2019年第47卷第1期文章目次
2019, 47(1):1-9.
摘要:
土壤水分是研究土體工程學、農學、地質學、生態學、生物學和水文學等特性的重要參數。不論實驗室測量還是現場測量，目前土壤水分的測量方法對不同特性的土壤和不同類型水分含量的適用性仍存在爭議。本文對目前已經存在的和新興的土壤水分觀測方法及其優缺點進行歸納，綜合評述這些測量方法存在的局限性和特性參數對土壤水分測量的影響。同時，著眼于我國氣象部門采用頻域反射法原理研制的DZN1、DZN2和DZN3三個型號設備,自2009年開展全國土壤水分自動化觀測業務以來，設備運行穩定，測量精度和數據質量基本滿足業務與服務需求。最后，本文結合我國觀測業務現狀，分別為業務建設和精確測量土壤水分提出了參考建議。
土壤水分是研究土體工程學、農學、地質學、生態學、生物學和水文學等特性的重要參數。不論實驗室測量還是現場測量，目前土壤水分的測量方法對不同特性的土壤和不同類型水分含量的適用性仍存在爭議。本文對目前已經存在的和新興的土壤水分觀測方法及其優缺點進行歸納，綜合評述這些測量方法存在的局限性和特性參數對土壤水分測量的影響。同時，著眼于我國氣象部門采用頻域反射法原理研制的DZN1、DZN2和DZN3三個型號設備,自2009年開展全國土壤水分自動化觀測業務以來，設備運行穩定，測量精度和數據質量基本滿足業務與服務需求。最后，本文結合我國觀測業務現狀，分別為業務建設和精確測量土壤水分提出了參考建議。
2019, 47(1):10-18.
摘要:
為了尋求適合珠海〖CD*2〗澳門雙偏振雷達的差分反射率標定方法，提升其探測的準確性和穩定性，對珠澳雷達的太陽法和垂直指向法的標定結果進行了分析對比。對比表明兩個標定方法確定的系統偏差之間存在較大的差異。為了確定真實的系統偏差，基于業務運行的體積掃描數據，在初始差分相移訂正的基礎上，用差分相移、反射率、信噪比和相關系數作為篩選條件，篩選了適合作為標定參照物的小雨和干雪，對珠澳雷達的標定結果進行了驗證并分析了標定誤差的成因。結果表明以小雨和干雪作為目標物得到的差分反射率系統偏差和太陽掃描法得到的結果非常一致，且在超過兩個月時間內表現較為穩定，可以用于對雷達系統的差分反射率偏差進行長期的在線監控。垂直指向法標定的結果存在明顯偏差。與英國Thurnham C波段雷達以及南京大學C波段雷達的垂直入射標定數據的橫向對比和分析表明，珠澳雷達的垂直指向法標定受到位于天線罩頂部的航空障礙燈和維護窗的影響，使得標定結果出現偏差。
為了尋求適合珠海〖CD*2〗澳門雙偏振雷達的差分反射率標定方法，提升其探測的準確性和穩定性，對珠澳雷達的太陽法和垂直指向法的標定結果進行了分析對比。對比表明兩個標定方法確定的系統偏差之間存在較大的差異。為了確定真實的系統偏差，基于業務運行的體積掃描數據，在初始差分相移訂正的基礎上，用差分相移、反射率、信噪比和相關系數作為篩選條件，篩選了適合作為標定參照物的小雨和干雪，對珠澳雷達的標定結果進行了驗證并分析了標定誤差的成因。結果表明以小雨和干雪作為目標物得到的差分反射率系統偏差和太陽掃描法得到的結果非常一致，且在超過兩個月時間內表現較為穩定，可以用于對雷達系統的差分反射率偏差進行長期的在線監控。垂直指向法標定的結果存在明顯偏差。與英國Thurnham C波段雷達以及南京大學C波段雷達的垂直入射標定數據的橫向對比和分析表明，珠澳雷達的垂直指向法標定受到位于天線罩頂部的航空障礙燈和維護窗的影響，使得標定結果出現偏差。
2019, 47(1):19-28.
摘要:
利用北京南郊S波段雷達2011—2016年的觀測資料，從雷達氣候統計的角度，利用不同強度回波發生頻率的統計特征及其空間分布特征，對雷達地物雜波和波束遮擋的識別與訂正方法進行研究。結果表明:①利用雷達回波出現頻率特征，可以很好地識別雷達近中心地物雜波和受地形高度影響的地物雜波特征；同時還可以直觀地識別出雷達波束遮擋區域以及遮擋程度。北京南郊雷達地物雜波主要分布在近雷達中心和北京西部、西北部的山前地區，地物雜波主要集中在0.5°仰角和1.5°仰角層上。雷達波束遮擋主要集中在由高大建筑引起遮擋的東南方位向和由于地形引起波束遮擋的西西北方位向，波束遮擋主要集中在0.5°仰角層。②采用局部可變區域平均垂直廓線方法利用高仰角回波訂正低仰角回波，能有效訂正地物雜波，并保留回波的局部特征。對于波束遮擋區域的回波填補，也能夠較好地保持上下層仰角回波之間的連續性，同時兼顧了回波不均性分布等特性。③基于雷達氣候特征進行地物雜波識別和波束遮擋識別，無需依照先驗知識，相比于傳統方法能更好地反映本地雷達回波真實情況，且具有方法簡單、可快速復用、本地適用性強等優點。
利用北京南郊S波段雷達2011—2016年的觀測資料，從雷達氣候統計的角度，利用不同強度回波發生頻率的統計特征及其空間分布特征，對雷達地物雜波和波束遮擋的識別與訂正方法進行研究。結果表明:①利用雷達回波出現頻率特征，可以很好地識別雷達近中心地物雜波和受地形高度影響的地物雜波特征；同時還可以直觀地識別出雷達波束遮擋區域以及遮擋程度。北京南郊雷達地物雜波主要分布在近雷達中心和北京西部、西北部的山前地區，地物雜波主要集中在0.5°仰角和1.5°仰角層上。雷達波束遮擋主要集中在由高大建筑引起遮擋的東南方位向和由于地形引起波束遮擋的西西北方位向，波束遮擋主要集中在0.5°仰角層。②采用局部可變區域平均垂直廓線方法利用高仰角回波訂正低仰角回波，能有效訂正地物雜波，并保留回波的局部特征。對于波束遮擋區域的回波填補，也能夠較好地保持上下層仰角回波之間的連續性，同時兼顧了回波不均性分布等特性。③基于雷達氣候特征進行地物雜波識別和波束遮擋識別，無需依照先驗知識，相比于傳統方法能更好地反映本地雷達回波真實情況，且具有方法簡單、可快速復用、本地適用性強等優點。
2019, 47(1):29-34.
