%、37.42%和59.16%。其中PDSI对研究区高寒草地的旱情监测较好,但在土壤相对湿度小于等于60%且干旱天数不连续的情况下,易出现漏测或者多测情况。2)通过建立土壤相对湿度与PDSI的对应关系,对PDSI进行本地化校验和干旱等级阈值调整,改进后的PDSIimproved干旱识别精度可提高12.15%,达71.31%。3)采用PDSIimproved对2022年研究区进行干旱监测,结果显示旱情主要发生在研究区东南部海拔3 300~3 700 m低地势处,且干旱存在明显的季节特征,主要集中在冬季,以重旱和特旱为主。
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    27. 川渝地区夏季气象干旱差异及大气环流成因分析
    何慧根, 张驰, 成青燕, 李永华, 甘薇薇, 金燕
    干旱气象    2025, 43 (3): 355-365.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-03-0355
    摘要190)   HTML2)    PDF(pc) (22112KB)(173)    收藏
    为揭示川渝地区夏季气象干旱的时空差异及其大气环流成因,基于1981—2023年四川和重庆188个气象站观测资料及气象干旱综合指数(Meteorological Drought Composite Index,MCI)分析四川和重庆夏季干旱的时空演变特征,并结合美国国家环境预报中心/国家大气研究中心(National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research,NCEP/NCAR)逐月再分析资料及气候系统监测指数资料,从环流形势、水汽输送、西风急流及垂直运动等方面探讨干旱形成机制。结果表明,川渝地区干旱具有同步性强、区域差异显著的特征,四川干旱主要集中在6月和8月,重庆则在7—8月较重;川渝干旱中心主要位于四川盆地,四川东部与重庆表现出一定协同性,川西高原干旱相对较轻。典型干旱年,南亚高压偏强偏北,副热带高压异常偏北,700 hPa水汽输送减弱,区域受下沉运动控制,造成降水显著偏少。不同干旱类型年份的环流异常结构存在显著差异,是干旱空间差异的主要原因。
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    28. 北半球近70 a陆气耦合空间分布及其强度变化特征
    王澄海, 尚君翔, 张飞民, 杨凯
    干旱气象    2025, 43 (3): 339-354.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-03-0339
    摘要245)   HTML16)    PDF(pc) (41831KB)(206)    收藏
    陆气耦合是地表与大气之间物质能量交换的重要一环,深入研究陆气耦合的时空变化特征,对认识陆气耦合在全球气候变化中的作用有重要意义。基于1950—2020年全球陆面数据同化系统(Global Land Data Assimilation System,GLDAS)土壤湿度、欧洲中期天气预报中心陆面再分析数据集(ERA5-Land)和全球降水气候中心(Global Precipitation Climatology Centre,GPCC)的降水数据,计算反映土壤水分对降水的反馈(λ)、潜热通量对土壤湿度的变化响应程度(ISM-LH)和降水对地表潜热通量变化响应程度(ILH-Pr)的3种陆气耦合指数,从不同角度分析北半球陆气耦合强度及其空间分布特征,确定北半球陆气耦合关键区。在此基础上,分析过去近70 a北半球陆气耦合的时空变化特征。结果表明,ISM-LH能较好地反映土壤湿度-蒸发耦合过程,对陆气耦合强度代表性最好。北半球有5个陆气耦合关键区,分别为北美耦合关键区(NA)、地中海耦合关键区(MS)、中亚-蒙古耦合关键区(CM)、非洲耦合关键区(AF)和南亚耦合关键区(SA)。夏季陆气耦合关键区的范围最广、耦合强度最强,春季次之。春夏之间的前后期耦合强度弱于春、夏季同期的耦合强度。1950—2020年陆气耦合关键区年耦合强度具有明显的线性变化趋势,NA、SA、AF关键区陆气耦合强度呈现减弱趋势,其中AF夏季减弱趋势最明显,气候倾向率为-3.61/10 a(p<0.01);MS和CM的陆气耦合强度呈现增强趋势,其中CM夏季的线性变化趋势最明显,气候倾向率为2.28/10 a(p<0.01)。在耦合关键区,陆气耦合强度和降水的线性变化趋势在NA和MS呈反相变化,在AF和SA为同相变化;同期的陆气耦合强度异常与降水异常呈显著负相关,春季的负相关在MS最显著(r=-0.469,p<0.01),夏季的负相关在AF最显著(r=-0.821,p<0.01)。
