上海青浦CINRAD/SAD雷达和南汇WSR-88D雷达数据对比分析

上海青浦CINRAD/SAD雷达和南汇WSR 88D雷达型号不同,并且采用不同的双偏振技术升级方案,实际业务运行中2部雷达存在一定的数据偏差。为了对雷达的探测性能进行定量评估,在共同探测区域遴选2022年7—9月及2023年6月共30个过程3933个时次数据,以稳定性降水与对流性降水分类并按强度分级进行对比,评估了反射率因子ZH,差分反射率ZDR,相关系数CC和差分传播相移ΦDP的水平分布特征及随方位变化趋势,雷达灵敏度随仰角变化趋势以及ZH和ZDR偏差的定量统计。结果表明：2部雷达ZH的观测结果接近,青浦CINRAD/SAD雷达的ZH,CC和ΦDP受地物及避雷针影响较大,随方位变化不稳定,青浦CINRAD/SAD雷达在低层的非气象回波滤除效果较南汇WSR 88D雷达差。2部雷达ZH和ZDR的偏差在ZH大于40 dBz的区域较大,ZH平均偏差为0.9 dB,ZDR为-0.14 dB。本文基于台风、冰雹、短时强降水和梅雨降水数据,定量化评估了上海2部S波段双偏振天气雷达数据之间的差异,为后续算法改进以及数据订正提供参考。     

大别山区茶叶气候生产潜力评估

基于大别山区35个气象观测站1971—2020年逐日气象资料、DEM数据，采用气候统计分析、逐步订正法和趋势面插值等方法，对茶叶光合生产潜力（YQ）、光温生产潜力（YT）和气候生产潜力（YW）时空变化特征、气候资源贡献率及其对气候变化的响应进行了分析。结果表明：大别山区茶叶YQ和YW呈下降趋势，降幅分别为0.58和0.05 t〖DK〗·hm-2〖DK〗·(10a)-1，YT呈增加趋势，增幅为0.36 t〖DK〗·hm-2〖DK〗·(10a)-1；空间分布上，YQ随纬度的增加而增加，YT随纬度和海拔的增加而减少，YW随纬度的增加而减少、随海拔的增加而增加；太阳辐射、温度和降水对YW的贡献率分别为26%、48%、26%，温度的促进作用与太阳辐射和降水的抑制作用相互抵消，致使YW总体呈动态平衡趋势；气候变化背景下，大别山区北部地区较南部地区YQ下降趋势更加明显，南部地区较北部地区YT增加趋势更加明显，YW在低海拔地区呈增加趋势而在高海拔地区呈下降趋势。研究结果可为大别山区茶叶产业充分利用气候资源、高效趋利避害、合理优化产业布局提供科学依据。     

新一代天气雷达2009—2014年运行状态分析

综合气象观测系统运行监控平台(ASOM)是地面观测设备实时运行状态及探测数据的监控保障系统,文章基于ASOM中2009年12月1日至2014年11月30日的维护维修数据对新一代天气雷达运行指标进行评估,统计其业务可用性（Ao）、平均无故障工作时间（MTBF）、平均故障持续时间（Tfd）、故障次数（Nf）和故障分布情况,2014年,Ao和MTBF分别提高到99.06%和1465.08 h,Tfd和Nf分别降低至13.15 h和4.68次。此外文章对故障案例中的备件更换情况按照雷达分系统和不同型号进行统计分类,建立针对性的备件供应管理,以提高新一代天气雷达的维修能力,提升综合观测系统装备供应管理效能。     

