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期刊信息/Journal information
气候与环境研究
气候与环境研究

李崇银

双月刊

1006-9585

qhhj@mail.iap.ac.cn

010-82995048;82995049

100029

北京市9804信箱

气候与环境研究/Journal Climatic and Environmental ResearchCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是气候与环境领域的学术刊物,贯彻“百花齐放、百家争鸣”方针,努力反映我国在气候与环境领域的最新研究成果,为可持续发展奠定科学基础。读者对象主要是从事气候与环境科学领域的科研人员及大专院校的师生。本刊刊登的稿件主要有:反映气候与环境领域代表我国科研水平的、具有一定创造性的学术论文、短论和研究简报,有关国内外气候与环境领域新动向、新问题的综合评述,有关学术会议的报道,书刊评介等。
正式出版
收录年代

    CMPAS融合降水产品对河北省"23·7"极端暴雨的表征能力分析

    杨荣芳幺伦韬刘文忠孔祥如...
    405-418页
    查看更多>>摘要:选取河北省 2023年 7月 28~31日极端暴雨事件(简称"23·7"极端暴雨),采用相关系数、多种误差指标以及客观评分指标,综合解析中国区域高时空分辨率多源融合降水近实时实况分析产品(Chinese Meteorological Administration Multi-source Merged Precipitation Analysis System,CMPAS)对河北省"23·7"极端暴雨的表征能力,研究发现:CMPAS融合降水数据对地面观测降水的表征能力较好,能较为准确地刻画地面降水强度、范围以及暴雨中心落区,且降水量级越大、落区越集中,刻画效果越好,但仍存在高估降水低值和低估降水高值的情况;CMPAS融合降水产品在低海拔、地势平坦地区的表征能力更好,随海拔高度的增加,误差也随之增大.总体来说,CMPAS融合降水产品对于大雨及以下量级降水强度、落区以及暴雨中心落区的刻画较为精准.另外,在灾害性天气发生时,对于无法获取观测站点降水资料的地区,CMPAS融合降水产品可作为站点实况的有效补充.

    CMPAS融合降水产品极端暴雨误差指标晴空准确率TS评分

    考虑蓄滞洪区的极端降水过程影响评估方法研究——以河北省"23·7"暴雨过程为例

    陈笑娟李婷魏军徐艺芙...
    419-429页
    查看更多>>摘要:利用河北省 1978~2020年暴雨过程,结合直接经济损失与受灾人口的损失数据,筛选出了持续日数、过程降水量、平均降水量和最大日降水量 4个与损失呈极显著相关的致灾因子指标,方法更具客观性和实用性.通过对比 4种赋权法构建了致灾强度指数,改良相关系数法赋予权重分别为 0.188、0.312、0.208和 0.292,结果更符合主观认知.采用地形和水系因子构建孕灾环境敏感度指数,评估出 2023年 7月 29日至 8月 2日河北省暴雨过程(简称"23·7"极端降水过程)的危险度呈中部高、北部和东部低的特征,保定和雄安新区最高.考虑蓄滞洪区是否启用,基于距蓄滞洪区远近计算了蓄滞洪区的影响指数,评估因素较以往研究更为全面.结合承灾体暴露度及脆弱性,对"23·7"极端降水过程开展了影响评估.结果表明:"23·7"极端降水过程对邢台中部、保定中东部、石家庄中西部、廊坊中部及北部、衡水与沧州交界处的影响最重.将是否考虑蓄滞洪区影响的两种结果与实际灾情对比验证,结果显示考虑蓄滞洪区影响的评估命中率为 76.93%,较不考虑蓄滞洪区影响命中率高9.41%,该方法评估过程可操作性强,结果更符合实际,适用于河北省极端降水过程影响评估,可应用于过程前的灾害影响预估,过程中的跟踪分析以及结束后的快速评估业务,提高气象服务针对性.

    "23·7"极端降水蓄滞洪区致灾因子危险度评估暴露度和脆弱性影响评估

    基于综合强度指数和受灾面积的区域性暴雨过程的客观识别及特征分析

    赵亮魏铁鑫王丽荣张安凝知...
    430-442页
    查看更多>>摘要:本文提出一种基于综合强度指数和受灾面积的区域性暴雨过程客观识别标准确定方法.以河北省为例,利用 1971~2020 年河北省 142 个国家气象观测站逐日降水数据,选取最大过程降水量、最大日降水量、影响范围、持续时间、平均强度和平均范围为评估指标,构建了 6 种区域性暴雨过程综合强度指数模型;基于综合强度指数与受灾面积相关性分析,判定最优的综合强度评估方法,进而确定了河北省区域性暴雨过程的最优客观识别标准.利用本标准对河北省区域性暴雨过程进行识别,并分析时空变化特征.结果表明:本方法可有效确定区域性暴雨过程识别标准,识别结果与灾情资料具有较好的一致性和相关性,适用于区域性暴雨过程客观化识别,易于应用推广.1971~2020 年,河北省共发生区域性暴雨过程 252次,年均 5.0 次,发生次数呈下降趋势,综合强度指数呈不明显下降;区域性暴雨过程4~11月均有发生,主要集中在7、8月,出现次数占全年总次数的77%;区域性暴雨过程发生站次分布呈西北少东南多的趋势,主要集中在中部、南部和环渤海地区,西北地区最少.

