2022年 第38卷 第3期
2022, 38(3): 321-330.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.030
摘要:
定量诊断分析北上台风的云系结构特征对于预报有重要意义，研究选取2011—2020年16个北上台风，定义南北对称度因子S1和一三象限对称度因子S2，作为反映北上台风云系结构的指标。当S1＜0时，通常台风南侧和西南侧的云量较多，并常与季风云系相连，台风一般表现为“9”字型结构；当S1＞0时，通常台风北侧和东北侧的云量较多，台风南侧的云系减弱，台风一般表现为“6”字型结构。台风北上过程中由S1＜0向S1＞0转变，在云系结构特征上表现为由“9”字型结构转化为“6”字型结构。而这种结构特征的转变初始表现为台风核心区域内第一象限云量增多并向东北方向伸展，同时第三象限对流云衰减以及云量减少，此时，一三象限对称度因子S2＞0并快速增大，台风有快速减弱的趋势。南北对称度因子和一三象限对称度因子作为北上台风云系结构诊断分析的两个重要指标，为台风强度、降雨的监测和预报形成了定量参考。
定量诊断分析北上台风的云系结构特征对于预报有重要意义，研究选取2011—2020年16个北上台风，定义南北对称度因子S1和一三象限对称度因子S2，作为反映北上台风云系结构的指标。当S1＜0时，通常台风南侧和西南侧的云量较多，并常与季风云系相连，台风一般表现为“9”字型结构；当S1＞0时，通常台风北侧和东北侧的云量较多，台风南侧的云系减弱，台风一般表现为“6”字型结构。台风北上过程中由S1＜0向S1＞0转变，在云系结构特征上表现为由“9”字型结构转化为“6”字型结构。而这种结构特征的转变初始表现为台风核心区域内第一象限云量增多并向东北方向伸展，同时第三象限对流云衰减以及云量减少，此时，一三象限对称度因子S2＞0并快速增大，台风有快速减弱的趋势。南北对称度因子和一三象限对称度因子作为北上台风云系结构诊断分析的两个重要指标，为台风强度、降雨的监测和预报形成了定量参考。
2022, 38(3): 331-342.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.026
摘要:
城市(热力、动力、人类活动等)效应对城市及周边地区强降水有着重要的影响。由于涉及到多方面因素，在数值模式中合理描述城市效应仍然存在许多困难。采用Nudging地面加密观测间接引入城市效应(Nudg)和使用城市冠层模式直接引入城市效应(Urba)两种方式模拟了2017年5月7日发生在广东广州的一次极端降水过程。结果表明Nudging地面加密观测能够有效地在数值模式中引入城市效应，从而合理地再现出城市热岛及其触发的对流和强降水的时空演变，而使用城市冠层模式未能够模拟出城市热岛及其触发的对流和降水。具体而言，Nudg能够维持城市的热岛，在城市热岛的下风方最先触发了对流，对流快速发展并稳定维持，从而在广州城市下风(西北)方形成了强降水。然而，Urba试验中城市热岛迅速减弱消亡，从而未能在城市下风方触发出对流，导致降水模拟的失败；尽管后期在城市下风方边缘及北部山区有零星的雷达回波，但均未能够发展形成组织化的对流单体或系统。对本次强降水事件对流的触发而言，城市热岛的加热作用较城市的摩擦辐合更重要。提出的Nudging地面加密观测间接地引入城市效应的方法可用于与城市下垫面相关的各类天气事件的模拟研究。
