ISSN 1004-4965

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2025年  第41卷  第4期

封面目录
2025, 41(4).
摘要:
论著
S2S多模式对华南地区5—9月持续性强降水事件预报效果分析
池艳珍, 罗冠婷, 吴政秋, 何芬
2025, 41(4): 455-467. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2025.039
摘要:
利用世界气象组织(WMO)次季节至季节(S2S)第一阶段预测计划中的欧洲中期预报中心(ECMWF)、中国气象局(CMA)、英国气象局(UKMO)和美国国家环境预报中心(NCEP)4家模式回报数据以及1961—2015年中国2 407站逐日降水观测资料,研制了基于格点的区域持续性强降水事件客观识别和定量预测综合评分(CTS)及改进的二分类评分等指标,评估了S2S多模式回报产品降序排列后不同比例成员数集合平均对华南地区5—9月持续性强降水事件的预报效果。结果表明:华南地区平均每年出现4.5次持续性强降水事件,但年际波动大,最多8次,最少2次,以出现5次为最多;持续时间以3~7 d为主,最长可持续达19 d且呈增加趋势。各家S2S模式降序排列后CTS、成功指数(TS)和公平成功指数(ETS)评分总体随着参与集合平均的成员数增加而评分降低,CTS评分以NCEP模式为最优,TS和ETS评分则UKMO模式略优于ECMWF模式和NCEP模式,而多模式集成在前50%成员集成上有最高的预报效果。各家模式预报效果在年际分布上略有差异,所有成员集合平均对持续时间长的强降水事件的评分较高。所得结果可以为区域持续性强降水的实时监测和次季节预报提供参考。
基于中国台风巨灾模型“风·眼”的台风定量损失评估
陈思宁, 赵艳霞, 宫婷, 赵大军, 张祎, 孙擎, 杨彩凤
2025, 41(4): 468-475. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2025.031
摘要:
针对我国台风巨灾保险发展缓慢、风险量化能力不足以及缺乏用于开展定量化评估巨灾损失的先进模型等突出问题,中再巨灾风险管理股份有限公司联合中国气象科学研究院等多家专业研究机构,成功研发了具有自主知识产权且面向保险行业的中国台风巨灾模型——“风·眼”。以2023年发生的两个典型台风“苏拉”和“卡努”为例,基于“风·眼”系统,并结合不同台风预报路径情景,对两次台风造成的潜在经济损失开展了定量化的预评估工作。据测算,台风“苏拉”对广东省、福建省、广西壮族自治区、江西省局部地区造成的房屋、居民家庭财产、工矿企业以及公益设施类损失约为15~67亿元。台风“卡努”对辽宁省、吉林省和黑龙江省局部地区造成的同类综合损失约为0.5~5.0亿元。通过与实际灾害损失情况对比分析,结果显示该模型表现良好。该模型将为台风巨灾风险的精准识别、量化评估、精算定价、业务组合优化、风险累积控制和再保方案设计等核心环节提供关键技术支撑,助力提高我国保险行业对台风巨灾风险的综合管理能力与水平。
中山市雷电伤人事件的成因分析
罗志勇, 甄小琼, 殷启元, 黄源, 吴经尊, 林世祺, 许锦延
2025, 41(4): 476-484. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2025.041
摘要:
根据广东省中山市多波段雷达监测数据和广东省闪电定位系统资料,结合模型计算,对2024年4月5日中山市狮头山一次雷击双树致人“假死”事件进行调查分析发现,这次事件是在降雨云团南部外围边沿地带发生的,事故发生时,事故地点有短时阵雨,闪电首先击中两颗树木,然后通过旁络闪击击中受害者致“假死”,“假死”者身边3名同行人员却没有受伤。结合目击者的描述,造成此事件的闪电具有两个接地点,电流强度为-20 kA。“假死”者离树木距离仅0.2 m,经计算有2.312 kA直接闪击到受害者身上,同时还承受了348.04 kV跨步电压伤害;目击者距离树木1.1 m,承受跨步电压值约为22.6 kV,小于其对应体重可承受跨步电压值43.96 kV,故无受伤,但有手指麻痹的感觉。同行小孩距离树木2~3 m,仅承受3.61~7.56 kV的跨步电压,故没有影响。
