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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

    El Ni?o背景下AO激发Rossby波对云南冬季极端降水的影响

    郑建萌姚愚李蕊张万诚...
    840-852页
    查看更多>>摘要：2019年1月8日云南平均降水达29.8 mm,为1961年来第三大的冬季极端强降水事件.研究发现,2018/2019年冬季El Niño背景下,偏暖的南海生成热带低压,受偏强偏西的西太平洋副高(简称西太副高)外围气流引导西行进入孟加拉湾(简称孟湾)后北上.北极涛动(Arctic Oscillation,AO)激发Ross-by波列东传至孟湾形成南支槽,槽前西南气流与副高外围气流和热带低压汇合,在缅甸至云南形成强西南急流、上升运动和水汽辐合,导致了这次极端降水事件.结果表明:(1)AO正位相时,斯堪的纳维亚脊前北风偏强偏南到达地中海、北非后,激发中低纬地中海-北非槽、巴基斯坦脊、孟湾南支槽Rossby波列,以及中高纬斯堪的纳维亚脊、乌拉尔山槽、蒙古脊Rossby波列,进而形成青藏高原(简称高原)"北脊南槽"形势.(2)低纬波列东传过程中要受到副高的影响,北非副高和西太副高外围气流有利的位置配置对南支槽有增幅作用,使AO激发的欧亚低纬波列更显著.(3)El Niño有利于阿拉伯海反气旋、西太副高、中南半岛偏南气流、高原绕流及蒙古脊偏强,La Niña时情况相反.所以ENSO通过对以上系统的影响进而对AO影响云南降水有调制作用.

    冬季极端降水AO副高外围气流Rossby波列热带低压低纬

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    基于加密观测的一次极端雨雪过程积雪特征分析

    杨成芳赵宇
    853-865页
    查看更多>>摘要：利用降水现象仪、地面自动站、人工加密积雪深度逐时观测资料及NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料,对山东2020年1月5-7日罕见雨雪过程的积雪特征及温度影响机制进行了分析.结果表明:(1)降水量突破同期历史极值导致此次雨雪过程成为极端天气事件,地面影响系统为江淮气旋,冷平流较弱,积雪深度是预报难点.(2)整个过程全省各站的平均降雪含水比为0.46 cm·mm-1,低于过去20年间的江淮气旋暴雪过程.(3)积雪深度与高空温度、相对湿度和垂直速度的配置有关,在最大上升运动与90％以上相对湿度的叠置层次内,如果环境温度有利于树枝状冰晶增长则积雪深度和降雪含水比大,而环境温度适合空心柱状冰晶增长的则积雪深度小;云下温度高于0℃使得积雪深度减小.(4)积雪深度与近地面温度的关系表现为:气温低于0.5℃可形成有量积雪;0 cm地温对积雪的影响表现在积雪产生之前,降至0.4℃以下可形成有量积雪;雪面温度在产生积雪前后的2 h内维持在0℃左右,其他时段变化与气温类似.(5)降雪含水比基本上随着气温的升高而减小,在0.5 cm·mm-1以上时一般降雪期间气温低于0.4℃.该个例揭示了积雪深度和降雪含水比的预报需要综合考虑高低空气象条件.

    暴雪积雪深度降雪含水比温度

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    河西走廊石羊河流域近10年人工增雨效果检验评估

    程鹏陈祺蒋友严李宝梓...
    866-874页
    查看更多>>摘要：为改善河西走廊石羊河流域生态水文环境,2010年开始气象部门在该流域的人工增雨作业点从22个增加到71个,并大幅度增加了作业量.为评估作业点和作业量增加后的人工增雨效果,本文采用中国气象局人工影响天气中心推荐的统计检验方法,对2010-2019年期间的降雨量进行了统计检验分析研究.结果表明,作业区平均相对人工增雨效果为17.5％,通过了0.1的显著性检验,在作业区每年可增加降水33.7 mm,增加径流量0.34×108 m3.同时,通过对作业效果的评估,对最佳作业季节有了新的认识,发现春秋季节的人工增雨效果较好.石羊河流域人工增雨作业期间的径流量增加了3.7％,而对比区径流量则呈下降趋势.通过人工增雨和自然降水的共同作用,2010年以后石羊河流域植被状况改善更为明显,初步结果显示人工增雨对改善石羊河流域生态环境起到了积极作用.

