城市化进程对北京地区降水的影响分析

用北京20个基本气象站1978—2009年的日降水观测资料以及北京地区水文总站遍布全市的82个雨量站资料,讨论了北京地区降水分布的特征及其城市效应的影响。得到如下结论：（1）北京地区降水量的贡献以中雨以上降水为主。30多年来各级降水除了中雨趋势不明显以外,其他都呈现减小趋势。北京地区降雨量的减少,主要是由于大雨以上量级雨量减少所造成的。（2）近30 a来整个区域降水日数呈减少趋势：西部、西北部及北部山区降水日数较多,越靠近城区降水日数越少。（3）当大尺度降水系统较弱或者局地性强降水系统时,城市效应明显,即相对于区域平均而言,城区及下风方局地降雨增加;而大尺度天气系统较强时,城市效应基本被掩盖。（4）从强降水分布看,1980s以后随着城市化进城加快,短时强降雨局地性特征明显,降雨分布不均,降雨中心的面积和强度明显缩小。这种分布可以在城市热岛分布特征上得到一些合理的解释。     

近50年陕南、关中降水年际变化特征

利用陕西省陕南、关中54个气象站50a(1961—2010年)观测的日降水资料,分析小区域降水年际变化特征,结果表明:(1)区域年降水以减少为主,减少程度西部大于东部,宁强、华山和略阳雨量减少最多。(2)夏季降水以增加为主,减少站集中在秦岭山上和区域西部,降水向夏季集中倾向明显。(3)日雨量<5mm小雨,年雨量和雨日数减少趋势明显,雨日数减少站占96%,镇安、丹凤、高陵减少最多;雨量≥50mm暴雨,年雨量和雨日数增加趋势明显,集中在夏季,镇巴、紫阳、镇坪夏季暴雨日数增加最多。即小雨减少暴雨增多,暴雨灾害趋于严重。(4)在降水变化中地形等局地作用明显,是天气预报和研究气候变化应该考虑的因素。     

北京城市热岛效应对冬夏季降水的影响研究

利用北京地区20个气象观测站最近30年（1975～2004年）冬季（12～2月）、夏季（6～8月）平均气温、降水量和降水日数资料,研究了城市热岛效应的年代际变化及其对降水的影响。结果表明:（1）最近30年来,北京城区与北部山区之间的温度梯度在明显加大,其中,冬季温度梯度的平均增幅为0.6℃/10 a,夏季约为0.2℃/10 a。（2）在北京城区南北两侧,冬季和夏季的降水日数、降水量的相对变化趋势明显不同:相对区域平均而言,在城区及南部近郊区,冬季降水日数和降水量都在明显增加;夏季,城区北侧的降水日数呈加速增长趋势,尽管南部平原郊区的相对降水日数变化不大,但降水量在相对减少。（3）城市热岛效应对不同季节降水分布的影响,可能是城乡温度梯度与盛行风相互作用的结果,就北京地区而言,地形的存在,强化了城区与北部郊区之间的温度梯度:冬季盛行北风气流,在北部郊区,热岛效应强迫产生的边界层下沉运动有可能造成局地降水天气过程相对减少,城区及其南侧则相反;夏季盛行南风气流,随着城市热岛效应的增强, 发生在北部近郊区的弱降水天气过程趋于增多。     

北方冷空气势力弱 沙尘频次偏少 西南地区多阴雨 局部暴雨频繁——2004年4月

4月份,全国大部地区降水接近常年或偏少,月初至下旬前期除新疆西部和北部、青海中东部、华北中东部、内蒙古东北部外,北方其余大部地区持续少雨;下旬后期至5月上旬北方地区普降小到中雨,局地出现大雨,使得旱情明显缓和。月内南方多阴雨,部分地区出现暴雨或大暴雨并有雷雨、大风、冰雹等局地强对流天气。本月全国大部地区的气温较常年同期起伏变化明显,中东部地区冷暖变化尤为显著。北方地区沙尘日数明显偏少。1　天气概况1 1　降水4月全国大部都有不同程度的降水,除新疆东部和南部的部分地区、青海西北部、甘肃西部、内蒙古西部的部分地区…     

