输电线路雷击前近距离气象要素变化特征分析——以石家庄市为例

利用石家庄市1990—2017年输电线路雷击事故资料,结合输电线路雷击发生前近距离的气象观测数据,统计分析了输电线路雷击发生前的雷暴方位、风、气压、相对湿度、气温和地温的变化特征。结果表明:输电线路雷击发生前12 h内的雷暴方位走向大多呈现从西北或偏西方位经过天顶至东南或偏东方位,或终止于天顶。输电线路雷击前6 h内气象要素的小时变化,地面最多风向由东南经东北向西北旋转,最大风速随输电线路雷击发生的临近呈逐时明显增大趋势;平均相对湿度随输电线路雷击发生的临近呈逐时明显上升趋势;平均气温和平均地面温度随输电线路雷击发生的临近呈逐时明显下降趋势;平均本站气压随输电线路雷击发生的临近变化趋势不明显。输电线路雷击前6 h、3 h和1 h气象要素波动幅度的年变化,前1 h气温和地面温度波动幅度呈逐年明显下降趋势,其他时段气象要素波动幅度变化趋势不明显。输电线路雷击发生前地面最多风向逆时针旋转,最大风速和空气相对湿度明显上升,气温和地面温度明显下降,但气压变化不明显;输电线路雷击发生次数分别与输电线路雷击前1 h气温和地面温度波动幅度呈现完全明显负相关。     

封开县新旧站气象观测资料对比分析

基于新旧站2010年1、4、7、10月平行观测的气温、气压、相对湿度和全年风向风速资料,采用差值分析法和t检验,分析了气温、气压、相对湿度和风向风速在迁站前后的差异特征,结果表明:4个月份中,新站的定时观测气温、气压以及月平均气压、平均气温比旧站偏低;相对湿度7月份比旧站偏高,其他月份比旧站偏低;全年平均风速新站比旧站偏高,主导风向新旧站有差异;迁站前后气压和风速存在显著性差异。造成新旧站气象资料差异的主要原因可能是探测环境和海拔高度等因素发生变化。     

浦东机场低跑道视程变化特征及其影响机制分析

运用数理统计方法分析浦东机场2000—2014年低跑道视程(RVR,RVR1 000 m)变化特征及其影响机制,并建立低RVR预报试验的逻辑回归(Logit)模型。结果表明,上海浦东机场近15 a低RVR日数呈明显下降趋势;低RVR日多出现在冷季,主要集中在11月—次年2月,2月出现频率最多;06:00—08:00出现最多,开始时刻主要集中在06:00—08:00;结束时刻主要在09:00—10:00;持续时间大部分在3 h以内,其中1 h频率最高;低RVR伴随的天气现象绝大部分与视程障碍有关,冷季时视程障碍比重更高,暖季强降水贡献更多;气温在0~10℃频率最高,相对湿度主要集中在90%以上,风速大多在5 m·s-1以下,风向冷季多发生在260°~360°,暖季多发生在120°~170°;低RVR的发生与08:00相对湿度呈正相关,与气温、风速呈负相关,其中与相对湿度的相关系数最高。在预报模型试验中较好地建立了Logit预报方程,历史回报的TS评分达到一定水平。     

河北省高速公路交通事故与气象条件定量关系研究

利用2015年12月至2018年11月河北省高速公路交通事故资料及气象观测数据开展了两者间的定量关系研究。河北省高速公路交通事故呈夏秋季明显多于冬春季、白天明显多于晚上的时间变化特征,其中8月、10月,09:00—11:00、14:00—17:00分别是月际变化和日变化的高峰时段;石家庄藁城区和唐山丰南区为高速公路交通事故发生最多区(县)。以石家庄地区为代表,利用Spearman秩相关和曲线拟合分析了高速公路交通事故发生起数与不同气象要素的响应关系,发现高速公路交通事故发生起数对气温的响应存在明显阈值效应,日平均气温、日最高气温、日最低气温的阈值分别为20℃、25℃和15℃。日最小相对湿度超过80%时,每上升1%,事故发生的相对危险度增加3. 77%;日最大小时降水量每增加10 mm,事故发生相对危险度增加18. 8%;当能见度低于1000m时,能见度每增加100 m,高速事故发生相对危险度减小4. 14%。     

L波段探空GFE（L）1型二次测风雷达资料在重庆大气边界层特征分析中的应用

利用1981～2004年气象和雷击火灾资料,研究气候条件对内蒙占大兴安岭林区雷击火灾发生的影响,进而分析该地区雷击火灾多发的气候原因.结果表明:①内蒙古大兴安岭林区雷击火灾发生次数有逐年增多的趋势,主要集中在5～7月,出现时间为5月12日到7月16日,多发生在每日10:00～17:00;②雷击火灾的发生与近年来气温的升高密切相关,尤其是5～7月气温和地温的升高,是引发内蒙古大兴安岭森林雷击火灾的主要因素之一;③5～7月降水量和相对湿度的逐渐减小,使干旱程度不断加剧,导致内蒙古大兴安岭地区从1999年以后,雷击火灾次数呈明显上升的趋势;④气候的变干、变暖以及极端气候事件的增多,是导致近年来内蒙古大兴安岭地区雷击火灾频繁发生的主要气候原因.     

