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期刊信息/Journal information
高原气象
高原气象

吕世华

双月刊

1000-0534

gybjb@lzb.ac.cn gyqx@lzb.ac.cn

0931-4967002

730000

甘肃省兰州市东岗西路322号

高原气象/Journal Plateau MeteorologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是全国性大气科学学术期刊之一， 努力反映高原气象学及其相关学科领域具有创造性和高水平的新成果， 新观点、 新动向。推动高原气象学及相关学科的发展， 促进国内外学术交流， 传播高原气象学和全球气候变化相关的科学知识， 为国民经济发展和西部大开发战略服务。重点报导青藏高原以其强烈的隆升， 独特的自然环境、 丰富的自然资源和对周边地区气候与环境的深刻影响， 及邻近地区的天气气候及大气物理、 化学等的观测事实， 大气环流理论， 预报预测方法， 高原大地形的动力和热力影响等， 也报导相关学科的研究成果， 本刊设学术论文、 短论、 研究简报、 学术讨论、 经验交流和综合评述等栏目。
正式出版
收录年代

    基于指数滤波模型的青藏高原根系层土壤水分估算研究

    宋雨曦苏建宾文军郑东海...
    134-149页
    查看更多>>摘要：高精度、长时序的土壤水分数据对青藏高原陆-气相互作用研究十分重要.然而,当前青藏高原土壤水分研究大多聚焦表层土壤水分的卫星反演,根系层土壤水分的估算研究相对匮乏.基于青藏高原五个土壤水分观测网络(狮泉河、帕里、那曲、黑河上游、玛曲)数据,本文系统评估了指数滤波模型在青藏高原不同气候与下垫面区域估算根系层(10cm/20 cm/40 cm)土壤水分的适用性,探讨了不同环境因素(土壤、气候、植被)对模型特征时长参数T值的影响,最后评估了利用三种方法(各观测网络或青藏高原站点最优T值(Topt)中位数、随机森林模型)获取的区域T值估算青藏高原根系层土壤水分的可靠性.研究发现:(1)随着土壤深度的增加,根系层与表层土壤水分的相关性降低,而其空间异质性增大,导致指数滤波模型的应用精度降低,而模型T值及其空间异质性增大;(2)空间上随着降水量和土壤含水量的增加,根系层与表层土壤水分的相关性增大,而其空间异质性降低,使得指数滤波模型的应用精度上升,而其在区域内不同站点应用精度的差异呈现降低趋势;(3)土壤性质尤其是砂土含量是控制青藏高原区域T值空间分布的主要因素;(4)T值的获取对指数滤波模型在青藏高原的应用精度影响较小,当前常用的区域Topt中位数和随机森林模型均能获取相对合理的区域T值和取得一致且相对准确的模拟结果.本研究的发现有望推动利用指数滤波模型基于卫星表层土壤水分资料准确获取青藏高原根系层土壤水分.

    青藏高原指数滤波模型根系层土壤水分不同气候与下垫面区域

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    前期东北大西洋-地中海西部海温异常影响河南省干热风的可能途径

    竹磊磊苏晓乐潘攀吴璐...
    150-162页
    查看更多>>摘要：河南省是中国冬小麦的主产区,也是较易受干热风影响的地区.目前对干热风的研究和预报多在天气尺度,从气候的角度研究干热风是否具有可预报性,具有非常重要的意义.本文基于河南省干热风资料、NCEP/NCAR再分析资料和哈得莱环流中心海温资料,分析了 1980-2022年前期海温异常与河南省干热风日数的关系,及其可能影响途径.结果表明:(1)豫北、豫西北和豫中多年平均干热风日数较多,其他地区则相对较少.日干热风出现的概率由南向北、由5月下旬至6月上旬逐渐增加.全省平均干热风日数有显著增加趋势.(2)河南省干热风日数与当年3-4月东北大西洋-地中海西部(关键区)海温在年代际和年际尺度上均存在着密切相关,两者与干热风发生时段500 hPa高度场在去趋势前和去趋势后的显著正相关区在东亚中纬度地区位于新疆北部至贝加尔湖尔湖北部,显著负相关区位于我国东北至日本群岛附近,与850 hPa风场在去趋势前和去趋势后的相关在上述正、负显著相关区分别呈反气旋和气旋分布,气旋后部呈偏北风的显著相关,即3-4月关键区高海温年,出现的蒙古高压脊和东亚大槽造成了河南省的干热风天气.海温与环流场的相关在去趋势前和去趋势后在中纬度地区呈现出一个更明显的由东北大西洋经欧亚大陆至东北亚的纬向遥相关波列.(3)西太平洋副热带高压(以下简称副高)偏南(北)时,干热风日数易偏多(少),而3-4月关键区高(低)海温则可以导致副高偏南(北).(4)干热风偏多年和偏少年、3-4月关键区高海温年和低海温的干热风发生时段30°N-55°N经向平均的涡度差值,及高、低海温年的干热风发生时段500 hPa准地转流函数距平和波作用通量均显示在中纬度地区存在自东北大西洋至东北亚的纬向波列.也即表明,3-4月关键区海温可以激发出一个后期干热风发生时段的类似波列,经欧亚大陆传至东北亚,而高海温年在东亚中纬度地区的环流分布造成了河南省的干热风天气.