摘要:
基于高速公路夜間交通監控圖像，選擇其附近能見度自動監測數據作為圖像是否有大霧的標準，分析有霧或無霧環境對光源及其成像的影響，提取相應的特征值，利用支持向量機的方法建立了大霧識別模型。結果表明：大霧存在時空氣消光系數增大，LED電子顯示屏、車燈等光源在圖像上呈現出亮度減弱而梯度小，散射較明顯的特點；紋理特征表明有霧時圖片紋理簡單、紋理較淺分布均勻，像素之間相關性大，無霧時則反之；模型評估得出臨界成功指數為0.74，虛警率為0.18，有較好的識別效果。
基于高速公路夜間交通監控圖像，選擇其附近能見度自動監測數據作為圖像是否有大霧的標準，分析有霧或無霧環境對光源及其成像的影響，提取相應的特征值，利用支持向量機的方法建立了大霧識別模型。結果表明：大霧存在時空氣消光系數增大，LED電子顯示屏、車燈等光源在圖像上呈現出亮度減弱而梯度小，散射較明顯的特點；紋理特征表明有霧時圖片紋理簡單、紋理較淺分布均勻，像素之間相關性大，無霧時則反之；模型評估得出臨界成功指數為0.74，虛警率為0.18，有較好的識別效果。
2019, 47(1):35-40.
摘要:
針對傳統雨量測量耗時長，維護不方便的問題，本文在分析聲信號識別技術的基礎上，提出了基于雨聲識別的雨量測量方法，模擬人耳聽覺中對頻域劃定的非線性性和對同一頻率群聲信號作疊加評價的機理，將傅里葉變換后的能量譜通過梅爾（Mel）濾波器，提取雨聲的梅爾頻率倒譜系數（MFCC）作為雨聲信號的特征向量。在此基礎上，構建一個三層BP神經網絡，將歸一化后的樣本數據用于神經網絡訓練，最后將測試樣本用于對雨量的識別。試驗結果表明，在少量樣本訓練的基礎上神經網絡即能有效識別雨量大小，為聲信號識別技術應用于更為精準的雨量測量提供了理論依據。
針對傳統雨量測量耗時長，維護不方便的問題，本文在分析聲信號識別技術的基礎上，提出了基于雨聲識別的雨量測量方法，模擬人耳聽覺中對頻域劃定的非線性性和對同一頻率群聲信號作疊加評價的機理，將傅里葉變換后的能量譜通過梅爾（Mel）濾波器，提取雨聲的梅爾頻率倒譜系數（MFCC）作為雨聲信號的特征向量。在此基礎上，構建一個三層BP神經網絡，將歸一化后的樣本數據用于神經網絡訓練，最后將測試樣本用于對雨量的識別。試驗結果表明，在少量樣本訓練的基礎上神經網絡即能有效識別雨量大小，為聲信號識別技術應用于更為精準的雨量測量提供了理論依據。
2019, 47(1):41-51.
摘要:
隨著城市化的發展，越來越多的城市建立在山區附近或山谷之中。受地理環境和氣象條件等因素影響，各地山谷風特征各不相同。山谷風對局地風場、氣候特征有著重要作用，與逆溫和污染物濃度變化也具有良好相關。本文從山谷風研究的主要手段—觀測、理論和數值模擬出發，重點回顧了國內山谷風研究成果，并討論了與其他中尺度環流（海陸風、湖陸風、城市熱島、植被風、冰川風環流）的相互作用，以及包括山谷風在內的山地環流對大氣污染的影響。最后對國內研究進展進行總結，并提出了一些還需深入研究和探討的問題。
隨著城市化的發展，越來越多的城市建立在山區附近或山谷之中。受地理環境和氣象條件等因素影響，各地山谷風特征各不相同。山谷風對局地風場、氣候特征有著重要作用，與逆溫和污染物濃度變化也具有良好相關。本文從山谷風研究的主要手段—觀測、理論和數值模擬出發，重點回顧了國內山谷風研究成果，并討論了與其他中尺度環流（海陸風、湖陸風、城市熱島、植被風、冰川風環流）的相互作用，以及包括山谷風在內的山地環流對大氣污染的影響。最后對國內研究進展進行總結，并提出了一些還需深入研究和探討的問題。
2019, 47(1):52-61.
