雷州半岛水分条件变化特征及其与作物布局调整的相关分析

基于雷州半岛气象资料和主要农作物种植面积数据,利用气候倾向率、Mann-Kendall气候突变检验、相关分析、11种模型拟合和回归分析等方法,分析雷州半岛降水和蒸发量的气候变化特点,研究降水和蒸发与雷州半岛作物布局调整变化的相关关系。结果表明,1961年至2001年雷州半岛总体南旱北涝,年降水日数和年降水量均北多南少并且先增后减。年蒸发量南多北少并且呈显著下降趋势。年降水日数与水稻面积显著正相关,与蔬菜、水果、糖蔗面积显著负相关。蒸发量与糖蔗、蔬菜、水果面积显著负相关。     

近30年西藏地区雷暴日数的气候分布特征

利用西藏地区1980~2009年逐月雷暴日数观测数据,分析了近30a来西藏地区雷暴的时空分布特征以及影响雷暴天气的气象因子。结果表明:(1)雷暴天气主要发生在西藏那曲地区,并由该区域向西南、东南部逐渐递减,且雷暴天气发生的中心位置随着季节有所差别。夏季雷暴日数最多,其次是秋季和春季,冬季雷暴日数最少。(2)近30年来年或各季节的雷暴日数基本呈现减少的趋势,尤其以2000年之后最为显著。雷暴日数以2003年为突变点,开始急剧减少。(3)雷暴日数和平均气温呈负相关,与风速、相对湿度、降水量呈正相关,气温升高可能是导致雷暴日数减少的主要气候影响因子。      

近45a六盘水市雷暴日数的气候特征分析

利用1960—2004年六盘水市3个测站的逐日雷暴观测资料,采用线性倾向估计、滑动t检验法等统计方法,对六盘水地区雷暴天气的分布情况、年际变化及雷暴发生日数的气候变化特征等进行了分析。结果表明:六盘水市各地年雷暴日数差异明显,雷暴天气西南部最多,北部次之,东部最少。六盘水市一年四季均有雷暴天气出现,且有明显的季节性变化,主要集中出现在夏季,冬季雷暴出现的概率非常低;全年各月均有出现雷暴的可能,但各地雷暴天气主要出现在每年的5—9月,其中8月最多,7月次之,12月最少。雷暴天气20世纪60、70年代持续偏多,在1983年附近急剧减少,进入80年代中期后,雷暴日数持续偏少,从总的气候趋势看,雷暴天气总日数呈下降趋势;年总雷暴日数在1983年附近存在突变现象,表现为日数的减少,这种突变事实各站具有一致性。     

深圳市雷暴天气气候变化特征分析

利用深圳市1953~2005年逐日雷暴资料,通过数理统计、线性分析、突变分析、小波分析等方法,得出了深圳市雷暴天气的气候变化特征。结果表明:深圳市属于雷暴多发区,53a平均雷暴日数为68.2d;年雷暴日数年际变化辐度大,最多年为103d,而最少年仅为47d,最大值与最小值相差1倍多;初雷一般出现在3月上旬,终雷一般出现在10月中旬,而且初雷的发生,有越来越早的趋势,终雷结束时间有越来越晚的趋势;全年各月均有出现雷暴的可能,但雷暴的出现有着明显的季节性变化,主要集中出现在夏季,冬季雷暴出现的概率非常低,且53a来雷暴的发生有逐渐减少的趋势,气候倾向率为-1.8d/10a。另外深圳市雷暴的年际变化存在着准3a较短周期和11a、19a左右的长周期振荡。     

北京城区与郊区雷暴气候特征及其变化对比分析

利用1961～2007年北京雷暴资料,采用气候倾向率、多项式曲线拟合和Morlet小波分析方法,对北京城区与郊区雷暴气候特征及其变化趋势进行了对比分析。结果表明:1）北京地区雷暴具有明显的月和日变化特征,5月是突增期,9月是陡减期,7月为峰值期。2）初雷日期提前、终雷日期推后和雷暴期延长的趋势,都以城区最为明显。3）城区与郊区年雷暴日数有着截然相反的变化趋势。郊区年平均雷暴日数虽多,但年雷暴日数表现为波动式减少的趋势;城区年平均雷暴日数虽少,但年雷暴日数却呈现出波动式增加的趋势。城区雷暴日数增多趋势可能与城区增温效应以及相对湿度≥85％的日数增加有关;郊区雷暴日数减少可能与其相对湿度呈明显的下降趋势有关。4）城区与郊区年雷暴日数的变化具有多重周期性,其中16～18年的长周期和3～5年的短周期特别明显。       