海陆风和地形对一次弱天气背景下暖区特大暴雨的影响分析

利用区域气象站、海岛站、测风塔、风廓线和多普勒天气雷达等多种非常规观测以及NCEP/NCAR 0.25°×0.25°再分析资料,对2017年6月22日凌晨广东西部沿海发生的一次预报失败的局地特大暴雨过程的成因进行了综合诊断,重点探讨了局地海陆风和地形(相互)作用对该过程的影响。结果表明:(1)暴雨发生在弱天气尺度环流背景下,华南地区无锋面和高空槽活动,边界层超低空偏南急流为暴雨提供了不稳定能量,不同性质下垫面的热力差异导致天露山山前形成海陆风(偏南)与偏北风的中尺度辐合线,致使初始对流在关键区触发。(2)偏南暖湿气流向北推进受阻后,在天露山地形强迫抬升下对流增强发展成中尺度对流系统(MCS),下垫面热力差异在山前强迫产生的中尺度垂直切变与降水之间可能存在正反馈现象,延长β中尺度对流系统生命史。(3)中尺度辐合线上不断激发的对流云团,形成降水的列车效应,导致了这场罕见的局地特大暴雨过程,凸显海陆风环流对本次暖区暴雨的重要作用。(4)该过程发生前,所有业务客观数值预报模式均未预报出明显降水,数值模式难以做出暖区尤其是弱天气背景下的暴雨以上降水预报,目前的监测和短时临近预警是主要手段。     

城市化对北京地区气候的影响

利用北京地区20个气象站36年(1970—2005年)的逐日雨量、平均风速和冬季08时平均温度资料,对北京城市化进程中城市气候变化趋势进行了分析。结果表明,(1)36年来热岛效应呈现强度逐渐增强、面积逐渐增大、由单一向多个热岛中心演变的趋势,2000—2005年热岛强度最大达2.11℃,城区冬季的平均增温率为0.298℃/10a。(2)城市化发展使得北京地区降水量呈现不均匀分布态势。20世纪70年代城市西部降水较多,东南部降水少;80年代整个城区处于少雨区;90年代城市西部、南部降水少,东北部是大雨量区。2000年以后降水较少区域自城区逐渐朝东南方向扩展。(3)不断增高、密度不断加大的建筑物对气流的阻滞作用使得城区平均风速呈减少趋势,城区的平均风速70年代是2.49 m.s-1,80年代是2.32 m.s-1,90年代是2.16 m.s-1,2000—2005年是2.28 m.s-1,平均风速递减率为0.05 m.s-1.(10a)-1。(4)人口密度的对数与气温呈线性相关,相关系数为0.65;城区面积与温度呈线性相关,相关系数为0.6387。     

白城市强对流天气的时空分布规律及特征分析

利用1981-2010年近30年白城地区5个气象站的历史气象资料,采用统计分析方法总结出白城地区冰雹、雷雨大风和短时暴雨3种强对流天气的气候特征。结果表明:受地形影响,白城市冰雹少,但多雷雨大风和短时暴雨。时间分布上,冰雹1980年代为多发期,1990年代明显减少,但2000年代后期又有增多的趋势;雷雨大风1980年代初期为多发期,1980年代后期有所减少;短时暴雨具有一定的周期性,在1980年代和1990年代末期分别出现峰值。冰雹、雷雨大风6月出现的次数最多;短时暴雨7月出现的次数最多。冰雹、雷雨大风和短时暴雨主要出现的时段分别是13-17时、13-20时和14-21时。空间分布上,冰雹基本呈现北多南少的分布;雷雨大风基本呈现南多北少的分布;短时暴雨基本呈现两侧多中间少的分布。     

北方出现沙尘暴或浮尘南方多局地强对流天气—1998年4月—

北方出现沙尘暴或浮尘南方多局地强对流天气—１９９８年４月—王凌（国家气候中心,北京１０００８１）４月份,我国华北北部、西北东部、黄淮东部、江淮等地降水偏多,部分旱区旱情缓解,但东北西部等地降水稀少,旱情发展;南方多局地暴雨、风雹等强对流天气;北方出现...     