城市(热力、动力、人类活动等)效应对城市及周边地区强降水有着重要的影响。由于涉及到多方面因素，在数值模式中合理描述城市效应仍然存在许多困难。采用Nudging地面加密观测间接引入城市效应(Nudg)和使用城市冠层模式直接引入城市效应(Urba)两种方式模拟了2017年5月7日发生在广东广州的一次极端降水过程。结果表明Nudging地面加密观测能够有效地在数值模式中引入城市效应，从而合理地再现出城市热岛及其触发的对流和强降水的时空演变，而使用城市冠层模式未能够模拟出城市热岛及其触发的对流和降水。具体而言，Nudg能够维持城市的热岛，在城市热岛的下风方最先触发了对流，对流快速发展并稳定维持，从而在广州城市下风(西北)方形成了强降水。然而，Urba试验中城市热岛迅速减弱消亡，从而未能在城市下风方触发出对流，导致降水模拟的失败；尽管后期在城市下风方边缘及北部山区有零星的雷达回波，但均未能够发展形成组织化的对流单体或系统。对本次强降水事件对流的触发而言，城市热岛的加热作用较城市的摩擦辐合更重要。提出的Nudging地面加密观测间接地引入城市效应的方法可用于与城市下垫面相关的各类天气事件的模拟研究。
2022, 38(3): 343-352.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.031
摘要:
2018年8月19日受台风“温比亚”影响，山东省临沂市遭受龙卷袭击。通过实地灾情调查，给出了该龙卷的影响范围、灾害分布和强度评估等，综合考虑不同标识物和致灾过程，评估本次龙卷强度为EF3级。分析龙卷发生的环境和天气雷达特征，结果表明：龙卷发生在低抬升凝结高度（≤300 m）、强低层垂直风切变（≥18×10-3 s-1）、强相对风暴螺旋度（≥350 m2/s2）和较低对流有效位能（≤400 J/kg）的有利环境条件下；龙卷超级单体嵌于台风右侧螺旋雨带内，龙卷发生在中气旋与风暴后侧下沉气流区相接一侧，与龙卷涡旋特征位置对应；龙卷及地时中气旋向下延伸加强，同时风暴顶及单体质心迅速下降；若探测到低层中等强度中气旋时应发布龙卷预警，则此次过程的龙卷预警时间提前量为15~20 min。
2018年8月19日受台风“温比亚”影响，山东省临沂市遭受龙卷袭击。通过实地灾情调查，给出了该龙卷的影响范围、灾害分布和强度评估等，综合考虑不同标识物和致灾过程，评估本次龙卷强度为EF3级。分析龙卷发生的环境和天气雷达特征，结果表明：龙卷发生在低抬升凝结高度（≤300 m）、强低层垂直风切变（≥18×10-3 s-1）、强相对风暴螺旋度（≥350 m2/s2）和较低对流有效位能（≤400 J/kg）的有利环境条件下；龙卷超级单体嵌于台风右侧螺旋雨带内，龙卷发生在中气旋与风暴后侧下沉气流区相接一侧，与龙卷涡旋特征位置对应；龙卷及地时中气旋向下延伸加强，同时风暴顶及单体质心迅速下降；若探测到低层中等强度中气旋时应发布龙卷预警，则此次过程的龙卷预警时间提前量为15~20 min。
2022, 38(3): 353-365.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.032
摘要:
闪电活动对于强龙卷天气的发生有一定的指示作用，基于闪电定位资料，结合多普勒天气雷达、探空和ECMWF再分析资料对两次典型强龙卷风暴中地闪的时空演变、雷电流强度及正地闪活动特征进行了统计分析，结果表明：地闪主要发生在组合反射率因子≥30 dBZ的区域内，龙卷发生期间，地闪活动减弱且较为分散。不同龙卷风暴的地闪频次差异较大，这与风暴中上升气流的强度有关；当地闪频次从峰值降至最小值期间，龙卷及地，两次过程中地闪频次峰值分别提前龙卷发生约33 min和28 min。同时，龙卷及地之前，地闪会出现连续多次闪电跃增；龙卷等级越强，正地闪表现越活跃，特征越明显，在江苏盐城阜宁龙卷发生期间，还出现了地闪极性从正地闪主导向负地闪主导的反转；两次龙卷风暴雷电流强度随时间的变化规律并不明显，但均小于历史平均值，地闪发生愈频繁的龙卷风暴，对应的雷电流强度值愈小。
