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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。
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    暖干背景下的河南春季极端雨雪天气成因分析

    陈双符娇兰李晓兰金荣花...
    569-584页
    查看更多>>摘要：过渡季节的春季极端雨雪天气一直以来都是预报中的难点.利用常规地面观测、探空、多普勒天气雷达等观测资料和ERA5再分析数据,对2023年3月16日发生在河南省的一次极端雨雪天气成因进行了分析,重点关注了其极端降水及复杂雨雪相态转换成因.主要结论如下:此次过程是一次发生在暖干背景下,由高空槽东移配合低涡切变线北抬造成的极端雨雪天气,具有转折性强、降雪强度大、强降雪时段长等特点,降雪时地面气温始终维持在0℃附近,雨雪相态转换复杂;异常偏强的极端动力强迫是此次过程小时降水强度大的重要因素,这与对流层低层异常偏强的低空急流所伴随的热、动力强迫有关.另外,条件对称不稳定也在一定程度上加剧了其垂直上升运动的发展,低涡移动缓慢、回波系统走向与移向夹角较小是其降水持续较长时间的关键;过程前期气温异常偏高,15日冷空气降温为雨雪相态转换提供了可能,但河南省中、东部边界层气温仍未达到雨转雪标准,过程开始阶段对流层低层存在明显干层,与此相伴随的由降水粒子蒸发等相变过程造成的降温,是其雨转雪的重要降温机制,干层的存在及降水的持续发展,成为边界层气温能否降到0℃附近的关键,大气趋于饱和之后,固态降水粒子的融化降温在降雪相态维持中也起到了十分重要的作用.

    暖干背景极端雨雪条件对称不稳定降水相态相变降温

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    "23·7"华北极端强降水特征和水汽条件研究

    姚秀萍黄逸飞包晓红李若莹...
    585-599页
    查看更多>>摘要：利用地面气象站降水资料和ERA5再分析资料,对2023年7月29日-8月1日华北极端强降水的特征和水汽条件进行研究.结果表明,"23·7"华北极端强降水具有降水时间长、累计降水量大的特征,表现出显著极端性.降水主要位于太行山和燕山山前,最大降水带与山脉走向基本一致.极端强降水期间存在显著的环流异常,偏北的副热带高空急流、异常偏北的西太平洋副热带高压是导致此次极端强降水的关键环流;北上的台风"杜苏芮"残余环流、台风"卡努"和低空急流等是此次极端强降水的主要影响天气系统.此次极端强降水的水汽条件存在显著的阶段性特征,7月29日08时-31日08时主要降水区域低层辐合、高层辐散和上升运动较强,低层气旋式风场发展深厚,水汽由台风"杜苏芮"残余环流近距离输送及"卡努"接力输送,并以前者为主,京津冀地区整层水汽处于净流入状态,最大水汽净流入速度达1.5×108kg/s;7月31日08时-8月1日08时上升运动、对流层低层辐合和高层辐散均显著减弱,低层气旋式风场厚度收缩,"杜苏芮"残余环流消亡,仅由台风"卡努"远距离输送水汽,京津冀地区整层水汽处于净流出状态,最大水汽净流出速度为5×107kg/s.太行山和燕山地形的阻挡作用使得水汽辐合中心长时间滞留,同时其摩擦作用可能有利于山前上升运动增强,为本次极端强降水提供了有利条件.

    "23·7"华北极端强降水水汽条件环流异常水汽输送地形作用

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    "23·7"华北极端暴雨精细特征和天气学成因分析

