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气象
国家气象中心
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国家气象中心

矫梅燕

月刊

1000-0526

qxqk@cma.gov.cn

010-58993789；68407936；68407336

100081

北京中关村南大街46号

气象/Journal Meteorological MonthlyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为气象科学专业刊物。内容涉及大气科学及其各个分支学科，侧重应用技术的研究，着眼于新技术、新方法的推广和普及。设有综合评述、研究论文、气象业务现代化、天气气候总结、经验交流、专业气象服务、防灾减灾、知识介绍、台站园地、每月天气、每月气候与影响等栏目。读者对象为气象科技人员和相关院校师生。
正式出版
收录年代

    1971-2020年辽宁龙卷的气候特征及环境条件分析

    袁潮杨文艳李得勤杨磊...
    1285-1298页
    查看更多>>摘要：为了解辽宁龙卷气候特征,基于《中国气象灾害大典》《中国气象灾害年鉴》和其他相关资料,根据"改进藤田分级"龙卷级别分类标准,对1971-2020年辽宁龙卷进行强度分类和时空分布特征统计,并对比我国辽宁与美国龙卷高发区环境背景差异,分析辽宁龙卷典型的环流形势、物理量特征.得到以下主要结论:1971-2020年辽宁地区共记录到97个龙卷日发生龙卷105次,年均为2.1次,年平均龙卷生成密度为1.4×10-5个·km-2,约为美国的1/10.EF2及以上级别强龙卷共记录到17次,年均出现0.3次.95％的龙卷出现在5-9月,67％出现在14-19时.EF2及以上级别强龙卷主要分布在辽宁中部以西地区,东南沿海地区多为弱龙卷,辽宁西北部龙卷季明显早于东南部.对流有效位能和中低层风切变随季节呈反相位变化,两者的合适配置是龙卷等强对流天气产生的前提条件.低层风暴相对螺旋度偏小是我国辽宁较美国龙卷高发区龙卷密度明显偏小的主要原因.辽宁87％的龙卷与冷涡相关,分为低层锋生主导的冷涡底部短波槽和冷涡前部型(65％)、中高空干冷气流主导的冷涡后部型(12％)以及强热力不稳定条件下中尺度近风暴环境主导的冷涡主体型(6％).辽宁龙卷高发区典型环境条件具有以下特征:中层影响系统为冷涡,地面对应锋面气旋;龙卷常出现于低层风暴相对螺旋度中心偏西北象限,对流有效位能梯度大值区内,对应地面冷锋和干线的东侧、温度脊顶部.

    龙卷时空分布环境条件冷涡风暴相对螺旋度

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    2019年影响中国台风的降水预报误差及其来源研究

    何斌喻自凤王海平
    1299-1314页
    查看更多>>摘要：针对2019年影响中国的8个台风,利用面向降水对象的CRA(contiguous rain area)方法研究了欧洲中期天气预报中心确定性预报的降水误差来源,及其在不同预报时段和降水量级下的变化趋势,分析了台风路径预报误差与降水对象的CRA位置误差之间的相关性,对比计算了台风路径修正与CRA shifting方法对于改进降水预报的作用,并评估了台风降水概率分布、径向分布和非对称分布的预报误差.结果表明:总体而言,台风降水预报的主要误差来自于位置误差和形态误差;除特大量级降水以外,台风降水对象的CRA位置误差与路径误差显著相关,通过修正台风路径能改进降水预报,但其效果要逊于CRA shifting方法;预报的台风降水概率密度分布形态与观测总体上较为一致,但台风核心区内的预报降水强度均大于观测;台风登陆或靠近我国沿海前后,预报降水较观测更靠近台风中心,且略滞后于观测,预报降水的非对称性明显弱于观测.