闪电活动对于强龙卷天气的发生有一定的指示作用，基于闪电定位资料，结合多普勒天气雷达、探空和ECMWF再分析资料对两次典型强龙卷风暴中地闪的时空演变、雷电流强度及正地闪活动特征进行了统计分析，结果表明：地闪主要发生在组合反射率因子≥30 dBZ的区域内，龙卷发生期间，地闪活动减弱且较为分散。不同龙卷风暴的地闪频次差异较大，这与风暴中上升气流的强度有关；当地闪频次从峰值降至最小值期间，龙卷及地，两次过程中地闪频次峰值分别提前龙卷发生约33 min和28 min。同时，龙卷及地之前，地闪会出现连续多次闪电跃增；龙卷等级越强，正地闪表现越活跃，特征越明显，在江苏盐城阜宁龙卷发生期间，还出现了地闪极性从正地闪主导向负地闪主导的反转；两次龙卷风暴雷电流强度随时间的变化规律并不明显，但均小于历史平均值，地闪发生愈频繁的龙卷风暴，对应的雷电流强度值愈小。
2022, 38(3): 366-376.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.033
摘要:
利用最新研发的区域海-气-浪耦合数值模式(Coupled Ocean-Atmosphere-Wave-Sediment Transport，COAWST)，对印度洋一次超强热带气旋“Fani” (2019)过程进行了数值模拟试验。“Fani” 4月26日从热带印度洋面上的低压扰动中生成，在移动北上的过程中逐渐增强为强热带风暴，并于5月3日在印度登陆，造成了严重的破坏。利用COAWST耦合数值模式，在印度洋区域设计了数值模拟试验，分析了“Fani”发展增强到登陆时间段(4月30日12时—5月3日12时)大气物理量场、海洋表面温度及通量场，以及海浪参数的相应变化。通过与International Best Track Archive for Climate Stewardship (IBTrACS)的实测风暴路径、强度数据，以及欧洲中心ERA5再分析资料对比结果表明：模式模拟“Fani”的移动路径与观测较为接近，但是在强度模拟上偏弱；大气地表2 m温度场、潜热和感热通量与ERA5再分析资料存在一定偏差，但模拟的海表面温度场强度和特征与ERA5再分析资料都比较接近；在强烈的热带气旋与海洋相互作用下，耦合模式给出在气旋发展阶段，海浪有效波高达到近10 m；数值试验结果表明耦合模式可以有效描述热带气旋-海洋之间的相互作用，对于印度洋强热带风暴具备一定的模拟能力。
利用最新研发的区域海-气-浪耦合数值模式(Coupled Ocean-Atmosphere-Wave-Sediment Transport，COAWST)，对印度洋一次超强热带气旋“Fani” (2019)过程进行了数值模拟试验。“Fani” 4月26日从热带印度洋面上的低压扰动中生成，在移动北上的过程中逐渐增强为强热带风暴，并于5月3日在印度登陆，造成了严重的破坏。利用COAWST耦合数值模式，在印度洋区域设计了数值模拟试验，分析了“Fani”发展增强到登陆时间段(4月30日12时—5月3日12时)大气物理量场、海洋表面温度及通量场，以及海浪参数的相应变化。通过与International Best Track Archive for Climate Stewardship (IBTrACS)的实测风暴路径、强度数据，以及欧洲中心ERA5再分析资料对比结果表明：模式模拟“Fani”的移动路径与观测较为接近，但是在强度模拟上偏弱；大气地表2 m温度场、潜热和感热通量与ERA5再分析资料存在一定偏差，但模拟的海表面温度场强度和特征与ERA5再分析资料都比较接近；在强烈的热带气旋与海洋相互作用下，耦合模式给出在气旋发展阶段，海浪有效波高达到近10 m；数值试验结果表明耦合模式可以有效描述热带气旋-海洋之间的相互作用，对于印度洋强热带风暴具备一定的模拟能力。
2022, 38(3): 377-386.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.034
摘要:
基于ERA5再分析资料、广东省风廓线雷达、雷达拼图产品和实况观测数据, 分析了2020年6月7日夜间-8日珠三角(珠江三角洲)北部暖区强降水过程中主雨带与南岭南部地形走势一致的原因, 阐释地形对此次强降水的触发和维持作用。结果表明: (1)此次过程发生在典型的暖区暴雨环流特征的背景下, 主要影响系统为对流层中层弱短波槽扰动、低空急流和边界层急流脉冲等; (2)雷达回波表现为团状结构, 多以对流单体形态生消, 伴随明显的"列车效应"现象, 但3个不同发展阶段内回波的持续时间、强度, 以及触发地、传播和移动方向等均存在差异; (3)由于边界层西南(偏南)风增强和地形作用, 新的对流单体在珠江口附近和珠三角西北侧被触发, 同时由于南岭南侧地形对边界层暖湿气流的阻挡和拦截等作用, 使得气流在珠三角北部形成明显的辐合抬升, 造成该区域内对流单体移速减慢和汇聚, 增强了降水强度; (4)强降水长时间的持续与海陆热力差异、冷池和边界层暖湿气流增强等引起的地面露点锋和中尺度辐合线有关。露点锋为强降水的发展和维持提供了热力不稳定条件, 地面辐合线加强了对流层底层气流的辐合抬升, 进一步增强了强降水区的降水强度。研究结果有助于认识珠三角北部暖区强降水过程中地形的重要作用, 为今后该区域防灾减灾提供气象理论支撑。
基于ERA5再分析资料、广东省风廓线雷达、雷达拼图产品和实况观测数据, 分析了2020年6月7日夜间-8日珠三角(珠江三角洲)北部暖区强降水过程中主雨带与南岭南部地形走势一致的原因, 阐释地形对此次强降水的触发和维持作用。结果表明: (1)此次过程发生在典型的暖区暴雨环流特征的背景下, 主要影响系统为对流层中层弱短波槽扰动、低空急流和边界层急流脉冲等; (2)雷达回波表现为团状结构, 多以对流单体形态生消, 伴随明显的"列车效应"现象, 但3个不同发展阶段内回波的持续时间、强度, 以及触发地、传播和移动方向等均存在差异; (3)由于边界层西南(偏南)风增强和地形作用, 新的对流单体在珠江口附近和珠三角西北侧被触发, 同时由于南岭南侧地形对边界层暖湿气流的阻挡和拦截等作用, 使得气流在珠三角北部形成明显的辐合抬升, 造成该区域内对流单体移速减慢和汇聚, 增强了降水强度; (4)强降水长时间的持续与海陆热力差异、冷池和边界层暖湿气流增强等引起的地面露点锋和中尺度辐合线有关。露点锋为强降水的发展和维持提供了热力不稳定条件, 地面辐合线加强了对流层底层气流的辐合抬升, 进一步增强了强降水区的降水强度。研究结果有助于认识珠三角北部暖区强降水过程中地形的重要作用, 为今后该区域防灾减灾提供气象理论支撑。
2022, 38(3): 387-396.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.035
摘要:
利用2014-2015年夏季雷达资料获取雷暴发生有无数据, 计算探空资料的对流指数与雷暴发生有无数据的灰色关联度, 发现雷暴产生跟抬升凝结高度气压、850~700 hPa的温度和露点温度、风切变的关系最紧密。接着建立广州白云机场终端区内3类区域(离塔台中心8 km、50 km、100 km)的12小时随机森林分类模型, 对不同区域的雷暴潜势进行预报和评估, 发现终端区区域面积越大, 雷暴发生样本比例越高, 临界成功指数CSI、预报准确率AF、探测概率POD越来越高, 虚假报警率FAR越来越低, 表明预报出来的准确率越来越高。离塔台中心50 km和100 km区域的预报准确率AF和探测概率POD超过70%, 对航空重要天气MDRS通报业务有指示作用。同时袋外错误率均低于1/3, 随机森林算法的泛化性能好。