摘要:
城市熱島環流是由城市熱島激發的、存在于邊界層的局地環流。這一環流常影響城市區域污染物的擴散及城市降水，是城市氣象學的重點研究對象。在過去30多年間，中國城市熱島環流的研究不斷取得突破，研究成果豐富。為了今后更有效地開展相關研究，本文從觀測分析、理論與數值模擬研究兩方面，回顧并總結了我國在熱島環流研究方面取得的成果，包括熱島環流的時空特征、產生機制，以及熱島環流與其他局地環流的相互作用。此外，本文總結了熱島環流對城市及其周邊地區污染物水平和垂直分布的影響。
城市熱島環流是由城市熱島激發的、存在于邊界層的局地環流。這一環流常影響城市區域污染物的擴散及城市降水，是城市氣象學的重點研究對象。在過去30多年間，中國城市熱島環流的研究不斷取得突破，研究成果豐富。為了今后更有效地開展相關研究，本文從觀測分析、理論與數值模擬研究兩方面，回顧并總結了我國在熱島環流研究方面取得的成果，包括熱島環流的時空特征、產生機制，以及熱島環流與其他局地環流的相互作用。此外，本文總結了熱島環流對城市及其周邊地區污染物水平和垂直分布的影響。
2019, 47(1):62-69.
摘要:
本文選取最適當的夏季風指數確定黃淮地區的強弱夏季風年，并結合近55年該地區夏季日降水資料，討論了該地區在強弱夏季風年降水的差異及其形成原因。結果表明：①強夏季風年，該區域東半部降水偏多，西半部降水偏少；弱夏季風年反之。②1979年之前，該區域降水存在周期3～5年的年際變化，之后周期演變為15年。③該區域降水存在低頻振蕩特征。在強夏季風年，7～14天周期最顯著；在弱夏季風年，10～18天與25～30天的周期最顯著。④強夏季風年，黃淮地區有2段雨季，分別出現在7月初與8月中下旬；但在弱夏季風年，主雨季不明顯。⑤強弱年降水的諸多差異，主要歸因于歐亞中高緯度大尺度環流的波列不同及偏南季風的水汽輸送差異。⑥春季海溫異常對當年黃淮地區的降水有指示作用。在拉尼娜年，黃淮地區東部降水偏多，西部降水偏少；在厄爾尼諾年反之。
本文選取最適當的夏季風指數確定黃淮地區的強弱夏季風年，并結合近55年該地區夏季日降水資料，討論了該地區在強弱夏季風年降水的差異及其形成原因。結果表明：①強夏季風年，該區域東半部降水偏多，西半部降水偏少；弱夏季風年反之。②1979年之前，該區域降水存在周期3～5年的年際變化，之后周期演變為15年。③該區域降水存在低頻振蕩特征。在強夏季風年，7～14天周期最顯著；在弱夏季風年，10～18天與25～30天的周期最顯著。④強夏季風年，黃淮地區有2段雨季，分別出現在7月初與8月中下旬；但在弱夏季風年，主雨季不明顯。⑤強弱年降水的諸多差異，主要歸因于歐亞中高緯度大尺度環流的波列不同及偏南季風的水汽輸送差異。⑥春季海溫異常對當年黃淮地區的降水有指示作用。在拉尼娜年，黃淮地區東部降水偏多，西部降水偏少；在厄爾尼諾年反之。
2019, 47(1):70-78.
摘要:
本文利用風廓線雷達、地基微波輻射計、地面自動站、秒級探空和NCEP/NCAR(1°×1°)再分析資料，對2016年12月成都的3次輻射平流霧過程進行生消機理分析。結果表明：①高空500 hPa受西北氣流控制，700 hPa干層和1.5 km下弱風速的維持，利于近地面快速輻射冷卻形成逆溫層，為霧的形成提供了熱力條件。②垂直方向上無運動或微弱運動，為霧的形成和發展提供了動力條件；貼地層弱西南暖濕氣流(≤4 m/s)攜帶的水汽在成都地區輻合，為強濃霧的形成提供了充足的水汽條件。③貼地逆溫層和逆露點溫度層(高度低于逆溫層高度)同時存在，對霧的預報有較好的指示意義。④午后，雙逆溫層的維持，近地面風速接近靜風，是輻射平流霧維持的重要原因。⑤西南暖濕氣流消失或水汽輻合移出本地之后，近地面逆溫層消失或霧頂上部干空氣的卷入，是導致輻射平流霧最終消散的原因。
本文利用風廓線雷達、地基微波輻射計、地面自動站、秒級探空和NCEP/NCAR(1°×1°)再分析資料，對2016年12月成都的3次輻射平流霧過程進行生消機理分析。結果表明：①高空500 hPa受西北氣流控制，700 hPa干層和1.5 km下弱風速的維持，利于近地面快速輻射冷卻形成逆溫層，為霧的形成提供了熱力條件。②垂直方向上無運動或微弱運動，為霧的形成和發展提供了動力條件；貼地層弱西南暖濕氣流(≤4 m/s)攜帶的水汽在成都地區輻合，為強濃霧的形成提供了充足的水汽條件。③貼地逆溫層和逆露點溫度層(高度低于逆溫層高度)同時存在，對霧的預報有較好的指示意義。④午后，雙逆溫層的維持，近地面風速接近靜風，是輻射平流霧維持的重要原因。⑤西南暖濕氣流消失或水汽輻合移出本地之后，近地面逆溫層消失或霧頂上部干空氣的卷入，是導致輻射平流霧最終消散的原因。
11 臺風“鮎魚”極端降水分析
2019, 47(1):79-88.