    CRA台风降水预报误差路径误差位置误差

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    多个超级单体风暴诱发的EF3级强龙卷特征分析

    张桂莲李一平江靖常欣...
    1315-1327页
    查看更多>>摘要：2021年6月25日内蒙古锡林郭勒盟太仆寺旗发生了历史罕见的EF3级强龙卷,导致6人死亡,大量建筑物等严重损毁.利用常规高空和地面观测、区域自动气象观测站、FY4卫星云图、河北省张北CB型多普勒雷达等观测资料,以及NCEP(1°×1°)逐6 h再分析资料对这次强龙卷过程进行分析.结果表明:此次龙卷发生在前倾槽不稳定层结环境背景下,较强的对流层中低层条件不稳定(850 hPa与500 hPa温度垂直减温率约为7.7℃·km-1)、低层丰富的水汽、中等强度的对流有效位能和强的0～6 km垂直风切变为超级单体风暴形成提供了有利环境背景.此外,0～1 km风矢量差为8 m·s-1,抬升凝结高度为1.0 km,为超级单体龙卷的发生提供了相对有利的环境条件.与地面干线伴随的辐合线触发了产生龙卷的母风暴,随后演变为超级单体,其雷达反射率因子呈现典型的钩状回波、低层暖湿气流入流缺口、低层弱回波区和中高层回波悬垂,以及中等强度的中气旋等特征;龙卷的生成和消亡过程中有三个超级单体风暴相继形成,都呈现为孤立的对流风暴形态,龙卷发生在其中一个超级单体钩状回波的顶端,在前侧上升气流和后侧下沉气流交界处,雷达分析的基于中气旋强度演变的龙卷可能起始时间和路径与现场调查时间十分吻合.除了强龙卷,这系列超级单体还产生了大冰雹和直线型对流大风(雷暴大风),强回波中心自低到高明显倾斜,最大反射率因子高达65 dBz,径向速度图上除了有中等强度的中气旋,还存在明显的中层径向辐合,超级单体风暴形成时垂直累积液态水含量(V1L)值高达73 kg·m-2,VIL密度达到4～5 g·m-3,这些雷达回波特征指示大冰雹的存在,而中层径向辐合是雷暴大风的雷达回波特征.

    强龙卷超级单体风暴中气旋"V型"缺口钩状回波大冰雹

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    冷涡背景下山东省"5·17"极端强对流天气环境条件分析

    侯淑梅朱晓清史茜唐巧玲...
    1328-1342页
    查看更多>>摘要：2020年5月17日,山东省出现大范围强对流天气(简称"5·17"强对流),冰雹范围之广为近10年之首.对流风暴高度组织化,区域性的超级单体群以及一条长度超过500 km的强飑线造成此次极端强对流天气.利用ERA5再分析、加密自动气象观测站、多普勒天气雷达等资料,剖析了此次极端强对流天气的环境条件.结果表明:冷涡位于最有利于山东出现强对流的关键区,大尺度天气系统强迫强,对流层中层异常强的冷空气南下影响前期异常增暖的山东地区,造成"5·17"极端强对流.天气系统的异常程度更能代表动热力强迫的强度,异常程度达到2σ以上有可能造成极端强对流天气.当冷涡南下过程中强度减弱,但异常程度增加时,其东南象限仍能产生极端强对流天气.强的深层垂直风切变有利于对流风暴组织化发展,飑线的长轴走向与0～6 km垂直风切变矢量方向相同,新单体发生、发展、合并的区域位于风矢量差大值中心前沿.低层暖湿平流源源不断地向山东输送暖湿空气,是CAPE重建的机制,是超级单体群和长飑线得以长时间维持的主要能量来源.

    极端强对流高度组织化天气尺度系统异常CAPE重建

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    双偏振雷达水凝物分类算法优化及在雹暴云的应用分析

