Intercomparison of CRA-Interim Precipitation Products with ERA5 and JRA-55

By using the hourly data from surface meteorological stations in China, the 3-hour precipitation data from CRA-Interim (Chinese Reanalysis-Interim), ERA5 (ECMWF Reanalysis 5) and JRA-55 (Japanese Reanalysis-55) are compared, both on the spatial-temporal distributions and on bias with observation precipitation in China. The results show that: (1) The three sets of reanalysis datasets can all reflect the basic spatial distribution characteristics of annual average precipitation in China. The simulation of topographic forced precipitation in complex terrain by CRA-interim is more detailed, while CRA-interim has larger negative bias in central and East China, and larger positive bias in southwest China. (2) In terms of seasonal precipitation, the three sets of reanalysis datasets overestimate the precipitation in the heavy rainfall zone of spring and summer, especially in southwest China. CRA interim’s location of the rain belt in the First Rainy Season in South China is west by south, the summer precipitation has positive bias in southwest and South China. (3) All of the reanalysis datasets can basically reflect the distribution difference of inter-annual variation of drought and flood, but the overall the CRA-Interim generally shows negative bias, while the ERA5 and JRA-55 exhibit positive bias. (4) For the diurnal variation of precipitation in summer, all the reanalysis datasets perform better in simulating the daytime precipitation than in the night, and bias of CRA-interim is less in southeast and northeast than elsewhere. (5) ERA5 generally performs the best on the evaluation of quantitative precipitation forecast, the JRA-55 is the next, followed by the CRA-Interim. CRA-Interim has higher missing rate and lower threat score for heavy rains; however, at the level of downpour, the CRA-Interim performs slightly better.     

气象条件对深圳市罗湖区上呼吸道感染就诊人数的影响

基于2014—2018年深圳市罗湖区49家社区健康服务中心上呼吸道感染(简称"上感")的逐日就诊人数和同期气象要素资料,利用不同时间尺度分析上感就诊人数的变化特征,并采用分布滞后非线性模型(DLNM)、广义线性模型(GLM)等研究不同气象要素与深圳地区上感就诊人数的关系。结果表明:深圳市罗湖区上感就诊人数存在明显的季节性变化,春季3—4月、夏季7月和冬季12月至次年1月为发病高峰时段,分别对应24节气中的清明、小暑、小寒节气。DLNM反映气温为主控因素,它对上感就诊人数的影响以冷效应为主,相对风险(RR)在滞后4 d达到峰值(RR为1.041,95%置信区间为1.022~1.060),且女性较男性、中老年人较少儿更易受冷效应的影响;其次是暑期的热效应和春季温度多变的影响。湿度影响主要表现为低湿效应,其相对风险在当天达到峰值(RR为1.058,95%置信区间为1.049~1.068)。气压和风速影响则表现为高压效应和大风效应,RR在滞后1 d达最高。总之,深圳市冬、春季冷空气活动及其所反映的低温、低湿、大风等产生的冷效应是诱发上呼吸道感染的关键因素,其次是夏季持续高温的影响,两者都应予以重点及时防范。     

我国华东与西南县域主要气象敏感性疾病变化特征及其医疗费用研究

摘要：针对目前医疗费用不断上涨的现实问题,基于安徽省阜南县和贵州省锦屏县相关医疗机构的全部住院数据和气象资料,首先分析两县疾病谱特征,然后从季节和24节气角度,分析两县主要气象敏感性疾病（因天气和气候异常变化而诱发或加重的相关疾病）住院人次和医疗费用的变化特征以及人体舒适度对当地主要气象敏感性疾病发病的影响。结果表明,阜南县和锦屏县人群中住院人数最多的疾病分别是循环和呼吸系统两大类气象敏感性疾病,医疗费用最高的前六位疾病都包含循环、呼吸和消化系统疾病,其三者医疗费用总和分别占两县总医疗费用的44.9%和45.8%,因此,从降低医疗费用的角度来看加强这三类主要气象敏感性疾病的预防十分重要。此外,三种系统疾病医疗费用呈现出明显的季节变化特征：其中,循环系统疾病的医疗费用在季节转换期间明显高于各季节内,呼吸系统疾病冬春季的医疗费用远高于夏秋季节,消化系统疾病夏季医疗费用最高。两县9月的体感温度最接近人体最佳舒适温度,而此时上述三类疾病的住院人次及医疗费用也是相对低点。此研究结果可为当地相关疾病的适时防控、有效降低医疗费用提供科学依据。     

