2022年 第38卷 第6期
2022, 38(6): 765-778.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.068
摘要:
2020年7月西北太平洋和南海出现了史无前例的“空台”事件。利用NCEP再分析数据集、中国气象局(CMA)台风最佳路径等资料研究了此次“空台”现象的大尺度环流背景及动力和热力学特征。使用台风潜在生成指数(DGPI)分析发现2020年7月大尺度环流背景不利于台风生成，环流系统的异常通过影响对流层垂直风切变和垂直运动限制了台风的活动。2020年7月马斯克林高压较常年明显偏西偏弱，导致索马里急流强度减弱，越赤道气流不活跃，菲律宾以东洋面和南海海域盛行一致的偏东气流，历史同期活跃在该区域的季风槽无法建立，从而不利于热带扰动的生成。北半球极涡主体偏向西半球一侧，影响东半球冷空气势力较弱，副热带高压位置偏西；南亚高压较历史同期偏强且偏东，其东侧强盛的偏东气流将洋中槽截断，在西北太平洋区域出现反气旋性环流，该区域下沉气流增强，导致副热带高压强度增强，对流层中层强烈的下沉气流抑制了台风的生成和发展。此外，受中高层环流系统异常的影响，7月菲律宾吕宋岛以东洋面和南海地区环境垂直风切变较常年偏高2~4 m/s，南海部分海域偏高达4~8 m/s，同时该区域内异常偏强的下沉气流导致对流层低层相对湿度偏低，大气层结处于较为稳定的状态，动力和热力条件均不利于热带扰动的进一步发展。
2020年7月西北太平洋和南海出现了史无前例的“空台”事件。利用NCEP再分析数据集、中国气象局(CMA)台风最佳路径等资料研究了此次“空台”现象的大尺度环流背景及动力和热力学特征。使用台风潜在生成指数(DGPI)分析发现2020年7月大尺度环流背景不利于台风生成，环流系统的异常通过影响对流层垂直风切变和垂直运动限制了台风的活动。2020年7月马斯克林高压较常年明显偏西偏弱，导致索马里急流强度减弱，越赤道气流不活跃，菲律宾以东洋面和南海海域盛行一致的偏东气流，历史同期活跃在该区域的季风槽无法建立，从而不利于热带扰动的生成。北半球极涡主体偏向西半球一侧，影响东半球冷空气势力较弱，副热带高压位置偏西；南亚高压较历史同期偏强且偏东，其东侧强盛的偏东气流将洋中槽截断，在西北太平洋区域出现反气旋性环流，该区域下沉气流增强，导致副热带高压强度增强，对流层中层强烈的下沉气流抑制了台风的生成和发展。此外，受中高层环流系统异常的影响，7月菲律宾吕宋岛以东洋面和南海地区环境垂直风切变较常年偏高2~4 m/s，南海部分海域偏高达4~8 m/s，同时该区域内异常偏强的下沉气流导致对流层低层相对湿度偏低，大气层结处于较为稳定的状态，动力和热力条件均不利于热带扰动的进一步发展。
2022, 38(6): 779-786.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.071
摘要:
云顶温度和云顶高度作为基本的云参数，在云的热辐射强迫估计，航空气象保障，数值天气预报，天气气候研究等方面具有十分重要的意义。FY-3D/MERSI-II云顶温度产品基于云在红外波段的发射率假设，利用两个红外分裂窗通道(11.0 μm、12.0 μm)结合一维变分方法寻找最优云顶温度层，再利用数值天气预报廓线产品插值反演对应的云顶高度和压强。利用AQUA/MODIS所提供的云产品数据对FY-3D/MERSI-II云顶温度、云顶高度、云顶压强产品进行精度检验，结果表明：FY-3D/MERSI-II水云云顶温度精度为-1.2±4.6 K，云顶高度精度为1.4±1.8 km，云顶压强精度为-140.9±114.5 hPa；厚冰云云顶温度精度为7.0±6.0 K，云顶高度精度为-1.0±0.9 km，云顶压强精度为37.1±36.0 hPa；混合云云顶温度精度为1.5±8.5 K，云顶高度精度为0.8±2.2 km，云顶压强精度为-87.4±157.8 hPa，单层卷云和多层云的反演偏差较大。辐射传输模式在云顶性质反演中有十分关键的作用，但目前对冰云特别是卷云的性质认识不足，因此如何精确描述冰晶辐射特性，提高冰云特别是卷云辐射传输的模拟精度将是下一步的工作重点。
