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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

    近58年华北地区初、终霜日及无霜期变化特征分析

    焦文慧张勃马彬崔艳强...
    343-352页
    查看更多>>摘要：基于华北地区90个气象站点1961-2018年地面0 cm日最低温度和平均气温资料,采用线性倾向估计、反距离加权、Mann-Kendall检验、累积距平法,研究了近58年华北地区初、终霜日和无霜期的变化特征.结果表明:(1)在年际和年代际尺度上,华北地区初、终霜日和无霜期均分别呈显著推迟、提前和延长的趋势,从20世纪80年代开始,趋势逐渐明显,反映出气候的变暖趋势.(2)由北向南随纬度和海拔的降低,初、终霜日和无霜期分别呈推迟、提前和延长的趋势,平均气温上升速率越大越显著的站点,其初、终霜日和无霜期推迟、提前和延长的速率也较显著;山区初、终霜日和无霜期分别比平原早、晚和短.(3)初、终霜日和无霜期突变分别发生在1986,1995和1995年,各区域初、终霜日和无霜期均在20世纪80年代和90年代发生突变.(4)初、终霜日和无霜期的等值线呈北移趋势.(5)初、终霜日和无霜期在未来分别呈持续推迟、持续提前和持续延长的趋势,且三者的变化幅度为无霜期＞终霜日＞初霜日.

    初霜日终霜日无霜期华北地区

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    秋季热带印度洋偶极子年际振荡对长江上游径流量多寡的影响分析

    庞轶舒秦宁生罗玉王春学...
    353-366页
    查看更多>>摘要：利用年际增量、小波分析和回归分析等方法深入分析了秋季热带印度洋偶极子(Tropical Indian Ocean Dipole,TIOD)年际振荡对次年长江上游年径流量的影响特征及其物理机理.结果表明,长江上游年径流量和秋季TIOD均具有显著的年际振荡特征,在20世纪80年代以前和90年代之后尤为明显.两者的滞后相关系数为0.42,通过了 99.9％的显著性检验,即秋季TIOD较前一年增强(减弱),有利于次年长江上游径流量较前一年偏多(少).秋季TIOD对次年长江上游年径流量多寡的影响,是通过调制降水,尤其是夏季降水来实现的.当秋季TIOD增强时,赤道印度洋海温呈东西"-+,,分布,其中偏暖区延伸至南北纬20°,偏冷区与西太平洋的偏冷区相通.赤道印度洋至西太平洋上空激发出增强的Walker型环流,中心位于印度洋正上方.随着时间的发展,暖性Kelvin波产生并向东传播,印度洋偏暖区以及冷暖海温差异中心东移.至次年夏季,西印度洋暖海温中心移动至东印度洋边缘至南海区域,偏冷海区东退至日界线附近.印度洋上空增强的Walker型环流消失,高层转为偏东气流与105°E附近加强爬升的气流相连.与此同时,105°E以东的Walker环流加强,高层为西风,400 hPa以下为深厚的东风区.高低空环流相互耦合并配合科氏力的影响,赤道以北副热带地区负涡度增强,西太平洋副热带高压偏大偏强,异常反气旋北扩,系统外围的西南气流加强南海和孟湾水汽的输送,使得次年夏季长江上游全流域处于水汽辐合上升区,降水显著偏多,从而影响了长江上游年径流量的多寡.

    印度洋偶极子长江上游年径流量年际增量

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    气溶胶对中国中纬度夏季低层风速的影响

    徐小红余兴朱延年戴进...
    367-373页
    查看更多>>摘要：利用中国中纬度133个气象站夏季14:00(北京时)气候观测资料和2002-2018年MODIS夏季气溶胶光学厚度AOD(Aerosol Optical Depth)资料,把气候资料按气溶胶变化的转折年分为两个时间序列(建站至2011年,建站至2018年),通过对两个时间序列各站夏季风速、温度、海平面气压年变率和AOD的分布对比分析,研究了气溶胶对低层风速变化的影响.结果表明:(1)青藏高原(下称高原)地区夏季AOD较小,秦巴山区和平原地区AOD较大,2002-2011年AOD呈逐年增大趋势,而2002-2018年变为减小趋势,反映出我国2012年后环境治理成效.(2)2011年以前,高原和秦巴山区西部夏季以增温为主,而秦巴山区东部和内陆平原以降温为主,114°E附近降温最明显;与建站至2018年时间序列对比,在AOD减小的同时,降温和增压幅度都有所减小,反映出温度和气压变化对气溶胶的响应关系.(3)夏季风速普遍呈减小趋势,内陆平原减小幅度最大,年变率为-0.06～-0.02 m·s-1.结合气溶胶分析发现,风速年变率与AOD分布呈反位相关系.通过两个时间序列的对比,随AOD均值下降,对应风速减小程度有所缓解,反映了风速对气溶胶变化的敏感性.