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    29. 新疆极端气温均一性检验及变化趋势时空特征
    刘卫平, 曹丽娟, 张璞, 李珍, 远芳, 费烨, 王琪雯, 李庆雷
    干旱气象    2025, 43 (3): 394-402.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-03-0394
    摘要162)   HTML6)    PDF(pc) (11499KB)(182)    收藏
    全球变暖背景下,新疆极端天气气候事件频发,深入研究气温极值的均一化,将有助于准确分析气候变化特征,为制定有效的气候变化应对策略提供参考。利用RHtestsV5软件中惩罚最大T检验方法(Penalized Maximal T Test,PMT),选用均一化的月平均最高气温和月平均最低气温作为参考序列,对新疆105个国家级地面气象站1951—2022年月极端最高、极端最低气温序列进行均一性检验,分析造成新疆月极端最高、最低气温序列非均一的主要原因,采用分位数匹配(Quantile-Matching,QM)方法对非均一序列进行订正。结果表明:1)105个国家级地面气象站中26站月极端最低气温、8站月极端最高气温序列存在断点,极端最低气温比极端最高气温更易受非自然因素影响;2)台站迁移是极端最高、最低气温序列产生断点的主要原因,极端最高气温产生断点的次要原因是环境变化,而极端最低气温产生断点的原因还包括仪器换型、环境变化和观测时次改变;3)订正前、后全疆年极端最高气温和极端最低气温趋势变化差异不大,但墨玉站等月极端最高、最低气温订正后由降温趋势变为增温趋势,订正后新疆极端最高、最低气温更符合西北地区气候变暖特征,气候变化的空间一致性得到明显改善;4)墨玉极端最高气温和库尔勒极端最低气温订正后的数据序列变化趋势与旧址数据保持一致,且与新疆气候变暖特征的研究结果吻合度更好,说明订正方法具有可靠性和科学性。
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    30. 1963—2022年西北地区中西部干旱演变特征及植被响应研究
    苏天鑫, 孟宪红, 杨显玉, 安颖颖, 赵采玲
    干旱气象    2025, 43 (2): 163-175.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-02-0163
    摘要491)   HTML50)    PDF(pc) (32484KB)(481)    收藏
    系统研究干旱演变特征及植被对干旱的响应,对防旱减灾、水资源管理和策略制定具有重要意义。本研究以新疆、青海和甘肃三省为研究区域,基于1963—2022年CN05.1数据计算标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI),结合2003—2022年植被归一化指数NDVI,应用游程理论、Theil-Sen趋势检验、Mann-Kendall显著性检验、回归分析等方法,分析西北地区中西部不同时间尺度的干旱演变特征,并探讨干旱对植被的影响。结果表明,近60 a来,研究区在年代际和年际尺度上呈现干旱化趋势,1998年为干旱突变年;新疆东部和南部、柴达木盆地及河西走廊的干旱化趋势更为明显,干旱程度以轻旱和中旱为主,河西走廊中旱发生频率(大于15.00%)明显高于其他地区。干旱变化具有12 a、30 a和46 a的周期特征并具有明显的季节差异。春、夏、秋季西北地区中西部具有明显干旱化趋势,其中秋季SPEI减小速率为-0.034 a-1,干旱化趋势最突出;尤其是河西走廊,春、夏、秋季SPEI减小速率均小于-0.030 a-1,表明该地区连旱可能性较高,同时干旱历时、烈度峰值和平均干旱烈度均较高。塔里木盆地春秋季的干旱程度亦较为突出。干旱对植被变化具有一定的影响。与2003—2012年相比,2013—2022年NDVI退化面积增加约3.52%。近20 a来植被退化区域主要分布在新疆西部、青海东部和南部,NDVI与SPEI呈正相关。
