地面辐合线与华北平原雾空间分布的关系

使用京津冀2000—2011年10月—翌年2月地面气象站雾的常规观测和自动站风的观测资料进行统计分析,得出太行山附近地面定常辐合线位置与华北平原雾的空间分布有一定对应关系,10月—翌年2月华北平原年平均雾日多发区对应定常地面辐合线的位置。以2013年1月21—22日华北平原雾为例,辐合线附近的能见度相对较低,即辐合线附近雾的浓度较强。为加强对雾天气的成因认识,提高雾天气的预报能力,在科学规划雾天气监测网时应充分考虑地形的影响及定常辐合线的位置。     

强对流天气发生前期地面风场特征

根据对华东地区9次强对流天气的地面风场分析发现,强对流的发生发展与锋前暖区的中尺度辐合线有密切关系,与地面中尺度辐合线相伴的扰动辐合值为-0.8×10~(-4)·s~(-1)左右.当有移动的天气系统与其相遇时,交点附近扰动辐合值迅速增大,促使对流迅猛发展且移速加快.辐合线的形成与大尺度背景和特定地形有关.移动的中尺度辐合线与变压风有关而静正辐合线常与露点锋相伴.     

副热带高压脊线附近江苏两次强对流天气对比分析

利用常规观测资料、地面自动站资料、多普勒天气雷达资料和FY-2D、FY-2E卫星云图资料等,对江苏2010年8月18日和23日两次发生在副热带高压脊线附近强对流天气进行对比分析。结果表明:(1)在副热带高压控制下,当有足够强的抬升机制时,500 h Pa副热带高压脊线附近也会触发强对流天气,强对流天气发生在925 h Pa切变线和地面辐合线附近。(2)两次强对流天气发生前大气层结不稳定,呈上干下湿状态分布;这两个个例显示雷暴大风强对应于中高层大气干,而短时强降水强对应于低层湿层厚。(3)18日近地层强动力抬升作用,触发了对流风暴;23日抬升凝结高度、自由对流高度及对流温度较低,且没有对流抑制能量,边界层动力抬升和地面热力抬升共同作用触发了对流风暴。(4)多普勒天气雷达径向速度图上出现低空辐合,早于对流风暴新生时间,且低空辐合随时间持续或增强,有利于局地对流风暴的新生和发展,这对临近预报预警有一定的参考意义。     

雷达观测的渤海湾海陆风辐合线与自动站资料的对比分析

为了研究渤海西岸海陆风的演变规律,应用天津新一代天气雷达结合地面自动气象站实时资料,统计分析2007年晴空环境下,雷达监测到的由渤海湾海陆风导致的28次边界层辐合线的生消、演变规律,并研究雷达观测的海陆风辐合线与自动站观测的渤海湾海陆风的对应关系.结果表明:(1)雷达探测的沿海岸线形成的边界层辐合线对应的就是渤海湾海陆风辐合线;(2)海陆风辐合线只有在每年的5-9月才能在雷达上观测到,而且主要集中在6-9月;(3)晴空环境下,当较强的一条海陆风辐合线沿海岸线或在海上生成后移过雷达站,或直接生成在雷达站西北侧时,自动站观测显示陆风转为海风;(4)雷达探测的海陆风辐舍线强度越强,且其垂直伸展高度越高,对应的自动站观测的海风风速越大.     

中国大陆1951—2005年雾与轻雾的长期变化

雾的记录有明确的天气指示意义。通过分析1951—2005年中国大陆743个地面气象站的资料, 对中国大陆雾、轻雾的长期变化趋势有如下认识：我国大陆雾日地理分布基本气候特征呈现东南部多西北部少的特点, 冬半年雾日数多夏半年少。各年代的差异在不同地区不尽一致。西南地区是我国雾日最多的地区，四川盆地一年有雾日20余天；华北平原和东北平原在冬春季节会出现严重的持续性雾天气。长江以南各省的轻雾日数明显多于长江以北地区，而且1980年代以后轻雾日有明显增加；西南地区是我国轻雾日最多的地区，四川盆地一年有轻雾日100余天。     