渭北苹果花期冻害气象指数保险设计

为科学设计渭北苹果花期冻害气象指数保险产品，提供气象指数保险技术参考。研究选取旬邑县作为陕西省渭北地区苹果代表县，利用1991—2020年气象、苹果花期物候、产量等数据，选取苹果花期冻害极端低温和过程累积危害指数作为备选气象指数，采用滑动平均〖CD*2〗灰色预测法分离苹果气象产量。通过气象指数与苹果减产率的相关分析，确定苹果花期冻害气象指数，构建苹果花期冻害气象指数与减产率之间的关系模型。利用苹果单产风险分布特点，选取6种分布模型利用参数分布法进行拟合，并根据Anderson Darling(A D)检验结果和概率密度函数图筛选最优分布。最后根据保险触发值，厘定不同赔付触发条件下的保险纯费率。结果表明：代表县苹果花期冻害过程累积危害气象指数Ts与减产率的相关性显著强于苹果花期冻害极端低温气象指数Tc；Ts与减产率之间存在正向线性关系模型；苹果单产风险分布符合柯西分布；当赔付触发条件对应2%、4%、6%、8%减产率时，旬邑县各乡镇苹果花期冻害气象指数保险产品纯费率区间为0.40%～1.84%。相较传统苹果农业保险产品，苹果花期冻害气象指数保险产品可实现差异化费率，有利于发挥气象指数保险优势。     

MODE降水检验评价指标改进及卷积半径应用

基于对象的诊断检验方法（MODE）受降水临界值、卷积半径、属性权重等参数的影响,合理选取卷积半径并准确表征预报场与观测场之间的空间相似度决定了MODE的应用效果。本文基于2020年夏季贵州54个降水个例,以多源融合降水（CMPA）作为实况,使用MODE和FSS评分（Fractions Skill Score）对中国气象局广东快速更新同化数值预报系统（CMA GD）24 h日降水预报进行空间检验。结果表明：卷积半径过小易造成MODE提取降水对象过多,而卷积半径过大则导致局部降水信息丢失,无法从降水场中提取到降水对象。不同卷积半径下计算的最大相似度中值（MMI）存在突变。在MMI基础上引入面积权重构造面积平均最大相似度（AMMI）。AMMI不受提取降水对象个数的影响,较MMI更具有稳定性,用于表征降水场之间的整体空间相似程度更为合理。根据对象总面积随卷积半径的变化将降水分为大范围降水和局部降水2类。大范围降水平均总面积随着卷积半径的增加而增加,AMMI随卷积半径变化不大。随着卷积半径的增加,局部降水平均总面积减小,平均AMMI有所减小。局部降水对卷积半径选取较为敏感,以观测场对象面积变化不超过10%的最大半径作为卷积半径有助于保留降水场大部分信息。     

多时间尺度SPI在安徽省气象干旱监测中的适用性研究

基于安徽省81个气象站1961—2017年逐日降水数据及土壤墒情和干旱灾情资料,从诊断干旱日数年际变化、季节演变、空间分布、频率分布、典型干旱过程演变及与土壤墒情、干旱灾情的相关性等方面,研究6种时间尺度SPI在安徽省气象干旱监测效果。结果表明:不同时间尺度SPI在干旱监测中差异明显,6种时间尺度SPI对于干旱日数年际变化、不同等级干旱频率分布具有较好的监测效果,但对于干旱日数季节演变和空间差异性诊断与实况存在偏差;从典型干旱过程诊断来看,时间尺度越短,降水权重越大(例如SPI30、SPI60),SPI监测曲线对降水的响应越敏感,而SPI150、SPI180等时间尺度长的SPI对降水的响应又过于"迟钝";从与土壤墒情的相关性来看,时间尺度短的SPI30与10 cm表层土壤墒情相关性最好,相关系数达0.91,时间尺度长的SPI180与50 cm深层土壤墒情相关性较好;在各时间尺度SPI与年降水量的负相关及与干旱灾情的正相关方面,相关系数随着时间尺度的增长均先增后减,时间尺度适中的SPI120相关性最好。总体来看,不同时间尺度SPI代表不同含义,针对不同时间尺度的气象干旱应采用不同时间尺度的SPI进行监测评估。     