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    31. 干旱胁迫下春玉米七叶期光合特性及其响应机理
    唐玉瑞, 齐月, 王鹤龄, 杨阳, 赵鸿, 张凯, 魏星星, 王仁奎
    干旱气象    2025, 43 (2): 176-185.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-02-0176
    摘要272)   HTML11)    PDF(pc) (1119KB)(503)    收藏
    干旱胁迫是限制作物生长的主要因素,研究春玉米(Zea mays L.)苗期光合特性与生理抗旱机制,对有效抗御干旱、促进作物产量形成等方面具有重要意义。以春玉米为研究对象,采用盆栽试验,设置对照处理(简称“CK”处理)、轻度干旱(T1)、中度干旱(T2)、重度干旱(T3)4种梯度,研究不同干旱程度下春玉米七叶期叶片的光合生理特征及其抗旱机制。结果表明:干旱显著降低了春玉米叶片的净光合速率(Pn)及最大净光合速率(Pnmax);光响应曲线的初始斜率(α0)、暗呼吸速率(Rd)、表观量子效率(Apparent Quantum Efficiency,AQE)在中度、重度干旱处理下显著下降,光饱和系数(γ0)显著增加,叶片的光能利用率显著下降;蒸腾速率(Tr)随着干旱胁迫的加剧逐渐降低,水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)在中度干旱处理下显著增加,重度干旱下显著降低;气孔导度(Gs)随着干旱胁迫的加剧逐渐下降,轻度、中度干旱处理下净光合速率下降的因素以气孔限制为主,轻度干旱下存在气孔非均匀关闭现象,重度干旱下胞间CO2浓度(Ci)显著上升,气孔限制值(Ls)显著降低,以非气孔限制为主导因素。
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    32. 1961—2023年黑龙江省多尺度干旱时空特征
    刘玉莲, 李秀芬, 康恒元, 孙爽, 袁芳, 周贺玲, 沈月钊
    干旱气象    2025, 43 (2): 186-194.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-02-0186
    摘要255)   HTML14)    PDF(pc) (3073KB)(526)    收藏
    明确气候变化背景下黑龙江省多尺度干旱时空特征,对于防灾减灾、保障粮食安全至关重要。基于1961—2023年黑龙江省水平分辨率为1°×1°的NCEP(National Center for Environmental Prediction)和GPCC(Global Precipitation Climatology Centre)月尺度格点气象数据,计算不同时间尺度的标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI),使用K-means聚类方法,将黑龙江省分为3个区域,分析1961—2023年黑龙江省不同干旱分区、多时间尺度气象干旱时空特征。结果表明:1961—2023年黑龙江省SPEI指数表现出明显的波动,北部山区4月SPEI呈现显著减小趋势,而中西平原区和东南区在不同时间尺度下SPEI呈增加趋势,表明黑龙江省不同区域的干湿状况存在显著的空间差异。黑龙江省气象干旱主要以大范围群发的形式出现,有两个明显的高发期,分别是1967—1989年和1999—2011年;夏季干旱影响范围普遍大于春季。最近气候期(1991—2020年)黑龙江省的干旱频次增加、强度增强,这一趋势对区域的生态安全和可持续发展构成了挑战。
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    33. 戈壁沙尘运动中风速与颗粒数及动能的标度律
    王振亭, 孟小楠, 王雪松, 李庆
    干旱气象    2025, 43 (2): 195-206.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-02-0195
    摘要158)   HTML6)    PDF(pc) (10364KB)(287)    收藏