云顶温度和云顶高度作为基本的云参数，在云的热辐射强迫估计，航空气象保障，数值天气预报，天气气候研究等方面具有十分重要的意义。FY-3D/MERSI-II云顶温度产品基于云在红外波段的发射率假设，利用两个红外分裂窗通道(11.0 μm、12.0 μm)结合一维变分方法寻找最优云顶温度层，再利用数值天气预报廓线产品插值反演对应的云顶高度和压强。利用AQUA/MODIS所提供的云产品数据对FY-3D/MERSI-II云顶温度、云顶高度、云顶压强产品进行精度检验，结果表明：FY-3D/MERSI-II水云云顶温度精度为-1.2±4.6 K，云顶高度精度为1.4±1.8 km，云顶压强精度为-140.9±114.5 hPa；厚冰云云顶温度精度为7.0±6.0 K，云顶高度精度为-1.0±0.9 km，云顶压强精度为37.1±36.0 hPa；混合云云顶温度精度为1.5±8.5 K，云顶高度精度为0.8±2.2 km，云顶压强精度为-87.4±157.8 hPa，单层卷云和多层云的反演偏差较大。辐射传输模式在云顶性质反演中有十分关键的作用，但目前对冰云特别是卷云的性质认识不足，因此如何精确描述冰晶辐射特性，提高冰云特别是卷云辐射传输的模拟精度将是下一步的工作重点。
2022, 38(6): 787-799.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.073
摘要:
通过对2020年1月广西新一代天气雷达基本反射率因子拼图产品中存在径向干扰回波的166个样本进行分析，提出一种基于径向数据特征分析的径向干扰回波识别方法：径向数据判定法(Radial Data Determine，RDD)。径向数据判定法方法通过建立4个特征参数来描述反射率因子纵向和横向的数据特征，基于决策树方法识别出径向干扰回波。运用径向数据判定法对该166个样本进行回算，发现径向数据判定法不仅能识别出小幅度的径向干扰回波，而且能有效识别出大幅度高强度的径向干扰回波，识别和滤除效果良好。经过对2019—2020年不同天气过程下的约3 784个样本(包括有或无干扰回波)进行了应用检验，同样发现径向数据判定法对径向干扰回波的正确识别率高，误识别损失小，具有良好的泛化能力和业务应用前景。最后，给出了径向数据判定法应用中存在的问题和未来工作展望。
通过对2020年1月广西新一代天气雷达基本反射率因子拼图产品中存在径向干扰回波的166个样本进行分析，提出一种基于径向数据特征分析的径向干扰回波识别方法：径向数据判定法(Radial Data Determine，RDD)。径向数据判定法方法通过建立4个特征参数来描述反射率因子纵向和横向的数据特征，基于决策树方法识别出径向干扰回波。运用径向数据判定法对该166个样本进行回算，发现径向数据判定法不仅能识别出小幅度的径向干扰回波，而且能有效识别出大幅度高强度的径向干扰回波，识别和滤除效果良好。经过对2019—2020年不同天气过程下的约3 784个样本(包括有或无干扰回波)进行了应用检验，同样发现径向数据判定法对径向干扰回波的正确识别率高，误识别损失小，具有良好的泛化能力和业务应用前景。最后，给出了径向数据判定法应用中存在的问题和未来工作展望。
2022, 38(6): 800-811.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.074
摘要:
针对海量气象观测数据间存在大量的物理噪声、与气温无关的冗余特征以及时间相关性，提出了一种将一维卷积神经网络(1DCNN)和长短期记忆神经网络(LSTM)相结合的多信息融合气温预报方法。首先，运用差分法对气象观测数据进行预处理，得到平稳时间序列数据；其次，运用1DCNN提取与气温变化相关的特征变量作为神经网络模型的输入变量；最后，运用1DCNN和LSTM构建多信息融合气温预报模型1DCNN-LSTM，并以云南省昆明市历史气象观测数据为例，与传统的LSTM、1DCNN和反向传播神经网络(BP)对未来24小时的逐时气温预报进行了比较研究。研究结果表明，1DCNN-LSTM的均方根误差(RMSE)相较于LSTM、1DCNN和BP最大降低了5.221%、19.350% 和9.253%，平均绝对误差(MAE)最大降低了4.419%、17.520% 和8.089%。为气温的精准预报提供了参考依据。
针对海量气象观测数据间存在大量的物理噪声、与气温无关的冗余特征以及时间相关性，提出了一种将一维卷积神经网络(1DCNN)和长短期记忆神经网络(LSTM)相结合的多信息融合气温预报方法。首先，运用差分法对气象观测数据进行预处理，得到平稳时间序列数据；其次，运用1DCNN提取与气温变化相关的特征变量作为神经网络模型的输入变量；最后，运用1DCNN和LSTM构建多信息融合气温预报模型1DCNN-LSTM，并以云南省昆明市历史气象观测数据为例，与传统的LSTM、1DCNN和反向传播神经网络(BP)对未来24小时的逐时气温预报进行了比较研究。研究结果表明，1DCNN-LSTM的均方根误差(RMSE)相较于LSTM、1DCNN和BP最大降低了5.221%、19.350% 和9.253%，平均绝对误差(MAE)最大降低了4.419%、17.520% 和8.089%。为气温的精准预报提供了参考依据。
2022, 38(6): 812-824.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.075
摘要:
针对2020年8月11—12日四川盆地西部特大暴雨过程中尺度系统演变特征和维持机制，利用欧洲中心ERA5逐小时再分析资料以及FY-4A的云顶相当黑体温度TBB资料进行诊断分析。(1) 本次过程发生在500 hPa巴湖长波槽分裂短波和高原低槽东移发展在四川盆地停滞，副高加强西伸形成阻挡的形势下，同时200 hPa有南亚高压和高空分流区配合。(2) 在上述有利的背景条件下，中尺度系统活动经历了中尺度辐合扰动-西南涡生成发展-低空急流影响-西南涡再次发展增强等4个阶段，西南涡两个阶段的发展对降水影响最大，初生发展阶段雨强最强，再次发展阶段强降雨范围最大。(3) 西南涡在暖区内初生发展，对流不稳定性强，地面潜热和感热加热以及500 hPa层以下水汽凝结潜热加热均十分显著，在较强暖湿平流作用下，配合低层涡度拉伸项和扭转项的动力作用加强，西南涡迅速发展，但低层辐合相对较弱，正涡度柱高度仅发展至500 hPa。(4) 西南涡再次发展阶段冷平流入侵，大气斜压性增强，中高层感热和凝结潜热加热作用加大，“低层辐合-中高层辐散”的动力机制显著加强，配合垂直向上输送正涡度和涡度拉伸项的动力发展作用，西南涡发展旺盛，正涡度柱中心强度和发展高度较初始发展阶段均明显增强。