2008-2015年北京高速公路道面结冰特征分析

道面结冰是北京地区高速公路交通安全的主要危害因素.利用北京地区2008-2015年28个ROSA交通气象站的结冰数据分析了北京地区高速公路道面结冰的基本特征.结果表明:(1)北京市高速公路道面结冰空间差异显著,不同高速公路结冰特征显著不同,同一高速公路不同路段结冰特征也明显不同,这与高速公路各路段局地气候存在差异有关.(2)道面结冰主要发生在北部和东部高速公路所在路段,以小汤山西桥站、顾家庄桥站、六道口桥站和丁各庄桥站道面结冰灾害最为严重.冬季道面结冰月变化显著,11月和3月,结冰次数较少,结冰持续时间短;12月、1月和2月结冰次数多,结冰持续时间长.(3)持续时间越长的结冰过程结冰次数越少.不同持续时间的结冰过程在各时段的结冰次数和累积结冰时长均存在明显差异,两者在各时刻的演变特征基本相同,峰值均出现在22:00,且在00:00之后呈明显减少趋势.(4)大部分站点慢车道比快车道更容易结冰,少部分站点快、慢车道结冰率近似,有的站点甚至快车道结冰率远高于慢车道.快、慢车道水或覆盖物厚度与交通站点所处位置的局地气象条件密切相关.(5)气温、道面温度和大地温度与水或覆盖物的厚度变化呈反相位,即温度越低,水或覆盖物的厚度越大.这可为北京地区道面结冰预报预警方法的开展提供着眼点和依据.     

1961~2010年黄河中下游地区24节气气候变化特征分析

24节气是我国古代劳动人民的独特创造。全面掌握"24节气"的气候变化规律,不但有利于指导农事生产,提高气象服务质量和水平,而且在为人类预防和治疗疾病方面也有重要意义。在全球变暖的气候背景下,统计分析了1961~2010年黄河中下游地区24节气的气温、湿度、风速等6个气象要素的变化特征,得到以下结论:黄河中下游地区随节气变换气候变化显著,大暑、小暑节气高温高湿,小寒、大寒节气寒冷干燥,清明节气寒温反复大风将至,霜降节气天气渐凉秋燥加剧等。50年内,春季型节气(平均、最高、最低)气温显著升高,冬季型节气最低气温升高显著。气压随节气变化特征与气温大致相反,夏、秋季节气有升压趋势。相对湿度与降水均呈减少趋势,以秋季型节气减小趋势最明显。春季风速最大,夏、秋季风速最小,所有节气风速均呈减小趋势,冬夏季节气日照时间呈缩短趋势。     

沙尘暴危险度的定量评估研究

 目前对于沙尘暴风险管理的系统性和实用性有待完善,在沙尘暴危险度研究中缺乏对于气象因子的实时定量评估方法,使得气象服务工作也只能为沙尘暴提供实时卫星监测结果,尚不能细致提供沙尘暴危险度的实时定量评估结果,不同程度地影响了沙尘暴防灾减灾工作的高效实施。系统化沙尘暴风险分类,将沙尘暴灾害应对分为防灾过程和减灾过程,明确了沙尘暴危险度在这两种过程中的主要构成,结合沙尘暴危害特点提出了实时数量化的沙尘暴危险度诊断表达式,对表达式各组成部分进行了初步讨论。使用层次分析法结合聚类分析,分析甘肃民勤地区2001年6月1日—2010年11月15日的地面气象观测资料,得出该地沙尘暴危险度具体表达形式并进行计算,给出了在此期间民勤地区沙尘暴危险度的定量评估结果。结果表明,在民勤地区该时间段内,沙尘暴危险度范围为0.45～4.49,平均危险度为1.99,超过平均危险度的沙尘暴时次有25次,其中最危险的沙尘暴发生于2010年4月24日,完全符合历史事实。由此说明,沙尘暴危险度表达式能够客观地给出沙尘暴危险度实时诊断结果,且其结构清楚,计算简单,便于气象服务业务工作的使用与推广。     

2008—2013年库姆塔格沙漠及阿尔金山降水特征

库姆塔格沙漠极端干旱,而其南部阿尔金山比较湿润。研究库姆塔格沙漠及南部阿尔金山的降水特征,对揭示库姆塔格沙漠水源补给机制和地貌形成原因具有重要作用。本文利用中国自动气象站与CMORPH融合逐时降水量0.1°网格数据集,分析了库姆塔格沙漠及阿尔金山的降水特征。结果表明:(1)库姆塔格沙漠降水主要集中在夏季,其他季节降水较少;而阿尔金山降水主要集中在春、秋两季,并存在一条降水量大值带,3月范围最大而夏季消失;(2)阿尔金山对库姆塔格沙漠的水源补给作用主要体现在春、秋两季,夏季降水基本与库姆塔格沙漠持平,春季降水超出库姆塔格沙漠最多;(3)阿尔金山各月平均逐小时降水量演变特征有很大不同,冬季12、1月及夏季6、7月每月逐时降水演变特征以"凌晨型"为主,可能与凌晨云顶辐射冷却引起的大气层结不稳定有关;春、秋两季每月逐时降水演变特征以"午后-黄昏型"为主,可能与午后太阳辐射地面加热引起的大气层结不稳定有关;2、8月是两种类型的过渡时期。本文研究结果可为探索库姆塔格沙漠水源补给机制以及"羽毛状沙丘"独特的沙漠景观形成原因提供一定的参考依据。     

