2022年第50卷第1期文章目次
2022, 50(1):1-8.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20210236
摘要:
基于國家氣象信息中心全球地面氣象觀測站及非氣象觀測站逐時氣溫數據，應用分月閾值、區塊閾值、緯帶閾值及空間一致性綜合檢測方法，構建了2016—2020年全球逐時地面氣溫數據集，并設計了可實時更新的質量檢測流程，為全球預報服務和科研業務提供可靠的數據保障。近5年數據的檢測結果表明，全球總的可疑錯誤數據率為0.85%，亞洲的可疑錯誤數據較多，占亞洲數據樣本的1.67%，占全球可疑錯誤數據的72%左右，并以夏秋兩季檢出數據較多。79%左右的可疑數據是通過區塊閾值與空間一致性方法檢測出的非氣象觀測站點數據，站點極值與空間一致性檢出的觀測站可疑數據占9%以上。
基于國家氣象信息中心全球地面氣象觀測站及非氣象觀測站逐時氣溫數據，應用分月閾值、區塊閾值、緯帶閾值及空間一致性綜合檢測方法，構建了2016—2020年全球逐時地面氣溫數據集，并設計了可實時更新的質量檢測流程，為全球預報服務和科研業務提供可靠的數據保障。近5年數據的檢測結果表明，全球總的可疑錯誤數據率為0.85%，亞洲的可疑錯誤數據較多，占亞洲數據樣本的1.67%，占全球可疑錯誤數據的72%左右，并以夏秋兩季檢出數據較多。79%左右的可疑數據是通過區塊閾值與空間一致性方法檢測出的非氣象觀測站點數據，站點極值與空間一致性檢出的觀測站可疑數據占9%以上。
2022, 50(1):9-20.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20210192
摘要:
采用北京市國家大氣探測試驗基地2017年5月1日至2019年8月31日的微波輻射計觀測結果，通過位溫氣塊法反演了該地區的大氣邊界層高度，統計其日變化和月際變化特征，并與相應的探空反演結果進行對比。結果表明：日間大氣邊界層高度的變化特征與日照時長對應關系很好。除熱力作用外，邊界層高度受地面風速的影響較大，近地面的較強大風對大氣邊界層高度起到了抬升作用，導致1—4月的夜間邊界層高度明顯高于其他月。2月、3月、4月、9月和10月的日間大氣擴散條件較好，最大邊界層高度均超過了3 km。月均最高大氣邊界層高度為1461 m，月均最低大氣邊界層高度為242 m。2月的平均邊界層高度最高，為943 m，12月的平均邊界層高度最低，為426 m。由于7、8月多為降水和多云天氣，所以平均邊界層高度較低。微波輻射計反演結果與探空反演結果具有較好的一致性，二者的皮爾遜相關系數達到了0.874，均方根誤差僅300 m。
采用北京市國家大氣探測試驗基地2017年5月1日至2019年8月31日的微波輻射計觀測結果，通過位溫氣塊法反演了該地區的大氣邊界層高度，統計其日變化和月際變化特征，并與相應的探空反演結果進行對比。結果表明：日間大氣邊界層高度的變化特征與日照時長對應關系很好。除熱力作用外，邊界層高度受地面風速的影響較大，近地面的較強大風對大氣邊界層高度起到了抬升作用，導致1—4月的夜間邊界層高度明顯高于其他月。2月、3月、4月、9月和10月的日間大氣擴散條件較好，最大邊界層高度均超過了3 km。月均最高大氣邊界層高度為1461 m，月均最低大氣邊界層高度為242 m。2月的平均邊界層高度最高，為943 m，12月的平均邊界層高度最低，為426 m。由于7、8月多為降水和多云天氣，所以平均邊界層高度較低。微波輻射計反演結果與探空反演結果具有較好的一致性，二者的皮爾遜相關系數達到了0.874，均方根誤差僅300 m。
2022, 50(1):21-29.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20210230
摘要:
大氣濕度廓線對于研究大氣系統的復雜性具有十分重要的作用。地基微波輻射計有著連續觀測的特性，能夠以高時間分辨率反演出高度至10 km的大氣濕度廓線，廓線數據對于氣象預報和研究氣候系統的變化至關重要。為了提高反演大氣濕度廓線的精準度，本文使用時間循環神經網絡模型，利用微波輻射計連續探測的信號并使用Ka波段毫米波云雷達數據提高有云時的反演精度，采用LSTM（Long Short-Term Memory）神經網絡反演計算大氣濕度廓線，用探空儀實測相對濕度驗證并分析反演效果。該模型反演的濕度廓線與探空廓線的平均絕對誤差為9.80%，均方根誤差為13.85%，優于經典的BP（Back Propagation）神經網絡模型平均絕對誤差11.52%，均方根誤差15.66%。通過比較，證明了本文的反演模型利用連續觀測的亮溫數據能夠有效地提高反演精度，特別是對于3～7 km范圍內大氣濕度廓線分布較為復雜的相對濕度的反演。并驗證了該模型加入云觀測數據提高了有云時的反演精度。