    中国西北极端干旱区戈壁广布,风大沙多,灾害频发。充分了解戈壁沙尘运动基本规律是灾害预警与科学防治的重要前提。鉴于目前难以精准预测瞬时输沙率,探讨风沙事件中气流与沙尘特征物理量的统计规律,进而开展统计预测,也许是在秒及以下时间尺度上建立风和沙之间定量关系的可行之路。本研究借鉴湍流统计理论的思路和方法,利用Hilbert-Huang变换分析4个戈壁沙尘运动野外观测数据集。结果表明,沙尘事件中的风速、跃移沙粒动能与个数、粉尘浓度等时间序列的Hilbert边际谱均符合幂次标度律,沙尘特征量和风速的标度指数范围分别为0.78~1.51和0.59~1.47。

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    34. 气候过渡区不同生态系统多陆面因子-大气耦合特征
    何杭, 杨泽粟, 邬钰嫣
    干旱气象    2025, 43 (2): 207-220.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-02-0207
    摘要199)   HTML8)    PDF(pc) (9795KB)(363)    收藏

    气候过渡区作为“陆-气耦合”热点地区,当前研究多集中于该区域陆-气耦合时空分布及水热条件的影响,缺乏对多因子协同作用及不同生态系统耦合度差异的研究。本文基于站点观测资料,聚焦陆面水、热、生因子与地表通量的耦合关系,对比分析不同生态系统之间单因子和多因子陆-气耦合度差异,评估各陆面因子对耦合度的贡献。结果表明,单因子耦合中,稀疏植被的潜热与叶面积指数耦合强度最强,农田的潜热与土壤温度耦合强度最强;草地、森林和农田的感热与土壤温度耦合最强。多因子耦合度明显优于单因子,多因子与潜热的耦合度在森林和稀疏植被有明显提升,与感热的耦合在稀疏植被明显增强。各因子对地表通量的贡献中,草地感热和潜热分别由热力和生态因子主导;稀疏植被潜热由水分、生态因子共同主导,感热由热力因子主导;农田和森林的潜热和感热由热力因子主导。干旱条件下,水分和生态因子对多数生态系统中潜热和感热的贡献增大。

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    35. 夏季青藏高原及周边地区大气热源与川渝盆地高温日数年际变化的关系
    黄小梅, 周长艳, 庞轶舒, 于浩慧, 甘薇薇
    干旱气象    2025, 43 (2): 221-230.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-02-0221
    摘要299)   HTML9)    PDF(pc) (14949KB)(299)    收藏
    研究青藏高原及周边地区夏季大气热源与川渝盆地高温日数变化的关系对川渝盆地高温预测及高温干旱灾害防御有重要意义。基于1979-2022年川渝盆地125个气象站的夏季(6—8月)日最高气温资料和NCEP/NCAR(National Center for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research)逐月再分析资料,分析了川渝盆地夏季高温日数的时空分布特征及其年际变化与青藏高原及周边大气热源的关系。结果表明:盆地高温日数EOF(Empirical Orthogonal Function)第一模态表现为全区一致型,高温日数在1979-2022年呈明显增多趋势,且存在明显的年际和年代际变化。夏季盆地高温日数年际变化与高原东部及其东侧大气热源强度关系密切,当高原关键区大气热源偏弱(强)时,盆地高温日数明显偏多(少)。在年际尺度上,当高原东部及其东侧热源偏弱时,南亚高压偏东偏北,西太平洋副热带高压偏西偏北,从西太平洋和南海以及孟加拉湾向盆地输送的水汽减弱,配合盆地上空显著的下沉运动异常,导致降水偏少,高温日数偏多。同时,盆地上空总云量偏少,到达地面的太阳短波辐射通量显著增加,导致地面气温升高,高温日数偏多。当高原东部及其东侧大气热源偏强时,环流异常形势有利于盆地高温日数偏少。
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    36. 四川盆地西部复杂地形小流域山洪径流模拟及其灾害成因分析
    谢娜, 叶帮苹, 杨康权, 陈军, 康岚, 范江琳, 徐洋