中亚低涡背景下阿克苏地区一次强降水天气分析

为了加强对新疆暴雨过程的中尺度系统发展机理的认识,利用美国环境预测中心的FNL、欧洲中期数值预报中心的全球再分析资料、中国气象局提供的地面自动气象站观测资料、中国国家卫星气象中心提供的卫星辐射亮温（TBB）资料及WRF高分辨率数值模拟对2013年6月17—18日发生在新疆阿克苏地区的一次暴雨天气过程进行分析。结果表明,此次降水过程是发生在中高纬度“两脊一槽”的环流形势下,中亚低涡为这次暴雨的发生提供了有利的天气尺度动力及水汽条件;中亚低涡环流与天山南脉特殊地形造成的气流绕流叠加生成的中尺度辐合线是此次强降水的重要中尺度影响系统,山谷地形热力性质差异造成的下坡风推动辐合线移动,辐合线上发展的强对流引发了阿克苏地区的强降水。WRF模拟结果能够基本再现本次天气过程的降水落区、强度以及风场演变等。结合观测以及模拟资料进行的初步分析显示,西天山的阻挡导致偏南风在西天山南坡山谷附近产生堆积和辐合,山谷附近有局地的地形辐合线形成。同时,随着大尺度环流形势的调整,中亚低涡移动至阿克苏地区附近后,低涡南部的偏西气流一部分直接越过西天山变为西北风,另一部分穿过伊犁河谷转为东北风,这两支气流共同加剧了天山南脉阿克苏地区的偏北气流,促进了西天山南坡山谷附近中尺度辐合线的加强。辐合线以东的偏东气流带来的水汽在天山南脉前堆积,随着夜间山谷下坡风的增强作用,中尺度辐合线在向东南方向推进过程中不断发展加强,配合山脚堆积的水汽和辐合抬升,不稳定能量释放,对流发展,为阿克苏地区带来强降水天气。      

一次冰雹天气过程的潜势条件和中尺度特征分析

基于常规观测资料、NCEP(1°×1°)再分析资料、FY-2G卫星云图和多普勒雷达资料等对2018年6月10日发生在甘肃省平凉市的冰雹天气过程进行分析,得出以下结论:(1)此次冰雹过程属于典型的西北气流型,高空强冷平流、冰雹发生区明显的切变线和地面辐合线以及高层气流引导地面辐合线附近生成的中尺度对流系统MCS,是造成此次强天气的主要影响系统。(2)中尺度辐合线和干线为此次冰雹天气提供了较好的触发机制;强冰雹发生区螺旋度的异常增大为雹暴系统的发展增强提供了强有力的环境场条件;强垂直风切变可促使不稳定能量释放,形成冰雹等天气,和湿斜压作用共同形成MCS发生发展的有利条件;冰雹发生区0℃层、-20℃层高度及二者之间的厚度均有利于大冰雹的形成。(3)多普勒雷达资料显示,引发强天气的回波单体附近,悬垂回波、弱回波区、钩状回波等特征明显,对应径向速度图有明显的中气旋、中层径向辐合及风暴顶辐散等特征配合,对此次冰雹等天气有很好的指示作用。     

山东半岛辐合线与天气

辽阔的渤海对其周围沿海的天气产生着巨大影响,但是在不同季节,对不同的地方,其影响也随之不同。本文仅就盛夏期间渤海对于山东半岛天气的影响谈些看法。 一、半岛辐合线 夏季,在地面天气图分析中,山东半岛上经常能分析出一条近东西向的辐合(切变)线,其长度约有300公里。一般情况下,辐合线附近没有剧烈天气发生,有时仅有局部的短时阵性降水,而在某些天气形势下,则有剧烈天气产生。为了了解这条辐合线的生成及其特性,我们用1971年的资料,选取羊角沟、日照和威海三站14时的实测风,用三点风方法计算了7月下半月逐日的散度值,为了同冬半年作比较,又计算了12月下半月的散度值。从图1可看到,7月下半月(实线)有7天散度值为负,即辐合,占总数的7/16,合43.8％;而在12月的16天(虚线)中,有     

河南一次强对流天气潜势、触发与演变分析

应用业务中可及时获取的常规观测资料和卫星、雷达、自动站等资料,结合地形情况从产生强对流天气的四个要素出发,对2013年7月31日夜出现在豫西山区、豫北的一次强对流天气进行了深入分析。结果表明:(1)受低层西南暖湿气流、地面东南风、大气晴空辐射和逆温"干暖盖"的共同作用,31日白天不稳定能量迅速集聚。夜间,华北冷涡后干冷空气东移南下,豫西、豫北大气层结不稳定度加强。(2)干冷空气与暖湿空气交汇,在地面上表现为弱冷锋、干线和中尺度辐合线,触发雷暴在关中盆地生成或发展。(3)关中盆地至豫西、豫北的特殊地形配合一定的流场,使得该区易形成三个辐合区,对流在辐合区附近形成或发展。除高空引导气流外,地面中尺度辐合线对云团移动有很好的指示作用。(4)湿球0℃层高度与冰雹关系较为紧密。     

