基于INCA和METRo的江苏省路面高温精细化预报

使用INCA（Integrated Nowcasting through Comprehensive Analysis）多源资料融合分析和短临外推预报系统的预报结果作为气象强迫场,驱动一路面温度理论预报模型（Model of the Environment and Temperature of Roads,METRo）,开展江苏省高速公路夏季路面高温预报试验,并使用公路沿线逐小时的路面温度观测资料对预报结果进行检验。结果表明:该预报方法能够较好地预报出高速公路沿线日最高路面温度的逐日变化趋势,以及日最高路面温度的大范围空间分布特征。平均日最高路面温度预报绝对偏差为4.1℃,平均相对偏差为10.8%。其中,日最高路面温度预报绝对偏差在5℃以内的站次占总数的64.5%,相对偏差在15%以内的站次占总数的74.6%,比常规业务预报方法分别提高了23.1%和25.3%。但该预报方法对较小的温度波动以及局地性较强的极端温度分布特征的预报技巧还需进一步提高。     

京藏高速民和至西宁段冬季路面与地面最低温度变化特征及影响分析

利用2018年1月1日至2020年12月冬季1月、2月和12月-次年2月逐日逐小时京藏高速民和至西宁段常规气象站和交通气象站逐日逐时气象观测资料,分析了冬季逐月平均路面最低温度和地面最低气温的日变化特征及其相关关系,建立了4站冬季各月路面最高温度和最低温度分别与地面最高温度和最低温度的相关性方程,旨在为路面温度精细化预报服务提供参考。结果表明：京藏高速民和至西宁路段4站冬季各月平均路面最低温度和地面最低温度冬季各月具有明显的日变化特征,平均路面最低温度和地面最低温度达到最低值和最高值的时间并不是完全相同；。常规气象站点平均地面最低温度日出/日落的变化速率要高于交通站点平均路面最低温度,并且平均地面最低温度的变化幅度要比路面最低温度变化幅度大。平均地温面最低温度的最高值比路面最低温度的最高值超前1～2h,常规气象站点逐小时地面最低温度＜0℃的时间维持15～18h,交通站点路面最低温度＜0℃的时间维持8～22h。应用统计学方法建立的朝阳站、汉庄站、高庙桥站和老鸦峡站最高和最低路面温度与最高和最低地面温度相关性方程具有很好的实际应用价值,可在实际业务工作中推广应用。     

高速公路路面温度极值预报模型研究

应用地表热量平衡方程,在太阳短波辐射、大气和地面长波辐射、感热和潜热等参数化方案的基础上,提出一种用于预报高速公路路面温度极值的数值模型.并利用沪宁高速公路梅村站和仙人山站2006年7月8日-12月31日的逐分钟的各要素实测数据对模型的有效性进行验证,结果表明:模型的平均绝对误差为1.32 ℃,预报误差在±3 ℃以内的频率高达85.23%,且对冬季路面温度低于0 ℃时的预报误差基本在-1～0 ℃,可以运用于冬季高速公路路面溜滑的实际预报中.     

随机森林回归法在冬季路面温度预报中的应用

基于宁宿徐高速公路三个交通气象站2015—2018年冬季逐10 min实时观测资料,使用随机森林回归模型预报这三个站的未来1h冬季路面温度,分析了该模型在冬季路面温度预报中的可行性和适用性.研究结果表明:随机森林回归法可以被用来预报高速公路冬季路面温度,不同类型的交通气象站点的特征输入方案和参数调试标准存在差异;与简单...     

GTS同化对DOGRAFS预报新疆区域一次特大暴雪的影响

受欧洲脊发展和乌拉尔低槽东移影响,2015年12月9日20时到12月13日08时,新疆大部出现了大暴雪、寒潮和大风天气过程,其中乌鲁木齐、米东区、小渠子、白杨沟等站日降雪量均突破当日历史记录值。为定量评估新疆数值天气预报业务系统DOGRAFS(DesertOasis-Gobi Rapid AnalysisForecast System)对此次暴雪过程的预报准确率,以NCEP的GFS(Global Forecast System)预报场作为背景场,基于WRFv3.5.1和WRFDAv3.5.1同化WMO的常规观测资料GTS(Global Telecommunications System)进行积分预报。结果表明,DOGRAFS预报的逐24 h累计降水在北疆的落区和量级均与实况接近,GTS同化对暴雪极值中心乌鲁木齐站的逐1 h降水预报为负效果。对DOGRAFS预报区域内的所有站点而言,2 m温度预报的平均偏差在-3~4.2℃,绝对偏差在-1.6~2.5℃。高空温度场预报的绝对误差小于3.5℃。加入GTS后,乌鲁木齐站温度预报偏差大幅度增大,预报效果明显变差,不同化GTS预报的乌鲁木齐单站逐小时2 m温度及其变化趋势与实况非常接近。     

