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期刊信息/Journal information
气象学报
中国气象学会
气象学报

中国气象学会

丁一汇

双月刊

0577-6619

cmsqxxb@263.net;qxxb@cms1924.org

010-68406942

100081

北京中关村南大街46号

气象学报/Journal Acta Meteorologica SinicaCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊创刊于1925年，是由中国气象学会主办的全国性大气科学学术性期刊，旨在反映我国大气科学领域中最新科研成果，为大气科学研究提供学术交流阵地，以推动我国大气科学基础和理论研究的发展，服务于我国气象现代化建设事业。本刊以气象、水文、海洋及环境等相关学科的科研与业务人员和高等院校师生为主要读者对象，主要刊登大气科学各分支学科的创造性论文；国内外大气科学发展动态的综合评述；大气科学新观点、新理论、新技术、新方法的介绍；大气科学研究工作简报及重要学术会议报道；国内优秀大气科学专著的评介。为适应我国大气科学的迅速发展，扩大信息量，2002《气象学报》将改版为大16开本，以便尽快地反映气象科技工作者的最新研究成果。
正式出版
收录年代

    10-20 d和30-60 d低频振荡对华南前汛期持续性暴雨的影响差异及机制研究

    臧钰歆徐邦琪高迎侠
    137-154页
    查看更多>>摘要：利用中国气象局发布的《区域性重要过程检测和评价业务规定》中对省级区域性暴雨过程的统计数据,NOAA气候预测中心降水、向外长波辐射(OLR)资料以及ERA-Interim再分析资料,探讨了 10-20 d和 30-60 d两类低频振荡对华南前汛期持续性暴雨的相对重要性,并基于尺度分离的水汽方程和垂直速度方程诊断了相关物理机制.结果表明,10-20 d准双周振荡对暴雨强度的影响较为显著,而 30-60 d季节内振荡与暴雨持续时间相关较高,表明持续性暴雨事件与低频降水的发生和演变关系密切.通过对低频降水的热力和动力过程诊断,发现 10-20 d低频降水的水汽来源主要为水汽平流过程,而导致水汽平流正距平的主要原因是 10-20 d风场和背景水汽场的相互作用;而对于 30-60 d低频降水而言,水汽平流和水汽辐合均为扰动水汽的累积做正贡献,但其中水汽平流更加重要,其主要来源于平均风场和 30-60 d水汽场的相互作用.有利于两类低频降水发生的动力条件,即垂直上升运动,其主要源于平均风场和扰动涡度场相互作用引发的垂直涡度平流梯度.以上结果显示,提高模式中低频振荡与季节平均状态尺度相互作用的刻画能力,是改进预报持续性暴雨的关键.

    华南前汛期低频振荡尺度相互作用持续性暴雨

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    欢迎订阅2024年度《气象学报》

    154页
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    泰山地形对一次副高边缘大暴雨过程影响的观测分析

    郑丽娜孙继松
    155-167页
    查看更多>>摘要：利用区域加密自动气象站、雷达、风廓线及卫星等观测资料,分析了 2022年秋季山东一次极端大暴雨事件中泰山山脉周围的降水分布及其产生这种分布的可能原因.结果表明:(1)这次山东大暴雨事件发生在对流层中、低层为强盛偏南气流的背景下,强降水时段集中在 2022年 10月 1日 23时至 2日 02时(北京时,下同),100 mm等雨量线呈"反弓形"横亘在泰山北侧与西侧,并各自伴有超 170 mm的降水中心,而泰山南侧降水反而明显偏弱.(2)大暴雨分布带与地面上的中尺度涡旋-辐合线对应:泰山西侧的中尺度涡旋是山脉北侧冷性绕流与南侧暖性绕流相遇而形成的,导致泰山西侧出现强降水中心,降水呈单峰型;山脉北侧的辐合线长时间维持与重建过程,造成泰山北侧降水时间更长,累计降水量更大,小时降水量呈双峰型.(3)泰山北侧观测站的两个降水峰值与雷达反射率因子的两条平行回波带对应:位于泰山北坡处于长时间准静止状态的第一条回波带,与泰山北侧水平涡度环流的上升支气流对应,其形成机制是夜间具有强垂直切变特征的越山西南低空急流和近地面层受到山脉阻滞的东北气流构成的水平涡度强烈发展和维持的结果;第二条降水回波带与弱冷空气云系对应,当其靠近泰山北侧时受到越山西南低空气流背风坡上升支的影响,出现雷达反射率因子增强现象,与之对应的地面风场特征表征为辐合线的重建过程.(4)在泰山西侧,地面辐合线在低空冷空气的驱动下向东南方向移动,致使回波带逐渐演变成"反弓形",造成强雨带也呈"反弓形"分布;而泰山南侧处于具有强烈垂直切变低空急流形成的水平涡度的下沉支控制下,因而降水量相较泰山北侧和西侧明显偏小.