    干热风东北大西洋地中海西部海温遥相关波列

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    青藏铁路沿线湖泊及其与铁路最小距离演变研究

    于涛张圣杰文莉娟王梦晓...
    163-177页
    查看更多>>摘要：受全球气候变化影响,青藏高原湖泊近年来变化剧烈,充分了解湖泊演变特征及其驱动因素对保护沿湖重大工程设施有重要意义.基于青海湖与错那湖的Landsat遥感影像、面积数据和水位观测数据,本文对两湖演变及其与青藏铁路最小距离变化进行了细致研究,进一步结合中国区域高时空分辨率地面气象要素驱动数据集(CMFD)和气象站的气象数据,揭示了影响两湖水位变化的主要气象因子,结果表明:(1)1956-2004年青海湖呈退缩态势,2004年水位和面积达到最低值后转为逐渐增加,2004-2020年水位年均增长率为0.20m·a-1,2004-2022年面积年均增长率为19.20 km2·a-1.2000-2018年的错那湖水位与从20世纪70年代至2022年的面积均呈轻微波动变化,水位和面积的年际最大变化值分别为0.60 m和9.98 km2.(2)1990-2022年青海湖与青藏铁路最小距离先增加后减小,2004年后二者最小距离以19.6 m·a-1的速率缩短,至2022年最小距离为74.3 m;2004-2022年错那湖与青藏铁路最小距离变化趋势不明显,至2022年二者最小距离为32.3 m.(3)青海湖的水位变化受风速、年降水量、向下短波辐射、向下长波辐射和比湿影响,贡献率分别为38％、24％、20％、14％和4％;错那湖水位变化主要受年降水量影响,其余气象因子与水位变化相关性不显著.

    青海湖错那湖青藏铁路面积变化水位变化相关分析

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    秦岭山脉南北麓暴雨触发条件对比分析

    武麦凤乔舒婷郭大梅任小同...
    178-190页
    查看更多>>摘要：采用实况气象观测资料、FY-2G卫星云图资料、多普勒雷达资料和ERA5 0.25°×0.25°逐小时再分析资料,对2021年8月21-22 日同时发生在秦岭南北麓的强等级暴雨过程进行对比分析,探讨秦岭南北麓暴雨触发条件的影响机制.结果表明:秦岭北麓流场上,西风带系统在秦岭特殊地形作用下,对流层低层形成中尺度气旋性环流,通过热力作用触发暴雨,对流性降水持续时间短,强度小;湿斜压性增强是秦岭北麓暴雨开始的一个信号,当湿斜压性减弱以及中层比湿减小时,降水结束.对秦岭南麓而言,地形作用下对流层低层流场形成中尺度辐合线触发暴雨;降水释放的凝结潜热加热低层大气,与中低层入侵的冷空气共同构建对流不稳定结构,上升运动增强,降水增强和持续;对流云团在高温高湿的环境下迅速组织化合并发展,形成中尺度对流复合体(MCC),对流强度大,对流层结深厚,小时雨强大;中低层冷空气的入侵和扩散到地面的时间分别与秦岭南麓强降水的开始和结束时间对应.