大氣濕度廓線對于研究大氣系統的復雜性具有十分重要的作用。地基微波輻射計有著連續觀測的特性，能夠以高時間分辨率反演出高度至10 km的大氣濕度廓線，廓線數據對于氣象預報和研究氣候系統的變化至關重要。為了提高反演大氣濕度廓線的精準度，本文使用時間循環神經網絡模型，利用微波輻射計連續探測的信號并使用Ka波段毫米波云雷達數據提高有云時的反演精度，采用LSTM（Long Short-Term Memory）神經網絡反演計算大氣濕度廓線，用探空儀實測相對濕度驗證并分析反演效果。該模型反演的濕度廓線與探空廓線的平均絕對誤差為9.80%，均方根誤差為13.85%，優于經典的BP（Back Propagation）神經網絡模型平均絕對誤差11.52%，均方根誤差15.66%。通過比較，證明了本文的反演模型利用連續觀測的亮溫數據能夠有效地提高反演精度，特別是對于3～7 km范圍內大氣濕度廓線分布較為復雜的相對濕度的反演。并驗證了該模型加入云觀測數據提高了有云時的反演精度。
2022, 50(1):30-36.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20210132
摘要:
隨著風云氣象衛星事業的飛速發展，衛星觀測通道數量不斷增加、時間和空間分辨率不斷提高，原始數據碼速率已經由每秒幾十兆比特上升為幾百兆比特，不久將達到千兆以上。衛星的主要任務是獲取遙感數據，從某種角度而言，衛星的價值等價于遙感數據的質量和大小。原始數據通過無線電載波傳輸至地面站，從載波中準確無誤地解調出原始數據，是風云衛星觀測系統最關鍵的環節，星地接口的核心，也是數據處理和服務的基礎。為了提升解調性能，本文開展基于高速數字信號處理技術，設計數字解調的整體結構，分析載波恢復、交叉極化抵消、時鐘恢復、均衡等關鍵模塊的實現原理及方法。在實驗室環境下，采用VHDL語言實現8PSK全數字解調系統設計，當采用7/8LDPC譯碼時，數據傳輸速率可達1.2 Gb/s，驗證了所設計方案在高速數字信號處理方面的優越性和有效性，為風云衛星發展以及未來氣象衛星中的調制解調提供依據。
隨著風云氣象衛星事業的飛速發展，衛星觀測通道數量不斷增加、時間和空間分辨率不斷提高，原始數據碼速率已經由每秒幾十兆比特上升為幾百兆比特，不久將達到千兆以上。衛星的主要任務是獲取遙感數據，從某種角度而言，衛星的價值等價于遙感數據的質量和大小。原始數據通過無線電載波傳輸至地面站，從載波中準確無誤地解調出原始數據，是風云衛星觀測系統最關鍵的環節，星地接口的核心，也是數據處理和服務的基礎。為了提升解調性能，本文開展基于高速數字信號處理技術，設計數字解調的整體結構，分析載波恢復、交叉極化抵消、時鐘恢復、均衡等關鍵模塊的實現原理及方法。在實驗室環境下，采用VHDL語言實現8PSK全數字解調系統設計，當采用7/8LDPC譯碼時，數據傳輸速率可達1.2 Gb/s，驗證了所設計方案在高速數字信號處理方面的優越性和有效性，為風云衛星發展以及未來氣象衛星中的調制解調提供依據。
2022, 50(1):37-44.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20210137
摘要:
現有標準格式雷達基數據解析工具在設計上存在通用性和抽象性不足的問題，不便于雷達數據的解析和處理。為了解決這個問題，本文基于Unidata的CDM（Common Data Model），設計和構建了中國天氣雷達基數據模型，在數據模型層面實現了對天氣雷達標準格式基數據的訪問，并以Unidata開源的NetCDF Java庫和IDV(Integrated Data Viewer)可視化軟件為基礎，形成了一套基于CDM的天氣雷達標準格式基數據內容提取和可視化分析工具。本研究以廣州雷達新舊兩種格式基本反射率數據對比為例，展示了研究成果在多普勒天氣雷達標準格式基數據評估中的應用。結果表明：本研究成果方便了雷達標準格式基數據的使用，對雷達標準格式基數據的業務應用起到了促進作用。本研究成果亦可應用于雷達基數據處理與分析相關的實際業務和科研工作中，為雷達資料的應用提供基礎支持。