    泰山山脉绕流低空急流水平涡度环流

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    东亚冬季风指数对中国冬季气候变化表征能力的对比分析

    敖康顺耿新张文君王林...
    168-189页
    查看更多>>摘要：利用 1951-2022年ERA5再分析大气环流资料和国家气候中心全国站点气温和降水资料,将 33个常用的东亚冬季风(EAWM)指数划分为海陆差异类、高压特征类、大槽特征类、低层风场类、中高层风场类和综合类 6类,按类别对比分析了它们的线性变化趋势和年际、年代际变化特征,并就各指数对中国冬季气温、降水时空变化的表征能力以及与厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)、北极涛动(AO)等气候系统主要内部变率的关系进行了评估分析.结果显示:(1)在趋势变化方面,中国冬季气候暖湿化特征明显,但仅大槽特征类和综合类指数反映出季风的减弱趋势,其余类型指数则多呈现微弱的增强趋势,表明EAWM各子成员对当前全球变暖的响应存在差异;(2)在年际、年代际变化方面,EAWM指数主要表现为准 4a、准 8a和准 16a的周期振荡,基本都能刻画出 20世纪 80年代中后期EAWM的年代际减弱,对于 21世纪第 1个 10年中期EAWM的年代际增强,考虑了南北气压差的海陆差异类指数以及高压特征类、大槽特征类和中高层风场类指数能较好表征;(3)在反映中国冬季气温变率的能力方面,除低层风场类指数外,各类指数表现良好,尤其是高压特征类指数的表征能力最佳,而在降水变率方面,高压特征类指数的代表性较差,低层风场类指数的指示意义最好;(4)在与气候系统主要内部变率的关系方面,大多数指数能较好反映ENSO与EAWM之间的关系,其中低层风场类指数的表征能力最好.而在反映AO与EAWM的关系上,则是高压特征类和大槽特征类指数的表现更佳.总体而言,除趋势变化存在较大差异外,各类EAWM指数能够一致地反映中国冬季气候变化的主要特征,但不同类别指数所表征的侧重点存在差异.因此,在分析EAWM相关科学问题时应根据研究的目的选择合适的指数.

    东亚冬季风指数年际变化年代际变化ENSO北极涛动

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    CMA-GEPS极端温度预报指数及2022年夏季极端高温预报检验评估

    彭飞陈静李晓莉高丽...
    190-207页
    查看更多>>摘要：极端预报指数(EFI)是利用集合预报获取极端天气信息的有效工具之一.为提升CMA全球集合预报系统(CMA-GEPS)对极端天气的预报能力,针对CMA-GEPS历史预报数据少且再预报数据缺乏、难以合理统计模式气候分布的难题,研究利用小样本确定性预报数据形成EFI所需模式气候分布的方法.采用 2020年 6月 15日—2022年 7月 22日CMA全球高分辨率(0.25°×0.25°)确定性业务预报数据,通过一种时间、空间样本扩展方法建立了与较低分辨率(0.5°×0.5°)的CMA-GEPS预报模式版本匹配的各预报时效(1-10 d)逐月模式气候分布.使用CMA-GEPS业务预报和ERA5再分析数据评估了CMA-GEPS 2 m气温EFI对 2022年夏季(6-8月)中外 4个代表性区域极端高温的预报能力.基于相对作用特征曲线的检验结果表明,CMA-GEPS EFI在 1-10 d的短、中期预报时效上均具备区分极端高温的能力.以最大TS评分为准则,确定了用于发布极端高温预警信号的EFI临界阈值.EFI的预报能力随预报时效延长呈下降趋势,且在不同区域的表现存在差异:对中国长江中下游地区极端高温的预报能力在各时效上均优于华北地区;欧洲西部地区1-7d时效上的EFI预报能力高于欧洲中部地区,而欧洲中部地区8-10 d时效上的EFI预报能力更好.上述结果与 2m气温的集合预报质量随预报时效与空间位置而变化有关.经济价值模型的评估结果表明,基于EFI预报信息的风险决策存在一定的经济价值和参考价值.个例分析结果进一步展现了CMA-GEPS EFI能够在中期预报时效上发出极端高温早期预警的能力.