登陆广东热带气旋的年际双模态特征及其与海表温度的非对称关系
屈静玄, 谷德军, 彭冬冬
2025, 41(4): 485-494. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2025.042
摘要:
基于1968—2022年后汛期登陆广东热带气旋(TC)频数、再分析资料和海温数据,采用小波分析、合成分析等方法,探讨了登陆广东TC频次的年际变化特征,重点揭示了其年际变率中存在的双模态特征及其与海表温度的非对称关系。(1)登陆广东TC频数存在显著的准3年和准8年双模态周期振荡,两者变化幅度相当。(2)不同模态下,影响TC登陆的大气环流配置存在显著差异。在两个模态的登陆广东TC频数异常偏多年,西太平洋副热带高压(简称“副高”)皆表现为偏西偏强,有利于TC登陆广东。而在TC频数异常偏少年,两种模态对应的副高形势明显不同:准3年模态下的副高偏弱偏东,易导致TC过早北上;准8年尺度上副高偏西偏强,但其南侧的显著异常东风引导TC西行。(3)登陆广东热带气旋频数与海表温度的关系呈非对称性。在准3年时间尺度上,登陆广东TC频数偏多年冬季SST主要显著正距平出现在赤道东太平洋和热带北印度洋至南海。在准8年时间尺度上,登陆广东TC频数偏多年冬季SST主要显著正距平出现在赤道中太平洋;而频数偏少年冬季热带印度洋SST整体异常偏高。从冬季厄尔尼诺事件向夏季拉尼娜事件转换的年份,登陆广东TC频数偏多。本研究有助于加深对登陆广东TC变化特征的认识,其与海表温度关系的非对称性对做好登陆广东热带气旋频数的短期气候预测有一定指导意义。
登陆福建台风致粤东暴雨的环流特征
梁洁华, 程正泉, 陈浩, 陈卫清, 黄文君, 王梦
2025, 41(4): 495-503. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2025.043
摘要:
使用中国气象局1990—2019年《热带气旋年鉴》、ERA5 0.25 °×0.25 °逐小时再分析资料、粤东地区国家气象站24小时(20—20时)日雨量,利用统计分型和合成分析方法对登陆福建后西行路径台风对粤东造成暴雨的环流特征进行分类统计,结果表明:台风登陆后一天导致的暴雨频次较登陆当天更高。中层处在强盛的副高边缘是出现暴雨的有利形势。将粤东是否出现暴雨的低层风场特征分为三类,一是台风槽型,降水持续时间较长;二是西南急流型,此类多于急流上岸时开始影响,急流强度越强,暴雨强度越大;三是东南气流型,此类型暴雨强度与地形有密切关系,山脉的迎风坡对暴雨起到增幅作用;弱降水台风主要是本体环流较弱,难以造成强降水。分析造成强弱降水台风的物理量配置特征,发现强降水台风的各种条件均明显优于弱降水台风。西南急流型的暖湿条件最好,即便动力条件一般,也能造成大范围的暴雨;台风槽型和东南急流型的动力条件最好,热力条件稍差,超过100 mm的强降水区域与高层辐散中心有很好的对应关系。在分析水汽条件时,当台风环流的东西方向水汽输送较强时,更有利于粤东地区的水汽输送;同时需注意是否有其他正在发展的热带系统,有可能会削弱或截断水汽的输送。
2022年3月26日闽南地区冰雹过程多源雷达特征分析
梁秋枫, 郑辉, 苏蕾, 郭秀凤
2025, 41(4): 504-518. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2025.044
摘要:
利用福建厦门海沧X波段双偏振相控阵雷达、S波段多普勒双偏振天气雷达和福建泉州S波段多普勒单偏振天气雷达,结合常规气象观测资料,对2022年3月26日发生在闽南地区的一次冰雹过程进行分析,得到以下结论。(1)利用三部雷达对冰雹超级单体进行协同观测,可获得更加全面的雷达冰雹特征,有利于提高灾害性天气的预警能力。(2)厦门海沧X波段相控阵雷达完整观测到10 min内钩状回波演变形成的过程,ZDR弧、KDP足、ZDR环、CC环等双偏振特征体现出超级单体内粒子相态的变化。强回波后侧受衰减影响出现“V”型缺口甚至回波缺失,强回波区域内出现KDP洞表明该区域存在大冰雹。冰雹增长时,回波强度增强、ZDRKDP大值区减少、CC降低;冰雹降落时,融化层附近ZDR增大、KDP显著增加、CC降低。(3)泉州S波段雷达观测到钩状回波、有界弱回波、三体散射、风暴顶辐散等经典冰雹特征;HT和VIL快速下降体现出冰雹降落的特征;中气旋的增强和减弱对于判断超级单体的强弱变化有较好的指示意义。(4)X波段相控阵雷达探测细腻程度优于海沧S波段雷达,在有效回波内KDP表现优于S波段雷达,在液态粒子探测方面X波段相控阵雷达更有优势。X波段相控阵雷达对15 dBZ以下和70 dBZ以上的回波探测能力低于S波段雷达,未探测到超级单体前侧的阵风锋,其探测强度较S波段雷达偏低约5~20 dBZ。
