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期刊信息/Journal information
气象
国家气象中心
气象

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

    2024年2月17-23日中国大范围强寒潮雨雪冰冻强对流过程涉及的若干问题

    俞小鼎费海燕王秀明
    1033-1042页
    查看更多>>摘要：2024年2月中下旬我国出现一次多灾种高影响天气过程.这是一次几十年一遇的过程,出现了大范围强寒潮雨雪冰冻天气并伴随强对流发生,涉及到强寒潮、沙尘、降雨、降雪、冻雨,以及强对流和伴随的大冰雹和雷暴大风,多种高影响天气在一次过程中都有所呈现,其过程之复杂异常罕见.本文针对此次过程中值得深入探讨的问题、高影响天气发生发展可能机理、相应的预报挑战等进行简要梳理,为后续对此次过程的细致和深入分析研究做一个引子.

    雨雪冰冻强对流高架对流条件对称不稳定重力波

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    四川盆地及川西高原地区FY-3D/VASS温湿度廓线检验

    杨冰韵任素玲毛冬艳覃丹宇...
    1043-1056页
    查看更多>>摘要：利用2020-2021年探空站及ERA5再分析资料,对FY-3D大气垂直探测系统(VASS)温湿度廓线在四川盆地及川西高原地区的精度进行检验.结果表明:与ERA5数据相比,FY-3D/VASS温度在盆地和高原地区不同季节的平均偏差分别为-0.631～0.500℃和-2.230～-1.234℃,均方根误差分别为2.117～3.222℃和3.077～3.460℃,高原比盆地地区大,在垂直高度上,盆地地区的精度在800～700 hPa较低,高原地区的精度随高度的减小逐渐降低;FY-3D/VASS比湿呈现一致的负偏差,平均偏差在盆地和高原地区分别为-0.775～-0.525 g·kg-1和-1.096～-0.347 g·kg-1,均方根误差分别为1.251～2.367 g·kg-1和0.696～1.991 g·kg-1,在700～600 hPa的精度较低;通过将两组检验的平均偏差相加,间接建立FY-3D/VASS基于探空温湿度数据的检验结果,其中FY-3D/VASS温度在盆地地区的平均偏差较小,高原地区平均偏低2.440 ℃左右,比湿在盆地和高原地区平均偏低0.612 g·kg-1左右.上述结果可提升FY-3D/VASS温湿度反演产品在四川盆地及川西高原地区的天气气候应用能力.

    FY-3D/VASS温湿度廓线四川盆地川西高原

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    CMA-BJ系统总云量预报性能检验评估

    张帅吴捷陈敏仲跻芹...
    1057-1070页
    查看更多>>摘要：云是天气气候中最重要、最活跃的因子之一,对大气系统的辐射能量平衡和水分循环起到重要调制作用.对总云量进行有技巧的预报也为更好把握天气现象、预测光伏发电等新能源出力提供客观依据.中国气象局北京快速更新循环数值预报系统(CMA-BJ)可提供我国逐小时高分辨率总云量预报产品,本文采用时间尺度分离的方法对其预报性能开展系统性评估,并对误差来源进行分析,从而为产品释用和模式改进提供参考.结果表明,CMA-BJ总体能够抓住总云量的空间分布以及日变化强度特征,在1～24 h时效预报和观测的总云量空间相关系数在各月均超过0.6,但在冬季(1月)对总云量和日变化强度存在较为明显的低估,全国平均云量负偏差达一0.133.随着预报时效的延长,模式对云量逐时变率的预报能力有所下降,预报第1至第4天的平均TCC分别为0.470、0.409、0.355、0.315,有技巧的预报可维持至48～72 h.诊断分析表明,模式中相对湿度偏小可能是造成总云量预报负偏差的主要来源之一,垂直速度预报偏差也是影响云量预报误差的重要原因.

    总云量CMA-BJ性能评估

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    地形及暖锋共同影响下京津冀典型重污染过程数值模拟

    章建成徐敬赵秀娟张自银...
    1071-1080页
    查看更多>>摘要：由于京津冀所处的独特地理位置,地形及中尺度天气对该地区空气污染的形成起到至关重要的作用.2023年12月29-30日京津冀发生了一次典型区域性重污染过程.利用RMAPS-CHEM数值模式系统的预报结果,结合地面PM2.5质量浓度及气象资料等,研究了地形及暖锋共同作用下边界层过程加剧平原地区重污染程度的影响机制.结果发现:受华北地形槽影响,西南风在传输污染物的同时还将暖湿气团自南向北输送,造成京津冀平原东南侧形成低空暖锋;在暖锋及地形的共同影响下,被污染的冷气团因东南侧受暖锋驱动、西北侧受地形限制,堆积于近山区平原的地面附近,形成冷池;冷池的逆温、静风和极低边界层等强稳定大气层结特性,导致污染物被限制在有限垂直空间内,同时弱风造成气团停滞,抑制污染物水平方向的传输和扩散,这些不利因素最终导致污染物浓度持续积累.