    极端高温集合预报极端预报指数模式气候分布

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    CMA-MESO千米尺度变分同化系统中极小化控制变量的重构

    王瑞春龚建东孙健
    208-221页
    查看更多>>摘要：重构GRAPES(Global/Regional Assimilation and Prediction System)全球、区域一体化变分同化系统中的极小化控制变量,提升中、小尺度同化分析能力,为中国气象局业务区域数值预报系统CMA-MESO提供千米尺度适用的同化方案.新方案用纬向风速(u)和经向风速(v)替代原有流函数和势函数作为新的风场控制变量,采用温度和地面气压(T,ps)替代原有非平衡无量纲气压作为新的质量场控制变量,同时不再考虑准地转平衡约束,而是采用连续方程弱约束保证分析平衡.背景误差参数统计和数值试验结果表明,采用重构后的极小化控制变量,观测信息传播更加局地,分析结构更加合理,避免了原方案在中、小尺度应用时存在的虚假相关问题.连续方程弱约束的引入,限制了同化分析中辐合、辐散的不合理增长,帮助新方案在分析更加局地的同时保证分析平衡.为期 1个月的连续同化循环和预报试验结果表明,新方案可以减小风场和质量场分析误差,CMA-MESO系统地面降水和10m风场的预报评分显著提升.

    CMA-MESO千米尺度变分同化控制变量平衡约束

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    闪电通道状态变化参数化的建立及截断和再击穿的数值模拟

    张袁瞰郑天雪谭涌波唐渤...
    222-235页
    查看更多>>摘要：为提高数值模式对闪电精细化放电过程的仿真能力并与不断提高的闪电探测技术形成互补,探讨再击穿过程与雷暴电参数的关系,建立了一个能够再现先导截断及再击穿过程的自持电中性完整闪电参数化方案.考虑到正、负先导的极性不对称,分别设置了不同传播速度及起始和传播阈值.方案新增了通道电导率、平均电流、电荷等非线性电参数,并以这些参数的实时更新驱动闪电通道发展,通过设置不同通道状态变化阈值实现了先导通道衰退、截断以及重新激活的实时状态变化.基于通道平均电流、纵向电场以及电导率的实时变化,方案将电荷在空间重新分配,保证了通道的自持电中性.将新方案植入经典雷暴云三极电荷模型,模拟得到的云闪在通道结构、先导截断及再次激活、正负先导的极性不对称等方面与现有观测事实有较好的一致性.概念模型验证表明,新方案在保证自持电中性的前提下,在模拟包含截断和再击穿过程的完整闪电放电过程方面具有一定合理性和先进性.