针对2020年8月11—12日四川盆地西部特大暴雨过程中尺度系统演变特征和维持机制，利用欧洲中心ERA5逐小时再分析资料以及FY-4A的云顶相当黑体温度TBB资料进行诊断分析。(1) 本次过程发生在500 hPa巴湖长波槽分裂短波和高原低槽东移发展在四川盆地停滞，副高加强西伸形成阻挡的形势下，同时200 hPa有南亚高压和高空分流区配合。(2) 在上述有利的背景条件下，中尺度系统活动经历了中尺度辐合扰动-西南涡生成发展-低空急流影响-西南涡再次发展增强等4个阶段，西南涡两个阶段的发展对降水影响最大，初生发展阶段雨强最强，再次发展阶段强降雨范围最大。(3) 西南涡在暖区内初生发展，对流不稳定性强，地面潜热和感热加热以及500 hPa层以下水汽凝结潜热加热均十分显著，在较强暖湿平流作用下，配合低层涡度拉伸项和扭转项的动力作用加强，西南涡迅速发展，但低层辐合相对较弱，正涡度柱高度仅发展至500 hPa。(4) 西南涡再次发展阶段冷平流入侵，大气斜压性增强，中高层感热和凝结潜热加热作用加大，“低层辐合-中高层辐散”的动力机制显著加强，配合垂直向上输送正涡度和涡度拉伸项的动力发展作用，西南涡发展旺盛，正涡度柱中心强度和发展高度较初始发展阶段均明显增强。
2022, 38(6): 825-832.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.072
摘要:
利用常规地面和探空资料、珠海S波段双偏振多普勒天气雷达和珠海横琴X波段相控阵雷达资料对2021年6月1日发生在珠江口的水龙卷过程进行分析。研究表明：此次水龙卷过程发生在高层强辐散、中层短波槽影响、低层西南风的背景场下；极低的抬升凝结高度、较大的0~1 km风矢量差、超过超级单体发生阈值的风暴相对螺旋度，为龙卷的发生提供了较好的动力条件。两部雷达均观测到超级单体结构特征，最强反射率因子超过65 dBZ。X波段相控阵雷达资料能够清晰展现水龙卷超级单体风暴精细化演变特征，0.9 °仰角首先出现风切变，随后风切变出现高度逐渐增高，并加强为中气旋，切变最高高度达到17.1 °仰角，随后高度逐渐降低，龙卷减弱。三维反射率因子图清楚地反映了龙卷母体风暴穹窿结构形成过程，以及强反射率因子区向上延伸，变细加强，龙卷触及水面后变粗的过程。S波段雷达探测到在龙卷发生前，出现ZDR低值眼区和ρHV弧，这对于预报员提前预警以及识别龙卷具有一定帮助。
利用常规地面和探空资料、珠海S波段双偏振多普勒天气雷达和珠海横琴X波段相控阵雷达资料对2021年6月1日发生在珠江口的水龙卷过程进行分析。研究表明：此次水龙卷过程发生在高层强辐散、中层短波槽影响、低层西南风的背景场下；极低的抬升凝结高度、较大的0~1 km风矢量差、超过超级单体发生阈值的风暴相对螺旋度，为龙卷的发生提供了较好的动力条件。两部雷达均观测到超级单体结构特征，最强反射率因子超过65 dBZ。X波段相控阵雷达资料能够清晰展现水龙卷超级单体风暴精细化演变特征，0.9 °仰角首先出现风切变，随后风切变出现高度逐渐增高，并加强为中气旋，切变最高高度达到17.1 °仰角，随后高度逐渐降低，龙卷减弱。三维反射率因子图清楚地反映了龙卷母体风暴穹窿结构形成过程，以及强反射率因子区向上延伸，变细加强，龙卷触及水面后变粗的过程。S波段雷达探测到在龙卷发生前，出现ZDR低值眼区和ρHV弧，这对于预报员提前预警以及识别龙卷具有一定帮助。
2022, 38(6): 833-844.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.082
摘要:
利用广东省中山市2015—2019年的地面臭氧浓度及气象观测数据，分析了中山市近年来臭氧超标与气象条件的关系。结果表明，中山市2015—2019年臭氧超标天数从22天增加至66天，臭氧年评价值增长36%，中度污染以上天数占超标天数比例从9.1%增长至36.4%。臭氧超标主要集中在8—11月，其中9月超标天数最多。夏秋季节臭氧超标主要发生在气温高、湿度低、太阳辐射强、日间10—14时无明显降水、吹北风的气象条件下，臭氧的污染潜在源区主要位于中山西部到北部的城市。风向和气温是臭氧超标最重要的指标，夏、秋季日间吹北风且日最高气温在33 ℃或以上时超标率分别达到89.1%和78.6%。2017年和2019年在相同的最高温、相对湿度、太阳辐射强度、降水和风速条件下的臭氧超标率均远高于2015年。当臭氧起始浓度在10 μg/m3以下、11~30 μg/m3及30 μg/m3以上时，夏(秋)季从起始浓度达到超标分别用时7.1(6.9) h、6.2(6.2) h和5.8(5.9) h，相应气温上升7.2(7.1) ℃、5.8(5.8) ℃和4.7(5.1)℃，起始浓度增大时，超标耗时和气温变化均呈减小趋势。