    气溶胶风速温度气压气候变化

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    小兴安岭近地层湍流能谱特征

    孙鹏飞范广洲曲哲刘星光...
    374-383页
    查看更多>>摘要：利用小兴安岭南麓五营地区涡动相关系统的观测资料,分析不同大气稳定度条件的湍流速度谱、温度谱、湿度谱、协谱及局地各向同性特征.结果表明:三维速度(u、v、w)谱和垂直速度(w)与水平纵向速度(u)、温度(θ)的协谱(uw、θw)的谱峰均随稳定度的增加而向高频端移动.湍流速度(u、v、w)谱、温度(θ)谱和湿度(q)谱在惯性副区均满足-2/3定律.uw协谱、θw协谱和垂直速度(w)与湿度(q)的协谱(qw)在惯性副区并不完全遵循-4/3定律,尤其是uw协谱的拟合斜率更接近-1.水平方向湍流谱峰波长范围为130～1820 m,垂直范围为49～113m.温度谱谱峰波长范围为149～260 m,湿度谱谱峰波长范围为198～455 m.uw协谱谱峰波长范围为228～455 m,θw协谱谱峰波长范围为172～260 m,qw协谱谱峰波长范围为172～346m.v谱在惯性副区基本满足局地各向同性,w谱在惯性副区不满足局地各向同性,可能与森林下垫面对垂直方向湍流大涡的破碎作用有关.

    森林下垫面湍流谱湍流协谱局地各向同性

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    2019年7月3日开原龙卷形成环境背景及机理探究

    袁潮王式功马湘宜杨磊...
    384-393页
    查看更多>>摘要：利用高时空分辨率多源观测资料对2019年7月3日辽宁省开原市一次EF4级超强龙卷过程进行分析.结果表明:(1)此次龙卷过程发生在高空东北冷涡西南侧的天气背景之下,低层次天气尺度横槽抬升作用是减小对流抑制的关键机制,起源于干线的地面辐合线与雷暴下沉出流所产生的中尺度伪冷锋相遇是龙卷风暴的触发机制.(2)超低空急流、高空干空气平流以及午后地面太阳辐射加热共同作用是造成局地热力和动力不稳定迅速增大的原因,较大的对流有效位能、低层湿度、垂直风切变及风暴相对螺旋度为龙卷母云的生成提供了有利的环境条件.(3)多普勒雷达呈现出经典超级单体龙卷特征,钩状回波位于超级单体右后侧,龙卷生成于钩状回波边缘.径向速度场显示气旋式旋转首先出现在低层,龙卷的加强发展伴随低层中气旋和明显的相邻方位角切变.雷达反射率三维立体图像可见龙卷中心上方存在强回波的凹陷区.(4)超低空急流加强低层水平涡度输送,两条辐合线相遇形成的中尺度气旋性环流为龙卷提供初始的垂直涡度来源,在上升气流的拉伸作用下,垂直涡度收缩助力龙卷形成.

    龙卷超低空急流干侵入地面辐合线龙卷形成

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    一次寒潮过程中冷堆增强的动力原因分析

    张弛沈新勇张玲郭春燕...
    394-402页
    查看更多>>摘要：利用ECMWF的0.75°×0.75°再分析资料对2016年2月14日的寒潮冷堆增强过程进行了分析,结果发现,寒潮冷堆增强过程中等熵面位涡守恒,315 K等熵面上寒潮冷堆表现为6 PVU的高位涡中心,垂直方向上寒潮冷堆区域高位涡下传到低层形成高位涡柱,冷堆的运动对应高位涡柱的运动.分析500 hPa寒潮冷堆变化发现,寒潮冷堆中存在上升运动使空气绝热冷却,导致寒潮冷堆的增强.从动力学角度分析冷堆空气抬升冷却的原因,寒潮冷堆主要位于两支高空急流核的左前方,受到两支高空急流次级环流上升支的共同影响,上升运动导致的绝热冷却使寒潮冷堆增强.此外在冷堆移动过程中,由于冷堆与低压中心相对位置发生变化,冷堆温度最低处绝对涡度增加,根据位涡守恒原理,气柱拉伸,冷堆的冷空气变得更加深厚,寒潮冷堆增强.

    寒潮冷堆位涡守恒高空急流绝热冷却

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    新型卫星降水产品在黄河源区的适用性分析——以SWAT模型为例

    刘兆晨杨梅学万国宁程立真...
    403-410页
    查看更多>>摘要：以黄河源区水文循环过程为主要研究对象,应用TRMM卫星和GPM卫星的日降水产品(TMPA 3B42和IMERG-Final)驱动流域分布式水文模型SWAT,将结果进行比较分析,评估了新型卫星降水在黄河源区的适用性及其模拟潜力.研究表明:(1)对于大尺度流域而言,同时对多个子流域进行参数的敏感性分析及率定的结果不适用于每一个站点.因此,本文采用对每个水文站点所对应的子流域依次进行敏感性分析与验证的方式进行订正,最终得到验证期内3个站点径流模拟结果的纳什效率系数均在0.50以上,决定系数都在0.60以上.(2)从模拟结果来看,IMERG-Final产品的模拟结果要优于TMPA 3B42产品.两种卫星降水产品均能模拟出黄河源区月径流变化的主要趋势,但均表现为对于径流峰值的模拟偏高.新型卫星产品(GPM)较前任TRMM卫星产品的精度确实有提高,且具备一定的模拟潜力,但对于高海拔地区的模拟能力有待提高,需要进一步订正.

