利用无人机探测台风海鸥的气象要素特征

2008年7月18日对0807号台风海鸥进行了无人机探测工作。该次探测为中国大陆首次利用无人机直接向台风中心方向飞行, 进行台风基本气象要素的探测。无人机对台风海鸥进行了近4 h的飞行探测, 飞行高度为500 m, 距台风中心最近距离为108.4 km, 成功获得了探测时段内的温度、气压、相对湿度、风向、风速及海拔高度等基本气象要素数据。结果表明:气压和海拔高度呈显著性相关 (r=-0.98);距离台风中心越近, 气压越低, 风速越大, 温度也呈明显下降趋势; 地面至300 m的平均温度梯度为-1.02 ℃/100 m, 300~500 m的平均温度梯度为-0.46 ℃/100 m, 近地面的温度随高度变化较大; 探测时段内, 风速最大值为22.3 m/s, 平均值为15.1 m/s。     

河西走廊东部西北气流型沙尘暴的大气物理特征分析

利用2006—2022年河西走廊东部常规高空地面观测资料、民勤探空站08时和20时间隔50 m高空加密观测资料,分析冬季和春季西北气流型沙尘暴气象要素时间、垂直结构变化及大气层结特征。结果表明:（1）研究区西北气流型沙尘暴出现在地气温度和温差最大、相对湿度最小、地面气压和风速陡增时,特别春季沙尘暴发生时风速大、地表干且近地层热力对流最强。（2）垂直结构特征是早干晚湿、风速随高度递增,风向先顺转后逆转,低层暖高层冷,而春季低层气温较高,垂直温度梯度增幅大,温度露点差大,冷暖空气强度强且交汇高度较低（1 km附近）,层结更不稳定,易发生沙尘暴。（3）位温随不稳定层结高度变化梯度较大时间春季为08时和冬季为20时,即沙尘暴春季出现早于冬季。春季20时和冬季08时不稳定高度厚而低,因而春季下午到夜间、冬季中午沙尘暴较强。（4）500 hPa冷平流中心强度(≥-34℃) 和西北急流(≥26m/s) 越强,对应700 hPa河西风速大于20 m/s及低层暖区范围越大,沙尘暴强度越强,持续时间越长。     

近40年京津冀蒸发皿蒸发量变化特征及影响因子

为了研究京津冀地区蒸发皿蒸发量的变化特征及成因,在京津冀地区200多个气象站中选择资料序列完整且具有较长时间序列、测站环境评分都在70分以上(按照中国气象局对测站探测环境评分标准评分)、均匀分布的87个气象站,利用1970—2013年京津冀地区87个气象站蒸发皿蒸发量以及其他气象要素的观测资料,采用线性倾向估计法和完全相关系数法,分析近44年来京津冀蒸发量变化特征及影响因子。结果表明,近44年来,京津冀地区年、季蒸发量呈明显下降趋势。全年蒸发量减少速率由大到小分别为:山前平原区太行山区冀东平原区燕山丘陵区冀北高原区(蒸发速率由北向南逐渐增大);四季中下降速率为:春季秋季冬季夏季。分析蒸发量与影响因子的完全相关系数发现,气温日较差、日照时数和平均风速是影响京津冀地区蒸发皿蒸发量变化的主要因子,在平原地区,平均风速是主导因子;在山区和高原地区,日照时数是主导因子。     

京津冀地区辐射雾生消影响因子和污染物特征分析

利用京津冀地区地面、高空气象观测资料和空气质量数据,分析了2002—2020年京津冀地区辐射雾气候特征,以及出现辐射雾前后气象要素和不同粒径污染物的变化。结果表明：京津冀中南部的平原地区是辐射雾的高发区,坝上高原和北京西北部山区出现次数较少,辐射雾日最小能见度普遍可降至0.1～0.6 km,并随日出升温迅速增大。高低气温差(辐射雾发生前一日最高气温与当日最低气温的差值)多集中在6.0～10.4℃,最大可达到20.3℃,最小为0℃,且空间差异性较大;春季的高低气温差大于其他季节,但极大与极小值均出现在冬季。辐射雾出现前一日14时的地面风速为1.0～2.4 m·s^-1,到20时和当日08时风速降至1.0 m·s^-1左右,风向以偏北风和偏南风为主;垂直逆温多从地面开始,通常较为浅薄,风向随高度从北逆时针向西偏转。雾爆发当日,随着日出后气温升高、风速加大、湿度下降,PM_2.5和PM₁₀浓度下降,空气污染程度逐渐降低。     

