太阳辐射短时临近预报R模型的构建及验证

提高太阳辐射短时临近预报（<6 h）的准确率是确保电网调度的重要举措,也是极具挑战性的技术瓶颈之一。基于云-辐射关系,利用地面观测的太阳辐照度反演的云相对辐射强迫比值,构建了太阳辐射短时临近预报模型（R模型）,并用美国南部大平原中心站16 a的辐照度观测数据,对R模型的预报性能进行了评估。结果表明：（1）有云存在的个例中,R模型较传统的简单持续性模型（Simple模型）的预报性能有很大提升,相比于预报性能较高的智能持续性模型（Smart模型或RCRF模型）仍有2%～25%的改进。（2）在16 a包含2.9×105个8类云状个例的总体检验中,当预报时效超过1 h时,R模型的预报性能显著优于Simple模型和RCRF模型。相对于RCRF模型,R模型在6 h预报时效下,对总辐射和直接辐射的预报性能可分别提高25%和19%,预报时效分别延长了1.5 h和1 h。（3）R模型为太阳辐射短时临近预报提供了准确率更高的基准模型。同时,该模型可仅依靠地面短期的辐照度观测资料即可预报,为缺少同期气象要素观测的光伏电厂的辐射预报提供了新的途径或新的可能。     

格尔木地区沙尘气溶胶硝酸盐含量及来源

沙尘气溶胶中硝酸盐的含量和来源对于全球氮排放估算具有重要意义。为了探讨格尔木沙尘气溶胶中硝酸盐的含量和来源,我们在格尔木2008年沙尘过程多发期1-6月进行了连续观测,并对收集的沙尘气溶胶样品进行了详细的水溶性离子色谱分析。结果显示:沙尘天气的大气总悬浮颗粒物(TSP)平均浓度及NO₃^-平均浓度分别为2 015.94 μg·m^-3和1.8 μg·m^-3,非沙尘天气两者平均浓度分别为274.68 μg·m^-3和0.74 μg·m^-3。观测期间,格尔木NO₃^-浓度和TSP浓度存在明显的季节变化,NO₃^-和TSP浓度变化均为春季>夏季>冬季。TSP与NO₃^-浓度的相关系数为0.67,春季两者相关系数为0.71,且Ca²⁺与NO₃^-浓度显著相关,推测格尔木沙尘气溶胶中NO₃^-离子可能主要来源于干旱区的地表物质。非沙尘天气期间NO₃^-/TSP浓度比值高于沙尘天气,且分布较为分散,表明非沙尘天气NO₃^-浓度受到人为源或气象条件的影响。     

陇东地区影响玉米产量的降水分析

通过对陇东地区玉米产量与不同生育时段降水关系的分析，指出降水影响陇东玉米产量的关键时段是拨节至抽雄和开花灌浆期。其中５月上旬至７月上旬或中旬，降水对产量呈正效应，７月中旬以后，呈负效应。     

甘肃省玉米产量的主成分分析

应用自然正交函数方法将甘肃省玉米产量的趋势产量项(Yt)和气候产量项(Yw) 进行展开，展开后的Yt、Yw第一特征向量都表明了Yt、Yw总趋势的一致性，其大值中心表明产量变率较大。通过对各主成分主要时间系数与各站Yt、Yw进行相关分布分析，筛选出全省玉米产量的八个站点，这些站点基本上代表了本省不同类型的农业气候区域的玉米产量水平和生育状况。     

河西走廊地区气候和绿洲生态研究的若干进展

河西走廊地区以其独特的生态环境和气候特征一直成为众多学者研究的焦点区域,文中从该区温度、降水特征及其背景下区内绿洲生态环境变化两方面,对国内在这些方面的研究成果作了初步的归纳整理和分析综述。     