POSSIBLE RELATIONSHIP BETWEEN ENSO AND BLOCKING IN KEY REGIONS OF EURASIA

Using reanalysis data provided by the U.S.National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research,the potential relationship between the El Ni?o-Southern Oscillation (ENSO) cycle and blocking highs in three key regions of Eurasia (Ural,Baikal,and Okhotsk) from 1950 to 2008 is analyzed.Composite analysis of 500 hPa geopotential height field during different stages of ENSO reveals that in the winters of El Ni?o (EN) years,there is significant negative anomaly of geopotential height in the three key regions.In the winters of La Ni?a (LN) years,on the other hand,significant positive anomaly of geopotential height is observed in Eastern Ural,Baikal,and Okhotsk.In summer,Okhotsk exhibits positive anomaly,which is significant at a confidence level of 90% by Student’s t-test during the developing stage of an LN year.In the developing stage of an EN year,geopotential height field at 500 hPa manifests positive (negative) anomaly in Baikal (Ural and Okhotsk),while the geopotential height field at 500 hPa exhibits positive (negative) anomaly in Ural and Okhotsk (Baikal) during the decaying stage of both EN and LN years.However,these abnormities are insignificant in a developing EN year,decaying EN year,and the summer of a decaying LN year.By analyzing 500 hPa geopotential height field during different phases of the ENSO cycle,it is observed that results of the case study are consistent with those of composite analysis.Annual average blocking is likewise examined during the different stages of ENSO from 1950 to 2008.Combined with composite analysis and case study,results indicate that blockings in the three key regions are suppressed (enhanced) during the winters of EN (LN) years.In summer,the influence of ENSO on the blockings in the three key regions is not as significant as that in winter.Evidently,developing LN may enhance blockings in Okhotsk.Influence factors on blockings are various and complex.This paper indicates that the influence of ENSO on blockings cannot be neglected,and that it is crucial to related operational forecasting as a potential signal.     

中国南方2008年与2016年两次低温雨雪冰冻天气过程对比分析

利用2.5° ×2.5°NCEP/NCAR月平均资料、1° ×1°FNL再分析资料、 国家气候中心1951年至2016年1月西太平洋副热带高压脊线和西伸脊点两项环流指数,从事件实况(降水、 气温和冰冻灾害)、环流条件、能量条件、水汽条件和动力条件几个方面出发,对2008年1月10日至2月2日和2016年1月20至25日发生在中国南方的两次低温雨雪冰冻天气过程做了对比分析.研究表明:(1)"0801南方雪灾"的主要特征表现为降水范围大、过程持续时间长、灾害重;2016年1月低温雨雪冰冻过程的主要特征表现为降水范围小、过程持续时间短、灾害轻."0801南方雪灾"冷空气强度不如2016年1月强.(2)造成"0801南方雪灾"的亚欧大环流背景为"北脊南槽"型,2016年1月低温雨雪冰冻的亚欧环流形势中低纬同位相,从西伯利亚到伊朗为脊,中蒙由低涡控制.(3)与"0801南方雪灾"相比,2016年1月低温雨雪冰冻期间我国南方对流层中下部10°～20°N的温差较强.(4)"0801南方雪灾"水汽输送偏北(到达34°N)且更高(到达300 hPa),2016年1月低温雨雪冰冻期间水汽输送偏南(到达28°N)且较低(到达400 hPa).(5)"0801南方雪灾"水汽输送轨迹在5000 m、3000 m和1500 m高度均以西南路径为主,2016年1月低温雨雪冰冻期间水汽输送轨迹在5000 m、3000 m和1500 m高度均以西北路径为主,冷空气沿着低压底部从西北移至南方变性增湿.(6)2008年1月26至28日整层垂直运动弱,但向上扩展高(至200 hPa);2016年1月22日至24日垂直运动强,但扩展高度低(500 hPa以下).     

统计降尺度方法在青海省冬季最低温度预测中的应用

利用2003-2007年国家气象中心T213L31全球中期数值预报模式逐日输出产品与青海地区25个气象站的观测数据作为试验资料， 利用相关系数和逐步回归进行因子选择， 并以单隐层神经网络和多元回归作为降尺度方法进行对比研究， 用2003-2006年间的11月1日～次年3月1日的资料作为训练样本， 以数值预报产品和前一日观测的最低温度作为因子， 建立青海省25个气候站的冬季最低温度的24, 48, 72 h预报模型， 并且以2006年12月和2007年的1、 2月作为24, 48, 72 h逐日最低温度预报试验时段。试验表明, 对于青海地区来说， 青海北部地区的预报命中率总体好于南部高原地区; 在4种对比方案中， 以选择数值预报资料结合前一日地面观测的最低温度作为主要因子的方法相对较优， 随着预报时效的延长， 24 h历史实况的作用逐渐减弱; 对于所有台站来说， 这4种方案各有优缺点， 没有一种方案可以完全代替其他所有方案; 在实际业务运行中， 对不同的台站应采用不同的预报方案进行实际业务预报。