三明市PM10浓度突变及影响因子

利用2004—2007年三明市主要大气污染物PM10的监测值及气象因子(气压、风速、温度、湿度、降水、蒸发量)观测资料,以及同期08:00 850 hPa天气图资料,定量分析了PM10的突变特征以及突变与气象因子的相关关系。结果表明:PM10突变事件有明显的季节性特征,冬、春季节发生突变的概率较大;当地面气象要素场出现气压下降、风速减小、相对湿度下降、降水量减小而温度上升、蒸发量加大的配置时,PM10易发生正突变,当出现气压上升、风速加大、相对湿度上升、降水量增加而温度下降、蒸发量减小的配置时,PM10易发生负突变;当受大陆高压后部、暖区辐合系统影响时,PM10发生正突变的概率较高,受大陆高压前部、切变线系统影响时,PM10发生负突变的概率较高。     

精细化MOS相对湿度预报方法研究

利用2003年5~9月MM5模式每隔1 h的站点基本要素预报场和物理量诊断场资料,以及相应时段内宁夏25个测站的相对湿度自记观测资料,同时采用多元线性和逐步回归2种MOS统计方法,预报宁夏25个测站5~9月48 h逐时相对湿度。对2004年夏季6~8月预报效果检验表明:MOS方法制作宁夏48 h逐时相对湿度预报结果是可用的或是可参考的;2种MOS统计方法预报结果相近,逐步回归方法比多元线性方法预报效果稍好,08:00预报误差明显低于20:00;当天气形势变化较平稳时,MOS预报结果稳定,平均绝对误差控制在10%左右;当有明显的变温等特殊天气时,误差变率起伏波动大,预报结果不稳定。     

舟山海雾特征及其对数值模式的初步订正

采用舟山海域1962—2015年的4个气象观测站资料、2014—2015年2 a的逐时自动气象数据和浮标站数据,统计分析了舟山海雾特征,结果表明:海雾总是在大尺度背景条件和一定的气象水文条件下发生;海雾春季最多,秋季最少,一天中多发生在夜间和早晨,又以下半夜到早晨最多,雾散一般在11∶00以后;海雾按天气形势可分4型,不同类型其季节变化和日变化存在差异;浓雾发生的要素特征为,气温5~27℃,海温9~27℃,气温露点差0~4℃,90%的浓雾发生在2 m相对湿度≥95%、气海温差-3.7~3.2℃时,浓雾风向主要落在东南风和偏南风之间,平均风力一般在1~5级;利用要素阈值对WRF能见度模式进行订正检验,发现对提高浓雾的定性预报准确率有较明显的作用。     

汾渭平原夏季近地面臭氧统计预报方法

运用2017—2020年5—8月城市空气质量数据和地面气象数据,筛选出对O3日最大8 h滑动平均质量浓度（以下用C8h(O3)表示）影响较大的气象因子,建立了近地面C8h(O3)主要气象条件判定标准——高质量浓度O3潜势指数（IHPP）,进一步拟合得到汾渭平原夏季C8h(O3)多元逐步回归预报方程,并进行效果检验。结果表明：汾渭平原IHPP由日最高气温（Tmax）、日均相对湿度（HR）、日照时数（t）、日主导风向（WD）和降水量（P）5个气象因子构成,其值介于-1～6之间,值越大则该日近地面O3超标可能性越大;经检验,C8h(O3)多元逐步回归方程预报结果与实况较吻合,汾河平原（特别是运城）预报效果总体较好,临汾、吕梁和西安等级预报效果有待改进;预报检验时段咸阳和晋中等级预报准确率较国家气象中心的指导预报分别上升79%和289%,说明预报方程具有一定的业务应用可行性。     

河北省高速公路秋冬季浓雾特征及预报

利用河北省高速公路沿线交通气象站的观测资料,统计2013年和2014年秋冬季浓雾(能见度500 m)过程个例,分析高速公路沿线浓雾的时间分布特征和各气象要素变化。结果表明:(1)18:00—20:00(北京时,下同),浓雾开始出现的频率最高;(2)08:00—10:00,浓雾结束的频率最高;(3)浓雾过程持续时间在12~24 h的频率最高;(4)相对湿度在95%~100%之间,温度露点差在-1.0~2.0℃,风速在0~5.8 m·s~(-1),即相对湿度越大、温度露点差越低、风速越小,则出现低能见度的可能性越大。分析各气象要素与能见度的相关性,最后选定相对湿度、温度露点差、风速、风向、气压、气温、能见度7个气象因子作为网络输入建立BP神经网络模型,并以武强、衡水单站2次浓雾过程中能见度变化为例进行检验,取得较好的试验效果。     