    地形暖锋冷池重污染数值模拟京津冀

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    三峡库区蓄水前后夏季小时降水变化特征

    唐永兰徐桂荣祁海霞
    1081-1092页
    查看更多>>摘要：利用国家气象信息中心小时降水资料,结合三峡库区地形的多样性,分析了库区蓄水前(1992-2002年)和蓄水后(2003-2021年)夏季(6-8月)小时降水时空变化以及不同类型强降水事件(HRE)变化特征.结果表明:蓄水后小时降水的降水量和频次减少,而强度增加;降水变化存在明显的地理分布规律,降水量、频次、强度在库区中北部增加,且多位于长江以北地区;降水量、频次在库区西南部减少,强度在库区中南部和西北部减弱,且多位于31°N以南.蓄水前后小时降水的日变化峰值时间位相的空间差异程度表现为降水强度＞降水量＞降水频次;蓄水后降水量、频次、强度呈增加趋势的站点增多,且降水量和强度的日变化峰值时间位相在高海拔山区具有位相前移特征.蓄水前后各等级小时降水的降水概率和降水占比变化不明显,其中降水概率在[0.1,0.5)mm等级最大,≥20 mm等级最小;降水占比在[1,5)mm等级最大,[0.1,0.5)mm等级最小,≥20 mm等级约为15％.蓄水后小时降水的日变化特征更加明显,其中≥20 mm等级的小时降水量和频次的双峰结构更为突出,其他等级的小时降水量和频次的峰值时间范围有扩大趋势,而各等级小时降水强度的次日尺度波动更频繁.蓄水前后HRE均是短历时型最多,长历时型最少,且短历时型HRE多开始于下午,中历时型和长历时型HRE多开始于夜间;蓄水后有利于HRE维持,短历时型HRE在中午和下午开始的概率增加,中历时型和长历时型HRE在清晨开始的概率增加.

    三峡库区蓄水小时降水强降水事件日变化地形

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    弱天气背景下天津三次局地突发暴雨中尺度特征及触发机制

    尉英华陈宏王艳春林晓萌...
    1093-1104页
    查看更多>>摘要：利用ERA5再分析(0.25°×0.25°)、加密自动气象站、多普勒天气雷达和变分多普勒天气雷达分析系统等高时空分辨率资料,对比分析了2018年7月22日、2019年7月18日、2021年8月23日天津中心城区三次局地突发性暴雨过程的中尺度特征及其触发机制.结果表明:三次局地突发性强降雨均无明显天气尺度系统主导,但环境大气具备较高的对流不稳定能量和较小的对流抑制能量,抬升凝结高度仅0.2～0.4 km,且低层均存在一定的湿层.局地突发性暴雨的发生与城市热岛及海陆下垫面特征差异造成的中小尺度系统有关,暴雨发生前天津中心城区与沿海地区之间的温差和气压差增大,中心城区附近温压场具有明显的非均匀分布特性,中尺度暖低压及其东侧的高温度梯度为局地对流发生提供了有利的中尺度环境条件.此外,暴雨发生前沿海地区均出现了明显的海风加强,城市热岛暖低压辐合与海风风速辐合共同作用使得中尺度辐合强度明显加强,是局地突发性暴雨发生的主要原因,初生的γ中尺度对流单体均位于地面强辐合中心边缘上空.

    弱天气背景海风城市热岛中尺度辐合中心

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    一次伴随高架雷暴的极端暴雪不稳定机制分析

    万夫敬李博罗江珊侯淑梅...
    1105-1119页
    查看更多>>摘要：利用常规观测资料、闪电定位监测、雷达资料和ERA5再分析资料等,分析了2023年12月14日山东地区的一次"雷打雪"天气过程的不稳定机制,利用锋生函数、假相当位温的密集区和地面温度的变化特征等,确定了地面冷锋的位置,结合物理过程的触发和不稳定机制,给出了高架对流暴雪的概念模型.结果表明:雷暴和强降雪出现在地面冷锋后部,低空有深厚稳定的冷垫,逆温层之上存在强盛的暖湿空气,具有产生高架雷暴的环境.暴雪发生期间,存在对流-对称不稳定机制,且对称不稳定和位势不稳定存在于不同层次上:对称不稳定主要位于700 hPa以下,当暖湿气流沿低层冷垫强迫爬升,倾斜对流发展;而位势不稳定位于700～500 hPa,是伴随中低层西南急流的推进逐步建立的.当对称不稳定导致的倾斜对流发展到700～500 hPa层次时,位势不稳定能量得以释放,发展出深厚强烈的垂直对流.位势不稳定的建立与700～500 hPa上20 m·s-1风速前沿的向北推进在时间上具有高度的一致性,超前于最强降雪和雷电,提前1～2 h.高架雷暴的触发除了低层冷垫的动力抬升外,还与中层700～500 hPa附近风速的增强有关,700～500 hPa风速增强后,槽前正涡度平流加强,上升气流发展,进而触发对流,造成强降雪和强烈、高频的雷电活动.尽管本次高架雷暴强降雪时段的回波主要集中在20～35 dBz,但回波顶高超过了-30℃层高度,35 dBz回波伸展到达-10℃层高度之上,仍需高度关注冬季雷电的发生.