    夏凡龚佃利潘佳文史茜...
    1343-1358页
    查看更多>>摘要：为提升我国多普勒双偏振雷达水凝物分类的应用水平,在美国强风暴实验室(NSSL)研发的水凝物分类算法(HCA)基础上,通过增加冰雹区与三体散射区水凝物类型的订正识别、选用数值模式温度分析场识别融化层、引入水凝物类型垂直分布限制条件等,建立了优化方法(HCA-Opt).利用HCA-Opt分析了2021年7月9日济南市章丘区一次雹暴云的水凝物分布特征,对冰雹落区与水凝物分类结果进行比对检验,得到如下主要结论:HCA-Opt可以正确识别冰雹与三体散射区的水凝物类型,修正了HCA将其识别为地物的问题;HCA-Opt利用模式温度分析场可准确识别融化层高度,解决了强对流天气下HCA使用的融化层自动识别算法(MLDA)无法有效识别融化层的缺陷;与HCA相比,HCA-Opt识别的水凝物在垂直分布上更加合理.HCA-Opt给出的水凝物分类结果较好描述了雹暴初生、降雹不同阶段的水凝物空间分布,初步揭示了不同高度水凝物粒子相态转化特征.HCA-Opt识别的水凝物分类中,中(小)雨与霰的可信度最高,冰晶与湿雪的可信度较低,且容易与干雪混淆;总体而言,HCA-Opt提高了水凝物分类识别技巧,对冰雹预警和落区判别具有较好的指示作用和业务应用前景.

    双偏振雷达水凝物分类HCA优化雹暴

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    汾渭平原PM2.5-O3复合污染特征及气象成因分析

    周涛周青张勇吴昱树...
    1359-1370页
    查看更多>>摘要：PM2.5和O3已经成为汾渭平原城市最主要的污染物,两者之间相互影响,在暖季经常同时出现构成污染,其污染程度与气象条件密切相关.利用2015-2021年汾渭平原12个城市逐日PM2.5和O3浓度、地面气象观测数据以及ERA5高空再分析数据等资料,分析了汾渭平原PM2.5和O3的时空变化特征以及复合污染发生时PM2.5和O3的关系,并研究了局地气象条件和天气形势对复合污染的影响.结果显示,该地区年均PM2.5和日最大8小时O3浓度分别在2017年和2018年开始持续下降,复合污染日数也在2019年后开始持续下降;复合污染主要发生在3-9月,在汾渭平原东部城市出现次数较多,多出现在高温、低湿的环境下;最后利用T-PCA算法(正交主成分分析)将复合污染的天气环流形势分为4种类型,主要呈现出以高空西北气流或偏西气流、低层为暖区偏南风或微风为主的天气特征.研究结果对汾渭平原的大气污染防治提供了参考依据,尤其对于PM2.5和O3污染协同治理具有重要意义.

    汾渭平原PM2.5和O3复合污染T-PCA分型气象成因

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    一种改进的频率匹配法在网格降水预报订正中的应用

    高星星潘留杰娄盼星杜莉丽...
    1371-1383页
    查看更多>>摘要：为提高精细化网格降水的实际预报能力,评估了2021年汛期ECMWF(EC)、CMA-MESO、SXWRF和SCMOC降水预报产品在陕西的表现,讨论了卡尔曼动态频率匹配方法对不同模式的订正效果,然后针对该方法不足,基于最优TS评分阈值法和SCMOC在天气过程判定中占优信息对小量级降水进行了二次订正,最后利用分类降水过程建模和基于图像相似识别技术改进的卡尔曼动态频率匹配法对暴雨进行了订正研究.结果表明:SCMOC晴雨预报准确率和暴雨TS评分均最高,分别为81.60％和0.30,表现最好;卡尔曼动态频率匹配法可明显提高EC、CMA-MESO和SXWRF模式降水预报产品晴雨预报准确率,对暴雨预报的改善效果不稳定,对EC晴雨预报准确率和暴雨TS评分提升幅度均最大,分别为6.35％和6.99％,该订正方法更适合于EC模式;经晴雨消空二次订正后的EC模式晴雨和小雨预报准确率较一次订正后的EC模式均有提高,分别提高了0.51％和0.64％;分类降水过程建模订正可进一步提高EC暴雨TS评分,较未分类过程订正后的暴雨TS评分提高了1.05％,且暴雨其他评分指标也均变好;改进后的卡尔曼动态频率匹配法较改进前可进一步提高EC各量级降水TS评分,尤其是暴雨TS评分提高了2.79％.