利用2014-2015年夏季雷达资料获取雷暴发生有无数据, 计算探空资料的对流指数与雷暴发生有无数据的灰色关联度, 发现雷暴产生跟抬升凝结高度气压、850~700 hPa的温度和露点温度、风切变的关系最紧密。接着建立广州白云机场终端区内3类区域(离塔台中心8 km、50 km、100 km)的12小时随机森林分类模型, 对不同区域的雷暴潜势进行预报和评估, 发现终端区区域面积越大, 雷暴发生样本比例越高, 临界成功指数CSI、预报准确率AF、探测概率POD越来越高, 虚假报警率FAR越来越低, 表明预报出来的准确率越来越高。离塔台中心50 km和100 km区域的预报准确率AF和探测概率POD超过70%, 对航空重要天气MDRS通报业务有指示作用。同时袋外错误率均低于1/3, 随机森林算法的泛化性能好。
2022, 38(3): 397-409.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.037
摘要:
全球变暖背景下我国极端小时降水和极端日降水(EXHP、EXDP)气候态及变化趋势的区域差异明显, 其中热带气旋(TC)的影响尚不明确。利用1975-2018年暖季台站小时降水(P)和热带气旋最佳路径等资料, 采用百分位法定义极端小时降水与极端日降水, 并将总降水(All)客观分为热带气旋降水与非热带气旋(nonTC)降水, 分析热带气旋对中国东部All-P、All-EXHP、All-EXDP的气候态和变化趋势以及极端小时降水随温度变化的影响。主要结论如下: (1) TC-P、TC-EXDP、TC-EXHP占其对应总降水之比均从东南和华南沿海向西北内陆递减, 区域平均而言, TC-P占All-P之比与TC-EXHP占All-EXHP之比均约为11%, 而TC-EXDP占AllEXDP之比为15.8%;(2) 热带气旋和非热带气旋降水变化趋势的空间分布差别较大, 热带气旋对长江流域东部总降水增多的贡献高达49%, 并一定程度上改变了降水趋势的空间分布; (3) TC-EXHP强度与温度的关系在约21℃发生改变, 且截然不同于nonTC-EXHP, 华南、东南沿海TC-EXHP强度随温度的变化率明显低于nonTCEXHP, 造成nonTC-EXHP和All-EXHP随温度变化率不同, 且在东南沿海差异显著。
全球变暖背景下我国极端小时降水和极端日降水(EXHP、EXDP)气候态及变化趋势的区域差异明显, 其中热带气旋(TC)的影响尚不明确。利用1975-2018年暖季台站小时降水(P)和热带气旋最佳路径等资料, 采用百分位法定义极端小时降水与极端日降水, 并将总降水(All)客观分为热带气旋降水与非热带气旋(nonTC)降水, 分析热带气旋对中国东部All-P、All-EXHP、All-EXDP的气候态和变化趋势以及极端小时降水随温度变化的影响。主要结论如下: (1) TC-P、TC-EXDP、TC-EXHP占其对应总降水之比均从东南和华南沿海向西北内陆递减, 区域平均而言, TC-P占All-P之比与TC-EXHP占All-EXHP之比均约为11%, 而TC-EXDP占AllEXDP之比为15.8%;(2) 热带气旋和非热带气旋降水变化趋势的空间分布差别较大, 热带气旋对长江流域东部总降水增多的贡献高达49%, 并一定程度上改变了降水趋势的空间分布; (3) TC-EXHP强度与温度的关系在约21℃发生改变, 且截然不同于nonTC-EXHP, 华南、东南沿海TC-EXHP强度随温度的变化率明显低于nonTCEXHP, 造成nonTC-EXHP和All-EXHP随温度变化率不同, 且在东南沿海差异显著。
2022, 38(3): 410-421.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.038
摘要:
利用TRMM降水和ERA-Interim温度、比湿、环流场等再分析资料, 探讨了在1998-2018年冬季年际尺度海温变化对MJO的强度、结构和传播特征的影响。主要结论如下: 通过一种追踪MJO的方法在研究时间范围内共可挑选出50个MJO事件, 其中有14个MJO事件发生在El Niño期间, 25个发生在La Niña期间, 11个发生在ENSO正常年。El Niño年MJO会传播至更远的中东太平洋附近, 而La Niña年MJO事件趋于在西太平洋地区消亡, 这主要与东太平洋地区持续的季节内尺度的经向水汽输送有关。此外, 在印度洋和太平洋地区, El Niño年的MJO活动更强, 而在海洋性大陆附近, La Niña年的MJO活动略强一些。ENSO对MJO强度的影响主要通过影响MJO对流中心东侧水汽的输送, 水汽在异常东风气流的输送下穿过对流中心东边界进入对流中心, 进而造成MJO活动强度的差异。
利用TRMM降水和ERA-Interim温度、比湿、环流场等再分析资料, 探讨了在1998-2018年冬季年际尺度海温变化对MJO的强度、结构和传播特征的影响。主要结论如下: 通过一种追踪MJO的方法在研究时间范围内共可挑选出50个MJO事件, 其中有14个MJO事件发生在El Niño期间, 25个发生在La Niña期间, 11个发生在ENSO正常年。El Niño年MJO会传播至更远的中东太平洋附近, 而La Niña年MJO事件趋于在西太平洋地区消亡, 这主要与东太平洋地区持续的季节内尺度的经向水汽输送有关。此外, 在印度洋和太平洋地区, El Niño年的MJO活动更强, 而在海洋性大陆附近, La Niña年的MJO活动略强一些。ENSO对MJO强度的影响主要通过影响MJO对流中心东侧水汽的输送, 水汽在异常东风气流的输送下穿过对流中心东边界进入对流中心, 进而造成MJO活动强度的差异。
2022, 38(3): 422-432.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.036
摘要:
基于比差分传播相移(KDP)的降水估计算法R(KDP)相较于传统基于水平反射率因子(ZH)的算法R(ZH)的表现更优。在雷达实际运行中，由于随机误差和后向散射相位(backscattering phase)的影响，可能出现负的KDP。运用一种基于变分的雷达定量降水估计混合算法(V-RQPE)。该算法用变分拟合方法重构差分相位(ΦDP)，用一种新的稳健的边界条件求解方法，在消除随机误差的同时获得非负的KDP，进而进行降水估计。随后我们使用2017年5月7日广州S波段雷达的回波数据和地面雨量站观测数据进行验证，同时使用了六种不同的算法进行对比，结果显示，在1小时累计降水估计中，V-RQPE表现最好，在24小时累计降水估计中，V-RQPE和基于变分拟合的KDP的降水估计算法(R-VKDP)表现最好，实验结果表明变分拟合方法对雷达降水估计能力有显著提升。
基于比差分传播相移(KDP)的降水估计算法R(KDP)相较于传统基于水平反射率因子(ZH)的算法R(ZH)的表现更优。在雷达实际运行中，由于随机误差和后向散射相位(backscattering phase)的影响，可能出现负的KDP。运用一种基于变分的雷达定量降水估计混合算法(V-RQPE)。该算法用变分拟合方法重构差分相位(ΦDP)，用一种新的稳健的边界条件求解方法，在消除随机误差的同时获得非负的KDP，进而进行降水估计。随后我们使用2017年5月7日广州S波段雷达的回波数据和地面雨量站观测数据进行验证，同时使用了六种不同的算法进行对比，结果显示，在1小时累计降水估计中，V-RQPE表现最好，在24小时累计降水估计中，V-RQPE和基于变分拟合的KDP的降水估计算法(R-VKDP)表现最好，实验结果表明变分拟合方法对雷达降水估计能力有显著提升。
2022, 38(3): 433-443.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.039
摘要:
为进一步认识南海热带气旋(SCSTC)的基本特征规律，利用中国气象局上海台风研究所(CMA-ATI)整编的“热带气旋最佳路径数据集”等资料，对1949—2019年不同移动路径的SCSTC的频数、源地、强度变化等特征进行统计分析。(1) 近70年的SCSTC的频数呈现递减的趋势，其中东北走向的SCSTC频数相对较少，其峰值集中在5月、6月，西/西北走向的SCSTC频数相对较多，约占总数的76%，其峰值集中在8月、9月，且西/西北走向的SCSTC频数变化趋势与西太平洋副热带高压(“副高”)脊线位置的移动趋势相匹配，即当副高脊线逐渐向北(南)移动时，SCSTC频数随月份逐渐增多(减少)。(2) 东北走向的SCSTC平均强度比西/西北走向的SCSTC强，生命史也更长，并且在5种SCSTC强度等级中，东北走向的台风和强台风的强度二次加强的现象相比西/西北走向的更显著。(3) 两种路径走向的SCSTC的源地位置随着季节的变化都有一个先北抬后南撤的过程，与副高脊线的移动规律一致，东北走向SCSTC源地位置整体比西/西北走向的SCSTC更偏北2~3个纬距。
为进一步认识南海热带气旋(SCSTC)的基本特征规律，利用中国气象局上海台风研究所(CMA-ATI)整编的“热带气旋最佳路径数据集”等资料，对1949—2019年不同移动路径的SCSTC的频数、源地、强度变化等特征进行统计分析。(1) 近70年的SCSTC的频数呈现递减的趋势，其中东北走向的SCSTC频数相对较少，其峰值集中在5月、6月，西/西北走向的SCSTC频数相对较多，约占总数的76%，其峰值集中在8月、9月，且西/西北走向的SCSTC频数变化趋势与西太平洋副热带高压(“副高”)脊线位置的移动趋势相匹配，即当副高脊线逐渐向北(南)移动时，SCSTC频数随月份逐渐增多(减少)。(2) 东北走向的SCSTC平均强度比西/西北走向的SCSTC强，生命史也更长，并且在5种SCSTC强度等级中，东北走向的台风和强台风的强度二次加强的现象相比西/西北走向的更显著。(3) 两种路径走向的SCSTC的源地位置随着季节的变化都有一个先北抬后南撤的过程，与副高脊线的移动规律一致，东北走向SCSTC源地位置整体比西/西北走向的SCSTC更偏北2~3个纬距。
2022, 38(3): 444-452.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.040
摘要:
针对闪电光学观测资料定量分析的需求，采用张正友平面标定法结合便携式平面靶标，实现了闪电外场试验中光学观测设备的现场标定，为消除光学系统成像畸变对闪电通道特征分析的影响提供了一种便捷的途径。使用此方法对广州高建筑物雷电观测站(TOLOG)的6套闪电光学观测设备进行了标定，结果表明：光学观测设备搭载同类型镜头时，焦距越短图像的畸变越明显; 图像中视线与光轴的夹角越大，径向畸变的影响越明显，采用鱼眼镜头获得的闪电通道图像在靠近边缘的位置畸变的影响会超过25%;通过对配备焦距为8 mm鱼眼镜头的单反相机以及配备焦距为8 mm广角镜头的高速摄像机同时获取的闪电光学同步资料进行畸变校正后，发现获取的图像畸变校正前后闪电通道总体长度差异分别为12.9%和4.5%;经过畸变校正后不同设备获取的闪电通道图像比原图拥有更好的一致性。
针对闪电光学观测资料定量分析的需求，采用张正友平面标定法结合便携式平面靶标，实现了闪电外场试验中光学观测设备的现场标定，为消除光学系统成像畸变对闪电通道特征分析的影响提供了一种便捷的途径。使用此方法对广州高建筑物雷电观测站(TOLOG)的6套闪电光学观测设备进行了标定，结果表明：光学观测设备搭载同类型镜头时，焦距越短图像的畸变越明显; 图像中视线与光轴的夹角越大，径向畸变的影响越明显，采用鱼眼镜头获得的闪电通道图像在靠近边缘的位置畸变的影响会超过25%;通过对配备焦距为8 mm鱼眼镜头的单反相机以及配备焦距为8 mm广角镜头的高速摄像机同时获取的闪电光学同步资料进行畸变校正后，发现获取的图像畸变校正前后闪电通道总体长度差异分别为12.9%和4.5%;经过畸变校正后不同设备获取的闪电通道图像比原图拥有更好的一致性。