    干旱气象    2025, 43 (2): 231-241.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-02-0231
    摘要257)   HTML5)    PDF(pc) (15988KB)(361)    收藏
    基于分布式降雨径流汇流模型,采用分钟级雷达定量降雨估测数据和12.5 m分辨率地形数据,并利用双溪水文站的实测数据进行模型参数本地化,对2022年7月16日绵阳市北川县白什乡的山洪泥石流进行精细化模拟,回溯其径流形成与汇流过程,并分析灾害成因。结果表明,本地化后的径流汇流模型在水深模拟方面与实测数据拟合度较高,确定性系数R2达0.86,最大水深误差为0.25 m,水深涨幅误差为0.59 m,产流时间误差为0.1 h,均在可接受范围内,为后期模拟与分析奠定良好基础。2022年7月16日00:00(北京时)起,北川县持续降雨8.0 h,降雨强度达大暴雨等级。降雨中心位于白什乡灾害点及其上游的青片河和铁洞河流域,大雨及以上降水覆盖整个流域的70%,暴雨更是遍及中下游区域。流域内最大小时雨量达30 mm,最大累计雨量120 mm,中下游区域平均面雨量为88 mm。降雨持续时间长、强度高、覆盖范围广,是此次山洪的主要诱因。此外,流域地形落差大、河道狭窄,持续性暴雨加剧水流速度并推高河道水深,多个点位水流速度超过3.3 m·s-1;青片河下游水深持续上涨2.0 h,洪峰水深达15.4 m并持续2.6 h,为下游灾害点提供了主要径流;白什乡灾害点的洪峰水深高达21.0 m并在高位持续3.0 h。复杂地形条件下的持续性暴雨导致小流域发生大规模山洪,造成河道沿岸多个村落不同程度被淹没。研究区位于龙门山断裂带中心,是“5·12”汶川大地震的重灾区,区域内泥石流和滑坡隐患点多达23处。特大山洪剧烈冲刷泥石流物源引发山洪泥石流,对白什乡场镇造成毁灭性破坏。
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    37. 四川盆地一次极端暴雨过程的演变及成因分析
    李梦, 竹利, 张悦含
    干旱气象    2025, 43 (2): 242-253.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-02-0242
    摘要239)   HTML12)    PDF(pc) (36118KB)(325)    收藏
    2021年8月7日20:00—8日20:00四川盆地东北部地区发生了一次极端暴雨过程,其日降雨量和夜雨阶段的小时雨量突破历史极值。本文利用气象观测资料、多普勒雷达及ERA5再分析资料对此次过程的演变及成因进行分析。结果表明:1)过程发生前700 hPa假相当位温(θse)偏离气候平均值2.5倍标准差,700、850、925 hPa比湿均偏离2倍标准差以上;2)稳定的地面辐合区和中低层低涡切变系统持续触发新生对流,并不断与原有对流系统合并形成“列车效应”,确保原对流系统维持发展;3)低层暖湿空气与干冷空气交汇形成稳定的θse锋区,形成的经向暖湿上升气流与纬向次级闭合环流的上升气流共同作用,为对流系统提供稳定的能量和水汽输送;700 hPa附近的辐合风场配合中低层经向次级环流中下沉偏北气流的阻挡作用,使对流系统呈现准静止“后向传播”特征,有利于此次极端暴雨的形成。
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    38. 四川绵阳山地突发性降雨过程的局地环流研究
    孙自川, 张青艳, 陈颖, 袁本荷, 万丛, 欧阳欣
    干旱气象    2025, 43 (2): 254-264.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-02-0254
    摘要355)   HTML9)    PDF(pc) (40512KB)(298)    收藏