气象与城市火灾及预报方法研究

分析河北省４５年的火灾和气象资料得知,河北省火灾发生的次数与相对湿度,降雨日数,气温成反比,与雷击次数,风速成正比,气象要素是重大火灾发生的主要环境因素,依据火灾和气象要素的统计关系建立了河北省火险等级预报系统。     

气象要素对电力污闪发生的影响

利用石家庄地区1990~2013年电力污闪事故发生的详细资料,归纳整理出污闪发生的一般规律,结合诱发污闪发生的天气现象和气象要素,综合在不同气象条件下污闪发生的可能性大小,对其进行分级,给出污闪发生级别的综合预测标准,从而判定预测电力污闪发生的气象指数,并提出必要安全预防措施。结果表明:当气温15.6℃,相对湿度45%,风速4.8 m/s时天气晴朗,不会发生污闪;在相对湿度≥80%,风速≤2.0 m/s时,气温在-7.5~7.5℃时出现雾,气温在-4.5~4.5℃时出现积雪或结冰,极易发生污闪;在相对湿度≥80%,风速≤2.0 m/s,气温在-4.5~4.5℃时出现液态、混合或固态降水、轻雾,容易发生污闪。     

河北省输电线路冰害的气象要素时空分布特征

冰害是电网的主要气象灾害之一,电线积冰与雾凇和雨凇密切相关。利用1980—2009年河北省142个气象观测站的雾凇、雨凇日数和20个气象站的电线积冰、相对湿度、气温、风速及站点海拔高度,以及近年来输电线路冰害事故和附近区域站同期气温、相对湿度、风速等资料,采用逐步回归等统计分析方法,对雾凇、雨凇和电线积冰的时空分布特征、冰害与气象要素的关系进行分析,并构建电线积冰的逐步回归预报模型。结果表明:1980—2009年,河北省雾凇和电线积冰日数均呈现先升后降的阶段性变化特征,1980年代末至1990年代中期为一高峰期,而雨凇日数年变化特征不明显;在空间上,雾凇、雨凇多出现在平原地区,雨凇中心比雾凇中心更偏东。电线积冰与雾凇、雨凇以及站点海拔高度密切相关,相关系数分别为0.988 5、0.760 6、-0.601 8,但仅雾凇日数和站点海拔高度被引入电线积冰日数预报方程。对河北省电线线路冰害事故分析发现,当气温低于3℃时,导线可能出现舞动;导线舞动或冰闪时的相对湿度都在60%以上,舞动时风速大于5 m·s~(-1)。     

都匀市气象局迁站对比观测各气象要素差异分析

通过对都匀市气象局（57827）新、旧站址2007年1、4、7月同期气温、气压、相对湿度、风向风速、降水量等观测资料的对比,发现新址气温、本站气压、降水量均低于旧址,风速、相对湿度均高于旧址。并从海拔高度、下垫面性质、测站环境等方面分析了新旧站址各气象要素差值的形成原因,为都匀国家一级气象观测站的资料序列延续和订正提供依据。     

煤矿瓦斯浓度与气象因子相关分析及预报模型

对山西省大同市地方煤矿1979~1997年发生的90起重大典型事故案例进行分析,发现瓦斯事故是发生次数最多,占事故总数的33%,而其造成的灾害也最重。瓦斯浓度的高低与气象因子具有一定的相关性,通过统计计算,得出了旬瓦斯浓度与旬气温、旬气压的相关关系,建立了旬瓦斯浓度预报模型和逐日瓦斯浓度等级预报模型,预报拟合率和试报效果较好。利用该研究成果,结合中短期天气预报,可以提前预报瓦斯浓度的变化趋势,对于搞好煤矿安全生产的管理,及时加大通风,减少事故发生具有重要意义。     

基于ECMWF产品的站点气温预报集成学习误差订正

提出一种基于数值模式预报产品的气温预报集成学习误差订正方法,通过人工神经网络、长短期记忆网络和线性回归模型组合出新的集成学习模型（ALS模型）,采用2013—2017年的欧洲中期天气预报中心数值天气预报模式2 m气温预报产品和中国部分气象站点数据,利用气象站点气温、风速、气压、相对湿度4个观测要素,挖掘观测数据的时序特征并结合模式2 m气温预报结果训练机器学习模型,对2018年模式2 m气温6~168 h格点预报产品插值到站点后的预报结果进行偏差订正。结果表明:ALS模型可将站点气温预报整体均方根误差由3.11℃降至2.50℃,降幅达0.61℃（19.6%）,而传统的线性回归模型降幅为0.23℃（8.4%）。ALS模型对站点气温预报误差较大的区域和气温峰值预报的订正效果尤为显著,因此,集成学习方法在数值模式预报结果订正中具有较大的应用潜力。     