基于S波段双偏振雷达一次强雹暴过程观测分析

利用宁波S波段双偏振天气雷达资料、NCEP再分析资料、结合常规观测资料和实地冰雹调查资料，对2020年3月21日浙江省中北部一次强雹暴灾害过程（简称“03〖DK〗·21”过程）的天气背景和双偏振雷达回波演变特征进行分析。结果表明：〖JP2〗①此次雹暴过程环流形势属于低层暖平流强迫类型，雹暴影响过程约4 h，雹暴A和B先以强的对流单体形态移动，在自西向东移动过程中分别加强为超级单体。②典型降雹时次具有明显的三体散射特征（TBSS），〖JP〗垂直剖面图上强回波（＞50 dBz）伸展高度超过-20 ℃层，低层的弱回波，中高层悬垂回波明显。径向速度垂直剖面图上，雹暴低层辐合，其上叠加了辐散层，使得雹块得以继续形成和增长。③冰雹区出现了ZDR冰雹信号，对应的反射率因子（ZH）均大于65 dBz，差分反射率因子（ZDR）介于-2.0~0 dB，相关系数（CC）介于0.80～0.98；当结合ZH、ZDR、CC综合判断云中有冰雹粒子，CC<0.9时KDP的“空洞”区域也可作为判别大冰雹的依据之一。④HCL产品较好地反映了空中冰雹的分布和演变，根据低仰角的冰雹色标、同时结合零度层高度和雹云团下温度递减率值的大小，能更好地判断出冰雹发生的落区和尺寸。     

一次强降水超级单体风暴双偏振参量特征分析

利用青岛双偏振多普勒天气雷达资料和探空及自动气象站观测资料，对2020年8月3日发生在山东高密的一次强降水超级单体风暴双偏振特征进行了分析。结果表明：①强的对流有效位能（CAPE）、低层强垂直风切变、高空强辐散及高湿是强降水风暴发展维持的关键环境因素。②风暴低层存在差分反射率因子ZDR弧和差分相移率KDP高值区，ZDR弧与入流缺口一侧反射率因子梯度高值区相匹配，对应偏小的KDP和相关系数，〖JP2〗以少量大粒子为主；KDP高值区为强降雨区，对应小于3 dB的ZDR和大的相关系数，以高浓度、大小适中的液态粒子为主。③有界弱回波区BWER外围存在ZDR环，对应偏小的KDP，而BWER上方存在深厚宽阔的ZDR柱和KDP柱，KDP柱高于ZDR柱的高度，气旋性旋转上升气流区内中层以下分布有少量大的粒子，而中层之上分布有较高浓度的大粒子。④-20 ℃层高度之下含有丰富的液态粒子，-20 ℃层高度之上含有丰富的霰粒子和冰晶粒子，是高密强降水超级单体风暴典型的微物理垂直结构特征。〖JP〗     

一次强寒潮过程的多相态降水分析

综合利用常规观测资料、双偏振雷达和雨滴谱仪探测资料，对2020年3月28日发生在常州地区的一次罕见强寒潮引起的降雨、雨夹雪和雪不同相态降水天气进行了分析。结果表明：①此次3月末罕见强寒潮和降水主要是在高空槽、中低层切变线和西南急流与地面冷高压配合下，强冷平流入侵以及850 hPa明显干层的蒸发（或升华）吸热的共同作用引起的，中低层温度的急剧下降，导致降水相态发生变化。②双偏振雷达监测到3种降水相态呈现出不同的偏振变量特征：降雨相态向雨夹雪转变时，反射率因子Z增大，差分反射率因子ZDR增大，相关系数CC有明显的低值带状分布，呈现出Z>30 dBz，ZDR>1 dB，CC<0.95组成的雨雪相态混合区域；而纯雪则为Z>22 dBz，ZDR<1 dB，CC>0.98。③雨滴谱仪显示降雨阶段主要由高浓度小粒子构成，雨滴速度〖CD*2〗尺度谱呈现为倾斜的带状；雨夹雪阶段数浓度减小，粒径范围较宽，质量加权平均直径明显增大，雨滴速度〖CD*2〗粒径范围介于降雨和纯雪之间；纯雪阶段速度〖CD*2〗尺度谱下压右伸，粒子直径分布较宽。     