現有標準格式雷達基數據解析工具在設計上存在通用性和抽象性不足的問題，不便于雷達數據的解析和處理。為了解決這個問題，本文基于Unidata的CDM（Common Data Model），設計和構建了中國天氣雷達基數據模型，在數據模型層面實現了對天氣雷達標準格式基數據的訪問，并以Unidata開源的NetCDF Java庫和IDV(Integrated Data Viewer)可視化軟件為基礎，形成了一套基于CDM的天氣雷達標準格式基數據內容提取和可視化分析工具。本研究以廣州雷達新舊兩種格式基本反射率數據對比為例，展示了研究成果在多普勒天氣雷達標準格式基數據評估中的應用。結果表明：本研究成果方便了雷達標準格式基數據的使用，對雷達標準格式基數據的業務應用起到了促進作用。本研究成果亦可應用于雷達基數據處理與分析相關的實際業務和科研工作中，為雷達資料的應用提供基礎支持。
2022, 50(1):45-50.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20210177
摘要:
隨著信息技術應用創新和信息系統集約化進程的不斷推進，氣象部門政務管理信息系統正加速實施國產化自主可控迭代升級，其對歷史數據遷移的平滑與否是衡量升級成敗的關鍵因素之一。借助分布式全文檢索框架ElasticSearch的動態映射、分布式可擴展以及非結構化數據處理等能力，本文提出一種異構數據遷移方法，能夠解決傳統方法在系統替換場景中存在的不足。應用該方法對中國氣象局電子公文系統進行全國產化替代，取得了良好的效果,不僅滿足了歷史數據向國產化自主可控生態下的物理遷移需求，還能支持新的系統對歷史數據更加靈活的二次使用。
隨著信息技術應用創新和信息系統集約化進程的不斷推進，氣象部門政務管理信息系統正加速實施國產化自主可控迭代升級，其對歷史數據遷移的平滑與否是衡量升級成敗的關鍵因素之一。借助分布式全文檢索框架ElasticSearch的動態映射、分布式可擴展以及非結構化數據處理等能力，本文提出一種異構數據遷移方法，能夠解決傳統方法在系統替換場景中存在的不足。應用該方法對中國氣象局電子公文系統進行全國產化替代，取得了良好的效果,不僅滿足了歷史數據向國產化自主可控生態下的物理遷移需求，還能支持新的系統對歷史數據更加靈活的二次使用。
2022, 50(1):51-58.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20210251
摘要:
針對長時間序列、多站點和多氣象要素的大數據量查詢需求，現有的CIMISS(China Integrated Meteorological Information Sharing System)存在支撐能力嚴重不足的問題。本研究使用廣西氣象站點建站至今的歷史地面氣象記錄月報表數據資料和現有Hadoop集群物理資源,重新設計數據ETL流程，構建Parquet格式數據集并完成HDFS轉換存儲；嵌入Spark的Broadcast廣播變量，優化Spark集群執行參數，提高了集群的處理并行度和SparkSql的關聯查詢效率。結果表明，Parquet格式數據集的最高壓縮比超過95%，一次性大數據量的查詢效率比原來提升了1～5倍，并支持高并發訪問，為各類相關預報預測業務的開展提供了有效的技術支撐。
針對長時間序列、多站點和多氣象要素的大數據量查詢需求，現有的CIMISS(China Integrated Meteorological Information Sharing System)存在支撐能力嚴重不足的問題。本研究使用廣西氣象站點建站至今的歷史地面氣象記錄月報表數據資料和現有Hadoop集群物理資源,重新設計數據ETL流程，構建Parquet格式數據集并完成HDFS轉換存儲；嵌入Spark的Broadcast廣播變量，優化Spark集群執行參數，提高了集群的處理并行度和SparkSql的關聯查詢效率。結果表明，Parquet格式數據集的最高壓縮比超過95%，一次性大數據量的查詢效率比原來提升了1～5倍，并支持高并發訪問，為各類相關預報預測業務的開展提供了有效的技術支撐。
2022, 50(1):59-65.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20210129
摘要:
短信因其傳播方式的主動性、用戶群體的廣覆蓋等特點，在突發事件預警信息發布中具有舉足輕重的作用。但目前氣象部門所建短信平臺在發布時效、覆蓋面、定位發布等方面存在局限性，無法滿足預警信息快速、精準發布的要求。本文結合中國移動大數據平臺，提出了基于蜂窩通信原理的突發事件預警短信靶向發布技術方案，并以該方案在寧夏地區的實現為例，重點闡述了系統布局、數據對接、目標用戶篩選、靶向發布策略等關鍵技術。該方案可有效提高突發事件預警信息發布的針對性和有效性。