浅析三亚凤凰国际机场西风特征

采用三亚凤凰国际机场2002～2012年AWOS自动观测站小时观测资料,统计具有季节性代表的1月(冬季)、4月(春季)、7月(夏季)、10月(秋季)的西风(风向及风速)、温度、降水数据,得出西风的年际变化、季节变化及日变化特征,对本场飞行跑道更换及趋势预报提供依据.夏季西风频数为全年最高值;同等条件下,西风日数随着温度的降低而减少,反之亦然;夏季西风开始时间最早,结束时间最晚,持续时间最长;春季和冬季14～17时西风对飞行影响较大,夏季为12～17时,秋季在13～16时;西风风速日变化主要为单峰型,在14～15时达到最大值;夏季11时至17时,平均风速均在4m·s-1以上.     

京津冀4次重度污染过程的气象要素分析

利用2014年京津冀地区4次重度污染过程中的AQI数据及相关气象资料,分析了4次重度污染过程中相对湿度、平均气温、平均风速和海平面气压的一些特征。结果发现:京津冀中南部是重度污染发生的主要区域,是这4次过程中的共同点;就目前的排放水平而言,相对湿度持续高于60%时是出现重度污染并维持的重要指标;平均气温对于出现重度污染过程的指示意义不足;无论是在冬季、春季还是秋季出现的重度污染过程,平均风速小于2.0 m·s~(-1)是污染物堆积的必要条件;海平面气压的高压和低压区位置对于污染范围有着明显影响,高压区位于京津冀地区的偏东位置时,有利于该地区污染出现或维持重度水平。     

塔克拉玛干低空急流特征分析

利用2000~2013年ERA-Interim再分析资料对塔克拉玛干地区风速廓线进行分析,发现在多年平均状态下边界层内存在风速极大值中心,表明该地区可能长时间、广泛存在低空急流。为进一步判定、分析可能存在的低空急流及其季节变化特征,本文从最大风速发生高度、逆温以及风切变3个方面考虑,给出了低空急流的具体判定条件。通过客观判定表明,塔克拉玛干地区常年存在偏东方向低空急流,具有较高的发生频率,最大频率出现在8月份达68.4%,最小频率在12月份,为54.5%。急流中心高度和最大风速均存在显著的季节变化:夏季低空急流发展最高,平均高度位于地面以上339.6 m,冬季高度最低,平均高度237.7 m,春、秋季高度相近约为290 m左右;急流最大风速春、夏季最强,平均值高于7.5 m/s,秋季风速减弱为6.3 m/s,冬季达到最小值5.0 m/s。此外,分析还发现急流最大风速先随高度上升而增加,达到地面以上某一高度范围后,又随高度增加而减小。     

四川盆地低空飞行的气象条件分析

根据2011～2018年四川省152个站点逐日08、14、20时的常规地面观测资料、逐小时加密自动站资料，以及3个探空站08时探空资料，详细分析了四川盆地低空(3000m以下)飞行的气象条件，包括不同高度层风场、温度、低云等气象要素的时空分布特征，以及对通用航空飞行器的影响。结果表明:四川盆地一年之中春季以及一日之中下午地面风对通航飞行的影响最大，秋季最小；盆地西北地区850hPa以下存在逆温层以及风向的切变，因此容易产生飞机颠簸，700hPa高度层因风向均匀而受到切变的影响最小；冬季盆地西北地区最易产生飞机积冰，且850hPa高度最容易发生中度积冰；盆地中部低云对飞行的影响最小。      

东亚副热带急流的空间结构及其与中国冬季气温的关系

本文利用1950～2012 年NCEP/NCAR 逐月再分析风场资料和中国542 个台站逐日观测资料研究东亚副热带急流(EAJ)的空间结构及其与中国冬季气温的关系。结果表明,东亚副热带急流在空间呈不规则管状结构,冬季急流体积最大,垂直厚度范围自500 hPa 至100 hPa;夏季急流体积最小,仅存在于200 hPa 附近。急流管在秋、冬、春季略呈西南—东北走向,在夏季呈西—东走向。不同高度上的最大风速轴线在南北方向的移动不尽一致,春、秋季低层风速轴比高层偏北。东亚急流管不同区域下方的垂直运动及其年变化存在差异。冬季东亚副热带急流强度与同期中国气温关系密切,特别是高原上空的急流越强时,中国大部分地区冬季气温偏低。     