路面气象数值预报模型及性能检验

该文基于通用陆面模式 (CoLM) 发展了精细化路面参数数值预报模型 (BJ-ROME)。该模型可以预报路面温度、积雪厚度、积冰厚度以及积水厚度。模型不仅考虑了路面的不透水性、相对较低反照率、低热容以及高热导率等特征,还考虑了城市人为热的影响。模型采用北京市气象局快速更新循环预报系统 (BJ-RUC) 产生的气象强迫场驱动,预报时间跨度为24 h,更新时间为3 h。采用北京地区芬兰Vaisala公司路面观测站2009年8月9—24日路面温度及2010年1月3—4日积雪厚度观测结果对模型预报结果进行验证,同时进行了敏感性试验。结果表明:无论是在晴空还是降水的气象条件下,BJ-ROME均能较准确地预报路面温度极值以及日变化。BJ-ROME还可以较准确地模拟积雪厚度的最大值以及随时间变化情况。     

基于METRo模型的冬奥高速公路示范站路面温度临近预报方法

基于METRo模型探讨2022年北京-张家口冬季奥运会高速公路示范站(北京回龙观站)的冬季路面温度临近预报方法,采用大量样本数据迭代训练拟合的人为热参数作为前置参数加入METRo模型,拟减小METRo模型的系统性误差和人类生产生活对路面温度预报的影响。结果表明:(1)引入人为热参数后,METRo模型的模拟能力明显提升,特别是夜间,路面温度预报的均方根误差可控制在1℃左右;(2)人为热对路面温度有白天负反馈、夜间正反馈的作用;(3)白天路面温度受气象模式对辐射预报能力局限性的影响,仍存在一定误差。总体上,使用前置人为热参数的METRo模型对冬奥高速公路示范站进行路面温度尤其是路面低温的模拟是可行的,能够支撑冬季高速公路路面温度及路面结冰的预报预警能力。     

沪渝高速(三岔口大桥)路面温度特征及模型研究

利用沪渝高速公路恩施-宜昌路段恩施附近的三岔口大桥(海拔708 m)自动站监测2013年6—8月(夏季)及2013年12月至2014年2月(冬季)逐日逐时次气象要素资料,统计分析夏季、冬季路面温度与气温的变化特征及路面温度与气象因子的关系,基于逐步引入因子线性回归分析方法建立路面温度统计模型,并对模型的预报效果进行实验研究。结果表明:夏季路面最高温度受多种气象要素的影响,与日最高气温、日平均气温、前一日路面最高温度、前一日路面平均温度呈正相关,与相对湿度、24 h累计降水呈负相关。冬季路面最低温度与最低气温呈显著性相关。通过模型的效果实验,发现夏季路面最高温度用日最高气温、日最小相对湿度及前一天物理量建立的模型预报结果与实况的变化趋势最为接近;冬季路面最低温度用日最低气温、日最小相对湿度、日平均风速及前一天物理量建立的模型预报结果与实况的变化趋势最为接近。     

北京奥运期间场馆精细预报应用及分析

基于2008年8月1—24日国家体育场、顺义水上中心等5个奥运场馆自动站的5种地面气象要素(气温、相对湿度、风向、风速、和3小时累积降水量)的观测资料,对SVM和HPFF客观预报方法以及预报员在客观方法基础上制作的3天逐3小时预报产品进行检验评估。结果表明:(1)两种客观方法相比较,HPFF方法对于预报连续变化的气象要素(如气温、相对湿度)的精细预报比SVM方法更有优势,预报技巧要高;而对不连续变化的变量(如:风向)的预报技巧低于SVM方法。总体说来,HPFF方法比SVM方法的精细要素预报技巧高一些。(2)预报员对于5种气象要素的预报技巧略高于客观方法。体现了预报员对客观方法的修正能力。(3)0～12小时预报时效内,预报员气温预报平均绝对误差约为1.2℃,气温|F-O|≤1℃的预报准确率在57%上下;相对湿度预报平均绝对误差约为7%,相对湿度|F-O|≤10%的预报准确率约为74%;风向预报准确率约为30%;风速预报平均绝对误差为1m.s-1左右,预报准确率在92%左右。(4)12～63小时预报时效内,预报员气温预报平均绝对误差约为1.7℃,气温|F-O|≤1℃的预报准确率在36%上下;相对湿度预报平均绝对误...     

