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。     

CLDAS温湿产品在贵州的适用性评估及订正

使用贵州自动观测站逐时资料对2019年中国气象局陆面数据同化系统（CLDAS）温度、相对湿度产品进行了检验评估及线性订正。结果表明,CLDAS温度同观测有较好的一致性,相对湿度产品系统性低于观测,使用本地资料订正CLDAS温湿产品提高了产品的可用性。全年CLDAS温度产品在贵州的平均误差为0.2985℃,均方根误差为1.5578℃,相关系数为0.9822。12.4%的站点温度年均方根误差超过了2℃。从00:00-23:00（北京时）温度平均误差先减小后增大,均方根误差在中午前后存在最大值。订正后,CLDAS温度产品平均误差绝对值、均方根误差缩小,相关系数增大,全年均方根误差减小至1.2369℃。订正格点产品时有效距离越小订正效果越好。全年CLDAS相对湿度产品在贵州的平均误差为-4.501%,均方根误差为9.021%,相关系数为0.863,夜间相关系数为0.711。相对湿度产品平均误差及相关系数在中午前后达到最大值,均方根误差则是在日夜交换之际存在最值。线性订正对相对湿度产品有明显的正效果。订正后全年相对湿度均方根误差减小了2.317%,夜间相关系数较订正前增加了0.104。夜间时刻相...     

贵州省近60 a温度变化及其时空分布特征

通过站点历史沿革考察、地形环境GIS分析及气象要素空间分布特征分析,提出了地形复杂地区合理选取气候代表站的方法,确定了贵州省48个气候代表站并做了必要的验证,综合应用时间序列分析、气候突变检测和小波分析方法,研究了1961~2020年贵州省温度变化趋势及其时空分布特征。结果表明:（1）近60 a贵州省温度变化总体呈上升趋势,表现出以20世纪80年代中期为转折点的先下降后上升的变化特征,1985年至今增温速率为0.26℃/10 a,增暖趋势十分显著,而日最低温度的上升更为明显,对应冬季的增温最为显著;（2）近60 a贵州大部分地区升温速率在0.1~0.2℃/10 a,西部升温高于东部,增温局地性差异明显;（3）贵州省平均温度在1987年和1998年存在显著的升温突变,1987年的大幅升温改变了此前的持续降温趋势,而1998年之后的升温速率更是显著增大;（4）近60 a贵州省温度变化存在20 a时间尺度的主振荡周期,且进入21世纪以后该周期信号开始变强,目前处于2012年以来升温半周期的末期,根据其周期振荡特征预计未来10 a内贵州省温度总体可能会有所下降。      

基于激光雷达和微波辐射计观测确定混合层高度方法的比较

利用苏州地区2010年1月4,7,16日和2月4日4天的激光雷达及微波辐射计观测资料,比较了不同遥感手段探测晴天大气混合层高度的差异,发现试验期间该地区的混合层高度在300~1500 m之间。利用梯度法、标准偏差法、小波法从激光雷达数据中提取混合层高度并进行了对比,结果表明三种方法都能较好地反演混合层高度并且一致性较好,三者差异主要存在于大气边界层的发展和消亡阶段;梯度法和小波法结果无明显差异,而标准偏差法结果稍高于其他方法。在此基础上,利用微波辐射计探测的大气温度,使用温度梯度法估算大气混合层高度,并与激光雷达探测结果进行了比较,结果表明,大多数情况下激光雷达探测结果高于微波辐射计观测结果;两种遥感手段有较好的相关性,相关系数为0.76。激光雷达同微波辐射计结果存在差异,尤其是在边界层的发展和消散阶段,这是由两种遥感手段探测原理不同造成的。     

气候变化背景下贵州夏旱变化特征分析

该文利用贵州境内1961—2015年84个站点的气象观测数据,得出贵州近55 a来具有气温增高、年总降雨量在平均值附近波动的气候变化特征。在此气候变化背景下,根据贵州省地方干旱标准(DB52_T_1030-2015),利用夏旱强度指数公式、小波分析,M-K检验等方法,对贵州夏旱变化特征进行分析。结果表明:近55 a来,夏旱强度指数随时间在平均值附近波动,夏旱强度指数多年平均值为132.35,达到中旱级别,且每年均出现不同程度的夏旱。2005年为夏旱强度指数的突变年,突变年后,多年平均值较突变前升高16;突变发生后,夏旱强度指数明显增强,指数大于145的区域明显增大,介于101～115之间的区域明显减少。夏旱强度指数具有20～21 a的主周期特征,且具有从西部到东部逐渐变强、东部重西部轻的特征。     

四川盆地大气气溶胶污染时空变化的地形影响研究进展

四川盆地作为我国一个特殊的大气气溶胶污染区域,亟待厘清其大气污染时空变化与独特盆地地形影响相关机理。本文综述了近年来一系列相关研究成果,包括:（1）揭示了四川盆地大气环境变化中大地形影响作用,青藏高原东侧区域气溶胶空间分布“避风港”效应,以及大地形热力强迫对盆地空气质量变化的“气候调节”影响; （2）探明了四川盆地大气边界层结构对大气气溶胶变化的影响,冬季重霾期间大气边界层垂直结构变化特征及其相关PM_2.5物理化学特性;（3）明晰了大气气溶胶在四川盆地暴雨过程中的重要作用机理,以及四川盆地气溶胶高污染分布导致的降水分布型态的气候变化。这些研究提升了四川盆地气溶胶污染形成机理及大地形对大气环境变化影响效应的科学认识,并表明未来应该深入研究四川盆地地形背景下独特大气边界层结构,人为与自然源排放和环境大气物理-化学过程变化。