2022, 38(3): 453-466.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.041
摘要:
为评价COSMIC-2掩星反演数据精度，利用探空站点资料，对比验证了基于COSMIC-2附加相位数据由无线电掩星数据处理软件ROPP计算得到的大气折射率及温湿廓线。实验结果表明：COSMIC-2数据经反演后的大气廓线质量较高，大气折射率相对偏差标准差为1.5%~4.3%，大气温度和相对湿度均方根误差分别为1.3~2.2 K、10%~15%;低纬地区样本精度总体优于中纬地区; 季节性差异不明显，但冬春季样本精度总体略优于夏秋季。反演数据与COSMIC-2二级产品相比，折射率与温度在部分高度层精度更优，相对湿度在总体上精度更优。
为评价COSMIC-2掩星反演数据精度，利用探空站点资料，对比验证了基于COSMIC-2附加相位数据由无线电掩星数据处理软件ROPP计算得到的大气折射率及温湿廓线。实验结果表明：COSMIC-2数据经反演后的大气廓线质量较高，大气折射率相对偏差标准差为1.5%~4.3%，大气温度和相对湿度均方根误差分别为1.3~2.2 K、10%~15%;低纬地区样本精度总体优于中纬地区; 季节性差异不明显，但冬春季样本精度总体略优于夏秋季。反演数据与COSMIC-2二级产品相比，折射率与温度在部分高度层精度更优，相对湿度在总体上精度更优。
2022, 38(3): 467-480.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.042
摘要:
作为气象研究中的一个难点问题，暖区暴雨的动力学一直为学界所关注。基于多尺度子空间变换(MWT)以及基于MWT的局地多尺度能量学分析和正则传输理论，对2018年5月7日的一次闽南暖区暴雨进行研究以了解其多尺度动力过程。首先将原始物理量场重建到三个尺度子空间：背景流子空间、天气尺度子空间和暴雨子空间。重构场上可以很好地看出背景环流尺度的高低空急流，以及暴雨尺度上的垂直环流。以往的研究普遍认为暖区暴雨的动力过程具有弱斜压性这一特征，而就此次事件而言，正压失稳和斜压失稳都起着很关键的作用，暴雨主要落区内既发生了正压失稳，也发生了斜压失稳。研究表明，对流层不同高度上的动力学存在差异，低层主要表现为正压失稳，天气尺度子空间与背景流子空间向暴雨子空间传输的动能相当; 中层主要是混合失稳，除正压失稳外，斜压正则传输也将有效位能从背景流子空间传输到了暴雨子空间，再通过浮力转换将有效位能转为动能，从而维持暴雨在中层的动力过程; 高层则与低层相似，但只存在背景流子空间向暴雨子空间的能量传输。
作为气象研究中的一个难点问题，暖区暴雨的动力学一直为学界所关注。基于多尺度子空间变换(MWT)以及基于MWT的局地多尺度能量学分析和正则传输理论，对2018年5月7日的一次闽南暖区暴雨进行研究以了解其多尺度动力过程。首先将原始物理量场重建到三个尺度子空间：背景流子空间、天气尺度子空间和暴雨子空间。重构场上可以很好地看出背景环流尺度的高低空急流，以及暴雨尺度上的垂直环流。以往的研究普遍认为暖区暴雨的动力过程具有弱斜压性这一特征，而就此次事件而言，正压失稳和斜压失稳都起着很关键的作用，暴雨主要落区内既发生了正压失稳，也发生了斜压失稳。研究表明，对流层不同高度上的动力学存在差异，低层主要表现为正压失稳，天气尺度子空间与背景流子空间向暴雨子空间传输的动能相当; 中层主要是混合失稳，除正压失稳外，斜压正则传输也将有效位能从背景流子空间传输到了暴雨子空间，再通过浮力转换将有效位能转为动能，从而维持暴雨在中层的动力过程; 高层则与低层相似，但只存在背景流子空间向暴雨子空间的能量传输。
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