    研究山地突发性降雨过程的基本特征及其动力、热力引起的局地环流,对提高山地环境下突发性暴雨的预报准确性和及时性具有重要意义。本文选取绵阳地区两次山地突发性降雨事件,基于中国逐日降水快速融合实况分析产品(CMA Multi-source merged Precipitation Analysis System,CMPAS)、FY-2G卫星相当黑体亮温(Black Body Temperature,TBB)及欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasting,ECMWF)ERA5再分析资料,采用绕流、爬流和过山气流方程进行诊断分析和数值模拟试验。结果表明,两次突发性降雨均发生在西太平洋副热带高压控制的弱天气系统背景下,适宜的水汽条件、高温环境及冷暖空气交汇是暴雨触发的主要因素。山地阻挡作用促使过山气流产生绕流和爬流运动,在暴雨区形成上升运动和局地涡旋。在弱冷空气影响下,爬流运动占主导,爬流与绕流共同促进突发性暴雨的发生与发展;而在强冷空气影响下,二者对暴雨的促进作用减弱。暴雨区内绕流和爬流与降水强度耦合。降雨过程中,地面热源输入的消失导致降雨区附近地表热力扰动明显减弱,使盆地西部难以形成局地环流,进而削弱绕流和爬流,同时辐合区消失,导致数值模拟区域降水量明显减少,强降水中心消失。两次降雨过程中数值模拟试验结果均表明,相较于感热,潜热对降水起主要作用。

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    39. 云南省一次罕见飑线过程发生机制分析
    杨芳园, 杨素雨, 甄廷忠, 杨竹云, 李晓鹏, 胡勇华, 石宝灵
    干旱气象    2025, 43 (2): 265-276.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-02-0265
    摘要240)   HTML14)    PDF(pc) (51367KB)(551)    收藏
    基于地面自动站、多波段天气雷达、实况探空及欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasting,ECMWF)第5代再分析资料ERA5,对2022年7月7日云南省一次罕见飑线天气过程的环境条件、中尺度特征及维持机制进行了分析。结果表明,此次飑线过程发生在大陆高压与副热带高压辐合区内,环境场具有较强对流不稳定能量、中等强度垂直风切变及明显的高层干冷空气入侵特征。C波段雷达反射率和径向速度的变化与地面大风、冰雹的发生有很好的对应关系,飑线特征明显,近地层入流急流明显,伴随速度模糊和阵风锋特征;降雹单体具有三体散射、中层辐合和风暴顶辐散特征;X波段双偏振相控阵雷达的高时空分辨率观测显示,成熟冰雹云的强反射率因子超过55 dBZ,强上升气流附近存在明显的差分反射率(ZDR)柱,垂直伸展至高于湿球温度0 ℃层的高度;双偏振参数还表明,冰雹降落过程中伴有降水。分析认为,地面辐合线的持续维持、风暴内部上升气流与倾斜下沉气流共存,以及低层辐合与高层辐散配合,是此次飑线得以维持的主要机制。
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    40. 六盘山一次积层混合地形云宏微观特征观测分析
    陶涛, 舒志亮, 邓佩云, 何佳, 巴音那木拉, 常倬林
    干旱气象    2025, 43 (2): 277-288.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2025-02-0277
    摘要197)   HTML8)    PDF(pc) (36385KB)(656)    收藏
    六盘山是我国黄土高原—川滇生态屏障的重要组成部分,也是西北重要的水源涵养林基地。为进一步加强对六盘山区地形云宏微观特征的认识,科学开展地形云人工增雨作业,本文基于六盘山区海拔2 842 m高山气象站的雾滴谱仪、雨滴谱仪及毫米波云雷达等多种观测资料,研究了2020年8月21—23日宁夏六盘山区一次积层混合地形云的宏微观特征。结果表明,此次降水云系受地形影响明显,云顶高度和云系垂直厚度抬升的高度与山脉平均海拔(2 162 m)相当;雨滴粒子数浓度、最大粒径、平均粒径和液态水含量在降水最强时段达到极大值,分别为970 个·m-3、4.25 mm、1.23 mm和1.36 g·m-3;雨滴谱分布符合Gamma分布,相较M-P分布Gamma分布拟合效果更优;根据云微物理量的观测数据,可将云系划分为3个中小尺度云区,其中云区2和云区3的宽度基本相当,均约为400 km,云区3除云雾滴粒子数浓度低于云区2外,其液态水含量、平均中值体积直径和平均有效直径均有所增加,导致降水量增加1倍左右。
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