摘要:
1617號臺風“鮎魚”的降水異常強大,溫州、麗水部分縣市的過程雨量和日雨量超過歷史極值，災害嚴重。利用NCEP 0.5°×0.5°再分析資料、FY2G 衛星資料、多普勒雷達探測資料和自動站加密觀測等資料，對其成因展開分析。結果表明：“鮎魚”東面與強大穩定的副高之間構成東南急流；北面與緩慢東移的華北高壓之間構成偏東風急流；南面是與西南季風相連接的西南急流；3支低空急流構建的切變輻合區是水汽輻合和不穩定能量的集合區，也是中尺度對流的強烈發展區，溫州、麗水部分縣市的極端降水由中尺度對流的持續發生發展引發。低空急流的長時間持續，特別充沛的水汽輸送和冷空氣的影響是“鮎魚”極端降水的主要影響機制。冷空氣影響期間，降雨回波發展旺盛，結構緊密，回波強度和降水效率等明顯強于無冷空氣影響時臺風本體環流降雨回波。云頂相當黑體亮度溫度（TBB）與臺風降水有較好的對應關系，有一定預報參考價值。
1617號臺風“鮎魚”的降水異常強大,溫州、麗水部分縣市的過程雨量和日雨量超過歷史極值，災害嚴重。利用NCEP 0.5°×0.5°再分析資料、FY2G 衛星資料、多普勒雷達探測資料和自動站加密觀測等資料，對其成因展開分析。結果表明：“鮎魚”東面與強大穩定的副高之間構成東南急流；北面與緩慢東移的華北高壓之間構成偏東風急流；南面是與西南季風相連接的西南急流；3支低空急流構建的切變輻合區是水汽輻合和不穩定能量的集合區，也是中尺度對流的強烈發展區，溫州、麗水部分縣市的極端降水由中尺度對流的持續發生發展引發。低空急流的長時間持續，特別充沛的水汽輸送和冷空氣的影響是“鮎魚”極端降水的主要影響機制。冷空氣影響期間，降雨回波發展旺盛，結構緊密，回波強度和降水效率等明顯強于無冷空氣影響時臺風本體環流降雨回波。云頂相當黑體亮度溫度（TBB）與臺風降水有較好的對應關系，有一定預報參考價值。
2019, 47(1):89-97.
摘要:
利用中尺度數值模式WRFV3.6模擬了2017年7月12日寧波機場附近的一次微下擊暴流天氣過程，結合浙江省自動站資料、機場自動觀測數據、多普勒天氣雷達資料等分析微下擊暴流成因，結果表明：此次微下擊暴流是由海風鋒觸發的強雷雨引起的，機場自動觀測數據顯示的風、溫、壓等氣象要素的變化均呈現出明顯的微下擊暴流特征；數值模式較好地模擬出微下擊暴流的水平風場結構；拖曳作用、下沉過程中冰雹融化、液態水和雨水持續蒸發降溫作用是形成此次下擊暴流的重要原因；低層位溫擾動加強了垂直運動，中低層位渦異常增大區與雷暴強降水區域有較好對應關系。
利用中尺度數值模式WRFV3.6模擬了2017年7月12日寧波機場附近的一次微下擊暴流天氣過程，結合浙江省自動站資料、機場自動觀測數據、多普勒天氣雷達資料等分析微下擊暴流成因，結果表明：此次微下擊暴流是由海風鋒觸發的強雷雨引起的，機場自動觀測數據顯示的風、溫、壓等氣象要素的變化均呈現出明顯的微下擊暴流特征；數值模式較好地模擬出微下擊暴流的水平風場結構；拖曳作用、下沉過程中冰雹融化、液態水和雨水持續蒸發降溫作用是形成此次下擊暴流的重要原因；低層位溫擾動加強了垂直運動，中低層位渦異常增大區與雷暴強降水區域有較好對應關系。
2019, 47(1):98-105.
摘要:
利用常規高空和地面觀測資料、天津鐵塔和雷達資料、全球資料同化系統（GDAS）分析資料、雷達變分同化分析系統資料、EC和NCEP再分析資料對2016年11月20—21日天津初雪天氣進行成因分析，結果表明：本次過程是在高空槽和回流冷空氣共同作用下產生的，主要水汽來源為對流層中低層槽前西南暖濕氣流和回流東風，回流東風經渤海低空運行時吸收水汽由“干冷”變為“濕冷”；動力條件主要來自回流冷墊的動力抬升作用，降水期間回流東風層厚度由1.5 km增加至2 km；鋒面上的非地轉次級環流可將回流東風水汽向上輸送成為降水原料，同時可加強其上暖濕空氣的垂直上升運動；高空云水粒子向云冰粒子的轉換和邊界層回流冷空氣加強對本次雨雪相態轉換是不可或缺的，回流冷空氣北風分量風速和厚度陡增、800～950 hPa出現均溫層、云冰粒子陡增并向低空延伸、700～850 hPa與850～1000 hPa厚度的變化特征對雨雪相態的判別均有較好的指示作用。
利用常規高空和地面觀測資料、天津鐵塔和雷達資料、全球資料同化系統（GDAS）分析資料、雷達變分同化分析系統資料、EC和NCEP再分析資料對2016年11月20—21日天津初雪天氣進行成因分析，結果表明：本次過程是在高空槽和回流冷空氣共同作用下產生的，主要水汽來源為對流層中低層槽前西南暖濕氣流和回流東風，回流東風經渤海低空運行時吸收水汽由“干冷”變為“濕冷”；動力條件主要來自回流冷墊的動力抬升作用，降水期間回流東風層厚度由1.5 km增加至2 km；鋒面上的非地轉次級環流可將回流東風水汽向上輸送成為降水原料，同時可加強其上暖濕空氣的垂直上升運動；高空云水粒子向云冰粒子的轉換和邊界層回流冷空氣加強對本次雨雪相態轉換是不可或缺的，回流冷空氣北風分量風速和厚度陡增、800～950 hPa出現均溫層、云冰粒子陡增并向低空延伸、700～850 hPa與850～1000 hPa厚度的變化特征對雨雪相態的判別均有較好的指示作用。
2019, 47(1):106-115.