短信因其傳播方式的主動性、用戶群體的廣覆蓋等特點，在突發事件預警信息發布中具有舉足輕重的作用。但目前氣象部門所建短信平臺在發布時效、覆蓋面、定位發布等方面存在局限性，無法滿足預警信息快速、精準發布的要求。本文結合中國移動大數據平臺，提出了基于蜂窩通信原理的突發事件預警短信靶向發布技術方案，并以該方案在寧夏地區的實現為例，重點闡述了系統布局、數據對接、目標用戶篩選、靶向發布策略等關鍵技術。該方案可有效提高突發事件預警信息發布的針對性和有效性。
2022, 50(1):66-74.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20210029
摘要:
利用陜西省氣象監測站觀測資料、NCEP/NCAR和ERA5全球再分析資料，對2019年12月10日凌晨西安東部一次夜間溫度異常躍增過程進行深入分析。結果表明：①此次夜間增溫過程發展迅速、局地性強、預報難度大。②500 hPa內蒙東部冷槽底后部干燥的西北氣流和850 hPa干暖氣團有利于產生大氣下沉絕熱增溫。西安地區近地面存在逆溫，阻礙大氣熱量的垂直交換。升溫前西安東部2 m氣溫較周邊地區顯著偏暖，且維持時間長，為該地區夜間升溫創造了有利條件。③西安東部低空長時間維持較強的暖平流，地面不斷有弱冷空氣侵入，加之受驪山阻擋，使得臨潼地區近地面暖空氣被急劇壓縮，同時大氣下沉絕熱增溫效應增強，在這四者的共同作用下造成了臨潼地區夜間氣溫的顯著躍增。④選取了近3年18次臨潼地區夜間增溫過程，對其進行天氣系統、探空、垂直結構等深入分析，總結歸納臨潼夜間增溫發生判據，結合數值模式預報產品，提出訂正方案，并進行檢驗評估。該方案有一定的正訂正效果，可為數值模式對此類強轉折性天氣過程中氣溫精細化預報提供參考。
利用陜西省氣象監測站觀測資料、NCEP/NCAR和ERA5全球再分析資料，對2019年12月10日凌晨西安東部一次夜間溫度異常躍增過程進行深入分析。結果表明：①此次夜間增溫過程發展迅速、局地性強、預報難度大。②500 hPa內蒙東部冷槽底后部干燥的西北氣流和850 hPa干暖氣團有利于產生大氣下沉絕熱增溫。西安地區近地面存在逆溫，阻礙大氣熱量的垂直交換。升溫前西安東部2 m氣溫較周邊地區顯著偏暖，且維持時間長，為該地區夜間升溫創造了有利條件。③西安東部低空長時間維持較強的暖平流，地面不斷有弱冷空氣侵入，加之受驪山阻擋，使得臨潼地區近地面暖空氣被急劇壓縮，同時大氣下沉絕熱增溫效應增強，在這四者的共同作用下造成了臨潼地區夜間氣溫的顯著躍增。④選取了近3年18次臨潼地區夜間增溫過程，對其進行天氣系統、探空、垂直結構等深入分析，總結歸納臨潼夜間增溫發生判據，結合數值模式預報產品，提出訂正方案，并進行檢驗評估。該方案有一定的正訂正效果，可為數值模式對此類強轉折性天氣過程中氣溫精細化預報提供參考。
2022, 50(1):75-84.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20200439
摘要:
利用常規觀測和NCEP再分析資料，分析2008—2019年廣西低溫雨雪冰凍過程（簡稱低溫過程）。結果表明：廣西低溫過程分為穩定阻塞、減弱阻塞、兩槽一脊及多波動型，穩定阻塞型持續8～15 d，其余類型小于等于6 d。穩定阻塞型中高緯補充的冷空氣及低緯輸送的水汽是廣西低溫過程持續的重要因素，700 hPa西南氣流提供水汽和熱量，有利于融化層及凍雨形成，低層寬廣的溫度鋒區及大的平均鋒生函數利于低溫過程持續。穩定阻塞型具有云頂溫度-10～0 ℃、低層冷墊≤-7 ℃、中層融化層≥8 ℃的凍雨溫度層結，兩槽一脊型則為云頂溫度-20～-10 ℃、無融化層、低層冷墊達-10 ℃的純雪溫度層結。穩定阻塞型低溫擾動路徑為東路加西路，其他型為東路，前期強低溫擾動具有指示意義。東路加西路低溫擾動先從貝湖南移，再從巴湖東移補充；巴湖低溫擾動不斷補充對長周期過程有重要作用。由前期低溫擾動位置及環流型可對低溫過程路徑及持續時間作初步判斷。
利用常規觀測和NCEP再分析資料，分析2008—2019年廣西低溫雨雪冰凍過程（簡稱低溫過程）。結果表明：廣西低溫過程分為穩定阻塞、減弱阻塞、兩槽一脊及多波動型，穩定阻塞型持續8～15 d，其余類型小于等于6 d。穩定阻塞型中高緯補充的冷空氣及低緯輸送的水汽是廣西低溫過程持續的重要因素，700 hPa西南氣流提供水汽和熱量，有利于融化層及凍雨形成，低層寬廣的溫度鋒區及大的平均鋒生函數利于低溫過程持續。穩定阻塞型具有云頂溫度-10～0 ℃、低層冷墊≤-7 ℃、中層融化層≥8 ℃的凍雨溫度層結，兩槽一脊型則為云頂溫度-20～-10 ℃、無融化層、低層冷墊達-10 ℃的純雪溫度層結。穩定阻塞型低溫擾動路徑為東路加西路，其他型為東路，前期強低溫擾動具有指示意義。東路加西路低溫擾動先從貝湖南移，再從巴湖東移補充；巴湖低溫擾動不斷補充對長周期過程有重要作用。由前期低溫擾動位置及環流型可對低溫過程路徑及持續時間作初步判斷。