    区域性暴雨过程客观识别综合强度指数受灾面积特征分析

    河北"23·7"特大暴雨过程的多尺度特征分析

    李超王贺付真真赵凯华...
    443-456页
    查看更多>>摘要:利用常规观测资料、ERA5再分析资料、FY-4G卫星的云顶亮温(Black Body Temperature,TBB)数据对河北地区 2023年 7月 29日至 8月 2日出现的特大暴雨过程的大尺度环流背景及动、热力和水汽条件进行了分析.结果表明:暴雨期间副高与大陆高压打通,在河北北部形成了准东西向的"高压坝",台风"杜苏芮"登陆后减弱为低空气旋,该气旋在副高西侧气流的引导下北上,受"高压坝"阻挡停滞于山西一带,在暴雨区上空形成东高西低的有利环流形势;中尺度对流系统在暴雨期间呈阶段性特征反复出现,先后以大范围的螺旋雨带、集中的旺盛对流、零散的对流云团对暴雨的维持产生了重要影响,降水的落区与TBB低值区对应较好;暴雨期间水汽条件充足,低空存在大范围的水汽辐合中心,低涡倒槽、暖式切变线和偏东南急流影响为暴雨提供了强盛的上升气流,太行山对水汽及气流的阻挡作用使得降水强度增强.

    特大暴雨环流形势中尺度对流系统诊断分析

    华北"23·7"强降水对滹沱河流域的影响评估

    范志宣赵海燕任玉欢胡英娟...
    457-464页
    查看更多>>摘要:使用FloodArea淹没模型对 2023年 7月 29~31日"杜苏芮"北上引起的罕见华北"23·7"强降水在滹沱河流域的淹没情况及对社会经济的影响进行评估,并基于灾情调查结果对评估结果进行检验.结果表明:滹沱河流域地势低洼及河道附近地区的洪涝风险较大;"23·7"强降水过程造成滹沱河流域最大淹没深度 2.9 m,受洪灾影响人口为 51.2万人,受影响国内生产总值(Gross Domestic Product,GDP)为 73.3亿元,耕地和居民地受灾面积分别为 909.8 km2 和 86.7 km2.模拟最大淹没深度、受影响GDP和受灾面积与实际调查情况基本一致,该结果表明FloodArea模型在滹沱河流域具有较好的洪水淹没模拟效果,可试用于暴雨洪涝灾害风险评估与预警业务;暴雨洪涝评估结果可为政府及相关部门防灾救灾提供依据.

    洪涝台风"杜苏芮"强降水影响评估

    北京夏季一次深对流过程对不同溶解度气体垂直输送的模拟

    吴敏凡卞建春雒佳丽王辉...
    465-477页
    查看更多>>摘要:利用中尺度大气化学模式WRF-Chem,对 2012年 7月 21日北京及其周边地区一次深对流过程中大气成分垂直输送过程进行了模拟,量化深对流系统对大气中不同溶解度气体成分再分布的贡献.将本次模拟个例与微波临边观测仪(Microwave Limb Sounder,MLS)卫星数据的对比发现,数值模拟可以较好地再现深对流天气过程中大气成分CO和O3 的分布特征.在本次模拟个例中,从CO、O3、SO2 和NH3 等不同溶解度气体体积浓度随时间和高度的变化特征发现:深对流可以将不同溶解度的气体输送到对流层上层,甚至进入到平流层下层;在对流层上层,不易溶的CO(O3),其体体积浓度由对流发生前期的 70 ppb(1 ppb=10-9)(220 ppb)增加(降低)到对流最强盛期的 111 ppb(102 ppb),增加(降低)的百分比为 58.6%(53.6%);而易溶的SO2 和NH3,在对流层上层,其体积浓度分别由对流前期的 0.036 ppb和 0.011 ppb增加到对流最强盛期的 0.4 ppb和 0.15 ppb,增加的百分比为1011.1%和1263.6%.