    秦岭地形暴雨动力作用热力作用

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    基于多层感知机模型的长三角水稻种植区净生态系统碳通量模拟

    席闻阳何建军王智麟郭立峰...
    191-200页
    查看更多>>摘要：中国长江三角洲地区(以下简称长三角地区)是典型的水稻种植区,其碳源汇对区域气候和环境具有重要影响.本文系统地分析了长三角地区净生态系统碳交换量(net ecosystem exchange,NEE)与各个气象因子之间的关系,发现NEE与太阳短波辐射的相关性最强,其次与湿度相关参量(饱和水汽压差、相对湿度)等呈现较强的相关性.同时,NEE与太阳辐射、气温、湿度因子、风速和摩擦速度的相关性呈现明显的昼夜变化.基于上述分析,本文利用NEE和气象观测数据构建了长三角水稻下垫面多层感知机(Multi-layer perceptron,MLP)NEE模拟模型,评估了模型的模拟效果及其时空稳定性.构建的MLP模型能较好地拟合NEE,训练集模拟的NEE与观测值的相关系数达到0.88,均方根误差为5.34μmol·m-2·s-1;MLP模型在模拟长三角水稻季NEE时表现良好,在东台和寿县站点的模拟NEE结果与观测值的相关系数均高于0.78,模型具有较好的时空稳定性;MLP模型模拟白天平均NEE的效果好于夜间平均NEE的效果.研究结果揭示了影响水稻碳循环的主要气象因子,为认识长三角水稻种植区碳循环时空分布特征提供支撑,对准确评估全球和区域碳通量具有重要意义.

    机器学习MLP模型NEE长江三角洲地区水稻种植区

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    近62年我国极端高温事件的时空变化特征

    卢珊胡泽勇沈姣姣王百朋...
    201-213页
    查看更多>>摘要：利用1961-2022年全国664个地面观测站的逐日最高气温资料,系统分析了全国和各分区极端高温事件及其起讫日期的时空分布及演变特征.结果表明,我国有近9成极端高温事件集中在夏季,其中出现在7月的极端高温事件占全年总数的39.3％.全国极端高温事件在近62年迅速增加,极端高温日数和高温极值在9成以上的站点监测到增加趋势.极端高温事件在高海拔地区的增加更为明显,青藏地区的极端高温日数每10年增加2.9天,高温极值增幅为0.34 ℃·(10a)-1.极端高温事件开始日期和结束日期在全国大部分站点分别呈现出明显的提前和推迟趋势,受起讫日期的反向变化影响,极端高温事件持续期的增加趋势更为突出.西南地区是各分区中极端高温事件持续期增加最快的地区,其增加速度达10.8d·(10a)-1.长时间维持的连续性极端高温过程对人民生产生活造成严重威胁,进入21世纪以来,连续性极端高温过程在我国呈现出高发态势.华南和西南地区的连续性极端高温过程的增加较为明显,其中华南地区的连续性极端高温过程频次和累积日数每10年分别增加0.5次和2.5天,均为各分区中最高.

    极端高温事件连续性极端高温过程起讫日期时空演变

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    融合相似预报方法在陇东南短期强降水预报中的应用

    黄晓远李旭杜梦莹叶培龙...
    214-223页
    查看更多>>摘要：基于逐步过滤相似法和自组织映射(SOM)神经网络方法,提出了一种融合相似预报方法.利用ECMWF模式预报产品、ERA5再分析资料和地面气象台站观测数据,使用该方法对2021-2022年陇东南地区开展了时效为72 h的强降水预报试验,并对预报效果进行了检验.结果表明:(1)融合相似预报方法的TS评分处于4.5％～9.1％之间,与ECMWF模式预报结果相比表现出一定的优势.随着预报时效的增长,强降水预报的TS评分呈现减小的趋势,其在08:00(北京时,下同)起报的TS评分相对较高.(2)相比于单独使用逐步过滤相似预报,融合相似预报方法的准确性有所提升,并能在一定程度上降低空报率.其中08:00起报和20:00起报的TS评分提高了 1.31％和0.63％,而FAR同时下降了 2.39％和1.25％.

    强降水短期预报相似预报逐步过滤相似自组织映射(SOM)

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    2022-2023年中昆仑山北坡不同海拔气象要素梯度对比分析