北京地区降水空间分布及城市效应分析

利用1971-2010年北京地区20个测站降水资料和城市发展数据,分析了北京地区降水的大尺度变化趋势及局地降水的城市效应特征。结果表明:(1)北京地区年降水量具有大尺度变化特征,其线性倾向率为-9.12 mm·(10a)-1;(2)城市化缓慢期城市对降水影响不明显,而快速发展期则表现出明显的雨岛效应,城市化不仅使雨岛增强,还对城市下风向降水有一定影响;(3)受盛行风及热岛环流的共同影响,北京地区不同季节局地降水表现出不同的分布形态;(4)城市化过程对城区局地强降水日数存在增加效应。     

北京地区夏季边界层急流的基本特征及形成机理研究

首先指出了北京地区夏季边界层急流的基本特征, 即北京地区边界层急流一般出现在白天高温背景下或发生局地暴雨的夜间, 强度存在明显的日变化, 垂直分布具有明显的"鼻状"结构特征, 急流核高度一般为600～900 m.从中尺度扰动方程出发, 并通过天气过程演变实例, 研究了地形热力作用、局地强降水在边界层急流形成过程中的作用, 指出: (1)夏季高温背景下, 平原与山区之间温度梯度方向、强度的变化, 是造成低空风垂直切变加速或减速, 即边界层急流形成或消失的直接原因, 因此这种边界层急流的高度一般要低于山体的高度.(2)局地暴雨与边界层急流之间存在明显的正反馈现象: 由于局地暴雨同时改变了对流层中层和近地面层气温的水平分布, 这种热力强迫作用造成了边界层气流加速; 反过来, 边界层气流的加速又加强了急流前方的风速辐合--如果急流方向水平垂直于山坡, 这种迎风坡上的辐合将更强, 造成局地降水强度进一步增强.     

山西秋季一次飑线过程的云图特征及维持机制

利用Himawari-8卫星红外、水汽云图和FY-2E卫星可见光云图资料,以及多普勒天气雷达拼图和常规气象站、自动气象站、高空观测资料,对2017年9月21日发生在山西境内的一次飑线天气过程进行云图特征及维持机制分析。结果表明:(1)蒙古冷涡是本次飑线过程的大尺度天气影响系统,地面冷锋东移至不稳定潜势区触发了飑线云系的生成;高低空系统配置结构的转变及地面中尺度高压外流冷空气与环境风场形成的中尺度气旋和辐合线,是飑线发展和维持的机制;对流云团在地面冷锋与850 hPa切变线之间合并发展,地面中尺度高压与低压的发展促使气压梯度增大,导致飑线增强,是飑线过境时地面大风形成的原因。(2)初生阶段,飑线形成于云顶亮温低值区后侧梯度大值区、云顶纹理粗糙区、干湿边界偏湿区一侧,冷云盖略超前于飑线;发展阶段,飑线回波在云顶亮温低值区加强,并沿着亮温低值中心移动的方向移动;成熟阶段,飑线雷达回波与云顶亮温低值区重合。(3)弧状云线、上冲云顶和对流云带一侧的暗影是对流云团加强发展的前期征兆。     

脉冲风暴造成的山西北部三次冰雹天气对比分析

利用加密自动气象站资料、多普勒雷达产品、NCEP/NCAR FNL 1°×1°再分析资料、灾情调查等资料,对2017年出现在山西北部的三次冰雹天气过程进行了对比分析。结果表明:(1)三次脉冲风暴冰雹过程均发生在500 hPa中高纬地区为"两槽一脊"型、槽后偏西北气流的环流背景下,低层切变线或涡旋是主要触发系统。冰雹出现在低层辐合线的东南侧暖区内。低层触发系统不同,大气不稳定度不同,造成的强对流落区和强度差异很大。(2)脉冲风暴冰雹过程中,从低层到高层风向随高度呈现一致的顺时针旋转,从低层到700 h Pa附近风速随高度增加,0～6 km风垂直切变为1×10^(-4)～7×10^(-4)s^(-1),均小于冰雹天气阈值。(3)脉冲风暴的雷达回波呈块状,强回波中心高度位于-10℃等温线所在高度以上,初始高度在7 km以上,上冲云顶高度大于12 km;脉冲风暴的形成、发展和结束与雷暴云顶的上冲、下降和崩溃紧密联系。可以利用上冲云顶的形态判断风暴的生消,但要抬高仰角到8 km左右高度观测,才有助于提前发现脉冲风暴。径向速度场上三次过程有明显差异,表现为降雹持续时间与辐合层厚度密切相关,辐合层越厚降雹越剧烈,持续时间越长;以单体形式在低层出现辐合、高层辐散的速度场发展迅猛程度要比多单体更剧烈,带来的灾害更严重;强对流发生前,VIL最大值大于35 kg·m-2,降雹前VIL出现跃增,跃增量大于29 kg·m-2。(4)基本反射率剖面图上,脉冲风暴产生的旁瓣回波的空间结构表现为与高反射率因子核区垂直,强度小于20 d BZ的弱回波带,旁瓣回波从风暴强中心边缘向低方位角方向伸展。三次过程中,出现旁瓣回波和三体散射的冰雹过程持续时间更长、灾害程度更重。     