摘要:
利用常規氣象觀測資料、NCEP/NCAR再分析資料，分析了2016年1月下旬廣東罕見大范圍雨雪冰凍天氣過程的大尺度環流和冷空氣活動特征、動力和水汽條件，采用濕球溫度討論了降水相態和大氣溫度垂直結構特征。結果表明：此次寒潮過程環流形勢為橫槽轉豎型，橫槽下擺引導強冷空氣向南迅猛爆發，以及伴隨著異常強的冷高壓、鋒區、冷溫度中心和冷溫度平流的冷空氣主力南侵，是本次寒潮過程粵北和廣東中南部溫度陡降的主要原因；700 hPa冷暖空氣的輻合，以及700 hPa西南氣流從孟加拉灣輸送水汽經中南半島北部到北部灣至華南地區加強并輻合，是造成雨雪冰凍天氣產生的重要動力和水汽條件；在有利的大尺度環流、動力和水汽條件配合下，降水相態的變化與暖層強度及濕球溫度密切相關，暖層的明顯減弱及暖層下方濕球溫度低于0 ℃冷凍層的強度增強，導致降水相態由雨向雪、雨夾雪、霰等固態降水轉變；在發生固態降水的平均時段內，粵北地區中低層濕球溫度均低于0 ℃，無明顯融化作用，產生純雪或雨夾雪的可能性大；而位置偏南的珠江三角洲地區仍存在淺薄的暖層，因此主要出現雨夾雪或霰。當寒潮入侵涉及華南降水相態預報時，需要注重實況探空和模式預報探空的大氣溫濕垂直結構的分析，更應重視濕球溫度的研究和應用。
利用常規氣象觀測資料、NCEP/NCAR再分析資料，分析了2016年1月下旬廣東罕見大范圍雨雪冰凍天氣過程的大尺度環流和冷空氣活動特征、動力和水汽條件，采用濕球溫度討論了降水相態和大氣溫度垂直結構特征。結果表明：此次寒潮過程環流形勢為橫槽轉豎型，橫槽下擺引導強冷空氣向南迅猛爆發，以及伴隨著異常強的冷高壓、鋒區、冷溫度中心和冷溫度平流的冷空氣主力南侵，是本次寒潮過程粵北和廣東中南部溫度陡降的主要原因；700 hPa冷暖空氣的輻合，以及700 hPa西南氣流從孟加拉灣輸送水汽經中南半島北部到北部灣至華南地區加強并輻合，是造成雨雪冰凍天氣產生的重要動力和水汽條件；在有利的大尺度環流、動力和水汽條件配合下，降水相態的變化與暖層強度及濕球溫度密切相關，暖層的明顯減弱及暖層下方濕球溫度低于0 ℃冷凍層的強度增強，導致降水相態由雨向雪、雨夾雪、霰等固態降水轉變；在發生固態降水的平均時段內，粵北地區中低層濕球溫度均低于0 ℃，無明顯融化作用，產生純雪或雨夾雪的可能性大；而位置偏南的珠江三角洲地區仍存在淺薄的暖層，因此主要出現雨夾雪或霰。當寒潮入侵涉及華南降水相態預報時，需要注重實況探空和模式預報探空的大氣溫濕垂直結構的分析，更應重視濕球溫度的研究和應用。
2019, 47(1):116-122.
摘要:
配合2015年成都市2049遠景發展戰略規劃編制，利用成都市氣象和空氣質量觀測數據、衛星遙感、地理信息及城市規劃土地利用資料，對該市風、熱/冷環境和大氣環境進行計算分析，結果表明：①成都市主導風向為NE，年平均風速為1.2 m/s，靜風頻率高達34%，冬季風速最小。市域內風速總體呈東北向西南遞減趨勢，西部沿龍門山岷江口和湔江口為市域2處主要通風口。21世〖JP2〗紀00年代城市集中區風速較20世紀80、90年代顯著減少，NE和NW風向上減少可達0.5 m/s。②該市較強等級以上熱島面積由1992年的53.6 km2發展至2014年的798 km2，〖JP〗且熱島中心呈現多極化。高級別生態冷源集中于龍門山和龍泉山，大規模城市擴張與沿山坡耕地是熱/冷環境惡化的重要原因。③成都大氣環境狀況不佳，空氣污染程度呈現城區—近郊—遠郊遞減特征。2007—2014年城區PM10和NO2平均濃度分別為0.116 mg/m3和0.054 mg/m3，均未達國家環境空氣質量二級標準。④繪制了成都市城市氣候分析圖，并結合實地調查、土地利用現狀以及發展訴求，形成了城市規劃氣候建議圖，將全市劃分為6類規劃分區，明確了對氣候影響程度不同的各類空間，進而為成都市2049遠景發展戰略規劃提出了氣候可行性建議。
配合2015年成都市2049遠景發展戰略規劃編制，利用成都市氣象和空氣質量觀測數據、衛星遙感、地理信息及城市規劃土地利用資料，對該市風、熱/冷環境和大氣環境進行計算分析，結果表明：①成都市主導風向為NE，年平均風速為1.2 m/s，靜風頻率高達34%，冬季風速最小。市域內風速總體呈東北向西南遞減趨勢，西部沿龍門山岷江口和湔江口為市域2處主要通風口。21世〖JP2〗紀00年代城市集中區風速較20世紀80、90年代顯著減少，NE和NW風向上減少可達0.5 m/s。②該市較強等級以上熱島面積由1992年的53.6 km2發展至2014年的798 km2，〖JP〗且熱島中心呈現多極化。高級別生態冷源集中于龍門山和龍泉山，大規模城市擴張與沿山坡耕地是熱/冷環境惡化的重要原因。③成都大氣環境狀況不佳，空氣污染程度呈現城區—近郊—遠郊遞減特征。2007—2014年城區PM10和NO2平均濃度分別為0.116 mg/m3和0.054 mg/m3，均未達國家環境空氣質量二級標準。④繪制了成都市城市氣候分析圖，并結合實地調查、土地利用現狀以及發展訴求，形成了城市規劃氣候建議圖，將全市劃分為6類規劃分區，明確了對氣候影響程度不同的各類空間，進而為成都市2049遠景發展戰略規劃提出了氣候可行性建議。
2019, 47(1):123-128.