利用广东省中山市2015—2019年的地面臭氧浓度及气象观测数据，分析了中山市近年来臭氧超标与气象条件的关系。结果表明，中山市2015—2019年臭氧超标天数从22天增加至66天，臭氧年评价值增长36%，中度污染以上天数占超标天数比例从9.1%增长至36.4%。臭氧超标主要集中在8—11月，其中9月超标天数最多。夏秋季节臭氧超标主要发生在气温高、湿度低、太阳辐射强、日间10—14时无明显降水、吹北风的气象条件下，臭氧的污染潜在源区主要位于中山西部到北部的城市。风向和气温是臭氧超标最重要的指标，夏、秋季日间吹北风且日最高气温在33 ℃或以上时超标率分别达到89.1%和78.6%。2017年和2019年在相同的最高温、相对湿度、太阳辐射强度、降水和风速条件下的臭氧超标率均远高于2015年。当臭氧起始浓度在10 μg/m3以下、11~30 μg/m3及30 μg/m3以上时，夏(秋)季从起始浓度达到超标分别用时7.1(6.9) h、6.2(6.2) h和5.8(5.9) h，相应气温上升7.2(7.1) ℃、5.8(5.8) ℃和4.7(5.1)℃，起始浓度增大时，超标耗时和气温变化均呈减小趋势。
2022, 38(6): 845-853.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.076
摘要:
基于2018—2020年长江沿线26个自动气象监测站的逐5 min能见度监测数据、重庆海事管辖水域资料和长江航道基础地理信息，利用K-Means、DTW、PCA等机器学习算法，分析了长江重庆航道雾情的时空分布、时序形态等特征。结果表明：长江重庆航道雾情过程高发区域是涪陵-忠县水域，长寿及上游水域次之; 江面雾情过程较高频率出现在夏季的6月、7月，冬季较之偏少，大部分的雾情过程时长均在1 h内，多在夜间生成及结束; 不同时间长度的雾情过程具有不同的时序形态特征，当时长不足27 h时，主要表征能见度下降过程的信号，超过27 h的过程则主要表征能见度回升阶段信号，“象鼻形”先期振荡信号随着雾情过程时长的加大而进一步增强。
基于2018—2020年长江沿线26个自动气象监测站的逐5 min能见度监测数据、重庆海事管辖水域资料和长江航道基础地理信息，利用K-Means、DTW、PCA等机器学习算法，分析了长江重庆航道雾情的时空分布、时序形态等特征。结果表明：长江重庆航道雾情过程高发区域是涪陵-忠县水域，长寿及上游水域次之; 江面雾情过程较高频率出现在夏季的6月、7月，冬季较之偏少，大部分的雾情过程时长均在1 h内，多在夜间生成及结束; 不同时间长度的雾情过程具有不同的时序形态特征，当时长不足27 h时，主要表征能见度下降过程的信号，超过27 h的过程则主要表征能见度回升阶段信号，“象鼻形”先期振荡信号随着雾情过程时长的加大而进一步增强。
2022, 38(6): 854-869.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.077
摘要:
提出一种基于变分理论的双偏振多普勒天气雷达反演雨滴谱方法，最优反演雨滴谱的同时可实现衰减订正。反演过程中使用一种新型观测算子，利用滴谱仪实测数据计算状态变量和双偏振参量，使观测算子更能代表本地降水特性。将新型观测算子、误差协方差矩阵和状态变量的先验估计用于代价函数中，基于高斯-牛顿迭代方法求解代价函数得到最优雨滴谱。利用理想模拟试验和南京信息工程大学C波段双偏振多普勒天气雷达实测个例对算法进行验证和评估。结果表明：算法反演得到的状态变量(液态水含量LWC和质量权重平均直径Dm)与滴谱仪数据计算结果的相关系数达到了0.96和0.80，相对偏差为25.19%和10.63%，均方根误差比常规反演结果改善了50%左右，比基于模拟观测算子的变分反演结果改善了30%左右，最优反演雨滴谱得到的降雨率R和雨量计数据相关系数达到0.89，相对偏差为14.78%。
提出一种基于变分理论的双偏振多普勒天气雷达反演雨滴谱方法，最优反演雨滴谱的同时可实现衰减订正。反演过程中使用一种新型观测算子，利用滴谱仪实测数据计算状态变量和双偏振参量，使观测算子更能代表本地降水特性。将新型观测算子、误差协方差矩阵和状态变量的先验估计用于代价函数中，基于高斯-牛顿迭代方法求解代价函数得到最优雨滴谱。利用理想模拟试验和南京信息工程大学C波段双偏振多普勒天气雷达实测个例对算法进行验证和评估。结果表明：算法反演得到的状态变量(液态水含量LWC和质量权重平均直径Dm)与滴谱仪数据计算结果的相关系数达到了0.96和0.80，相对偏差为25.19%和10.63%，均方根误差比常规反演结果改善了50%左右，比基于模拟观测算子的变分反演结果改善了30%左右，最优反演雨滴谱得到的降雨率R和雨量计数据相关系数达到0.89，相对偏差为14.78%。
2022, 38(6): 870-879.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.078
摘要:
利用广东省深圳市30个自动气象站观测数据对深圳市近10年的气候变化趋势进行了分析，结果表明：（1）深圳市2011—2020年的平均气温增长率约1.47 ℃/(10 a)，比上一个10年显著增加，气候变暖并未停滞；（2）受城市化的影响，深圳市气温日较差在较大范围内呈减小趋势，但在少数地区却反常地呈现了上升趋势；（3）深圳的地面风速总体呈下降趋势，其中发达地区风速下降更快；（4）2011—2020年深圳市的平均相对湿度呈上升趋势，最高每年增长1.33%；（5）统计深圳各区不同时次的极端降雨量数据可以发现，未发展地区的极端降雨量增速较大，年总降水量的增长率也较高，增长率最高为42.41 mm/a，而其他地区的6 h以内的滑动降水量极大值均呈下降趋势；（6）利用多个自动气象站长时间序列数据，可以对深圳局地气候变化特征进行更加精细化的分析，这对国家基本站而言是一种有益的补充，有助于更加深刻地发掘城市化与气候变化的关系。
利用广东省深圳市30个自动气象站观测数据对深圳市近10年的气候变化趋势进行了分析，结果表明：（1）深圳市2011—2020年的平均气温增长率约1.47 ℃/(10 a)，比上一个10年显著增加，气候变暖并未停滞；（2）受城市化的影响，深圳市气温日较差在较大范围内呈减小趋势，但在少数地区却反常地呈现了上升趋势；（3）深圳的地面风速总体呈下降趋势，其中发达地区风速下降更快；（4）2011—2020年深圳市的平均相对湿度呈上升趋势，最高每年增长1.33%；（5）统计深圳各区不同时次的极端降雨量数据可以发现，未发展地区的极端降雨量增速较大，年总降水量的增长率也较高，增长率最高为42.41 mm/a，而其他地区的6 h以内的滑动降水量极大值均呈下降趋势；（6）利用多个自动气象站长时间序列数据，可以对深圳局地气候变化特征进行更加精细化的分析，这对国家基本站而言是一种有益的补充，有助于更加深刻地发掘城市化与气候变化的关系。
2022, 38(6): 880-889.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.079
摘要:
利用ERA-Interim再分析资料，采用滤波和合成分析等统计方法，分析了冬季东亚高空急流的季节内协同变化以及对我国东部降水的影响，结果表明：在季节内尺度(10~90天)中，东亚地区冬季300 hPa逐日纬向风主要表现为准双周振荡(10~30天)。300 hPa低频纬向风异常整体向东传播，高纬的低频纬向风异常向南传播，低纬低频纬向风没有明显经向传播特征。伴随低频纬向西风从里海附近开始向东移动至西北太平洋上空，温带急流向东再向东南移动并且强度先增强再减弱，副热带急流位置没有明显变化，强度演变特征与温带急流变化相反。降水异常对300 hPa风场低频振荡有显著响应，低频降水主要出现在我国东部，随时间向东移动，移至西太平洋附近消失；受低频风场影响，温带急流偏强，副热带急流偏弱时，我国东部高空辐合，地面表现为低频高压，整层有较强下沉气流，地面为东北风控制，不易产生降水；温带急流偏弱，副热带急流偏强时，青藏高原北侧整层一致东风异常，南侧整层一致西风异常，使我国东部高空辐散，地面受低频低压控制，我国东部产生整层上升运动，并且有西南风水汽输送，水汽辐合，我国东部出现低频降水正异常。
利用ERA-Interim再分析资料，采用滤波和合成分析等统计方法，分析了冬季东亚高空急流的季节内协同变化以及对我国东部降水的影响，结果表明：在季节内尺度(10~90天)中，东亚地区冬季300 hPa逐日纬向风主要表现为准双周振荡(10~30天)。300 hPa低频纬向风异常整体向东传播，高纬的低频纬向风异常向南传播，低纬低频纬向风没有明显经向传播特征。伴随低频纬向西风从里海附近开始向东移动至西北太平洋上空，温带急流向东再向东南移动并且强度先增强再减弱，副热带急流位置没有明显变化，强度演变特征与温带急流变化相反。降水异常对300 hPa风场低频振荡有显著响应，低频降水主要出现在我国东部，随时间向东移动，移至西太平洋附近消失；受低频风场影响，温带急流偏强，副热带急流偏弱时，我国东部高空辐合，地面表现为低频高压，整层有较强下沉气流，地面为东北风控制，不易产生降水；温带急流偏弱，副热带急流偏强时，青藏高原北侧整层一致东风异常，南侧整层一致西风异常，使我国东部高空辐散，地面受低频低压控制，我国东部产生整层上升运动，并且有西南风水汽输送，水汽辐合，我国东部出现低频降水正异常。
2022, 38(6): 890-900.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.080
摘要:
环境空气污染是一种复杂的非线性动态现象，受道路网络上的交通流、气象条件等因素的影响，定量揭示这些因素与空气污染物浓度的变化关系，是空气质量预测与改善的重要基础。以广东省佛山市南海区气象局空气质量监测站点周边1.5 km的半径区域为研究范围，利用改进后的关联规则算法对监测站点不同方位的道路交通流，引入气象条件，定量分析对空气污染物NO2浓度的影响，并通过线性相关分析验证关联规则的结果。(1) 传统的Apriori算法计算效率低，得到的规则多为无效、不可靠。将原算法对数据库多次扫描，改变为对上一频繁K项集的元素进行扫描。并引入新的可靠性衡量指标“提升度”，及加入对关联规则结果的筛选过程。改进后的算法只需扫描数据库一次，新增的两类改进方法使Apriori算法计算效率得到提升，且增强了强关联规则挖掘的可靠性。(2) 从强关联规则得出：影响NO2浓度变化的主要因素是风速、温度和气压，风速和温度与NO2浓度的变化呈负相关，气压与NO2浓度变化呈正相关。(3) 引入道路交通流，结合气象因素对NO2的影响：道路交通流量大且扩散条件好，不会导致污染物迅速上升，具体表现为：当道路交通流量较大时，伴随气压较低、风速较大或者温度较高，NO2浓度处于低浓度等级，置信度较高(90%~100%)；而道路交通流小且气象条件差，会导致污染物逐渐累积，具体表现为：道路交通流较小时，伴随气压较高、风速较低或气温较低，不利于NO2扩散，且量化的置信度存在一定的偏差；考虑风向条件时，道路位于上下风向，对NO2浓度的影响也不同。(4) 基于强关联规则识别的关键影响因素，与NO2进行线性拟合并计算皮尔逊相关系数，所得结果与关联规则算法的结论一致。通过以上结果，表明关联规则算法在挖掘定量关系具有较高的效率性和准确性，可为区域空气治理和预测提供技术支持。