开平市近50年雷暴的气候统计特征

利用开平站1959-2008年雷暴资料,通过数理统计、小波分析方法,得出开平市雷暴天气的气候变化特征：开平市属于雷暴多发区,50年平均雷暴日72.9d;雷暴日年际变化大,总体呈下降趋势,气候倾向率为-0.8048d／年;各月均有可能发生雷暴,主要集中在4-9月;日间任何时次均有可能发生雷暴,13：00-17：00为高峰期;初、终雷平均日期为3月4日和10月13日,80％保证率下初雷出现在2月11日-3月27日,终雷出现在9月24日-10月29日;年际变化存在9-13年左右的长周期振荡。     

基于天气分型和物理量诊断西北地区东部雷暴预报方法研究

利用2008—2013年西北地区东部169个气象观测站的天气实况资料和NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料计算的对流参数对西北地区东部雷暴日进行了天气分型,并应用分型统计的参数阈值对2013年西北地区东部雷暴日进行了试预报。结果表明:2008—2013年西北地区东部雷暴日集中出现在5—9月,占雷暴总日数的85.9%;雷暴日发生的天气形势可分为低涡型、低槽型、西北气流型和西南气流型4种。引入天气型强度指数,研究4种雷暴天气型的自动识别方法,通过天气分型检验表明,天气型自动识别方法可准确的识别雷暴发生的天气形势,且漏报较少。在天气型识别的基础上,进一步进行雷暴物理量诊断表明,消空效果明显。2008—2012年西北地区东部雷暴日回代预报的TS评分为54.1%,漏报雷暴日为4 d;2013年雷暴日试预报的TS评分为51.8%,漏报雷暴日为10 d;雷暴日回代预报与试预报的TS评分均超过气候概率,预报效果较理想,可为西北地区东部雷暴天气预报研究提供参考。     

甘肃武威市雷暴天气时空分布特征

雷暴天气是甘肃武威市多发的灾害性天气之一。利用1961~2010年武威市5个气象站雷暴资料,以及2001~2010年4~10月逐日NCEP再分析资料,分析了武威市雷暴天气的时空分布特征及变化趋势,并依据气流的南北配置方法对雷暴天气进行了环流分型。结果表明:受海拔高度和地形地势的影响,武威市雷暴具有明显的地域特征,南部天祝山区雷暴日数远大于其他各地,占雷暴总日数的40.6%。年际、年代际雷暴日数总体呈减少趋势,其中,天祝的减少趋势尤为显著,其递减率为-5.819 d/10 a,年雷暴日数的时间序列存在着7~8 a的准周期变化。一年内,6~8月是雷暴的高发期,雷暴日数占全年总日数的70.8%~78.6%。雷暴的日变化特征明显,12~22时为其多发时段,集中发生时段为13~17时,雷暴的平均持续时间为10~40 min。武威市雷暴天气环流形势可分为西北气流型、西南气流型和西风气流型3类。其中,西北气流型,高空冷平流深厚且移速缓慢,最有利于强对流天气发生,雷暴发生比例最高;西南气流型,系统过境后无残余的冷空气滞留,不利于强对流天气发生,雷暴发生比例最低;西风气流型,高空低涡位置较偏北,冷空气较强,较利于强对流天气发生,雷暴发生比例相对较高。     

蕉岭县近45年的雷暴气候基本特征和防御对策

利用蕉岭站1965～2009年的雷暴观测资料,通过数理分析、小波分析、突变检验等方法,得出蕉岭县雷暴天气的气候变化特征:蕉岭县年平均雷暴日达64.3d;雷暴日数年际变化大,总体呈下降趋势,气候倾向率为～0.6196d/年;全年各月均可能发生雷暴,但主要集中在4到9月,约占全年近9成;初终雷平均日期为2月28日和10月6日,80%保证率下初雷出现在2月6日～3月20日,终雷出现在9月21日～11月14日;雷暴日数年际变化存在15到18年的振荡周期;通过突变检验,发现蕉岭县全年雷暴日数在1985年发生了由多到少的突变。     

深圳市雷暴天气气候变化特征分析

利用深圳市1953～2005年逐日雷暴资料，通过数理统计、线性分析、突变分析、小波分析等方法，得出了深圳市雷暴天气的气候变化特征。结果表明：深圳市属于雷暴多发区，53a平均雷暴日数为68．2d；年雷暴日数年际变化辐度大，最多年为103d，而最少年仅为47d，最大值与最小值相差1倍多；初雷一般出现在3月上旬，终雷一般出现在10月中旬，而且初雷的发生，有越来越早的趋势，终雷结束时间有越来越晚的趋势；全年各月均有出现雷暴的可能，但雷暴的出现有着明显的季节性变化，主要集中出现在夏季，冬季雷暴出现的概率非常低，且53a来雷暴的发生有逐渐减少的趋势，气候倾向率为-1．8d／10a。另外深圳市雷暴的年际变化存在着准3a较短周期和11a、19a左右的长周期振荡。     