摘要:
為了研究生物冰核Snomax的成核性能，在靜態等溫云室中對Snomax的成核性能進行測試分析，得出其成核率、核化速率、成核閾溫等性能參數，結果表明在-4~-18 ℃，Snomax成核率在108/g~1011/g范圍內變化，不同溫度、過冷水含量、冰核濃度對Snomax催化產生的冰晶形態有重要影響。此外，對比分析測試了AgI焰劑與Snomax的成核性能，試驗結果表明AgI焰劑成核率比Snomax高出3~4個數量級，但親水性Snomax冰核蛋白具有更快的核化速率和環境友好性。通過對比兩種冰核的成核特性，分析了生物冰核在人工影響天氣作業中可能的應用。
為了研究生物冰核Snomax的成核性能，在靜態等溫云室中對Snomax的成核性能進行測試分析，得出其成核率、核化速率、成核閾溫等性能參數，結果表明在-4~-18 ℃，Snomax成核率在108/g~1011/g范圍內變化，不同溫度、過冷水含量、冰核濃度對Snomax催化產生的冰晶形態有重要影響。此外，對比分析測試了AgI焰劑與Snomax的成核性能，試驗結果表明AgI焰劑成核率比Snomax高出3~4個數量級，但親水性Snomax冰核蛋白具有更快的核化速率和環境友好性。通過對比兩種冰核的成核特性，分析了生物冰核在人工影響天氣作業中可能的應用。
2019, 47(1):129-139.
摘要:
根據山東省氣溫觀測資料，綜合利用人口格網、土地利用和夜晚燈光數據劃分了城市站和鄉村站，采用基于觀測資料的對比分析法研究山東省極端氣溫事件的城市化影響。結果表明：①除暖夜日數，暖（冷）事件在城市化的推動下會增加（減少）；其中，暖指數的城市化影響貢獻率分別是40.66%（高溫）、19.32%（暖晝）、1.02%（暖夜），冷指數的城市化影響貢獻率分別是2.31%（低溫）、5.72%（冷晝）、5.55%（冷夜），可見暖事件（除暖夜日數）的城市化影響貢獻率與冷事件相比更顯著，且由最高氣溫計算得出的極端氣溫指數的城市化影響貢獻率更大。②城市化會促使極端氣溫暖事件平均場的強度變大，同等強度暖事件的發生范圍較之前更廣，而冷事件受城市化發展的影響在強度和范圍的表現卻與暖事件的表現剛好相反；相同的是城市化促使極端氣溫冷暖事件平均場分布的空間差異性較之前均變大。③極端氣溫冷暖事件的突變時間會受城市化發展的影響，使其突變時間提前1~3年。④冷暖事件的持續時間會隨著城市的不斷發展而變化，其中由最高氣溫計算得出的指數受影響更大。⑤極端氣溫冷暖指數之間的城市化非對稱性影響具有復雜的差異性。
根據山東省氣溫觀測資料，綜合利用人口格網、土地利用和夜晚燈光數據劃分了城市站和鄉村站，采用基于觀測資料的對比分析法研究山東省極端氣溫事件的城市化影響。結果表明：①除暖夜日數，暖（冷）事件在城市化的推動下會增加（減少）；其中，暖指數的城市化影響貢獻率分別是40.66%（高溫）、19.32%（暖晝）、1.02%（暖夜），冷指數的城市化影響貢獻率分別是2.31%（低溫）、5.72%（冷晝）、5.55%（冷夜），可見暖事件（除暖夜日數）的城市化影響貢獻率與冷事件相比更顯著，且由最高氣溫計算得出的極端氣溫指數的城市化影響貢獻率更大。②城市化會促使極端氣溫暖事件平均場的強度變大，同等強度暖事件的發生范圍較之前更廣，而冷事件受城市化發展的影響在強度和范圍的表現卻與暖事件的表現剛好相反；相同的是城市化促使極端氣溫冷暖事件平均場分布的空間差異性較之前均變大。③極端氣溫冷暖事件的突變時間會受城市化發展的影響，使其突變時間提前1~3年。④冷暖事件的持續時間會隨著城市的不斷發展而變化，其中由最高氣溫計算得出的指數受影響更大。⑤極端氣溫冷暖指數之間的城市化非對稱性影響具有復雜的差異性。
2019, 47(1):140-146.