    大气成分气体溶解度深对流垂直输送

    河北保定市"23·7"强降水过程的观测特征分析

    于雷丁和悦张会熊秋芬...
    478-496页
    查看更多>>摘要:利用常规、加密观测资料,风廓线、双偏振雷达探测数据等,对 2023年 7月 29日至 8月 2日发生在河北省保定市的强致灾性极端强降水过程的阶段性演变、观测特征等进行了分析,结果表明:1)在大陆高压与副高形成"北方高压坝"、台风"杜苏芮"减弱低压北上受阻的环流背景下,"杜苏芮"倒槽、"杜苏芮"残涡东侧的暖式切变线以及副高外围南风气流先后造成保定 3个阶段的降水,最长单站降水持续时间 70 h,7月 30 日07:00(北京时间,下同)至8月1日03:00涿州上游、海拔高度介于0.1~1 km的浅山区内不断出现短时强降水、"列车效应"显著,导致该区域出现极端的洪灾.2)29日倒槽降水雨带呈东北—西南向并随时间西北移,最大降水强度 39.4 mm/h;30日副高西移,倒槽东侧位势梯度加大,同时台风"卡努"北侧东南气流并入,冀鲁地区低空东南急流加强、北伸,雨带呈"人"字形,降水落区无变化但短时强降水频次增大、强降水范围集中,雨强增至 82.2 mm/h.3)切变线降水阶段,对流不稳定层增厚,降水主要集中在西南风—东南风切变线与南风—东风切变线之间,多局地短时强降水,最大雨强为 76.3 mm/h.4)"杜苏芮"影响结束后,副高外围的低层偏南气流有明显的风速辐合,引发暖区局地降水,雨带呈准南北向且分为多轮次,各轮次降水落区次第向东移动且强度不断减小,阶段内最大降水强度 54.2 mm/h.5)双偏振雷达图像显示,在倒槽降水阶段,前期为低质心暖云降水,对流发展高度最低,暖云碰并机制明显,雨滴粒子直径最大;"卡努"东南急流并入时段,0℃层下降、-10℃层抬升,对流高度增加,霰粒子增长、冰相粒子聚合融化,雨滴粒子浓度增至最大.在切变线降水时0~-10℃层厚度减小而-10~-20℃层厚度增加,对流发展高度最高,霰粒子凇附增长更为明显.6)地形对降水有增幅作用,倒槽降水阶段东南气流加强、北伸时与偏东风在保定中、北部辐合抬升,保定浅山区开始有山洪出现;"卡努"北侧东南风气流并入时的倒槽降水阶段以及切变线降水阶段,东南风与太行山北段近乎正交,保定西南部山区30日08:00至31日08:00出现24h降水量极值.

    台风"杜苏芮"强降水双偏振雷达观测特征地形影响

    北上台风"杜苏芮"登陆后河北中南部的雨滴谱特征分析

    黄兆楚董晓波王梧熠李禧亮...
    497-506页
    查看更多>>摘要:利用雨滴谱仪观测资料,分析了 2023年 7月 29日至 8月 1日的河北中南部极端降水的雨滴谱特征,研究降水的微物理特征变化.结果表明,降雨强度R小于 50 mm/h时,雨滴直径随着R的增加明显增大,R超过50 mm/h时,随着R的继续增大,雨滴的质量加权平均直径不再继续增长,趋于平衡,稳定在 2 mm.此次降水位于海洋性对流特征区域的点较多,而位于大陆性的点较少,仍有很多点位于两种形态的过渡区间内,表明地面降水的微物理过程具有显著的时空变化.利用K-means聚类算法,将降水样本按照滴谱特征分为 5类,发现不同强度滴谱特征具有明显差异,当降水强度高于 50 mm/h时,降水的滴谱性质体现为较大的加权平均直径和较大的粒子数浓度,正是因为有持续稳定的大直径粒子和高数浓度的特征,雨滴谱的突变加上台风输送源源不断的水汽,才能在短时间内产生强降水.利用滴谱数据进行雷达降水估测关系拟合,得到雷达反射率Z、差分反射率KDP和R的拟合公式Z=224R1.44 和R=45.8KDP0.77,使用R-KDP定量降水估测关系,结果要优于使用Z-R关系,尤其是超过40 mm/h的降水,估计误差明显好于使用Z-R关系.

    特大暴雨雨滴谱微物理特征Z-R关系

    2024年汛期气候趋势预测与展望

    范方兴郑飞彭京备陈红...
    507-518页
    查看更多>>摘要:2024年 3月,中国科学院大气物理研究所开展汛期(6~8月)全国气候趋势预测会商会.通过综合分析大气所各数值模式和统计模型的预测结果,在未来 3~5个月热带中东太平洋从El Niño事件恢复至正常状态的背景下,预计 2024年汛期(6~8月),东北大部分地区、华北东部、黄河下游、长江中下游、西藏大部、陕西南部、西南地区南部和东部降水正常略偏多,其中东北的北部和东部以及长江中下游地区降水偏多 2~5成,可能发生局地洪涝灾害.全国其他大部分地区降水正常略偏少,其中新疆北部至内蒙古西部和华南地区降水偏少 2~5成,可能发生阶段性高温热浪.预计 2024年夏季登陆台风数量略偏少.由于未来El Niño事件的衰减速度、热带印度洋和北大西洋海温异常的演变趋势以及西太平洋副热带高压和中高纬度环流的季节内变化等诸多因素都具有不确定性,因此此次汛期降水预测结果也存在一定的不确定性.

    汛期气候预测厄尔尼诺—南方涛动西太平洋副热带高压中高纬度环流东亚夏季风夏季降水异常