新疆塔城地区1961—2021年季节性干旱演变特征

利用塔城地区9个国家气象观测站1961—2021年逐月降水资料,基于标准化降水量指数(SPI)运用最小二乘法和Mann-Kendall检验等方法分析塔城地区干旱时空分布特征。结果表明：(1)年尺度上,塔城地区干旱发生频率为30.37%,轻旱发生最多,中旱次之；2/3站点SPI呈显著增大趋势,年站次比和干旱强度呈显著减小趋势,干旱程度有所减轻,在1987年之后塔城干旱程度整体偏轻。(2)季节尺度上,夏、秋、冬季在1980年代中期发生干旱减轻的突变,且秋季和冬季分别在2002年和1997年达到显著。(3)在影响范围方面,各季以局域性和全域性干旱为主,全域性干旱发生频率介于20～30%之间；在干旱强度方面,各季轻度干旱发生频率最高,中度以上干旱发生频率介于33～38%之间。(4)近60a塔城地区季节性干旱呈现影响范围缩小,强度减弱的变化趋势,尤其是冬季干旱站次比和干旱强度分别以-7.79%.(10a)-1^和-0.11.(10a)-1^的倾向率显著减小,干旱减轻趋势在四季中最为显著。     

郑州市近58a降雨量变化分析

采用水文序列中常用的谱分析、有序聚类分析、Kendall秩次相关检验和Man-Kendall检验等方法,分别对郑州市1951-2008年的年降雨量、汛期和非汛期降雨量序列进行周期性、突变性和趋势性检验分析,结果显示:总体上郑州市年降雨量保持平稳,但各年汛期和非汛期的降雨量分别呈现出增加和减少的趋势,而且非汛期降雨量减少的趋势性较为显著;年降雨量和汛期降雨量有较为显著的近似10 a的周期,而非汛期降雨量表现为不显著的3 a的周期;年降雨量、汛期和非汛期降雨量序列的突变点均在20世纪70年代末和80年代初,但并不显著。     

江苏一次夏季强雷暴天气过程的综合分析

本文对2002年8月24日江苏的一次强雷暴天气进行了热力参数和动力学诊断分析,并结合多普勒雷达回波和红外卫星云图进行综合分析,结果表明,这次强雷暴处于地面高能量场中,而在垂直方向上与锋生函数、假相当位温、涡度散度的某些分布特征有较好的对应关系;在多普勒雷达回波图上表现强回波带的相互合并加强并形成较为典型的弓形回波;在卫星云图上MCS云团相互合并成典型的圆形,尺度较大,亮温较低,导致了强雷暴天气的发生。     

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。     

两次典型强沙尘暴过程的对比分析

利用常规气象资料，应用天气分析及诊断分析方法，对2001年4月8～9日和2002年3月19-21日的两次强沙尘暴天气过程，从天气气候背景、单站地面气象要素、环流形势、冷空气的强度及影响路径、沙尘暴的起沙源地、影响时间和范围等进行深入分析。结果表明：两次强沙尘暴过程的沙尘暴源地基本相同，但由于环流形势、冷空气的强度、影响时间、蒙古气旋的位置及前期气候背景有所差异，因此对宁夏造成了不同的影响。     

长江中下游沿江地区夏季旱涝分型及预测

对1961-2000年长江中下游沿江地区8个站夏季（6-8月）累积降水距平进行EOF分析，根据有三个特和下向量将长江中下游沿江地区旱涝趋势异常分成4种主要空间型：旱型、涝型、东旱西涝型、东涝西旱型。并在此基础上，分析了它们与500hPa高度场异常的同时，时滞关系，得到一些对长江中下游沿江地区汛期旱涝异常预测有意义的结果。     