河南省一次冻雨过程中电线积冰厚度模拟

利用WRF中尺度数值模式并耦合Jones积冰厚度模型,对河南省2010年2月8—11日的冻雨过程进行了大气环流分析以及电线积冰厚度的模拟。研究结果显示:(1)在河南大部和安徽北部,冷暖气团在此交汇且出现强逆温层,满足了冻雨产生的天气条件:(2)模拟的降水场和10 m高度风向风速均与观测相当,但模拟降水中心强度略大:(3)模拟电线积冰在地面温度低于0℃时出现并快速增长。在积冰增长及维持阶段,垂直方向温度与水合物的模拟结果显示高低空配置与积冰厚度的变化趋势相吻合。积冰首先出现在伏牛山以北地区,随时间推移,积冰向伏牛山外围的东南部扩展。模拟的范围和积冰厚度演变大体上与观测值吻合,证明该模式可用于河南地区的积冰预测。(4)部分地区仍存在积冰厚度模拟值偏大的现象,其原因可能来自地形模拟精度较粗、模拟风速偏大、风向与电线夹角理想化以及Jones积冰模型阈值范围较小等因素,这表明耦合了Jones积冰厚度的WRF模式虽然有一定的模拟能力,但仍需要进一步改进。     

中国冰冻天气中Ramer算法参数化方案的改进及模拟

冰冻天气引起的电线覆冰灾害对国民经济的影响越来越严重。利用1995—2017年全国1276个站点的地面观测资料分析了雨凇和雾凇的时空分布特征,将我国冰冻区域大体分为两个区,雨凇区主要在南方的云贵高原以及湖南、江西等地,而雾凇区则主要在北方的河南北部至华北地区、新疆北疆及东北平原,且冰冻天气主要出现在冬季,其中1月最多。在获得了适宜雨凇和雾凇出现的各气象要素阈值的基础上,对Ramer算法进行了改进,并使用"配料法"对雾凇区进行预报,通过实际个例的模拟与观测对比,发现改进的方案较原Ramer方案的空报率由0.60大幅下降至0.31,TS评分由0.37大幅提升至0.58,预报准确率有很大的提升,而"配料法"模拟的雾凇发生范围与观测具有极高的一致性,表明该方法对雾凇天气预报有较高的能力,为探索冰冻天气预测提供了新的途径。     

山西省不同地区雨滴谱的统计特征

利用2010—2012年OTT Parsivel激光降水粒子谱仪在山西省6个地区观测的雨滴谱资料,调查了不同地区对流性和层状性降水滴谱特征。结果表明:对两类降水而言,山区降水强度大于平原地区,且山区降水广义截距参数N_w和质量加权平均直径Dm均大于平原地区。两种地形层状性和对流性降水的雨滴平均谱分布均呈明显单峰型,两种降水的峰值直径分别为0.56 mm和0.94 mm,对流性降水雨滴谱明显比层状谱宽。Gamma分布较好的拟合了平均谱,统计了对流性降水Gamma分布参数μ-λ关系。此外,对N_w-R、D_m-R以及Z-R关系也进行了研究。     

近525年甘肃旱涝的气候背景及旱涝趋势研究

通过对甘肃最近５２５年旱涝的气候背景及埋涝累积等级的分析,研究了最近５２５年大的气候背景,突变时间及４个代表的旱涝趋势和长周期变化。     

基于云微物理过程的北方冻雨的模拟与形成机制研究

本文通过耦合AFWA(Air Force Weather Agency)冻雨参数化方案的WRF模式,对2020年冬季因暖锋引发的中国北方严重冻雨灾害个例进行了模拟,结果显示模式能够很好地模拟此次冻雨过程中降水相态的空间分布。通过分析暖锋的演变、水成物云微物理特征以及降水相态的变化,得到：在辽宁中北部—吉林中东部地区,暖锋导致中低空形成“冷—暖—冷”的温度层结,该区冻雨形成机制以“冰相机制”为主,即高空的雪花落入大于0℃暖层内融化、再降落到次冻结层后形成冻雨。同时,发现存在高空无固态水成物、逆温层内暖雨下落到次冻结层在地面形成冻雨的现象,这种新机制被定义为“暖雨机制”,更多水成物垂直剖面与同期地面观测降水相态的比对,验证了新机制的存在,并解释了该机制形成的可能原因。为更深入理解冻雨形成机理以及北方冻雨的预报、预警提供科学支撑。