广西S/X波段天气雷达组网拼图分析及其在一次台风过程中的应用
莫祖斯, 刘永亮, 李强, 韩宇龙, 覃月凤, 奉意杰, 於莹, 何忠洪, 黎勋
2025, 41(4): 519-530. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2025.045
摘要:
为更好地对S/X波段天气雷达组网融合在广西区域的应用能力进行评估,利用雷达观测资料,依次进行基数据解析、ZH-KDP综合法衰减订正、单站雷达网格化及多部雷达组网拼图,最终利用组合反射率、等高平面反射率对广西现有雷达组网覆盖能力在2023年第4号台风“泰利”影响过程进行初步应用分析。结果显示:结合径向廓线对比、网格化对比及多个连续体扫得到的反射率对比分析,经过ZH-KDP综合法订正后的X波段天气雷达反射率在一定范围内具有较高的可靠性;将组网拼图结果应用于台风“泰利”暴雨过程分析,对比S波段和S /X波段天气雷达组网后的0.5 km、0.75 km、1.0 km和2.0 km CAPPI (Constant Altitude Plan Position Indicator)组网反射率因子覆盖区域,结果显示X波段加入雷达组网后,得到了空间结构连续、覆盖更广的资料,有效补充了广西新一代天气雷达的低层盲区、阻挡空缺区等。
上海沿岸水域近海北上热带气旋大风成因的动量诊断分析
管靓, 岳彩军, 陈曦, 姚瑶, 曾智华, 邓立平
2025, 41(4): 531-540. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2025.046
摘要:
基于ERA5再分析资料和中国气象局(CMA)热带气旋(TC)最佳路径资料,统计分析1981—2022年中国近海北上TC造成上海沿岸水域大风特征,并进一步利用动量收支诊断方程对其进行定量化成因分析,结果表明:(1)不同TC最大影响风力存在较大差异,且TC到上海沿岸水域距离对其具有显著影响;(2)气压梯度力项(PGA)和垂直平流项(VA)是造成上海沿岸水域TC大风的主要动力机制,其中PGA项贡献最大,VA项次之,且风力越大,PGA和VA项的强度越强;(3)气压梯度增强引起PGA项增强,同时,边界层急流内高动量通过动量下传作用引起边界层上方VA项的增强,最终导致上海沿岸水域产生TC大风。本研究结果对TC大风的预报有重要指导意义,并具有重要实际业务应用价值,从而为防灾减灾提供科学依据。
基于1998—2013 TRMM卫星观测的华南暖季极端降水与非极端降水对流系统宏微观特征
韦慧华, 符娇兰, 田志广, 陈浩, 徐伟新
2025, 41(4): 541-552. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2025.047
摘要:
本研究利用Tropical Rainfall Measuring Mission(TRMM)卫星数据研究了华南地区1998—2013年暖季(4—9月)极端降水系统(Extreme Precipitation Event, 简称EPE)的精细结构和环境特征,并对比分析了非极端降水系统(NonEPE)包括雷暴(Thunderstorm)和未造成极端降水的强对流系统NonEPE_Inten。利用华南地区约1 500个站点的小时降水数据,1981—2013年气候统计的99.9th作为极端小时降水阈值。EPE(NonEPE)定义为降水中心强度达到(未达到)极端小时降水阈值且降水面积至少为100 km2的对流系统。结果表明,华南EPE对流核的水平尺度达到了中β尺度(45~50 km),与雷暴尺度相当;大部分EPE发生在组织性强的中尺度对流系统(>100 km)内,NonEPE多数发生在尺度相对较小的对流系统(< 100 km)中。卫星微波观测表明EPE含有丰富的冰相粒子,冰相过程显著。EPE与强对流的垂直结构具有显著差异,它们的雷达反射率因子在融化层以下分别增长了6~7 dBZ和2~3 dBZ,表明EPE暖雨(碰并)过程更活跃,其雨滴在暖云中高效增长。EPE的环境特征表现为整层大气相对湿度高,700~925 hPa风切变强,暖云厚度更深厚,但对流有效位能(CAPE)较弱,低层气温较低。