2018年1月江苏3次致灾暴雪成因对比分析

应用常规天气图资料、FY-2E 云顶亮温(TBB)资料、多普勒雷达观测资料和NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料,对江苏2018年1月3—4日(简称“01·04”过程)、1月24—25日(简称“01·25”过程)和1月27—28日(简称“01·27”过程)3次暴雪过程进行了对比分析。结果表明：1)3次暴雪过程都是在500 hPa高空槽、中低层切变线、700 hPa西南急流和地面冷空气的共同影响下产生的;暴雪过程中水汽主要来源于中层,降雪期间逆温层结始终存在。2)不同之处是,“01·04”过程中层暖湿气流先形成,水汽条件更好,而后弱冷空气自低层楔入,促使暖湿气流抬升,上升运动发展更为旺盛;“01·25”过程和“01·27”过程低层先形成冷垫,而后中层暖湿气流增强沿冷垫爬升,冷垫更冷,“01·25”过程逆温更强。3)暴雪过程中TBB稳定低值期基本可以反映强降雪时段;“01·04”过程中有弱对流发展,造成降雪强度大。     

中尺度模式不同分辨率下大气多尺度特征模拟能力分析

本文利用不同水平分辨率下的中尺度大气数值模式ARPS (Advanced Regional Prediction System) 模拟我国内蒙古奈曼旗农牧交错带2001年7月23日18时至27日18时天气演变过程, 以研究中尺度模式水平分辨率提高对多种时空尺度天气过程, 尤其是更小时空尺度过程的模拟改进。为此, 本文提取不同分辨率下u、v、w、θ、p气象要素的模拟结果进行分析。秩和检验和方差分析表明, 模式分辨率提高对气象五要素的模拟具有一定的影响, 但对不同要素的影响程度有所不同, 其中, 对p、θ、w影响最大, 对u、v的影响次之, 对流层下部和边界层对分辨率最为敏感, 对流层中上部次之。谱分析和小波分析都表明分辨率的提高有利于再现大气运动的多尺度特征, 但在不同大气分层和不同模式变量中又有所不同。总的来说, 高层效果好于低层, 具有强周期变化规律的变量效果好于周期性弱的变量。     

南京市大气能见度的变化趋势及特征

利用南京国家气候基准站1980—2008年能见度、相对湿度和天气现象等气象要素资料,剔除气象因素对能见度影响,采用百分位分析法、等级分析法和Ridit分析法,分析了由于空气污染造成南京地区大气能见度的变化趋势。结果表明,近30 a来,南京市年平均和四季大气能见度整体显著下降,但其中“较差”和“一般”能见度出现频率显著上升,“较好”能见度则明显下降;四季能见度及其分布均呈现春、夏季节变化不同,秋、冬季节变化显著的特点;能见度呈逐年代降低但降幅减缓;能见度季节差异也呈逐年代减小趋势;此外,冬季能见度早在1987年起变差;并且本世纪以来,冬季能见度以“较差”和“一般”为主,其余三季均是以“一般”为主。     

铜川市月气候预测方法

利用2011年5月1日-31日常规观测资料、Micaps资料及WS重要天气资料,运用天气学原理比较分析了2011年5月8日-10日、19日-21日山西省两次大范围的降水天气过程,给出这两次降水过程的异同点、系统演变特征、物理量诊断分析结果及预报着眼点。     

近40年江苏省年平均气温异常演变及其海气背景场特征

通过1961～2000年江苏省13个站年平均气温距平场时间序列的EOF分析，探讨江苏省年平均气温异常的演变特征，并在此基础上利用合成分析，对其前期及同期500hPa高度距平场、海温距平场的特征进行研究，得到了一些对本地年平均气温有预测意义的结果。