2022, 50(1):85-93.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20210059
摘要:
利用近10年新疆暖季（5—9 月）常規觀測、區域自動站小時降水資料，對468個短時強降水過程的主要流型、關鍵環境參數特征及預報閾值進行討論。結果表明：新疆短時強降水的流型有中亞低槽（渦）、西西伯利亞低槽（渦）、西北氣流等3種，中亞低槽（渦）是影響新疆短時強降水的主要流型；探空溫濕廓線可分為Ⅰ型（整層干）、Ⅱ型（上干下濕）、Ⅲ型（上濕下干）和Ⅳ型（整層濕），Ⅰ型和Ⅲ型是新疆短時強降水的主要類型；中亞低槽（渦）主要是探空溫濕廓線Ⅲ、Ⅳ型，西伯利亞低槽（渦）多為Ⅰ、Ⅱ型，西北氣流Ⅰ、Ⅲ型居多。3種流型對應的主要環境參量最低閾值：850 hPa與500 hPa溫差分別為24.0 ℃、25.0 ℃和27.0 ℃、地面至700 hPa露點溫度均值分別為3.0 ℃、2.0 ℃和2.9 ℃；CAPE分別為117 J·Kg-1、146 J·Kg-1和103 J·Kg-1、0～6 km垂直風切變分別為0.8×10-3s-1、1.0×10-3s-1和0.5×10-3s-1。本文對新疆短時強降水主要流型配置、短臨預報潛勢及閾值進行初探，為新疆短時強降水短臨預報預警提供支撐。
利用近10年新疆暖季（5—9 月）常規觀測、區域自動站小時降水資料，對468個短時強降水過程的主要流型、關鍵環境參數特征及預報閾值進行討論。結果表明：新疆短時強降水的流型有中亞低槽（渦）、西西伯利亞低槽（渦）、西北氣流等3種，中亞低槽（渦）是影響新疆短時強降水的主要流型；探空溫濕廓線可分為Ⅰ型（整層干）、Ⅱ型（上干下濕）、Ⅲ型（上濕下干）和Ⅳ型（整層濕），Ⅰ型和Ⅲ型是新疆短時強降水的主要類型；中亞低槽（渦）主要是探空溫濕廓線Ⅲ、Ⅳ型，西伯利亞低槽（渦）多為Ⅰ、Ⅱ型，西北氣流Ⅰ、Ⅲ型居多。3種流型對應的主要環境參量最低閾值：850 hPa與500 hPa溫差分別為24.0 ℃、25.0 ℃和27.0 ℃、地面至700 hPa露點溫度均值分別為3.0 ℃、2.0 ℃和2.9 ℃；CAPE分別為117 J·Kg-1、146 J·Kg-1和103 J·Kg-1、0～6 km垂直風切變分別為0.8×10-3s-1、1.0×10-3s-1和0.5×10-3s-1。本文對新疆短時強降水主要流型配置、短臨預報潛勢及閾值進行初探，為新疆短時強降水短臨預報預警提供支撐。
2022, 50(1):94-102.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20210218
摘要:
利用拉格朗日后向軌跡追蹤模式HYSPLIT，結合蒸發—降水診斷法及相關的水汽貢獻定量分析法，分析了臺風“溫比亞”影響期間山東極端強降水的水汽來源及輸送特征。結果表明：區域極端強降水的發生與大尺度的水汽輸送和輻合密切相關；影響強降水的水汽源地主要有4個，它們分別位于印度洋→孟加拉灣→南海、低緯西太平洋、中緯度西北太平洋和中國東部；源區貢獻定量分析表明，低緯西太平洋對極端降水的水汽貢獻最大，中緯度西北太平洋次之，印度洋→孟加拉灣→南海與中國東部的貢獻相當且均低于中緯度西北太平洋；進一步對比不同源區的水汽輸送差異發現，雖然印度洋→孟加拉灣→南海初期攝取的水汽較多，但輸送過程中過高的沿途水汽損耗，顯著降低了其對極端降水的水汽貢獻，盡管中緯度西北太平洋和中國東部地區初期攝取的水汽較少，但兩者沿途的水汽損失亦小并且兩者攝取的水汽在目標區實際轉為降水的比例較高，因此兩者最終的水汽貢獻不容忽視。
利用拉格朗日后向軌跡追蹤模式HYSPLIT，結合蒸發—降水診斷法及相關的水汽貢獻定量分析法，分析了臺風“溫比亞”影響期間山東極端強降水的水汽來源及輸送特征。結果表明：區域極端強降水的發生與大尺度的水汽輸送和輻合密切相關；影響強降水的水汽源地主要有4個，它們分別位于印度洋→孟加拉灣→南海、低緯西太平洋、中緯度西北太平洋和中國東部；源區貢獻定量分析表明，低緯西太平洋對極端降水的水汽貢獻最大，中緯度西北太平洋次之，印度洋→孟加拉灣→南海與中國東部的貢獻相當且均低于中緯度西北太平洋；進一步對比不同源區的水汽輸送差異發現，雖然印度洋→孟加拉灣→南海初期攝取的水汽較多，但輸送過程中過高的沿途水汽損耗，顯著降低了其對極端降水的水汽貢獻，盡管中緯度西北太平洋和中國東部地區初期攝取的水汽較少，但兩者沿途的水汽損失亦小并且兩者攝取的水汽在目標區實際轉為降水的比例較高，因此兩者最終的水汽貢獻不容忽視。