“天鸽”台前飑线环境场及雷达回波特征分析

利用地面观测资料、ERA5和多普勒天气雷达资料,对2017年8月23日发生在台风“天鸽”前沿的一次飑线过程进行分析,结果表明：(1)近地面显著升温、低层大气暖湿不稳定及CAPE值达2000 J·kg-1以上,为台前飑线形成提供了前期热力条件;(2)对流单体在地面辐合线附近触发并迅速发展成为高度组织化的飑线,其强度、移向与地面风的辐合强弱及位置高度一致;(3)水汽通量中低层辐合、高层辐散的配置保证了短时强降水发生时高效的水汽供应;(4)雷达图上台前飑线发展旺盛阶段中尺度辐合带特征最明显,出现多个55dBZ以上强中心及RIJ特征;(5)当飑线两侧的风向辐合特征减弱时,其带状结构快速断裂且强度减弱,伴随的强对流天气消失。     

新疆北部暖季短时强降水的时空分布特征

基于2013—2019年暖季新疆北部518个自动站逐时降水资料,运用常规统计、归一化及其偏离程度、降水集中度(PCD)和集中期(PCP)等方法,研究该区短时强降水(Flash Heavy Rain,FHR)时空分布和统计特征。结果表明:(1)近7 a新疆北部FHR发生频次年变化大,2016年最多,2014年最少,前者是后者的3.9倍。(2)FHR集中发生在6—7月,6月下旬为峰值,且日变化呈明显的单峰型,峰值主要在17:00—19:00。(3)FHR发生频次集中在山脉的迎风坡和喇叭口地形附近。(4)FHR PCD呈现由南向北、由西向东逐渐集中,阿勒泰地区最集中;PCP自伊犁河谷至天山北坡,从克拉玛依向西、向北逐渐推迟,阿勒泰地区最晚。(5)PCD伊犁河谷、天山北坡年变化呈增大的趋势,其它区域呈减小的趋势。PCP阿勒泰地区、博州、天山北坡年变化呈增大趋势,其它区域呈减小的趋势。     

运城盆地秋冬季PM2.5传输特征和源区分析

利用2017-2019年空气质量监测数据，采用HYSPLIT后向轨迹模式、聚类分析、潜在源贡献因子分析法（PSCF）和浓度权重轨迹分析法（CWT），对运城市秋冬季大气PM2.5传输路径、对应重污染的天气形势和潜在源区进行分析。结果表明：（1）运城近地层盛行偏东风时污染频率高，弱的偏东风和西南风时，污染物浓度较大。秋冬季PM2.5后向轨迹西北方向最多达53.53%，偏东方向最少为11.25%，偏西方向和西南方向介于两者之间，分别为16.61%和12.06%。（2）不同轨迹对应天气形势不同，西北和偏西轨迹下，500 hPa高度场上为两槽一脊或偏西气流，700～850 hPa受脊前西北气流影响，地面为高压前底部型或均压场型；西南轨迹下，500 hPa高度场上为偏西气流，700～850 hPa运城处于槽前西南气流，地面气压场为高压前底部（底部）或均压场。（3）运城PM2.5潜在源区主要位于陕西南部、四川东部和新疆东南、甘肃的东南部等地区，说明影响运城秋冬季PM2.5的浓度除了来自汾渭平原西南部的颗粒物区域输送，来自西北方向新疆、甘肃的远距离颗粒物传输也是重要来源。     

基于ArcGIS的网格化雷电灾害风险评估方法研究与应用*

结合镇海区实际，开展大片区建（构）筑物网格化雷电灾害风险评估模型构建与应用，解决雷电灾害风险评估仅停留在依据灾后损失指标的单体建（构）筑物风险分布评估情况。在常规电气—几何雷电灾害风险评估模型基础上创新应用，引入地理信息处理技术将评估区域进行网格化分割，建立格点内包含建（构）筑物高度及其梯度、土壤电阻率及其梯度、直击雷防护效率、有效截收面积、地闪密度、电子电气设备系统、人口密度、火灾风险等指标在内的多层次网格化雷电灾害风险评估模型，并以辖区某化工企业厂区雷电灾害风险评估为例，对模型实践可行性应用示例。结果表明：对各指标数据集综合分析计算并运用ArcGIS风险区划，结合厂区功能布局特点分析评价，结果与市级雷电灾害风险评估报告、省级雷电易发区划基本一致。采用地理信息技术网格化处理大范围、跨区域雷电灾害风险评估方法，从“点”到“面”建立数学模型，对评估区域范围及扩展范围的雷电灾害风险评估、风险区划、政府决策支持等具有指导意义。     