THE CHARACTERISTICS OF THUNDERSTORM FREQUENCY VARIATION AND THEIR POSSIBLE RELATION WITH THE ADJUSTMENT OF CROP DISTRIBUTION IN THE LEIZHOU PENINSULA

In order to research possible influences of the adjustment of plant distribution on the development frequency of thunderstorms over the Leizhou Peninsula, mathematic statistic methods, including correlation analyses, 11 kinds of fitting models and all-variable regression methods, were used for analyses and research. The results show that the average trend of the number of annual thunderstorm days is descending obviously, and there are thunderstorms in all seasons, in which warm post-midday thunderstorms have taken up the most part, and high frequency is found from May to September, and the starting and ending dates of thunderstorms have a great annual discrepancy. The vegetation structure has been improved along with the reduction of rice fields and the area increment of sugarcane and fruits planting, which results in the decrease of the number of thunderstorm days; the change in the characteristics of winter spare fields, which is caused by the planting of vegetables, limits the formation of thunderstorms in early winter and late spring. Meanwhile, the area adjustment of peanut planting has little influence on the variation of thunderstorm days. The adjustment of principal crop distribution, such as rice, sugarcane, fruits and vegetables, may have obvious influence on the formation of thunderstorms, and sugarcane has the largest effect, followed in turn by rice, vegetables and fruits, and the adjustment of crop distribution has little influence on the starting and ending dates of thunderstorms.     

雷暴云电结构与闪电关系初探

利用雷暴云偶极性电结构理论,结合卫星和雷达资料分析了不同荷电结构下地面电场。结果表明:当正电荷中心高度越高、负电荷中心高度越低,形成的地面负电场越大,越有利于地闪的形成;负地闪发生后或云砧下方,地面电场成正极性,易引发正地闪;地闪分布与雷达回波、卫星云图中雷暴云位置基本一致,结合雷达和卫星资料可初步判断正/负地闪发生位置。     

滇南飑线的发生环境及其多普勒雷达回波特征

通过对NCEP资料、常规气象资料和CIND3830-CC多普勒雷达观测资料的统计分析,归纳出滇南普洱市2004—2009年18次飑线发生前的天气形势及物理量场特征、飑线的时间分布特征、飑线的移动路径等。总结了飑线在多普勒雷达图上的基本结构、飑线中强对流单体的基本反射率特征、径向速度特征及天气对应关系,并分析飑线中回波单体的结构与灾害天气类型的对应关系、垂直液态水含量(VIL)的变化与飑线中冰雹的相关关系等。根据灾害类型和飑线中单体的结构将飑线分为5种类型,对飑线的短时临近预报有指导作用。     

城市气候效应研究进展

城市是人类社会发展的必然产物.随着城市的快速发展,城市气候效应凸显,并对社会经济可持续发展和人体健康等造成影响.基于国内外已有的研究成果,综述了城市气候效应,包括城市热岛效应、雨岛效应、混浊岛效应、于岛效应和雷暴岛效应的研究历史、现状及其与城市化、天气气候变化的相互关系,并对未来城市气候效应的研究方向及技术方法进行了展望.     

我国华南江南春季雷暴气候特征分析

基于我国华南江南地区274个基本地面气象观测站数据、全国闪电定位数据以及欧洲中心的全球大气再分析数据(ERA-Interim),对1981—2017年华南江南地区的春季雷暴日采用经验正交函数分解方法(EOF),并与气象要素场做回归分析。得出以下主要结论:(1)我国华南江南地区春季雷暴活动高发区主要在广西东部至广东西部;其高峰期在下午18:00和凌晨4:00左右,且大多数雷暴活动持续时间不超过3 h;山区雷暴活动主要在傍晚至夜间;平原雷暴活动主要在白天,高峰在17:00及06:00前后;(2)华南江南地区的雷暴活动存在着3~5年的短周期和16年左右的长周期变化;(3)雷暴日距平EOF分析的前3个主成分累计方差贡献达到72.3%。按其向量场的方差贡献分型,Ⅰ型表现为华南江南雷暴活跃特征呈现较统一的变化规律。深厚西南低涡槽前、上干下湿的水汽层结、上冷下暖的温度层结为华南江南地区发生大范围雷暴天气提供良好的动力、水汽和位势不稳定条件,是华南江南雷暴活跃异常的主要模态;Ⅱ型表现为从华南南部到江西与浙江南部有一条西南-东北向、下宽上窄的雷暴活跃正距平异常区,而两侧为负距平异常区。其环流特征表现为温度整层偏冷,水汽整层偏湿,而西南槽前动力抬升有利于水汽抬升凝结触发对流形成雷暴;Ⅲ型表现为华南和江南地区雷暴活跃特征呈南北反位相异常,其分界线在26 °N附近。其环流特征表现为较强的干冷空气南下与南方暖湿空气在南岭山区对峙形成异常的垂直环流圈。在其上升支,低层干冷空气被卷入中高层使得中高层暖湿空气凝结释放潜热形成对流,造成华南地区多雷暴发生,而江南地区处于垂直环流的下沉支,整层湿度偏干,造成江南地区雷暴相对偏少。      