    卡尔曼滤波频率匹配最优TS评分阈值法图像相似识别技术

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    湖南6月区域持续性暴雨概率预报模型及应用

    李易芝罗伯良彭莉莉张超...
    1384-1395页
    查看更多>>摘要：利用1979-2016年6月EAR5再分析资料,选取湿热力平流参数、热力螺旋度、散度通量、水汽散度通量和热力波作用密度5个综合因子,采用核密度估计方法,基于TS评分最优为检验标准筛选确立最优因子和权重组合,构建了湖南区域持续性暴雨概率预报模型,并进行了独立样本检验与业务试用.结果表明:2017-2019年独立样本回代检验,平均TS评分达到29.9％,相比于欧洲中期天气预报中心(ECMWF)细网格(平均TS评分为22.4％)为正技巧.在2021年、2022年汛期两次区域持续性暴雨个例的预报试验中,提前24 h的暴雨预报优于ECMWF、CMA-GFS等大尺度模式和CMA-SH、CMA-GD等区域中尺度模式,对湖南区域持续性暴雨有较强的预报能力.

    核密度估计概率预报区域持续性暴雨湖南

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    S2S气候模式产品在黄河流域径流预测中的应用

    刘绿柳王国复肖潺
    1396-1404页
    查看更多>>摘要：次季节气候和径流预测是主动减灾的一个关键.基于国家气候中心第三代气候模式系统的次季节到季节模式(CMA-CPS v3 S2S)的气候预测信息和HBV水文模型,应用集合预测技术研发了未来40 d时段平均径流量和时段内极端干旱概率预测模型,应用平均方差技巧评分、距平相关系数、相对操作特征曲线面积、布赖尔技巧评分开展了回报检验,并检验了2021年黄河流域径流异常预测效果.结果表明,所建模型能够以较高技巧预测黄河流域未来40 d时段平均的径流量,且表现出枯季预测技巧高、湿季技巧低的季节差异;对秋末11月和冬季3个月(12月、1月、2月)的极端干旱概率预测也有较高技巧.对于2021年5-8月黄河上中游干旱和9-10月的秋汛,该方法正确预测了除6月、9月外的其他4个月的径流异常方向,但异常程度与实况存在差异.对径流预测水平影响因素的进一步分析表明,S2S降水预测能力影响径流预测水平,特别是丰水期的径流预测,但还有降水之外的其他因素影响径流预测技巧.

    次季节到季节径流预测干旱预测黄河

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    大理苍山不同海拔高度湿季降水日变化特征分析

    董保举徐安伦苏锦兰
    1405-1413页
    查看更多>>摘要：基于大理国家气候观象台苍山-洱海梯度观测系统2011-2020年湿季小时降水资料,分析山顶、山腰和坝区3个站的降水日变化特征.结果显示:降水量日变化,坝区站呈现单峰型,山腰站和山顶站则是双峰型;降水频次日变化,坝区站和山顶站为单峰型,山腰站日变化比较平缓;各时次的降水量、降水频次基本随海拔高度的增加而增多;降水强度日变化,山顶站为双峰型,坝区站和山腰站波动较大,午后为小值区,夜间为大值区,3个站在14:00-17:00的降水强度相差不大,而其他时段山腰站和坝区站的降水强度比山顶站大.夜间降水量在持续时间2～16 h是大值区,随海拔的增加降水量大值区持续时间较长;白天降水量在持续时间小于6 h是大值区,随海拔的增加,大值出现的时间向后移.降水频次在持续时间小于6 h,3个站在白天、夜间分别有一个大值区,而持续时间7～18 h的只有山顶站夜间有大值区;坝区站和山顶站夜间降水频次大于白天降水频次,山腰站白天、夜间降水频次相差不大.长历时(中历时、短历时)的累计降水量、降水频次随海拔高度的增加而增大(减小);3个站长历时降水量(长历时降水频次)对总降水量(总降水频次)的贡献最大,贡献最小的是短历时降水量(中历时降水频次).

    大理苍山梯度观测湿季降水日变化特征

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