    雷打雪极端暴雪高架雷暴对流-对称不稳定

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    一次华北极端降雪天气过程的中尺度涡旋特征

    翟亮邢楠郝翠王颖...
    1120-1128页
    查看更多>>摘要：利用ERA5逐小时再分析数据和实况观测资料,对2020年2月13-14日华北极端雨雪天气过程中的中尺度涡旋进行特征分析,并采用相对涡度的环流积分变化方程对中尺度涡旋的发展机制进行诊断.结果表明:中尺度涡旋活动区域(简称涡旋区)的平均涡度垂直廓线呈"S"型分布,正负涡度极值分别位于800 hPa及400 hPa.涡旋区内800 hPa正涡度强度与上升运动大值区一致.900～700 hPa平均涡度强度与平原地区降水强度同相位变化,涡旋强度的峰值较降水强度峰值早约2 h,二者相关系数为0.76,说明低层涡度强度对降雪预报具有指示性.从涡旋发展的动力机制来看,涡旋区800 hPa以下正涡度主要源自水平风辐合;800～700 hPa上升运动与风随高度顺转对涡度的贡献更大.对比无中尺度涡旋的降雪过程(2019年2月14日),涡旋区内垂直方向涡度无"S"型结构,且中低层涡度较弱,北京降雪量明显偏小.涡旋区是否存在中尺度涡旋发展,对北京冬季降雪量级和极端性的预报有指示意义.

    降雪低涡中尺度涡旋涡度收支

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    泰山一次强雹暴微物理特征双偏振雷达和雨滴谱观测分析

    夏凡吴举秀申高航潘佳文...
    1129-1141页
    查看更多>>摘要：为了研究雹暴的微物理特征,利用双偏振雷达和雨滴谱仪探测资料,结合粒子相态分类算法,对2020年6月1日发生在泰山的一次降雹天气进行了分析,获得了雹暴云影响泰山站时附近区域雷达参量、水凝物粒子、降水粒子谱分布特征.研究表明:雹暴云前缘开始影响泰山站时,反射率因子(ZH)梯度大值区紧邻泰山站,与差分反射率(ZDR)弧位置大致重合,此处主要为大滴粒子,由上空霰粒子融化形成;雨滴谱为双峰结构,对降水贡献较大的为2～3 mm粒子.当雹暴云主体影响泰山站时,其前侧径向出现三体散射,上空出现悬垂回波,泰山站附近区域主要识别为雹粒子;泰山站南侧出现有界弱回波,该处辐合升运动增强,被ZDR大值半环绕,主要分布大滴与雹粒子,夹杂霰与湿雪粒子;归一化等高频率(CFAD)显示冰相过程增强;10℃层以下雹粒子主要由-10～0℃层的霰粒子凇附上升气流携带的大滴与中小雨粒子形成,这些粒子无法下落碰并形成尺寸较大的降水粒子,雨滴谱变为单峰结构,对降水贡献最大的为14～16 mm粒子.雹暴云主体离开泰山站,CFAD显示冰相过程减弱,冰晶凇附过冷云滴转化成霰的效率降低,泰山站上空识别出大量的冰晶与干雪粒子,出现层状云降水特征;雨滴谱再次变为双峰结构,第二峰值为2～3 mm粒子,对降水贡献最大.

    雹暴云双偏振雷达雨滴谱微物理特征

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    天津区域鸟类活动的双偏振天气雷达回波分析

    赵子杭庄庭李建勇李春...
    1142-1152页
    查看更多>>摘要：利用2022年6月至2023年3月的宝坻S波段双偏振天气雷达资料,对探测到的天津区域空中生物活动进行分析,结果表明:天津区域空中生物活动存在明显的季节变化和日变化.雷达能够探测到的候鸟迁徙回波集中在2月下旬到11月下旬,其中湿地鸟类活动在夏季比较明显,候鸟迁徙活动在2月、11月特别频繁,鸟类回波出现的时刻与日出日落有明显的关联.其中,秋季鸟类活动特征较为明显,回波在反射率产品上呈现明显的类圆形特征,回波强度能达到35 dBz以上;从径向速度产品上可以看出,鸟类飞行时径向速度约在10～27 m·s-1;从相关系数(CC)产品上看,鸟类回波的CC整体数值较低,主要分布在0.1～0.8;从差分反射率(ZDR)产品上看,ZDR分布不均匀,最大可达3～5 dB.相比于单偏振天气雷达,S波段双偏振天气雷达对空中生物回波的识别有显著优势.

    S波段双偏振天气雷达鸟类回波回波强度相关系数差分反射率

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