2022, 50(1):103-113.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20210049
摘要:
利用2010—2019年浙江省暖季（5—9月）1426個國家站和區域站小時雨量數據和NCEP 1°×1°逐日4次再分析資料，分析了浙江省暖季短時強降水、極端短時強降水時空分布特征及區域性短時強降水事件，結果表明：①近10年暖季短時強降水頻次呈增多趨勢，降水強度變化平穩； 8月（上旬）降水頻次最多， 9月（中旬）強度最強；16：00—19:00降水頻次最多，16:00、20:00強度最強；降水頻次、降水強度的空間分布與地形密切相關，易產生在沿海地區的山脈分布處。②近10年暖季極端短時強降水頻次年際變化大，但變化趨勢平穩；8月（下旬）降水頻次最多，9月（中旬、下旬）降水強度最強；16：00降水頻次最多，12:00降水強度最強；極端短時強降水頻次空間分布也與地形相關，沿海多于內陸。③區域性短時強降水事件可分為冷切型、暖切型、熱帶氣旋型、高空槽型、副高控制型5類。
利用2010—2019年浙江省暖季（5—9月）1426個國家站和區域站小時雨量數據和NCEP 1°×1°逐日4次再分析資料，分析了浙江省暖季短時強降水、極端短時強降水時空分布特征及區域性短時強降水事件，結果表明：①近10年暖季短時強降水頻次呈增多趨勢，降水強度變化平穩； 8月（上旬）降水頻次最多， 9月（中旬）強度最強；16：00—19:00降水頻次最多，16:00、20:00強度最強；降水頻次、降水強度的空間分布與地形密切相關，易產生在沿海地區的山脈分布處。②近10年暖季極端短時強降水頻次年際變化大，但變化趨勢平穩；8月（下旬）降水頻次最多，9月（中旬、下旬）降水強度最強；16：00降水頻次最多，12:00降水強度最強；極端短時強降水頻次空間分布也與地形相關，沿海多于內陸。③區域性短時強降水事件可分為冷切型、暖切型、熱帶氣旋型、高空槽型、副高控制型5類。
2022, 50(1):114-120.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20210035
摘要:
為了改進氣象行業標準（國標）推薦的厄爾尼諾/拉尼娜事件監測指數所涉及的異常數據帶有趨勢、間隔10年的修訂所可能引入的額外周期、指數一致性及氣候標準值變動所引起的事件屬性、強弱的變化等系列問題，本文基于一個可以消除一階趨勢并舍棄氣候標準值的異常計算方法用以構建相關指數。結果表明，該方案所計算的指數與原指數具有較好的一致性，在有顯著趨勢的序列中，本方案較氣象行業標準推薦方案算法簡單，趨勢消解顯著，在應對氣候變暖等系列問題中，本方案具有推廣價值。
為了改進氣象行業標準（國標）推薦的厄爾尼諾/拉尼娜事件監測指數所涉及的異常數據帶有趨勢、間隔10年的修訂所可能引入的額外周期、指數一致性及氣候標準值變動所引起的事件屬性、強弱的變化等系列問題，本文基于一個可以消除一階趨勢并舍棄氣候標準值的異常計算方法用以構建相關指數。結果表明，該方案所計算的指數與原指數具有較好的一致性，在有顯著趨勢的序列中，本方案較氣象行業標準推薦方案算法簡單，趨勢消解顯著，在應對氣候變暖等系列問題中，本方案具有推廣價值。
2022, 50(1):121-128.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20210210
摘要:
為減少雷電災害造成的人身傷亡和經濟損失，提出了一種基于機器學習和單站地面氣象要素的雷電臨近預警方法。在重慶市選擇了8個自動氣象站，使用溫、壓、濕、風4種單站地面氣象要素與ADTD地閃定位資料，通過對特征工程、重采樣、交叉驗證等機器學習技術的組合應用，構建了基于ADASYNET模型的雷電臨近預警方法，能夠對氣象站周邊20 km范圍進行提前期0～30 min的預警。驗證結果表明：該預警方法適用于全部8個站點，在0～10 min、10～20 min、20～30 min預警提前期，調和平均F1得分分別為0.60、0.59、0.60，與其他一些預警方法、系統對比實現方式靈活，預警效果良好，能夠為防雷減災工作提供參考。