云南一次持续性暴雨过程的非地转湿Q*

应用非地转湿Q^*,对2001年5月31日至6月2日发生在云南的持续性暴雨天气过程进行诊断分析。结果表明,非地转湿Q矢量辐合区是暴雨发生的有利区域;非地转湿Q矢量的垂直分布反映了次级环流的方向和强弱,云南的暴雨落区位于次级环流的上升支附近。     

Behaviour of H2O2, NH3, and black carbon in mixed-phase clouds during CIME

We investigated the partitioning of trace substances during the phase transition from supercooled to mixed-phase cloud induced by artificial seeding. Simultaneous determination of the concentrations of H₂O₂, NH₃ and black carbon (BC) in both condensed and interstitial phases with high time resolution showed that the three species undergo different behaviour in the presence of a mixture of ice crystals and supercooled droplets. Both H₂O₂ and NH₃ are efficiently scavenged by growing ice crystals, whereas BC stayed predominantly in the interstitial phase. In addition, the scavenging of H₂O₂ is driven by co-condensation with water vapour onto ice crystals while NH₃ uptake into the ice phase is more efficient than co-condensation alone. The high solubility of NH₄⁺ in the ice could explain this result. Finally, it appears that the H₂O₂–SO₂ reaction is very slow in the ice phase with respect to the liquid phase. Our results are directly applicable for clouds undergoing limited riming.     

临安冬夏季SO2、NO2和O3体积分数特征及与气象条件的关系

对临安大气本底站2003-2004年冬、夏季二氧化氮(NO2)、二氧化硫(SO2)、臭氧(O3)进行了分析.结果表明:冬季NO2和SO2平均体积分数分别为19.48×10-9和35.74 x10-9,而夏季的平均体积分数分别为4.81×10-9和8.12×10-9,冬季高于夏季;O3在夏季的平均体积分数为33.55×10-9,略高于冬季的25.44×10-9;夜间NO2和SO2体积分数比白天高,并且NO2呈明显的单峰单谷型分布,O3也呈单峰型但峰值出现在白天.NO2、SO2体积分数存在着明显的“假日效应”,假日比非假日低,周五高于假日和非假日;但O3体积分数没有明显的假日效应.降水对SO2有明显的清除作用,但对NO2的清除作用不明显.与风向对比发现,夏季高体积分数的NO2、SO2都受到NW、WNW风的影响,冬季则分别受NE和SW、SSW风的影响;而O3受风向的影响较复杂,与局地光化学反应有关.     

乌鲁木齐气温与城市热岛强度日内和季节变化特征

运用2013-2014年28个自动气象站的逐小时气温观测资料,分析了乌鲁木齐地区气温的日变化特征及季节特征。结果表明：1)城郊日最高气温出现频率最大的时次均为北京时间17时,出现频率在20%以上。日最低气温出现频率最大的时次为8时,频率在30%以上;2)年平均城郊气温差异即城市热岛强度在夜晚较大,早上7时左右达到最大,在1.5℃以上,白天较小,16时左右最小,仅有0.3℃左右;3)城郊日最高气温出现时间基本一致,但日最低气温出现时间有差别,冬季郊区最低气温出现滞后城区1小时,其他季节保持一致;4)城区逐小时城市热岛强度日内变化可分为三个阶段：8点到17点为下降时期,17点到22点为迅速上升时期,22点到第二天8点为稳定的强热岛时期;5)侯平均城市热岛强度年内变化,最大值发生在年终的第72候,为1.53℃,最小值发生在第秋末第67候,为0.33℃;6)综合来看,各季代表月平均城市热岛强度春季(4月)夜晚较强,夏季(7月)夜晚和白天都相对较弱,秋季(9月)夜晚最强,但白天最弱,甚至白天部分时刻(15到18点)出现了负值。冬季白天和晚上都比较强,是四季代表月份平均热岛强度最强的季节。