太原汛期短时强降水环流分型及环境参量分析

应用太原1996-2015年7个国家气象站、2008-2015年63个区域站6-9月逐时降水资料及相关探空、地面观测资料,对太原短时强降水日环流配置进行天气学分型,分析各流型下关键环境参数分布特征。结果表明,太原发生短时强降水的500 hPa环流形势有四种:冷涡型、高空槽型、高空槽加副高型、西北气流型。太原短时强降水常发生在比较温和的对流有效位能(CAPE)环境下,大部分过程CAPE值≤1500 J·kg^-1,冷涡型则≤1000 J·kg^-1。西北气流型850 hPa与500 hPa温差(ΔT850-500)大,静力不稳定度比其他型更强,且500 hPa有明显的干层存在。高空槽加副高型K指数大,且暖云厚度均值达3576 m,明显大于其他型2471~2608 m的均值。冷涡型全部、高空槽型85%的过程出现在弱0~6 km垂直风切变环境下,而高空槽加副高型、西北气流型0~6 km垂直风切变相对较大,35%以上达到中等强度。冷涡型、西北气流型短时强降水太原上空700 hPa水汽常比850 hPa更充沛。太原超过70 mm·h^-1的极端降水出现在西北气流型下,有中等强度的CAPE值、强层结不稳定、弱0~6 km垂直风切变、3550 m以上暖云厚度,中低空水汽充足,这些环境参量的配合对强降水效率有很好的指示意义。     

山西省冰雪运动气候适宜性评价

综合考虑温度、降雪量、风等因素,构建冰雪运动气候指数(ice-snow sport climate index,ISCI)评价模型,确定冰雪运动气候适应性分级标准。以山西省为例,定量评价冰雪运动的气候适宜性特征和空间分布状况。结果表明:全省冰雪运动气候指数平均值为5. 03,属于一般适宜等级; 38°N以北的大部分区域均适合发展冰雪运动产业,且未来气候适宜性呈现增强趋势。     

阜阳市地闪活动规律与灾害风险区划

利用2010—2017年闪电定位资料,分析了阜阳地闪的活动特征;利用雷电致灾因子的空间分布叠置来表征风险大小,对阜阳市雷电灾害风险进行了区划。结果表明:阜阳市地闪中负地闪占96%,正地闪占4%;负地闪的平均强度为39.38kA,正地闪为55.74kA;地闪总数的年际变化呈明显减少趋势,正负地闪占年地闪总数的比例年际变化较大,正地闪比例总体上呈上升趋势;一年中6—10月是地闪的多发月,主要集中在7、8月,占全部地闪的78.99%;日变化呈现两峰两谷型,07—08时、14—21时是地闪多发时段,04时前和10—13时是地闪活动最少的时段。地闪密度分布呈现地域差异,平均地闪密度小于1次/(km^-2·a),临泉县南部地区是地闪密度最大的地区,达到2次/(km^2·a)以上;地闪强度分布不存在明显的地域差异。阜南县北部、颍上县北部、界首市中部是雷电灾害风险较小的区域,临泉县、太和县、阜阳市区、阜南县南部、颍上县南部是灾害风险较大的区域。     