冬季扬溧高速路桥面的低温差异性特征研究

利用江苏扬溧高速公路润扬大桥段2012—2015年交通气象监测站逐分钟监测资料和同期邻近气象观测站逐时气象观测资料,开展了冬季路桥面温度的差异性特征及成因分析研究,结果表明:(1)冬季相同天气条件下,不同类型下垫面的夜间温度分布表现为“桥面温度＜路面温度＜地面温度”;同一路段上,桥面与相邻路面的温度差值最大可达-5.7 ℃,出现最大差值的时间比达到最低温度的时间早近1 h。(2)冬季不同天气条件下夜间路桥面温度变化规律相似,晴天变幅最大、阴天和雨天居中、雪天最小;桥面温度一般比路面温度提前2 h降至0 ℃以下,桥面维持低温时间比路面长3 h,低温维持阶段桥面温度低于路面温度约2 ℃。(3)冬季夜间雪天桥面平均降温速率最小,较其他三类天气条件下小一个量级;同一天气条件下桥面的平均降温速率明显高于路面。(4)冬季夜间晴天条件下,桥面热通量最大(-55.6 W/m2),阴天和雨天次之,雪天最小(约为晴天的1/2);四种天气条件下夜间桥面与路面的热通量差值都近似为-10 W/m2,桥面热通量的变幅更大;与桥面相比,夜间路面还受到路基的热补偿作用,这种作用强于空气对路面的潜热输送和流体运动热交换,所以桥面温度低于路面温度。这也是冬季夜间桥面更容易、更早出现结冰现象的根本原因。      

Could the Recent Taal Volcano Eruption Trigger an El Ni?o and Lead to Eurasian Warming?

正The Taal Volcano in Luzon is one of the most active and dangerous volcanoes of the Philippines. A recent eruption occurred on 12 January 2020(Fig. 1a), and this volcano is still active with the occurrence of volcanic earthquakes. The eruption has become a deep concern worldwide, not only for its damage on local society, but also for potential hazardous consequences on the Earth's climate and environment.     

COMPARATIVE ANALYSIS OF VARIOUS DATA OF AIR–SEA TEMPERATURE DIFFERENCE AND ITS VARIATION ACROSS SOUTH CHINA SEA IN THE PAST 35 YEARS

Using the International Comprehensive Ocean-Atmosphere Data Set(ICOADS) and ERA-Interim data, spatial distributions of air-sea temperature difference(ASTD) in the South China Sea(SCS) for the past 35 years are compared,and variations of spatial and temporal distributions of ASTD in this region are addressed using empirical orthogonal function decomposition and wavelet analysis methods. The results indicate that both ICOADS and ERA-Interim data can reflect actual distribution characteristics of ASTD in the SCS, but values of ASTD from the ERA-Interim data are smaller than those of the ICOADS data in the same region. In addition, the ASTD characteristics from the ERA-Interim data are not obvious inshore. A seesaw-type, north-south distribution of ASTD is dominant in the SCS; i.e., a positive peak in the south is associated with a negative peak in the north in November, and a negative peak in the south is accompanied by a positive peak in the north during April and May. Interannual ASTD variations in summer or autumn are decreasing. There is a seesaw-type distribution of ASTD between Beibu Bay and most of the SCS in summer, and the center of large values is in the Nansha Islands area in autumn. The ASTD in the SCS has a strong quasi-3a oscillation period in all seasons, and a quasi-11 a period in winter and spring. The ASTD is positively correlated with the Nio3.4 index in summer and autumn but negatively correlated in spring and winter.     