為減少雷電災害造成的人身傷亡和經濟損失，提出了一種基于機器學習和單站地面氣象要素的雷電臨近預警方法。在重慶市選擇了8個自動氣象站，使用溫、壓、濕、風4種單站地面氣象要素與ADTD地閃定位資料，通過對特征工程、重采樣、交叉驗證等機器學習技術的組合應用，構建了基于ADASYNET模型的雷電臨近預警方法，能夠對氣象站周邊20 km范圍進行提前期0～30 min的預警。驗證結果表明：該預警方法適用于全部8個站點，在0～10 min、10～20 min、20～30 min預警提前期，調和平均F1得分分別為0.60、0.59、0.60，與其他一些預警方法、系統對比實現方式靈活，預警效果良好，能夠為防雷減災工作提供參考。
2022, 50(1):129-138.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20210040
摘要:
本文基于B-P方程、Rusck方程和Agrwal耦合模型，開發出一種架空線雷電感應過電壓的時域快速算法。利用該算法研究了不同參數對雷電感應過電壓的影響，并利用2-D FDTD算法對其計算精度進行全面檢驗。結果表明：①首次回擊電流產生的感應過電壓的峰值較大，波頭陡度小；繼后回擊電流產生的感應過電壓的峰值較小，而波頭陡度更大。②地面電導率 σ 對感應過電壓的幅值和極性影響較大。架空線路中點處的感應過電壓峰值與地面電導率呈負相關，而端點處的感應過電壓峰值與地面電導率呈正相關，并且在電導率較低（σ=0.001 S/m）時波形表現出雙極性特征。③架空線路中點和端點處的感應過電壓峰值均隨線路高度h增大而增大。④在閃電通道50～1000 m范圍內，本文算法模擬出的感應過電壓波形與2-D FDTD的結果基本一致，且峰值計算誤差均小于5%。綜上，由于本文算法計算時間僅需10 s并具有較高的計算精度，有利于在防雷工程中推廣應用。
本文基于B-P方程、Rusck方程和Agrwal耦合模型，開發出一種架空線雷電感應過電壓的時域快速算法。利用該算法研究了不同參數對雷電感應過電壓的影響，并利用2-D FDTD算法對其計算精度進行全面檢驗。結果表明：①首次回擊電流產生的感應過電壓的峰值較大，波頭陡度小；繼后回擊電流產生的感應過電壓的峰值較小，而波頭陡度更大。②地面電導率 σ 對感應過電壓的幅值和極性影響較大。架空線路中點處的感應過電壓峰值與地面電導率呈負相關，而端點處的感應過電壓峰值與地面電導率呈正相關，并且在電導率較低（σ=0.001 S/m）時波形表現出雙極性特征。③架空線路中點和端點處的感應過電壓峰值均隨線路高度h增大而增大。④在閃電通道50～1000 m范圍內，本文算法模擬出的感應過電壓波形與2-D FDTD的結果基本一致，且峰值計算誤差均小于5%。綜上，由于本文算法計算時間僅需10 s并具有較高的計算精度，有利于在防雷工程中推廣應用。
2022, 50(1):139-146.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20210167
摘要:
采用2016—2020年浙江省閃電定位資料，〖JP2〗利用Access和MATLAB對浙江省陸域、舟山海域地閃回擊特征進行分析。結果顯示：浙江省陸域年平均地閃回擊密度為1.97 次·km-2·a-1，正地閃回擊密度為0.10 次·km-2·a-1，正地閃回擊占總地閃回擊的5.1%，正地閃回擊平均電流強度為42.49 kA，負地閃為33.61 kA，正負電流強度比值為1.26。舟山海域年平均地閃回擊密度為0.54 次·km-2·a-1，正地閃回擊密度為0.06 次·km-2·a-1，正地閃回擊占總地閃回擊的11.1%，正地閃回擊平均電流強度為49.81 kA，負地閃為47.77 kA，正負電流強度比值為1.04。浙江省陸域、舟山海域的北部區域的正地閃和負地閃回擊電流強度均明顯強于南部區域；舟山海域的正地閃和負地閃回擊平均電流強度均分別比浙江省陸域的強，舟山海域的正負地閃回擊平均電流強度比值明顯小于浙江省陸域。不同區域正地閃與負地閃回擊平均電流強度的比值有較大差異，舟山海域正地閃回擊的比例特別高，正地閃回擊的平均電流強度稍大于負地閃，通過大氣電學和氣象學分析，初步闡釋其成因。
采用2016—2020年浙江省閃電定位資料，〖JP2〗利用Access和MATLAB對浙江省陸域、舟山海域地閃回擊特征進行分析。結果顯示：浙江省陸域年平均地閃回擊密度為1.97 次·km-2·a-1，正地閃回擊密度為0.10 次·km-2·a-1，正地閃回擊占總地閃回擊的5.1%，正地閃回擊平均電流強度為42.49 kA，負地閃為33.61 kA，正負電流強度比值為1.26。舟山海域年平均地閃回擊密度為0.54 次·km-2·a-1，正地閃回擊密度為0.06 次·km-2·a-1，正地閃回擊占總地閃回擊的11.1%，正地閃回擊平均電流強度為49.81 kA，負地閃為47.77 kA，正負電流強度比值為1.04。浙江省陸域、舟山海域的北部區域的正地閃和負地閃回擊電流強度均明顯強于南部區域；舟山海域的正地閃和負地閃回擊平均電流強度均分別比浙江省陸域的強，舟山海域的正負地閃回擊平均電流強度比值明顯小于浙江省陸域。不同區域正地閃與負地閃回擊平均電流強度的比值有較大差異，舟山海域正地閃回擊的比例特別高，正地閃回擊的平均電流強度稍大于負地閃，通過大氣電學和氣象學分析，初步闡釋其成因。