库尔勒气象站迁站前后气象要素特征及成因分析

利用2016-2018年库尔勒气象站迁站前后基本气象要素的观测资料进行对比分析,结果显示：(1)平均气温、平均最低气温年、月值均是新站低于旧站,年值分别低2.1℃和4.1℃,年平均最高气温持平；春季气温差值变化相对较小,夏、秋、冬季气温差值变化相对偏大。(2)各月相对湿度新站大于旧站,各季相对湿度差值夏季最大,年平均相对湿度新站比旧站高11%。(3)平均气压新站高于旧站,年平均气压差值为3.2pha。各季差值冬季最大,(4)平均风速新站比旧站偏大0.1m/s,春季、夏季风速大于其他季节；最大风速新站比旧站偏大1.3-6.2m/s；主导风向由ENE转为E。(5)年平均气温、最低气温、平均湿度和年平均气压,迁站前后资料有显著差异,年平均最高气温、平均风速无显著差异。(6)测站周围环境、海拔高度、下垫面、地形等因素是造成新旧站气象要素差异的主要原因。     

ECMWF模式对陕西2016年春夏季气温预报性能评估

利用2016年春、夏季节陕西99个国家站的气温逐1 h观测数据,对ECMWF高分辨率数值模式对陕西国家站0~72 h逐3 h和78~240 h逐6 h的气温预报性能进行评估。结果表明,陕西大部分地区,气温预报误差≤1 ℃和≤2 ℃的准确率在72 h之前分别为30%~50%和55%~85%,96 h之后分别为10%~30%和25%~55%,夏季的准确率高于春季,20:00起报的准确率略高于08:00起报。随着预报时效的增加,模式的气温预报能力和稳定性波浪式下降,日变化特征明显,23:00至次日11:00时段的预报能力和稳定性好于14:00—20:00时段。模式的气温预报值与观测值有很好的相关性,但是模式和实际观测站的地形高度差异会对气温预报质量产生较大影响。基于气温垂直变率和模式与实际观测站的地形高度差异进行的高度差订正,可以适当提高模式的气温预报水平,文中提出的几种气温预报的高度差订正方法,对陕西大部分地区的气温预报为正订正效果,但还存在一些问题,有待进一步研究。     

各气象要素影响沙尘暴的方式和强度研究

利用1954—2005年甘肃60个测站春季17个气象要素和沙尘暴的日资料,对这些要素影响沙尘暴的方式和强度进行了详细分析。结果表明,风速、最大风速、蒸发量是甘肃省沙尘暴的正影响因子;相反,相对湿度、最小相对湿度、最低气压、水汽压和日照时数是负影响因子;气压、最高气压、气温、最高和最低气温,以及20:00～08:00,08:00～20:00和20:00～20:00的降水量对沙尘暴的影响方式具有明显的区域性差异。各要素对沙尘暴的影响强度具有明显的区域性差异,平均而言,最大风速、平均风速、最大风速风向、日照时数及蒸发量对甘肃沙尘暴的影响强度依次最大,20:00～08:00,08:00～20:00和20:00～20:00的降水量、气压和气温的影响强度依次最小。     

近4年早春宝鸡市区气象条件对空气污染的影响

利用2015-2018年3月宝鸡市区气象监测站地面观测资料与环境监测站空气质量数据进行对比分析,结果表明:①早春宝鸡市区首要污染物为PM2.5、PM10和O3。2016年与2018年3月污染日数多,主要气象因素是降水量偏少,连续无降水日数持续时间长,东风日明显多于西风日。②PM10质量浓度(C(PM10))变化与日平均气压、日降水量关系密切,且均为反相关;PM2.5质量浓度(C(PM2.5))与日最小相对湿度正相关特征明显;臭氧质量浓度(C8h(O3))与日最小相对湿度呈显著反相关,与日平均气温的正相关特征明显。③气压升高,连续性降水越多,西风日越多,越有利于污染物质量浓度的下降。C(PM10)大值区多出现在偏南风或偏东北风时;C(PM2.5)和C8h(O3)在偏东风时较大。④C8h(O3)主要出现在前期日最高气温突然增加5~8℃的当天和日最高气温为近期极值后的1~2 d。⑤沙尘天气使C(PM10)与C(PM2.5)明显升高;早春影响宝鸡市区的沙尘天气主要有蒙古气旋东移和冷空气东移南下两种地面形势。