基于湍能耗散率的航空颠簸集成预报方法

为提升对飞机颠簸的客观预报能力，设计一种新的基于湍能耗散率（Energy Dissipation Rate，简称EDR）的航空颠簸集成预报算法，预报结果可实现与机载探测到的新型颠簸实况直接对比验证，且预报强度不受机型差异的影响。该算法利用中国气象局中尺度天气数值预报系统（CMA-MESO）的基本气象要素计算多个代表晴空颠簸（Clear Air Turbulence，简称CAT）和山地波（Mountain Wave Turbulence，简称MWT）的预报指数，在各预报指数和颠簸实况EDR的概率密度函数均基本符合正态分布的假设条件下，利用前期各指数和实况之间的概率密度匹配关系，将原预报指数在实时数值预报中转换为以EDR为单位的预报值；再将其根据预报评分给予不同权重，集成为包含晴空颠簸和山地波的EDR颠簸预报产品。主客观检验结果均显示这种颠簸预报产品能够大致反映不同区域和类型的颠簸情况，多种算法的集成预报效果总体好于单一指数预报；相对作用特征检验（ROC）表明轻度以上颠簸的预报结果可以提高命中率并降低空报率，具有较高的预报正技巧。     

华家岭雾凇气候特征与预报研究

基于华家岭国家基本气象站 1951-2020 年气候资料，应用Morlet小波分析法、Mann-Kendall突变检验、气候倾向率等方法分析华家岭雾凇气候变化特征，应用箱线图法分析适宜雾凇形成的气象条件，应用Bayes逐步判别法建立雾凇预报模型。结果表明：华家岭年平均雾凇日数69.1 d，呈减少趋势，气候倾向率为-2.5 d/10a，2018年后减少显著，2015年为突变年；呈现稳定的5 ａ短波动周期和25 ａ长波动周期。各季节变化趋势存在差异，春季（-1.2 d/10a）、秋季（-1.5 h/10a）呈减少趋势，冬季（0.05 d /10a）呈微增加趋势。从月分布看，华家岭除7、8月份其余时间均有雾凇出现，2月最多；各月雾凇日数的线性变化趋势不一致，4、10月下降显著；1、2月雾凇日数年际变化小。适宜华家岭雾凇形成的气象条件是日平均气温-10.8～-1.0 ℃、最低气温-13.5～-3.5 ℃、风速2.3～6.3 m/s、相对湿度大于65%。选用日平均气温等13个变量作为预报因子建立雾凇预报模型，经回判检验，分月检验准确率84.0～90.0%。研究结果可为地区旅游产业的发展规划和冰雪旅游气象服务提供参考，加速推进冰雪旅游产业发展，助力乡村振兴战略。     

环青海湖地区夏半年极端降水时空特征及其对大气环流因子的响应

研究利用环青海湖地区8个气象站点1961—2018年逐日降水数据，分析了该地区夏半年降水量和极端降水指标的时空演变和大气环流特征，为准确理解水资源变化提供了重要的研究基础。结果表明：近60年环青海湖地区夏半年降水量呈显著增加趋势；极端降水事件各项指标（夏半年极端降水量、夏半年极端降水日数、夏半年极端降水强度、夏半年1日最大极端降水量、夏半年极端降水事件频率）呈上升趋势，尤其2005年以来各项极端降水指标上升趋势特别明显。21世纪初期是环青海湖地区的降水突变期，夏半年降水量和极端降水事件多项指标均在这一时期发生了突变。通过对极端降水指标与环流变化的关系研究发现，南极涛动指数(AAO)、西太平洋副高强度指数(WPSH)与极端降水指标显著正相关。在2006年前后南极涛动指数(AAO)和西太平洋副高指数(WPSH)发生比较明显的转折性变化，最终导致环青海湖地区夏半年极端降水各项指标在2006前后出现比较明显的突变。环青海湖地区夏半年降水量和极端降水量均存在6年的短周期和16年左右的长周期。环青海湖地区夏半年极端降水量和半年极端降水日数的均表现为西部较东部显著的空间变化特征。     

雷电计数器误差分析及回击脉冲识别研究

研究了实际地闪过程中三种放电脉冲的形成机理及电流参量,在此基础上结合雷电计数器工作原理分析了计数误差的来源,指出峰值较大的M分量脉冲是导致计数结果偏高的主要原因。通过大量的自然雷电及人工引雷测量数据对比研究,提出通过计算脉冲波头陡度识别有效计数信号的方法,将0.8kA/μs作为判断脉冲类型的特征值,为研制能够测量具有科学意义计数结果的雷电计数器提供设计依据。