    徐月月何清毛东雷付光祥...
    224-239页
    查看更多>>摘要：中昆仑山北坡既包含绿洲、荒漠及其过渡带等不同下垫面,又囊括沙漠和高原气候,由北向南生态环境差异大,气候变化多端,然而由于山地地区自然环境恶劣,气象台站较少且分布不均,给该地区气象要素的研究带来了一定挑战,致使对该区域气象要素的掌握尚不全面,因此开展关于中昆仑山北坡气象要素的研究十分有必要.本文利用中昆仑山北坡9个不同海拔气象台站连续一年(2022年8月至2023年7月)的气象要素数据,探究该山区1.5 m高度处近地面气象要素随海拔梯度的时空变化特征.结果表明:(1)不同海拔风向变化显著,风速随海拔升高而增大,海拔1738～3044 m的站点受山谷风影响,存在两个主导风向且风速日变化呈"双峰型";(2)中昆仑山北坡的气温垂直递减率(Temperature lapse rate,以下简称TLR)均低于标准大气气温直减率,平均气温垂直递减率TLRmean、最高气温垂直递减率TLRmax和最低气温垂直递减率TLRmin分别为-0.56 ℃·(100m)-1、-0.60 ℃·(100m)-1和-0.47 ℃·(100m)-1,季节性特征表现为夏季陡,冬季浅;(3)不同海拔存在多个逆温层和逆湿层,逆温和逆湿强度的季节差异较大,表现为夏季逆温强度最小,逆湿强度较大,冬季逆温强度最大,逆湿强度最小,最强逆温和逆湿均出现在海拔1256～1409 m;(4)夏季典型天气下晴天的逆温逆湿均大于阴雨天,晴天最大逆温强度是阴雨天的4.32倍,晴天比湿变化范围大于阴雨天,逆湿强度是阴雨天的1.11倍;(5)中昆仑山北坡4-9月占全年总降水的86％以上,随海拔升高降水梯度变化明显,表现为"增多-减少-增多"的趋势,在2800～3200 m存在一个明显降水带.

    气温垂直递减率温湿廓线降水梯度海拔梯度中昆仑山北坡

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    基于风廓线雷达的四川盆地西部强降水过程风场特征

    胡迪谢晓林陈朝平周秋雪...
    240-252页
    查看更多>>摘要：根据暖区暴雨的分型(西南涡型、副热带高压边缘型、西南急流型和东南风型),选取四类天气背景下四川盆地西部(成都地区)的暴雨过程,利用风廓线雷达新资料,详细分析了青藏高原-四川盆地特殊地形下,不同类型暖区暴雨中典型强降水发生、发展时的风廓线特征.研究表明:(1)风廓线雷达资料可以很清楚地表现出对流层及边界层存在的中小尺度系统,不同类型强降水过程的风场演变特征同特殊地形与区域环流及天气系统的相互作用密切相关,除副高边缘型外,其他三种类型暖区暴雨典型过程发生前或发生时都出现了边界层东北风或偏东风;(2)垂直速度变化梯度大,直观地体现了这几次过程时间短、对流强的特征,降水开始后,向下的垂直速度明显减弱甚至转向的突变时期,代表气层中上升运动的明显增强,这种垂直速度的突变对于强降水的预测有指示意义;(3)垂直速度极值在强降水发生前或发生时会明显增大,并伴随有极值层降低的现象,水平风速极值和极值层有同步的增减趋势,大部分强降水过程发生前,中层都出现了中尺度急流,并伴随急流层的降低;(4)在这四种类型的暴雨过程中都有低空急流的参与,其中副高边缘型和西南涡型暴雨过程中,低空急流指数第一次增大都对降水的开始有1～2 h的预报提前量,而在东南风型和西南涡型过程中低空急流指数的突增预示了降水强度的增大.

    风廓线雷达强降水低空急流暖区暴雨

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    石家庄S波段和X波段双偏振雷达定量降水估测应用研究

    黄兆楚印佳楠杨洋张晓瑞...
    253-264页
    查看更多>>摘要：基于石家庄S波段雷达和X波段雷达、雨滴谱仪观测资料以及地面雨量计数据,分析两种雷达的R(ZH)、R(ZH,ZDR)、R(KDP)和R(KDP,ZDR)四种定量降水估测方法.结果表明,利用雨滴谱仪数据计算出的雷达反射率因子与雷达实测具有较好的一致性,但整体偏大5dB;两种雷达使用R(KDP,ZDR)方法估测降水结果优于其他方法,使用偏振参量KDP能明显提高降雨估测结果,使用ZDR后,测雨公式较单参量提高不明显;使用R(KDP)和R(KDP,ZDR)方法,利用X波段雷达估测降水的准确度略高于S波段雷达,可提升约10％,利用高空间分辨率的X波段雷达可以提升城市降水估测的精确度.

    双偏振雷达雨滴谱定量估测降水(QPE)

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