摘要:
基于氣象報表、中國氣象災害大典、氣象災情數據庫以及檔案館地方志等歷史資料，查閱1956—2016年京津冀區域的龍卷風個例，按照“增強藤田級別”龍卷風強度等級分類標準，采用專家評定法對龍卷風個例進行定級，并運用時間序列、趨勢分析和空間分析方法，對龍卷風的時空分布、災害特征進行了統計分析。主要結論如下：①1956—2016年，京津冀區域共確認龍卷風個例188個，空間分布上，龍卷風發生最多的區域有2個，一是張家口壩上4縣：張北、尚義、沽源、康保，二是京津冀東部地區，特別是滄州、天津、唐山、秦皇島沿海地區是龍卷風高發區；②時間分布上，1985—1993年龍卷風發生次數最多，90年代以后呈下降趨勢；③龍卷風在夏季發生次數占總數的819%，龍卷風主要發生時段為11：00—20：00；④對有災情記錄的122個龍卷風個例，經專家評定， EF4和EF3級各1例， EF2級14例，EF1級52例，EF0級54例。
基于氣象報表、中國氣象災害大典、氣象災情數據庫以及檔案館地方志等歷史資料，查閱1956—2016年京津冀區域的龍卷風個例，按照“增強藤田級別”龍卷風強度等級分類標準，采用專家評定法對龍卷風個例進行定級，并運用時間序列、趨勢分析和空間分析方法，對龍卷風的時空分布、災害特征進行了統計分析。主要結論如下：①1956—2016年，京津冀區域共確認龍卷風個例188個，空間分布上，龍卷風發生最多的區域有2個，一是張家口壩上4縣：張北、尚義、沽源、康保，二是京津冀東部地區，特別是滄州、天津、唐山、秦皇島沿海地區是龍卷風高發區；②時間分布上，1985—1993年龍卷風發生次數最多，90年代以后呈下降趨勢；③龍卷風在夏季發生次數占總數的819%，龍卷風主要發生時段為11：00—20：00；④對有災情記錄的122個龍卷風個例，經專家評定， EF4和EF3級各1例， EF2級14例，EF1級52例，EF0級54例。
2019, 47(1):147-153.
摘要:
利用ARCGIS對天津市西青區的高精度地理信息數據、排水設施和排水方式進行預處理，以西青區下墊面和明渠河道的水流運動為模擬對象，建立天津市西青區中小河流暴雨洪澇仿真模型。以區內14條二級河道的水位變化作為模型的動態側邊界條件，針對2016年7月20日的大暴雨過程，設計了4個模擬方案，對河道高水位及暴雨造成的洪澇淹沒過程進行評估，并將模擬結果與實際調查內澇災情進行對比，結果表明，模型可以較客觀地反映暴雨和河道水位變化對城鎮造成的內澇災害情況。
利用ARCGIS對天津市西青區的高精度地理信息數據、排水設施和排水方式進行預處理，以西青區下墊面和明渠河道的水流運動為模擬對象，建立天津市西青區中小河流暴雨洪澇仿真模型。以區內14條二級河道的水位變化作為模型的動態側邊界條件，針對2016年7月20日的大暴雨過程，設計了4個模擬方案，對河道高水位及暴雨造成的洪澇淹沒過程進行評估，并將模擬結果與實際調查內澇災情進行對比，結果表明，模型可以較客觀地反映暴雨和河道水位變化對城鎮造成的內澇災害情況。
2019, 47(1):154-162.
摘要:
研究采用NorESM1M模式輸出的氣候情景資料驅動農業生態區模型，分析了21世紀中期在RCP 2.6和RCP8.5典型濃度路徑下的東北區域氣候資源變化。研究表明：在RCP2.6、RCP8.5兩種氣候變化情景下，東北區域年平均氣溫呈現升高趨勢，≥10 ℃積溫所反映的熱量條件得到顯著改善，以黑龍江省和遼中南積溫的增加最為明顯；受氣溫升高影響，2050s參考作物蒸散普遍增加。區域內降水總量略有增加，東北西部干旱地區狀況略有改善，東部地區更加濕潤；趨于暖濕的氣候促使作物生長季延長，到21世紀中期，全區最長增加12.4天。
研究采用NorESM1M模式輸出的氣候情景資料驅動農業生態區模型，分析了21世紀中期在RCP 2.6和RCP8.5典型濃度路徑下的東北區域氣候資源變化。研究表明：在RCP2.6、RCP8.5兩種氣候變化情景下，東北區域年平均氣溫呈現升高趨勢，≥10 ℃積溫所反映的熱量條件得到顯著改善，以黑龍江省和遼中南積溫的增加最為明顯；受氣溫升高影響，2050s參考作物蒸散普遍增加。區域內降水總量略有增加，東北西部干旱地區狀況略有改善，東部地區更加濕潤；趨于暖濕的氣候促使作物生長季延長，到21世紀中期，全區最長增加12.4天。
2019, 47(1):163-170.
摘要:
以2017年春夏季呼倫貝爾草原干旱過程為研究對象，利用呼倫貝爾草原范圍內6個氣象站的氣溫、降水數據和MODIS NDVI數據，分析對比2017年4—9月多種氣象干旱指數（Pa30、SPI30、SPEI30、CI、MCI）與植被狀態指數（VCI）的監測情況。結果表明：只考慮單一降水的氣象干旱指數（Pa30、SPI30）在4月波動較大，且此類指數無法反映出高溫等其他氣象條件對干旱發展的影響。綜合氣象干旱指數(CI、MCI)由于引入多時間尺度干旱進行計算，旱情緩解時輕旱等級持續的時間過長，且草原植被在降水增加后的恢復速度較快，造成干旱緩解期間植被與監測結果差異較大。MCI與同期和前1期VCI的相關性最好，CI和SPEI30與前1期和前2期VCI的相關性較好，而只考慮單一降水的氣象干旱指數與VCI的相關性普遍偏差。植被對SPEI30的響應時間更長，更適宜草原生態干旱的早期預警使用。
以2017年春夏季呼倫貝爾草原干旱過程為研究對象，利用呼倫貝爾草原范圍內6個氣象站的氣溫、降水數據和MODIS NDVI數據，分析對比2017年4—9月多種氣象干旱指數（Pa30、SPI30、SPEI30、CI、MCI）與植被狀態指數（VCI）的監測情況。結果表明：只考慮單一降水的氣象干旱指數（Pa30、SPI30）在4月波動較大，且此類指數無法反映出高溫等其他氣象條件對干旱發展的影響。綜合氣象干旱指數(CI、MCI)由于引入多時間尺度干旱進行計算，旱情緩解時輕旱等級持續的時間過長，且草原植被在降水增加后的恢復速度較快，造成干旱緩解期間植被與監測結果差異較大。MCI與同期和前1期VCI的相關性最好，CI和SPEI30與前1期和前2期VCI的相關性較好，而只考慮單一降水的氣象干旱指數與VCI的相關性普遍偏差。植被對SPEI30的響應時間更長，更適宜草原生態干旱的早期預警使用。
2019, 47(1):171-178.