    河西走廊石羊河流域人工增雨效果评估统计方法

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    东北地区积雪变化及对气候变化的响应

    周晓宇赵春雨李娜崔妍...
    875-886页
    查看更多>>摘要：利用东北地区1961-2017年162个气象站点逐日气象观测数据,分析了积雪的变化及其与气候变化的关系.结果表明:(1)平均年积雪日数和累积积雪深度为75.3 d和582.1 cm,呈高纬多低纬少、山地多平原少的分布,大兴安岭北部、小兴安岭和长白山区积雪日数达140 d以上,积雪日数多的地方累积积雪深度也较深.(2)平均积雪初终日和积雪期分别为11月7日、4月1日和145 d,积雪初日自大兴安岭北部向辽宁沿海地区推进;积雪初日早的地区积雪结束的也晚,积雪期更长,黑龙江大部分地区均超过了150 d.(3)积雪日数和累积积雪深度最大值均出现在1月,以1月下旬最多;积雪初日和终日最多分别出现在11月和3月,以11月上旬和3月下旬最多.(4)年积雪日数和累积积雪深度分别以1.88 d·(10a)-1和71.94 cm·(10a)-1的速率增加,在21世纪10年代达到年代最高值,秋季、冬季和春季积雪日数和累积积雪深度均呈增加趋势,冬季增加最为显著.积雪初日显著推迟、积雪终日提前、积雪期缩短,变化速率分别为1.44 d·(10a)-1、-2.27 d·(10a)-1和-3.72 d·(10a)-1;162个气象站点中,积雪日数和累积积雪深度均有75％以上的站点呈增加趋势,积雪初日推迟、积雪终日提前和积雪期缩短的站点分别为86.4％、98.1％和96.3％.(5)冬半年积雪受降水量(有效降雪量)的影响要大于平均气温的影响;积雪初日与11月平均气温和10月降水量相关性较好,积雪终日与2月温度因子相关性较好;随着纬度的升高和海拔的抬升,积雪日数和累积积雪深度增加,积雪初日提前、积雪终日推后、积雪期延长.

    东北地区积雪时空变化气候变化

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    宁夏冬季极端低温事件特征及其与秋季北极海冰异常的联系

    王璠李清泉孙银川王岱...
    887-897页
    查看更多>>摘要：利用1961-2018年我国宁夏全区平均逐日观测最高和最低气温数据,英国哈德莱(Hadley)中心的逐月海冰密集度资料,美国国家环境预报中心/国家大气研究中心(NCEP/NCAR)的逐月大气再分析资料以及中国气象局国家气候中心的逐月东亚冬季风指数和西伯利亚高压指数系统地研究了宁夏冬季极端低温事件的特征及其与北极关键影响区域海冰异常的联系.结果表明:20世纪60年代以来,宁夏冬季冷日与冷夜频次呈现明显的减少趋势,极端低温事件强度总体趋于减弱,日极端低温升高趋势较为明显.秋季北极海冰异常与之后冬季海冰异常显著相关,前秋海冰异常通过季节持续性实现对后期冬季大气环流的影响,进而影响冬季气温.前期秋季拉普捷夫海-东西伯利亚海海冰密集度偏小、格陵兰海海冰密度偏大时,冬季西伯利亚高压指数和冬季风指数偏强,有利于宁夏日极端低温事件频次偏多;500 hPa高度场上,极地-欧亚大陆-阿留申地区有一个显著的"L"型的位相波列形态,使得北极与欧亚大陆中高纬地区的位势高度差减弱,中高纬地区西风气流偏弱,减弱的西风使得经向活动加强,利于北极的冷空气向低纬地区侵袭;在海平面气压场上,西伯利亚地区气压偏高,冷空气由极地挤压至中高纬度地区,造成冷空气南下,有利于宁夏冬季发生极端低温事件.

    极端低温事件北极海冰冬季风西伯利亚高压

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    基于雷达产品和随机森林算法的冰雹天气分类识别及预报

    刘新伟蒋盈沙黄武斌潘永洁...
    898-908页
    查看更多>>摘要：冰雹是一种致灾性较强的强对流天气,但在气象业务工作中对其进行快捷、准确的预警和预报仍有一定的难度.本文基于C波段雷达回波资料,构建并应用随机森林模型对冰雹及其伴随强对流天气进行了分类识别及预报.结果发现,随机森林模型对训练集(2008-2017年)中四类冰雹天气(冰雹、冰雹大风、冰雹短强、冰雹大风短强)的平均命中率(Probability of Detection,POD)为90.2％,平均空报比率(False Alarm Ratio,FAR)为11.1％.对于2018-2019年的独立样本测试集,模型的平均POD和FAR则分别为72.8％和34.7％.因此,本文构建的随机森林模型较为理想.应用模型和风暴单体识别与跟踪产品(Strom Cell Identification and Tracking,SCIT)对未来15～60 min的强对流天气进行预报,结果表明四类冰雹天气的平均POD为74.8％,平均临界成功指数为60.8％,平均FAR为24.4％.因此,利用C波段雷达产品,随机森林模型能高效、自动化且较为准确地分类预警、预报冰雹及其伴随强对流天气,可应用于天气预报业务工作.