Analysis of Atmospheric Boundary Layer Height Characteristics over the Arctic Ocean Using the Aircraft and GPS Soundings

正ERRATUM to: Atmospheric and Oceanic Science Letters, 4(2011), 124-130 On page 126 of the printed edition (Issue 2, Volume 4), Fig. 2 was a wrong figure because the contact author made mistake giving the wrong one. The corrected edition has been updated on our website. The editorial office is sincerely sorry for any     

Index to Vol.31

正AN Junling;see LI Ying et al.;(5),1221—1232AN Junling;see QU Yu et al.;(4),787-800AN Junling;see WANG Feng et al.;(6),1331-1342Ania POLOMSKA-HARLICK;see Jieshun ZHU et al.;(4),743-754Baek-Min KIM;see Seong-Joong KIM et al.;(4),863-878BAI Tao;see LI Gang et al.;(1),66-84BAO Qing;see YANG Jing et al.;(5),1147—1156BEI Naifang;     

Information for Contributors

正Journal of Meteorological Research is an international academic journal in atmospheric sciences edited and published by Acta Meteorologica Sinica Press,sponsored by the Chinese Meteorological Society.It has been acting as a bridge of academic exchange between Chinese and foreign meteorologists and aiming at introduction of the current advancements in atmospheric sciences in China.The journal columns include Articles.Note and Correspondence,and research letters.Contributions from all over the world are welcome.     

前寒武纪气候演化中的三个重要科学问题

自地球形成至寒武纪将近40亿年（距今46亿～5.4亿年,通常称为前寒武纪）的气候演变是一个具有特殊难度和挑战性的研究领域,同时也是基础和前沿的研究领域。文章选择了前寒武纪气候演化中的三个重要科学问题进行综述：大气演化、两次全球性的冰川期以及暗弱太阳问题。关于大气演化,本文首先描述了大气成分的演化历史,然后简述了影响大气成分演化的三个基本过程：大气逃逸、两次大气氧含量突然增加、碳酸盐-硅酸盐循环及其对气候系统的负反馈作用。两次全球性的冰川期分别发生在古元古代（距今24亿～21亿年）和新元古代（距今8亿～5.8亿年）,文章简述了其成因以及相关的气候模拟结果。暗弱太阳问题是地球历史气候演化的一个经典问题,论文简要地综述了一些最新的研究成果和观点。     

淮河流域水文极值预测模型研究

为探索气候变化影响下水文极值的非平稳性和预测方法,建立了水文极值非平稳广义极值（GEV）分布的统计预测模型。利用1952-2010年淮河上游流域累计面雨量和流量年最大值资料、同期500 hPa环流特征量资料以及17个CMIP5模式对环流特征量的模拟结果,筛选出对水文极值影响显著的年平均北半球极涡强度指数作为GEV分布参数的预测因子。分析了在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下2006-2050年淮河上游流域水文极值对气候变化的响应。结果表明,10年以下与10年以上重现期的水文极值在非平稳过程中呈现前者下降而后者上升的相反变化趋势;多模型预测的集合平均在未来情景中均呈现上升趋势,情景排放量越大增幅越大,重现期越长增幅也越大。与极值的常态相比,极值的极端态更易受气候变化影响。     

IMPACT OF ATMOSPHERIC LOW-FREQUENCY OSCILLATION ON THE IMMIGRATION OF NILAPARVATA LUGENS(STL) IN HUNAN AND JIANGXI PROVINCES

Various features of the atmospheric environment affect the number of migratory insects, besides their initial population. However, little is known about the impact of atmospheric low-frequency oscillation(10 to 90 days) on insect migration. A case study was conducted to ascertain the influence of low-frequency atmospheric oscillation on the immigration of brown planthopper, Nilaparvata lugens(Stl), in Hunan and Jiangxi provinces. The results showed the following:(1) The number of immigrating N. lugens from April to June of 2007 through 2016 mainly exhibited a periodic oscillation of 10 to 20 days.(2) The 10-20 d low-frequency number of immigrating N. lugens was significantly correlated with a low-frequency wind field and a geopotential height field at 850 h Pa.(3) During the peak phase of immigration, southwest or south winds served as a driving force and carried N. lugens populations northward, and when in the back of the trough and the front of the ridge, the downward airflow created a favorable condition for N. lugens to land in the study area. In conclusion, the northward migration of N. lugens was influenced by a low-frequency atmospheric circulation based on the analysis of dynamics. This study was the first research connecting atmospheric low-frequency oscillation to insect migration.