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。     

长江江苏段江面雾的特征和预报着眼点

利用2010—2013年长江江苏段沿线布设的36套自动气象站每分钟1次的能见度、相对湿度、温度、风向和风速等实况监测资料,对江面雾的时空分布特征和气象要素进行了统计分析,结果显示:江面雾主要发生于6、11和1月;主要形成于19时至次日07时,其中02—04时最多,结束于06—12时,持续时间以3～9h为主。成雾时相对湿度基本在85%以上;主要的温度区间为春季5～19℃、夏季18～26℃、秋季7～23℃、冬季0～11℃;春、夏、秋三季风速都在5m·s~(-1)以下,冬季风稍大些,甚至在6m·s~(-1)左右的风速下仍然会生成雾,春季以1～2m·s~(-1)的NNE—E为主;夏季以0.3～1m·s~(-1)的NNE—ESE为主;秋季以0.3～2m·s~(-1)的NNE—NE和E—ESE为主;冬季以1～2m·s~(-1)的NNE—NE和WNW为主。此外,对出雾时首站的能见度变化进行分析,发现稳定的江面雾形成之前也会形成明显的"象鼻形"先期振荡特征,这一特征给江面雾的预警预报提供了依据。     

中国区域近地面风速动力降尺度研究

利用2006年NCEP FNL再分析资料和气象站点观测资料,评估中国区域近地面风速WRF动力降尺度效果。结果表明:WRF模式显著高估近地面风速,在风速较大(小)的区域,WRF模式低(高)估了近地面风速;春季和冬季WRF模式模拟的近地面风速误差较大,夏季和秋季模拟的风速误差相对较小;西北干旱区、青藏高原和华南地区WRF模式模拟的风速误差较大,其他地区风速误差相对较小;3种边界层参数化方案(YSU、MYJ和ACM2)中ACM2方案模拟的风速偏差最小。     

三沙市永兴岛低空风的变化

该文利用2003年3月—2011年12月三沙市高空气象探测站L波段雷达探空资料,分析了三沙低空风的变化特征。结果表明:三沙2006年3月—2011年12月高空气象探测站所测地面—1 500 m不同高度的风向变化大致相同,各层风中主要盛行NE、ENE、SSW风;静风出现最少,其次是NW、WNW、NNW风向;春季地面—1 500 m高度的风向分布为双峰形状,主要集中在NE-ENE、SSE-SSW,夏季、秋季、冬季地面—1 500 m高度的风向分布为单峰形状,夏季风向主要集中在SWSW,秋季风向主要集中在NE-E,冬季风向主要集中在NNE-ENE;地面—1 500 m的各层风中,地面平均风速最小,500 m低空平均风速最大;地面—500 m高度的风从夏季至冬季都逐渐增大,1 000~1 500 m从春季至秋季增大,冬季反而减小;地面—1 500 m平均风速11—12月份最大,3—4月份风速最小。     

基于激光雷达的宁波地区气溶胶垂直分布特征研究

利用2016年宁波逐时气象观测资料、大气成分监测资料及气溶胶激光雷达资料,对宁波地区霾日进行判定,并对不同天气状况下气溶胶垂直分布特征进行分析。结果表明:2016年宁波地区霾日共70天,轻微霾最多为54天。气象要素和颗粒物浓度在霾日和非霾日都有明显日变化特征,除风速以外,能见度、PM2.5和PM10在霾日和非霾日有非常显著的差异。霾日和非霾日均在高度为0.00.5km时,气溶胶消光系数最大,贡献率分别为53.3%和40.5%。不同季节气溶胶消光系数变化范围有明显差异,消光系数在霾日秋季的>冬季的>春季的;非霾日冬季的>秋季的>春季的>夏季的。秋冬季多冷空气活动,多污染物输送造成霾日消光系数明显高于非霾日的,秋季两者消光系数峰值差异达0.47km^-1。夜间到早晨由于扩散条件不利,容易有污染物的积累增长。春季轻微霾在02时前后消光系数最大,可达2.9km^-1;轻度霾08时在1.4km处的最大,可达2.8km^-1。秋季轻微霾在0.5km以下,02时、08时有消光系数峰值区,最大可达1.0~1.2km^-1。冬季多静稳天气,扩散条件较差,气溶胶消光系数日变化规律不明显,随着霾程度的加重,消光系数波动幅度增大,无霾或轻微霾时消光系数为0.0~1.0km^-1,轻度和中度霾时,消光系数峰值从1.2km^-1增大到2.2km^-1。     