基于NCEP FNL资料的山西岢岚地区雨雪天气诊断可信度分析

基于山西岢岚地区2005—2014年共1218个雨雪天气日的NCEP FNL资料(1°×1°)与探空资料,采用偏差、绝对差、相关系数和偏差区间占有率的统计方法,对常规物理量(温度、相对湿度、纬向风和经向风)和诊断物理量(T_800-500、T_d800和TT_d700)进行统计分析。结果表明:常规物理量中的温度平均偏差值和绝对差值最小、相关系数值最大,分别为-0. 22℃、1. 02℃、0. 90,可信度最高;而相对湿度的平均偏差值和绝对差值最大、相关系数值最小,分别为12. 31%、19. 68%和0. 63,可信度最低;纬向风和经向风的可信度相差不大,略低于温度;诊断物理量T_800-500、T_d800和TT_d700的偏差值分别为-0. 08℃、1. 50℃和2. 79℃,绝对差值分别为1. 21℃、3. 33℃和4. 14℃,相关系数值分别为0. 95、0. 92和0. 74,偏差值为[-5,5]占总数百分比分别为98. 77%、80. 30%和75. 04%。即T_800-500可信度最高,TT_d700指数可信度最低。     

气象助力苹果产业扶贫的工作实践

陕西省气象局立足地方发展需要,以保障苹果产业扶贫为切入点,积极开展苹果气象服务工作,为贫困地区苹果产业发展做出积极贡献。从苹果气象服务体系建设和服务开展情况两个角度,分析了陕西苹果气象服务在专职机构、长效机制、监测服务网、技术支撑体系、服务模式创新、全流程多方位气象服务保障等方面的工作实践,总结了经验和启示。     

近35年来肇庆开汛暴雨的气候特征及环流形势

利用肇庆6个国家观测站近35年(1981—2015年)3—6月逐日降水量资料、历史天气图以及NCEP1.0×1.0再分析资料,分析肇庆开汛暴雨的气候变化特征以及暴雨产生的天气形势分类,结果表明:肇庆开汛暴雨多发生在3—4月,开汛暴雨在肇庆的北部出现的频次较南部多。开汛暴雨天气影响系统主要是南支槽、中纬度西风槽;1981—2015年,受南支槽影响的过程共17次,受中纬西风槽影响的共18次。南支槽类暴雨常常产生在500 hPa高空槽前的西南风大值区、850 hPa切变线南侧;中纬西风槽暴雨发生时,500、700 hPa的西南偏西风通常比较强盛,为暴雨的产生提供了充足的水汽。无论是南支槽类暴雨还是中纬西风槽类暴雨,在暴雨发生前,850 hPa上有急流或切变线出现。     

遥感动态监测太原市城市建设用地及其扩展变化分析

以20世纪70年代、1993年和2010年3个时段的遥感TM影像为依据,应用遥感、地理信息系统技术进行了汾河流域太原市的实体边界提取,获得太原市城市建设用地不同时期的数据资源,对太原市城市建设用地近30 a的变化特征进行定量分析,结果表明,太原市近30 a一直处于城市快速扩展阶段,且向南扩展。城市建设用地扩展变化及发展方向主要受地形等自然因素和人口、经济及政策等人文因素影响。     

太原大气能见度影响因子分析及能见度预报

利用2017年1月—2019年12月太原地区逐时气象资料,分析了能见度及其主要影响因子的变化特征,并对两次低能见度过程进行深入分析,构建了能见度预报模型并进行检验,结果表明:(1)从空间分布看,太原北部能见度明显高于南部地区。从时间分布看,太原地区平均能见度最大值出现在5月,最小值出现在1月;日间最低值出现在06:00(北京时,下同),冬季略向后推移,最高值出现在15:00前后。(2)2017—2019年太原地区低能见度分别出现93、84、79 d;低能见度发生时,干霾、湿霾发生频率分别为59.27%、40.73%;湿霾发生时,能见度降低更加明显。(3)所选个例中,能见度均随各影响因子有所起伏,干霾、湿霾过程中能见度分别与颗粒物浓度、相对湿度变化一致。(4)采用神经网络方法构建太原地区能见度预报模型,预报模型相关系数为0.81,均方根为4.43 km,平均绝对误差为17.39%,轻微级能见度的TS评分为87%。神经网络方法对太原地区能见度预报具有较高的参考价值。