    陈涛谌芸方翀董林...
    600-614页
    查看更多>>摘要：2023年7月29日至8月1日,华北京津冀地区遭受极端特大暴雨袭击,导致区域性洪涝灾害,造成重大经济损失和人员伤亡.为探明此次"23·7"华北极端降水过程的基本特征和形成原因,基于地面自动气象站分钟级降水资料、风廓线雷达和雨滴谱仪观测资料及ERA5再分析数据,揭示了"23·7"华北极端暴雨的精细特征和天气学成因.结果表明:(1)此次降水过程持续时间长、累计雨量极大,特大暴雨落区、突破降水量历史极值的国家级观测站站点密集分布在京津冀太行山近山地区,降水呈现显著极端性、区域性差异和阶段性变化.河北和北京太行山东侧迎风坡地区出现持续性、强度相对稳定的强降水过程,雨滴谱分布偏向于高雨滴数密度、小雨滴直径的海洋型对流降水;京津冀平原地区过程雨量明显小于山区,但中尺度对流雨带活跃,降水阵性、对流性特征明显.(2)在"杜苏芮"台风残涡、西太平洋副热带高压、大陆高压等天气系统协同作用下,中层位势高度场出现罕见的"北高南低"+"西低东高"的稳定天气形势.北上台风"杜苏芮"残涡在高压坝以及太行山、燕山地形影响下移动缓慢,残涡中心北侧的地形障碍流与低空东南风之间形成稳定倒槽,京津冀地区出现持续性低层辐合,同时配合来自南海季风和东部洋面台风"卡努"的双路水汽输送,导致京津冀地区出现长历时、区域性极端暴雨过程.(3)在阶段性降水发展过程中,与台风残涡相关的倒槽、暖切变线、低空急流等精细结构调控了中尺度对流系统的组织和发展特征,7月31日早晨至上午京津冀地区出现超过22 m/s的超低空东南风急流,配合对流和地形抬升等因素影响,降水强度明显增强,北京西部山前出现超100mm/h的极端雨强.此次极端降水事件中的地形影响、中小尺度特征以及极端暴雨可预报性等问题尚待更深入研究.

    极端暴雨华北地形低空急流台风西太平洋副热带高压

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    5-7月大别山地区降水与边界层风场日变化特征关系研究

    陈涛谌芸郑丽娜陈双...
    615-631页
    查看更多>>摘要：基于2016-2020年自动气象站、雷达、闪电等多源观测资料及ERA5再分析数据,针对5-7月长江中下游关键地区午后和清晨时段降水双峰时、空分布特征,通过分析边界层急流(Boundary Layer Jet,BLJ)频率、对流环境因子日变化特征,揭示了大别山(Dabie Mountains,DBM)周边区域内边界层风场对降水时、空分布的影响机制.午后在山顶辐射加热影响下,DBM以向山顶爬升的辐合性风场为主,中午至午后时段DBM等山顶地区降水和对流开始明显增强,而在大别山和黄山之间的峡谷地区(Dabie-Huang mountains valley,DHV)内以流向两侧山地的辐散性风场为主,平均降水量相对山顶地区较弱.白天时段DHV的BLJ出现频率较低,总体降水量弱于山顶地区.00时(北京时,下同)前后,长江中下游地区边界层西南风加速度达到最大,BLJ发生频率显著增强,04-05时前后,来自江汉平原的西风扰动和来自鄱阳湖平原的西南风扰动在DHV入口区汇合,导致DHV内西南风日变化扰动分量接近最大,也是BLJ出现频率最高的时段;同时在山顶夜间辐射冷却作用下,来自大别山和黄山山顶地区的下沉山风扰动也接近最大,因在DBM与DHV西南风急流轴之间出现显著的正扰动涡度,并在DBM南部边缘与DHV入口交界处形成水汽通量辐合中心,此处也是夜间对流有效位能高值区顶端,有利于对流触发或进一步东传,导致DHV区域在凌晨时段的强降水日峰值.

    地形降水低空急流日变化

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    基于SOM的长江流域持续性强降水过程典型环流的客观分型