19 莆田文旦柚氣候品質認證
2022, 50(1):147-154.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20210196
摘要:
為了提升莆田市文旦柚的品牌效應和市場競爭力，利用文旦柚種植區歷年區域自動站氣象觀測資料及果實品質檢測數據，通過分析影響文旦柚品質的關鍵氣象因子和主要氣象災害，構建文旦柚氣候品質評估指標，采用專家打分法和層次分析法，確定氣候適宜性因子和致災因子的權重，建立文旦柚氣候品質評估模型，計算氣候品質指數并進行量化等級劃分，開展文旦柚氣候品質評估。結果表明：基于氣候適宜性和氣象災害指標的文旦柚氣候品質評估模型，模擬結果能定量化地反映氣象條件對文旦柚品質的影響，結合其與實測果實品質、歷史典型年果實品質及不同海拔區域果實品質的對比驗證，氣候品質評估結果與果實品質具有高度吻合性，能較好地反映文旦柚果實的實際品質，評估模型和評估結果較為客觀，可為莆田市文旦柚氣候品質認證提供技術支撐。
為了提升莆田市文旦柚的品牌效應和市場競爭力，利用文旦柚種植區歷年區域自動站氣象觀測資料及果實品質檢測數據，通過分析影響文旦柚品質的關鍵氣象因子和主要氣象災害，構建文旦柚氣候品質評估指標，采用專家打分法和層次分析法，確定氣候適宜性因子和致災因子的權重，建立文旦柚氣候品質評估模型，計算氣候品質指數并進行量化等級劃分，開展文旦柚氣候品質評估。結果表明：基于氣候適宜性和氣象災害指標的文旦柚氣候品質評估模型，模擬結果能定量化地反映氣象條件對文旦柚品質的影響，結合其與實測果實品質、歷史典型年果實品質及不同海拔區域果實品質的對比驗證，氣候品質評估結果與果實品質具有高度吻合性，能較好地反映文旦柚果實的實際品質，評估模型和評估結果較為客觀，可為莆田市文旦柚氣候品質認證提供技術支撐。
2022, 50(1):155-160.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20210119
摘要:
本文基于溫度因子對核桃萌芽-幼果期生長發育的影響，建立了日平均氣溫隸屬函數適宜度模型，將逐日最低氣溫、致死溫度和致災溫度及低于致災溫度持續時間引入溫度隸屬函數，建立了日最低氣溫隸屬函數適宜度模型，將上述適宜度按一定的權重組合構建了河北省太行山區核桃萌芽-幼果期溫度隸屬函數適宜度模型?；谀Ｐ陀嬎惴治霰砻鳎簝龊Πl生時，日平均氣溫適宜度一般在0.8以下，日最低氣溫適宜度、溫度綜合適宜度一般在0.6以下；以溫度綜合適宜度（S）進行凍害等級劃分，當0.5＜S≤0.6時，判定為輕微凍害；當0.4＜S≤0.5時，判定為輕度凍害；當0.1＜S≤0.4時，判定為中度凍害；S≤0.1時判定為重度凍害。結合多年的調查資料和歷史氣象數據進行檢驗，基于溫度綜合適宜度判定凍害等級的準確率為84%。該適宜度模型較好地反映了溫度對核桃生長適宜程度的影響，模型結合智能網格數值預報進行業務應用，將為開展林果業凍害監測預警服務提供科技支撐。
本文基于溫度因子對核桃萌芽-幼果期生長發育的影響，建立了日平均氣溫隸屬函數適宜度模型，將逐日最低氣溫、致死溫度和致災溫度及低于致災溫度持續時間引入溫度隸屬函數，建立了日最低氣溫隸屬函數適宜度模型，將上述適宜度按一定的權重組合構建了河北省太行山區核桃萌芽-幼果期溫度隸屬函數適宜度模型?；谀Ｐ陀嬎惴治霰砻鳎簝龊Πl生時，日平均氣溫適宜度一般在0.8以下，日最低氣溫適宜度、溫度綜合適宜度一般在0.6以下；以溫度綜合適宜度（S）進行凍害等級劃分，當0.5＜S≤0.6時，判定為輕微凍害；當0.4＜S≤0.5時，判定為輕度凍害；當0.1＜S≤0.4時，判定為中度凍害；S≤0.1時判定為重度凍害。結合多年的調查資料和歷史氣象數據進行檢驗，基于溫度綜合適宜度判定凍害等級的準確率為84%。該適宜度模型較好地反映了溫度對核桃生長適宜程度的影響，模型結合智能網格數值預報進行業務應用，將為開展林果業凍害監測預警服務提供科技支撐。
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