    随机森林C波段雷达产品冰雹强对流天气短临预报

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    基于LightGBM算法的强对流天气分类识别研究

    刘新伟黄武斌蒋盈沙郭润霞...
    909-918页
    查看更多>>摘要：强对流天气将导致多种灾害性天气,但由于其突发性强且尺度较小,在气象业务工作中仍难以准确地预警和预报.本文基于LightGBM(Light Gradient Boosting Machine)算法,利用甘肃三个地区的C波段雷达回波产品以及地面观测数据,构建了LightGBM模型,并分类判识了三类主要的强对流天气[冰雹、雷暴大风、短时强降水(短强)].结果表明,在2011-2017年训练集中,LightGBM模型表现较好,整体误判率仅为4.9％.在2018年的独立样本测试中,模型对三类强对流和非强对流天气的整体误判率为7.0％,对三类强对流天气的平均命中率(Probability of Detection,POD)为86.4％,平均临界成功指数(Critical Success Index,CSI)为64.3％,平均空报比率(False Alarm Ratio,FAR)为29.0％.其中,短强的误判率最低,POD和CSI最高,FAR也最小,而雷暴大风和冰雹的误判率和评分比较接近.因此,本文构建的LightGBM模型对强对流天气的分类识别较为理想,首次对三类主要的强对流天气实现了自动化预警,在未来的气象业务自动化工作中有广阔的应用前景.

    强对流天气LightGBMC波段雷达产品分类识别

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    基于谱逼近和地面资料同化的降尺度模拟研究

    李洪兵邵爱梅李兰倩
    919-931页
    查看更多>>摘要：谱逼近方法和变分资料同化方法都是提高动力降尺度模拟效果的有效手段,其中谱逼近方法通过引入分析或再分析资料来订正长时间连续积分造成的大尺度偏差问题,其模拟输出有望为变分同化提供质量较好的背景场.为此,本文通过WRF模式对2015年夏季秦巴山区实施水平分辨率为5 km的短期气候动力降尺度模拟,探讨在谱逼近方法的基础上利用三维变分(3DVar)同化方法同化地面观测资料的降尺度模拟效果,以期为获取复杂地形下高精度的高分辨率降尺度数据集提供一种有效途径.结果表明,在动力降尺度过程中使用谱逼近方法能够改善2 m温度、10 m风速和降水的模拟结果.只同化地面观测资料对模拟的2 m温度和10 m风速有明显改善,但对降水模拟有负作用.谱逼近方法和地面资料同化方法的结合使用能够得到2 m温度、10 m风速的最佳模拟效果,对降水的模拟结果也优于只同化地面观测资料的试验效果.使用谱逼近方法能够有效地对风场和水汽场做出合理调整,这是其降水模拟精度提高的原因之一.

    动力降尺度谱逼近地面观测复杂地形WRF模式

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    基于概率密度匹配方法的FY-4A地表入射太阳辐射订正

    徐丽娜申彦波李忠叶虎...
    932-942页
    查看更多>>摘要：研究以内蒙古地面辐射观测为基准,进行FY-4A逐时总辐照度在内蒙古地区的适用性评估,并尝试利用概率密度匹配方法(PDF)进一步对FY-4A逐时总辐照度进行订正,结果表明:(1)FY-4A总辐照度与地面辐射观测的相关性在季节上表现为春、夏、秋季三季明显高于冬季,在空间上表现为东部地区的相关性好于西部,误差方面具有明显的对低值辐射高估,高值辐射低估的非独立系统误差特征;(2)按季建立PDF模型,可以反映地面观测与FY-4A总辐照度在内蒙古地区稳定的概率密度分布特征,有效改善FY-4A总辐照度在内蒙古地区的适用性;(3)PDF方法在有效减小卫星资料系统误差的同时,还较好地保持了卫星资料原有的误差分布特征,并对云天辐照度的改进效果明显.

    FY-4A辐照度概率密度匹配方法订正

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    陕西省冬季霾天气的背景环流与欧亚大陆积雪深度的联系

    黄鑫巩远发张雅斌刘慧...
    943-953页
    查看更多>>摘要：基于1980-2017年陕西省地面气象观测站观测资料、NCEP/NCAR月平均再分析资料和日本JRA-55再分析陆地雪深资料,对1980-2016年陕西冬季霾日数的时空变化及可能原因进行了分析.根据陕西冬季霾日数偏多年与偏少年的高度场环流背景,研究了影响陕西省冬季霾日数的主要环流系统.对欧亚大陆积雪深度分布对于陕西省冬季霾日数的影响进行了探讨.研究表明:(1)乌拉尔山地区的500 hPa高度场负(正)异常中心,是有利于陕西省冬季霾日数增多(减少)的大气背景环流,影响陕西省霾日数变化的海平面气压存在地中海地区与中亚至西伯利亚地区反位相变化的特征.(2)欧洲地区积雪深度增加(减小),会造成陕西省冬季霾日数的减少(增多)的气象条件.(3)欧亚大陆积雪深度分布与陕西省冬季霾日数的相关呈现欧洲地区与西伯利亚地区反位相的分布,冬季积雪深度指数与陕西省冬季霾日数相关大于0.41,积雪深度指数正(负)异常会造成乌拉山地区位势高度负(正)异常,不利于(有利于)冷空气向东亚移动,造成有利于陕西省冬季霾日数的增多(减少)的气象条件.

    陕西霾日数环流背景欧亚大陆积雪深度

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