    杨雅涵翟盘茂周佰铨
    632-644页
    查看更多>>摘要：利用1961-2021年逐日降水格点化观测资料和ERA5再分析资料,基于无监督深度学习的自组织特征映射神经网络(SOM)方法,将与中国长江流域夏季持续性强降水过程对应的大尺度环流客观划分成4种典型环流型(P1-P4).各环流型呈现出的关键环流系统配置影响异常雨带的形成及落区.P1和P3中、高纬度分别为典型的单阻型和双阻型环流形势,且西太平洋副热带高压(简称副高)显著偏强并向西延伸.P2和P4表现出较为明显的低压异常,P2中的巴尔喀什湖到贝加尔湖以西为宽广低槽,贝加尔湖以东为脊区,形成入梅期间的稳定环流形势,长江流域受到低值系统的控制,副高位置靠南.P4在巴尔喀什湖以西和以东分别表现出位势高度异常偏低和偏高,长江流域表现为气旋性环流异常,同时副高位置偏北.P1、P2有来自高纬度冷空气的影响,P3和P4的冷空气较弱.以副高北跳为主要特征的东亚夏季风向北推进与4种环流型的出现以及相应的雨带位置有紧密联系,P1、P2主要对应6月至7月上旬持续性强降水,P3、P4则主要对应7月上旬至8月持续性强降水,导致P1和P2降水异常中心位于长江中下游的江南地区,P3和P4的降水异常中心分别位于长江流域和长江以北地区.P1、P3的水汽输送相比另外两类明显偏强,造成的降水强度也更强.此外,对典型环流型的稳定性分析表明,长江流域持续性强降水过程与上述4种典型环流型的稳定维持密不可分.持续性强降水过程中93.2％的环流表现出持续性的特征,P1和P2、P3和P4持续天数分别主要集中在5和3 d.从长期趋势来看,P1和P3环流型出现频次增多,P2和P4趋于减少.这意味着从有利环流的角度来说,持续性强降水倾向于在长江以南和长江中下游地区发生.

    长江流域持续性强降水逐日环流型异常环流的稳定性自组织特征映射网络

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    风压平衡关系对高分辨率区域模式地面资料同化的影响分析

    丁伟钰万齐林薛纪善和杰...
    645-658页
    查看更多>>摘要：随着模式分辨率的提高,数值模式可分辨的短波信息增加,以地转平衡为基础的风压平衡约束关系不能完全满足低纬度地区及对流尺度高分辨率模式资料同化的需求.提出了基于多重网格方法构建1km分辨率数值模式变分同化风压平衡约束关系的方案,基于 CMA-MESO(China Meteorological Administration Mesoscale Model)三维变分(Three-Dimensional Variational Data Assimilation,简称3DVAR)和1 km分辨率中尺度区域模式开展了单点同化试验和典型个例分析.单点同化试验表明,气压和风的同化结果在没有平衡约束关系条件下比线性平衡约束下更接近观测.地面自动气象站观测资料同化试验表明新风压平衡约束关系将明显增加模式低层几十千米尺度的分析增量,其次是增加100-200 km尺度的分析增量.新风压平衡约束试验的同化分析增量相对于线性平衡约束的对照试验可以给出更多的增量中心位置,更好描述低层水汽辐合,对模式初始0-3 h降水、0-6 h地面10m风和地面气压的模拟有改进.研究表明在大尺度风压平衡约束的基础上增加局地无风压平衡约束的订正,可以提高对流尺度天气系统地面短波信息的同化能力,改进高分辨率模式短时临近预报.

    高分辨率区域模式同化多重网格方法风压平衡约束

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    利用同化资料改进WRF-Chem对华北地区秋季PM2.5预报的研究

    李文凯陈耀登陈丹
    659-671页
    查看更多>>摘要：气溶胶初始场同化能够提高WRF-Chem气象-气溶胶耦合预报的准确度.为了讨论气溶胶同化在不同时刻对耦合模式预报的影响,针对2015年10月一次重度霾污染过程,进行了一天4个不同时刻的气象-气溶胶联合同化及短时预报试验研究.结果表明,在同化气象资料的基础上同化气溶胶观测资料能够改善不确定性较大的排放源清单带来的模拟高估问题,减小初始场PM2.5的正偏差;随着初始场PM2.5浓度的下降,气溶胶导致的地面辐射的下降减弱,使得日间时刻6 h预报场的向下短波辐射量增加;日间近地面温度和湿度对辐射量变化的响应(增温减湿)呈现为在空间大面积上的重合和时间上的同步,这种响应在循环滚动预报的影响下即使在夜间也得到了延续;近地面增温减湿的结构有助于边界层向上发展,从而促进气溶胶的向上传输,最终进一步减弱预报场对地表PM2.5的高估.因此,气溶胶同化带来的初始场PM2.5信息的改善,使得6 h耦合预报的结果更加准确.