非冻结水体对气温影响的观测试验与模拟评估

为定量评估水体对温度的影响,通过观测试验和数值模拟研究不同尺度水体的影响范围,并进行敏感性试验分析,得到以下主要结果:(1)观测试验表明,冬、春季水体对周围的影响主要表现为夜间增温和白天降温,离水体越近,效果越明显,影响范围小尺度水体冬季可达200 m,春季影响距离减小,大尺度水体可达1 km,水体的增温作用存在背景风速阈值,小尺度水体的阈值为3 m·s~(-1),大尺度水体的阈值为4 m·s~(-1),当背景风速小于阈值时,增温作用显著,大于阈值时,增温作用不显著,白天降温作用受风速的影响不大。(2)数值模拟结果表明,不同尺度水体对温度均有白天降温、夜间升温的作用,以0.05℃为标准,小尺度水体对温度的影响范围达到100 m,以0.2℃为标准,大尺度水体的影响范围达到3.7 km左右。(3)对背景风速、初始温度、天气状况的敏感性分析表明,夜间,当风速小于对应阈值时,风速越大,水体对下风向的影响越大,大于对应阈值时,水体的影响不随风速变化而变化;白天,水体对下风向的影响受初始风速的影响不如夜间明显,夜间,温度越高,水体的影响距离越小,白天反之,水体对温度的影响随天气变化显著不同。     

大通县一般站迁站对比观测数据的差异分析

利用大通站新址与旧址2017年1—12月同期实测到的气象资料,采用统计分析方法分析大通站迁站前后气温、湿度、风等要素;用U检验法对气象观测站迁站前后资料是否有明显差异进行检验。得出:(1)全年平均气温新址比旧址偏低0.2℃,平均最高、最低均偏低分别为0.7℃、1.6℃。冬季和春季为负温差,夏季和秋季基本为正温差,且温度越低负温差越大,温度越高正温差也越大;全年的月平均风速新址均高于旧址,全年月平均差值分布没有一定的规律性,冬季和夏季两站的月平均风速相差明显比其它季节大;全年相对湿度除6、7、9月新址小于旧址外,其余各月均新址大于旧址。(2)从U检验结果看,除了10、12月最低气温外,其他气象要素在迁站前后无显著差异。在使用气象资料时,新旧站址资料能够合并统计。     

丹东冬季一次低空风温场观测分析

利用 1997年2月10～22日丹东冬季的 1次低空探空观测资料 ,分析了丹东地区低空风速、风向和温度及大气混合层高度的变化规律。     

Analysis of the interannual variations and influencing factors of wind speed anomalies over the Beijing–Tianjin–Hebei region

风场对京津冀地区雾霾的产生和消散起着决定性作用。本文利用站点观测数据,研究了京津冀地区冬季风场的年际变化及其影响因素。研究表明,京津冀地区的冬季平均风速为2.0 m s~(-1),每年降幅为0.01 m s~(-1)。大多数情况下,强风年对应热带太平洋东部的负海温异常,而弱风年份相反。此外,京津冀地区冬季风场的年际变化还受到包括北半球中高纬度气压梯度、欧亚大陆地表温度、菲律宾东部热带太平洋海面温度等多重因素的影响。     

气候变暖对黄淮海地区小麦产量可能影响的模拟试验

本文分析了黄淮海地区小麦生育期内不同时段的温度、降水与产量的关系,分别得到了不同类型的偏回归系数曲线。在此基础上,进行了不同季节温度升高对小麦产量的影响及温度、降水同时变化综合影响的模拟试验。结果表明,各地不同季节气候变暖对小麦产量的影响不同:北部、中部地区秋季、冬季变暖将导致增产,春季减产;而南部地区则秋季、春季将减产,冬季增产(河南南部略有不同)。降水量变化对各地各季气候变暖产量效应的迭加作用不同:北部、中部地区秋、冬季降水有利于增产,春季降水对减产略起缓解作用;南方各季降水过多均对小麦不利。总的说来,大部分地区若小麦生育期内气候变暖变湿,将有利于增产,但南部地区降水过多有不容忽视的负作用。     

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。