    雷电物理学闪电参数化截断再击穿过程极性不对称自持电中性

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    星载雷达降水反演算法敏感性分析

    吴琼尹红刚陈林商建...
    236-246页
    查看更多>>摘要：以全球降水测量卫星(GPM)KuPR的实测资料作为代理数据,评估了风云三号G星降水测量雷达(FY-3G PMR)原型算法的精度.在此基础上,对降水率和质量加权平均直径(R-Dm)初始关系、降水相态以及不均匀波束充塞效应(NUBF)订正因子(paramNUBF)进行了降水反演的敏感性分析.首先对调层云和对流云的R-Dm初始关系,比较初值调整前后滴谱廓线、雷达反射率因子廓线及降水率廓线的变化;其次设计敏感性试验,分析相态的误判对降水反演精度的影响;最后通过设置不同的paramNUBF,评估paramNUBF对降水反演的敏感性.结果表明,FY-3G PMR原型算法反演的降水结构及强弱分布和GPM KuPR具有很好的一致性,反演的相对误差小于 10%,相关系数大于 0.95.敏感性分析显示雷达反射率因子廓线和降水率廓线的反演对R-Dm初始关系不敏感,但滴谱廓线的反演对R-Dm初始关系比较敏感.0℃亮带层相态误判尤其是混合相态和固态以及混合相态和液态的误判,影响 0℃层附近的空中降水反演,但对地面降水反演影响不大.paramNUBF作为高敏感性因子,与真值的差异越大降水率廓线反演的误差越大.开展星载雷达降水反演算法的敏感性分析不仅可以加深对降水反演理论和算法的认识,提高降水反演精度,还可以为FY-3G PMR即将开展的外场试验提供设计思路.

    GPMFY-3GPMR降水反演相态NUBF敏感性分析

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    江苏寒潮天气过程风险预评估方法研究

    顾荣直田心如禹梁玉陈小宇...
    247-256页
    查看更多>>摘要：利用江苏省 1961-2020年 70个国家级及 1300多个区域自动气象站同时段的日最低气温重构数据,选取最低气温48h最大降温幅度、累计降温幅度、过程日极端最低气温和寒潮过程持续天数共 4个要素作为寒潮灾害气象致灾因子,综合信息熵权法和专家打分法确定各致灾因子权重,构建寒潮过程致灾危险性评估模型,形成致灾危险性指数长时间序列,采用百分位法确定危险等级.基于智能网格气温预报数据,计算寒潮过程预估致灾危险性指数,在此基础上结合承灾体暴露度及脆弱性信息,构建寒潮过程风险预评估模型,对高分辨率人口、国内生产总值(Gross Domestic Product,GDP)和小麦等承灾体进行风险预估,同时考虑前期气温对小麦生长的影响,修正了小麦脆弱性指标.结果表明:(1)江苏省历年寒潮过程发生频次总体呈现 20世纪后 40年多、21世纪前 20年少的态势,北部地区发生频次显著多于南部地区;寒潮过程的气象致灾因子强度大体上具有西部强于东部、北部强于南部的分布特征;(2)通过对 2022年 11月 28日—12月 3日江苏全省性寒潮天气过程的个例分析,可以得出与实际灾情基本相符的寒潮天气过程的致灾危险性预评估和风险预估结果.

    寒潮过程气象致灾因子智能网格预报危险性预估风险预估

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    基于数据驱动的山区暴雨山洪水沙灾害易发区早期识别方法研究

    刘海知徐辉包红军宋巧云...
    257-273页
    查看更多>>摘要：针对山洪灾害防治研究工作中只关注暴雨-洪水的作用,忽视泥沙淤积导致的洪水-泥沙耦合致灾的问题,重建考虑松散固体物源储量空间异质性的影响因子体系,面向山区小流域复杂下垫面环境进行敏感性分析,利用地理信息空间分析、多重共线性检验计算影响因子贡献度指标,通过不同类型的贡献度-集成学习耦合算法对阿坝州 5250条小流域山洪水沙灾害易发度进行识别,构建基于数据驱动的山区暴雨山洪水沙灾害早期识别方法.结果表明:山洪水沙灾害在空间上表现出一定的聚集性,影响因子特定区间对于灾害发生具有更高敏感性,部分影响因子对于灾害发生的敏感性规律具有相似性.阿坝州东部、中南部部分地区以及西北部少部分地区为高易发区,与固体物源累积高频区较为接近,洪水-泥沙耦合致灾概率相对较大,较低和低易发区主要分布在阿坝州西部和西南部地区,与固体物源累积高频区重叠度较小,洪水在致灾过程中起主导作用可能性相对较大.相对于山洪风险调查评估研究结果,基于数据驱动的山洪水沙灾害易发性早期识别结果的高易发区灾害密度更大,高风险覆盖度提高23.2-45.4个百分点.

    山洪水沙易发性影响因子早期识别集成学习

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