    WRF-ChemWRFDA-Chem气象-气溶胶联合资料同化耦合预报

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    中国地区夏季云量的周期特征和变化趋势

    彭艳玉刘煜郜倩倩
    672-693页
    查看更多>>摘要：利用1961-2010年中国2400多站的降水和云量数据集,根据降水聚类分析结果和中国地理气候特征把中国大陆地区分为9个区域,采用集合经验模态分解法(EEMD)和小波分析提取各个区域夏季日平均云量变化序列的不同周期信号,探讨云量变化的周期特征和长期趋势.EEMD和小波分析的综合结果表明:中国夏季总云量和低云量的气候变化中,主要存在2-4 a、5-7 a、8-12 a和25-32 a等周期分量.中国大部分地区云量的2-4 a周期全时域显著,5-7 a周期局部时域显著,表明云量变化序列中2-4 a和5-7 a的周期振荡是真实存在的.其中,准3 a周期普遍存在且具有较高的显著性和较强的稳定性,是云量序列的主导性周期.2-4 a和5-7 a周期信号所占方差贡献比例大于70％.总云量和低云量序列的多周期信号及其分布形势具有很好的相似变化,但在周期长度、方差贡献率和趋势变化上还存在一定的差异,趋势变化的差异尤其显著.总云量和低云量趋势项50％的结果与线性趋势有明显差异.东北地区夏季总云量50 a总体呈减少趋势,2000年以后转为增多趋势;低云量在1980年以前处在稳定偏少状态,之后增多,总体呈增多趋势.东部干旱区低云量由偏多状态一直减少,存在显著的减少趋势.西部干旱区夏季总云量从偏少状态呈不断增多趋势;低云量趋势项由偏少不断增多,贡献率高达61.2％.华北地区夏季总云量1980年以前基本保持稳定,之后转为明显的增多趋势;低云量由偏多状态一直减少.华中南部地区夏季低云量从偏少随时间推移呈增多趋势,于1995年前后转为偏多,进入21世纪之后低云量变化不大.华南地区夏季总云量1980年以前保持稳定,之后呈减少趋势;低云量从偏少随时间推移呈增多趋势.西南地区夏季低云量的趋势项呈先减小后增大走势,1980年为转折点.青藏高原夏季总云量偏多呈先减少后增多的趋势,1995年为转折点;低云量的趋势项呈先减小后增大走势,1980年为转折点.

    云量周期特征趋势集合经验模态分解(EEMD)小波分析

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    福建沿海平原和山地地区的雨滴谱差异研究

    李锦梁郑佳锋薛力夫曾正茂...
    694-708页
    查看更多>>摘要：为研究福建沿海平原和山地两个地区降水的微物理特征和差异,利用2018-2022年福建泉州晋江站(平原站)和九仙山站(山地站)的雨滴谱资料,从整体统计、不同降水强度和不同降水类型等角度研究了雨滴谱特征和差异,并对两个地区的雷达观测量与雨强的经验关系进行了研究和初步检验.结果表明:福建沿海山地站的小雨滴(直径(D)＜1 mm)和大雨滴(D≥3 mm)数浓度明显高于平原站,但平原站的中雨滴(1mm≤D＜3mm)数浓度则略高于山地站.两个站的小雨滴数浓度随着雨强增大均呈现"先升高,后降低,再升高"的趋势,而中、大雨滴的数浓度则随雨强的增大也持续升高.山地站降水整体具有更小的质量加权平均直径(Dm)和更大的广义截断参数(lgNw).因更高浓度中、大雨滴的贡献,平原站的雨滴谱在相同形状参数(µ)下,斜率参数(Λ)较山地站小,即雨滴数浓度随直径增大而下降的速率更慢.对两个站雨滴谱拟合得到的雷达定量降水估测公式进行初步检验,结果表明,实测雨滴谱拟合的反射率因子与降水强度(Z-R)关系和差分传播相移率与降水强度(KDP-R)关系效果均好于现阶段业务常用的Z-R关系.

    雨滴谱山地和平原经验关系雷达定量降水估测

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    708页
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