    黄河源区GPM卫星TRMM卫星SWAT模型卫星降水数据

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    基于卷积门控循环单元神经网络的临近预报方法研究

    陈训来刘军郑群峰李旭涛...
    411-423页
    查看更多>>摘要：基于天气雷达资料的外推预报是灾害天气0～2h临近预报基础,本文以业务应用为目标,应用广东省2015-2018年11部新一代多普勒雷达反射率拼图资料,研究了基于卷积门控循环单元神经网络ConvGRU的临近预报方法,采用多损失函数加权与分级加权的策略,基于ConvGRU框架建立三层自编码模型(Encoder-Decoder)的雷达回波临近预测模型,进行未来2 h逐6 min、连续20帧雷达回波图的预测,并与业务上已经应用的交叉相关法、光流法和粒子滤波法的临近预报结果对比,进行典型个例分析和长时间检验.结果表明,基于ConvGRU方法对强对流天气具有较好的预报效果,对雷达回波位置、强度和形状与实况更接近,表明深度学习方法通过对时间序列数据的学习,能较好地把握强回波区域的特征,在一定程度上能够相对比较准确地预报较强回波范围,但该方法预报雷达回波图像存在损失空间细节信息的局限,且对层状云降水的预报效果较差;ConvGRU方法的临界成功指数(CSI)和命中率(POD)评分高于传统的交叉相关法、光流法和粒子滤波法,且虚警率(FAR)评分为最小,在业务中具有广泛的应用前景.

    临近预报ConvGRU雷达回波

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    双偏振相控阵雷达与业务雷达的定量对比及观测精度研究

    张蔚然吴翀刘黎平张羽...
    424-435页
    查看更多>>摘要：相控阵天气雷达突破了全机械驱动天线天气雷达的时空分辨率瓶颈,能够提供更加快速、精细的观测资料.但阵列天线存在性能参数随扫描角偏离法向而恶化的情况,使相控阵雷达定量测量存在困难.本文针对中国华南地区最新布网的双偏振相控阵天气雷达,通过与当地S波段业务雷达在相同区域内的定量对比,评估了反射率因子差分反射率因子的误差量级及其随扫描角、观测时间的变化趋势.研究结果表明,相控阵雷达反射率因子的误差不大、约0.82 dB,而差分反射率因子的误差则高达1.04 dB,并且不同仰角、不同时刻之间也存在一定的波动.为此本文提出了基于S波段雷达实时数据的订正方案,能够较好地解决双偏振相控阵天气雷达的定标问题,为相控阵雷达的业务应用提供了保障.

    双偏振雷达相控阵雷达定量对比

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    敦煌莫高窟大气颗粒物中水溶性离子变化及来源解析

    杨小菊武发思徐瑞红贺东鹏...
    436-447页
    查看更多>>摘要：为探明莫高窟大气颗粒物污染特征,采集了2014年4-12月第16窟及72窟外环境中大气颗粒物PM2.5和PM10～2.5样品,对比分析了样品中水溶性离子变化及影响因素,通过主成分分析法解析了其主要来源.结果表明:(1)窟区主风向为南风,起沙风频率仅为0.01％,不利于污染物的扩散;(2)窟外PM2.5和PM10～2.5、窟内 PM2.5和 PM10～2.5中水溶性离子总浓度分别为6.1±4.0μg·m-3、12.2±9.1 μg·m-3、3.7±0.8 μg·m-3和7.5±1.6 μg·m-3,SO42-、Ca2+、NO3-、Na+及Cl-是主要组成,SO42-、NO3-和Ca2+之和在窟外和窟内PM2.5和PM10～2.5中占总离子比例分别为79.24％,76.81％,80.61％及77.74％,二次离子主要来自固定污染源;(3)PM2.5与PM10～2.5中各离子浓度的比值在窟外、内分别为0.33～0.88、0.25～0.94,9种水溶性离子在不同粒径粒子中富集程度有所差异,3-5月的沙尘、7-9月的降雨、11月农村农作物秸秆燃烧及冬季取暖燃煤等对水溶性离子都有一定影响,窟内PM2.5中游客数量与NH4+和NO3-有一定的相关性(Ra=0.27、0.35)、PM10～2.5中游客数量与NH4+有一定的相关性(R2R=0.31);(4)沙尘天气下窟外和窟内的PM2.5与PM10-2.5中Cl-、SO42-、Na+、K+和Ca2+的浓度增加,窟区微环境主要受区域环境气象因素影响,建议极端沙尘天气关闭洞窟;(5)莫高窟大气环境呈碱性;(6)PM2.5和PM10～2.5主要来源于当地秸秆燃烧、二次污染源、土壤沙尘及干涸的大泉河.

    敦煌莫高窟文物保护水溶性离子大气颗粒物壁画盐害

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