珠江三角洲城市群对雷暴的影响

利用2000—2007年广东省闪电定位仪所获得的地闪资料和广东省86个气象站所统计的雷暴日资料,对广东省(特别是珠江三角洲城市群区域)的雷暴日闪电频次变化进行了分析。结果表明:虽然珠三角城市群雷暴日与非城市群雷暴日相差不大,8年中变化也不大,但总闪远多于非城市群,总闪在8年中也有显著增长。珠三角城市群的单个雷暴的闪电频次要远多于非城市群区域,总闪增长也主要是单个雷暴的闪电频次的增长。而且,珠三角城市群对前汛期雷暴影响大,对后汛期影响相对较小。     

地面电晕离子对空中引雷始发过程的影响

利用已建立的“地面电晕离子的演化模式”对甘肃省平凉地区一次雷暴过程的空中电荷密度和环境电场的演化情况进行了模拟,发现地面尖端产生的电晕离子如果不被俘获便可在１ｍｉｎ左右内到达５００ｍ的高度上。对空中引雷火箭发射前的空中电场分析表明,引雷成功的关键除有足够长的导线以使导线两端的电场产生畸变外,另一个重要的条件是火箭－导线系统顶端能处于强的环境电场中以满足顶部流光的产生和持续传输。另外,低空较强的环境电场对火箭－导线系统下端下行流光的发展和空气间隙的击穿有重要的促进作用。一次空中引雷触发高度上的电场大于５０．０ｋＶ／ｍ,火箭－导线系统下行正流光持续传输的电场值为１９．０ｋＶ／ｍ,放电过程首先起始于火箭－导线系统下端正流光的产生。根据多年的实验资料,建议实际引雷试验时,以５００ｍ高度上的电场为参考来决定火箭的发射时刻,北方雷暴大于５０ｋＶ／ｍ,南方雷暴大于２５ｋＶ／ｍ。     

江西夏季雷电天气热力条件及不稳定指数对比分析

选取2007年夏季两次强度不同的致灾雷电过程进行对比,并将其能量参数与典型历史个例进行比较。结果表明：（1）副高位置、500hPa低槽移速、中尺度辐合系统以及热力结构的差异是导致雷暴强度不同的原因之一;（2）中尺度辐合系统移向鄱阳湖时,对流天气更加剧烈,但对大尺度系统鄱阳湖的阻挡作用不显著;（3）对流层上干下湿的特征越明显,强雷电发生的概率越大;（4）CAPE〉632J/kg,K〉34℃,Si〈0℃,Li〈0℃,TT〉43℃,SSI〉43可以作为江西致灾雷电发生的阈值,超过阈值越多,强对流天气发生的概率越大;（5）能量参数的演变对致灾雷电的潜势预测、强度判别具有较好的指示,夏季对流参数的指示意义较春季更好。     

我国南方雷暴的气候特征研究

本文根据我国南方62个气象观测着1971-995年月雷暴日数资料，应用EOF和小波统计分析方法，研究了雷暴的气候特征，包括它们的空间分布类型、季节变化特征和年际变化规律，所得结论，为进一步探讨大范围雷暴与大气环流的联系打下了基础。     

三种机器学习方法在广东雷暴大风自动识别的应用效果评估

基于2012—2019年自动站雷暴大风观测实况和对应雷达回波,利用传统机器学习方法(决策树)和深度学习方法(CNN、YOLO)等三种机器学习方法分别建立雷暴大风自动识别模型。根据广东雷暴大风回波特征,选取50 dBZ高度、反射率因子强度梯度等5个回波参量作为决策树的特征因子;将1～9 km高度的雷达回波分为11层,作为YOLOv3的输入层,使其由原3个特征层扩展到11层,训练优化后的YOLOv3可更合理刻画雷暴大风的空间结构特征。经批量测试和业务试运行试验,检验结果表明：三种模型中基于决策树的模型虚警最高,基于CNN的模型漏报最多,基于YOLO的模型识别效果最好,其POD和CSI均最高。通过对广东2020年汛期5次系统性和5次局地性雷暴大风过程进行分类型自动识别效果评估,并选取任意天气下长达30天连续时段进行不间断识别检验,结果表明该算法对于不同类型的雷暴大风均有较好的识别能力,具备业务化应用前景。