摘要:
根據2005—2017年衛星遙感反演的太湖藍藻水華信息，利用區域氣象觀測數據分析各類氣象因子對太湖藍藻深水華形成的影響，結果表明：①在日平均氣溫為0～35 ℃區間內會出現藍藻聚集現象，其中最適宜氣溫區間為15.1～35 ℃，該區間內累計出現藍藻水華的面積占比達90%、出現大面積藍藻水華占比達93%；②在衛星觀測到藍藻前6 h,平均風速為0.2～4.8 m/s區間內能觀測到藍藻水華，其中最適宜的平均風速區間為0.5～3.4 m/s，該區間內藍藻水華累計出現次數占比達94.7%，大面積藍藻水華主要出現在平均風速<2.0 m/s的情況下，占比89%；③降水總體上呈負效應，但在觀測到有大面積藍藻水華的情況下，前24 h有小雨（＜10 mm）的情形與總降水次數之比達88%，說明小雨的適度擾動有利于形成大面積藍藻水華；④日照充足有利于藍藻生長，但并非藍藻水華形成的必要條件。在此基礎上建立的多元回歸綜合氣象指數模型，擬合結果較好，通過了0.001的顯著性檢驗。
根據2005—2017年衛星遙感反演的太湖藍藻水華信息，利用區域氣象觀測數據分析各類氣象因子對太湖藍藻深水華形成的影響，結果表明：①在日平均氣溫為0～35 ℃區間內會出現藍藻聚集現象，其中最適宜氣溫區間為15.1～35 ℃，該區間內累計出現藍藻水華的面積占比達90%、出現大面積藍藻水華占比達93%；②在衛星觀測到藍藻前6 h,平均風速為0.2～4.8 m/s區間內能觀測到藍藻水華，其中最適宜的平均風速區間為0.5～3.4 m/s，該區間內藍藻水華累計出現次數占比達94.7%，大面積藍藻水華主要出現在平均風速<2.0 m/s的情況下，占比89%；③降水總體上呈負效應，但在觀測到有大面積藍藻水華的情況下，前24 h有小雨（＜10 mm）的情形與總降水次數之比達88%，說明小雨的適度擾動有利于形成大面積藍藻水華；④日照充足有利于藍藻生長，但并非藍藻水華形成的必要條件。在此基礎上建立的多元回歸綜合氣象指數模型，擬合結果較好，通過了0.001的顯著性檢驗。
2019, 47(1):179-185.
摘要:
為了進一步滿足華中區域對高時空分辨率數值預報產品的業務需求，為短臨預報和精細化格點預報提供技術支撐，華中區域快速更新同化預報模式系統于2015年7月完成系統搭建并開始業務試運行，2017年12月又根據業務需要完成了系統結構的調整。由于該系統具有流程復雜，步驟繁多的特點，為了使調度監控更加直觀，故障定位更加準確，系統維護更加高效，運用ECFLOW技術對整個預報系統進行了流程化調度開發，設計并實現了華中區域快速更新同化預報業務流程監控系統。該系統圖形界面美觀友好，流程結構清晰明了，故障定位準確且處理操作簡單，可大幅提升業務模式運行監控及維護的工作效率。
為了進一步滿足華中區域對高時空分辨率數值預報產品的業務需求，為短臨預報和精細化格點預報提供技術支撐，華中區域快速更新同化預報模式系統于2015年7月完成系統搭建并開始業務試運行，2017年12月又根據業務需要完成了系統結構的調整。由于該系統具有流程復雜，步驟繁多的特點，為了使調度監控更加直觀，故障定位更加準確，系統維護更加高效，運用ECFLOW技術對整個預報系統進行了流程化調度開發，設計并實現了華中區域快速更新同化預報業務流程監控系統。該系統圖形界面美觀友好，流程結構清晰明了，故障定位準確且處理操作簡單，可大幅提升業務模式運行監控及維護的工作效率。
2019, 47(1):186-190.
摘要:
為改進現代農業氣象服務技術水平，推進氣象為農特色服務，提升農產品的品質，提高為農服務效益，基于J2EE技術架構，利用Eclipse開發環境，開發了農產品氣候品質認證與溯源平臺。該平臺采用3層Web體系結構和MVC模式,設計了接口層、系統平臺基礎設施層、JSP通用架構框架、業務服務層、Web應用層組件，有效地提高了系統的安全性、可移植性以及開發效率。詳細介紹了系統總體架構、工作流程和關鍵技術，其中認證模塊采用了平臺評分與專家評分相結合的模式，提高了認證信息的可靠性；溯源模塊采用了AES和RSA混合加密算法生成二維碼，保證了農產品溯源系統的安全性。
為改進現代農業氣象服務技術水平，推進氣象為農特色服務，提升農產品的品質，提高為農服務效益，基于J2EE技術架構，利用Eclipse開發環境，開發了農產品氣候品質認證與溯源平臺。該平臺采用3層Web體系結構和MVC模式,設計了接口層、系統平臺基礎設施層、JSP通用架構框架、業務服務層、Web應用層組件，有效地提高了系統的安全性、可移植性以及開發效率。詳細介紹了系統總體架構、工作流程和關鍵技術，其中認證模塊采用了平臺評分與專家評分相結合的模式，提高了認證信息的可靠性；溯源模塊采用了AES和RSA混合加密算法生成二維碼，保證了農產品溯源系統的安全性。
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