环境空气污染是一种复杂的非线性动态现象，受道路网络上的交通流、气象条件等因素的影响，定量揭示这些因素与空气污染物浓度的变化关系，是空气质量预测与改善的重要基础。以广东省佛山市南海区气象局空气质量监测站点周边1.5 km的半径区域为研究范围，利用改进后的关联规则算法对监测站点不同方位的道路交通流，引入气象条件，定量分析对空气污染物NO2浓度的影响，并通过线性相关分析验证关联规则的结果。(1) 传统的Apriori算法计算效率低，得到的规则多为无效、不可靠。将原算法对数据库多次扫描，改变为对上一频繁K项集的元素进行扫描。并引入新的可靠性衡量指标“提升度”，及加入对关联规则结果的筛选过程。改进后的算法只需扫描数据库一次，新增的两类改进方法使Apriori算法计算效率得到提升，且增强了强关联规则挖掘的可靠性。(2) 从强关联规则得出：影响NO2浓度变化的主要因素是风速、温度和气压，风速和温度与NO2浓度的变化呈负相关，气压与NO2浓度变化呈正相关。(3) 引入道路交通流，结合气象因素对NO2的影响：道路交通流量大且扩散条件好，不会导致污染物迅速上升，具体表现为：当道路交通流量较大时，伴随气压较低、风速较大或者温度较高，NO2浓度处于低浓度等级，置信度较高(90%~100%)；而道路交通流小且气象条件差，会导致污染物逐渐累积，具体表现为：道路交通流较小时，伴随气压较高、风速较低或气温较低，不利于NO2扩散，且量化的置信度存在一定的偏差；考虑风向条件时，道路位于上下风向，对NO2浓度的影响也不同。(4) 基于强关联规则识别的关键影响因素，与NO2进行线性拟合并计算皮尔逊相关系数，所得结果与关联规则算法的结论一致。通过以上结果，表明关联规则算法在挖掘定量关系具有较高的效率性和准确性，可为区域空气治理和预测提供技术支持。
2022, 38(6): 901-914.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.067
摘要:
现有的极轨微波仪器有着较强的穿云能力，空间分辨率较低，故目前而言，国内外鲜有针对微波探测器的视差分析研究，但若未来在静止轨道上搭载空间分辨率较高的静止轨道微波探测器，则微波视场内的视差问题不容忽视。针对未来发展的静止轨道卫星微波探测器，利用辐射传输模式CRTM模拟该类仪器的亮温，并分析其受视场内云影响所产生的视场偏差，结果表明空间分辨率越高，视差问题越明显；天顶角越大，云顶高度越高，视差越大。除此之外，以台风和高云的个例对实际情况中微波探测仪内视差误差进行了展示，说明静止轨道微波仪器尽管有较高的时间分辨率，但是因为视差的存在，仍然会对台风预警的准确性产生影响。
现有的极轨微波仪器有着较强的穿云能力，空间分辨率较低，故目前而言，国内外鲜有针对微波探测器的视差分析研究，但若未来在静止轨道上搭载空间分辨率较高的静止轨道微波探测器，则微波视场内的视差问题不容忽视。针对未来发展的静止轨道卫星微波探测器，利用辐射传输模式CRTM模拟该类仪器的亮温，并分析其受视场内云影响所产生的视场偏差，结果表明空间分辨率越高，视差问题越明显；天顶角越大，云顶高度越高，视差越大。除此之外，以台风和高云的个例对实际情况中微波探测仪内视差误差进行了展示，说明静止轨道微波仪器尽管有较高的时间分辨率，但是因为视差的存在，仍然会对台风预警的准确性产生影响。
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