两次强降水的X波段相控阵阵列天气雷达的观测分析
王雪婧, 黄兴友, 马舒庆
2025, 41(4): 553-565. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2025.048
摘要:
暴雨强降水是预报的难点,不同的触发机制及大气环境造成的暴雨发展演变过程不同。利用X波段相控阵阵列天气雷达(XPAR)、S波段双偏振多普勒天气雷达(SPOL)等气象资料,对2022年6月5日发生在安徽芜湖和6月29日发生在上海的两次局地强降水过程进行了对比分析,深入探究了两次强降水发展过程中雷达回波强度场与三维风场的空间变化情况、特别是上海地区的强对流型暴雨的演变过程。(1) 芜湖强降水发生在锋面扰动的天气背景下,由向南移动的冷锋和低空切变线触发,是一次弱冷锋暴雨过程;上海短时强降水发生在弱天气尺度扰动下,近地层侵入的浅薄冷空气与暖湿气流相遇产生地面中尺度辐合带,从而触发对流,是一次暖区暴雨过程。(2) 芜湖强对流发生时,锋前暖湿气流中的小尺度经向垂直环流圈为强对流提供了上升气流;上海对流降水发生时,在近地面层入侵的浅薄冷空气及雷暴冷出流的共同作用下,偏北气流不断在雷暴前沿触发新生单体。(3) 弱冷锋型的芜湖暴雨系统发展较稳定,雷达回波变化慢,没有显著的单体新生和合并现象,容易进行预报;上海局地暖区暴雨系统尺度小、对流性强,雷达回波生消变化快、出现单体新生和合并的复杂情况,临近预报难度大。
华南前汛期锋面降水特征及其对印度洋海温异常的响应
曾玮洁, 王黎娟, 鲍瑞娟
2025, 41(4): 566-574. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2025.049
摘要:
使用1991—2020年逐日降水观测资料、ERA5再分析资料、NOAA逐月海表面温度资料,采用经验正交函数(EOF)分析和水汽收支方程诊断等方法,研究了华南前汛期锋面降水特征及其对印度洋海温的响应。结果表明,华南前汛期锋面降水主模态为全区一致型。锋面降水涝年,西太平洋副热带高压位置偏西,低层存在异常气旋,受正涡度中心控制,气流辐合,上升运动加强,水汽通量异常辐合,有利于降水发生。锋面降水旱年与之相反。华南前汛期锋面降水异常主要受动力学导致的水汽平流变化项和风场辐合辐散的动力学贡献项影响,其中以风场辐合辐散的动力学贡献项为主。对流层低层经向水汽收入在华南前汛期锋面降水中起重要作用。印度洋关键区(80~108 °E,12 °S~14 °N)海温正异常,通过凝结潜热加热大气,形成东传的大气Kelvin波,导致南海-西太平洋对流层低层产生异常反气旋,向华南地区的低层经向水汽输送增多,降水增多。
FY-4B云导风资料观测误差分析及其同化应用
李泽楷, 吕志可, 解潜, 甘茹蕙, 皇群博, 杨毅, 李英华
2025, 41(4): 575-586. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2025.028
摘要:
风云四号B星(FY-4B)是中国最新一代的静止轨道气象卫星,其资料具有更高的时空分辨率。为了进一步推进FY-4B云导风资料在数值模式中的应用,以FY-4B云导风资料为主要研究对象,结合FY-4A云导风资料进行对比,首先分析了其观测误差的垂直分布情况,以此更新WRFDA(Weather Research and Forecasting model Data Assimilation system)同化系统中默认观测误差,随后进一步探究了云导风资料同化对2022年台风“梅花”的预报影响。研究结果表明:FY-4B云导风资料UV分量的观测误差整体上小于FY-4A;同化FY-4A云导风资料后,模拟的台风路径逐渐偏西;而同化FY-4B云导风资料使得台风中心动力场信息更加完善,分析场对流层中高层西风增强,预报的台风路径更接近实况;相较于同化FY-4A云导风资料,同化FY-4B云导风资料对降水预报的改善效果更好。
气候舒适度、气温和相对湿度对抑郁情绪的影响
于婷, 张永山, 袁春红, 刘萍萍
2025, 41(4): 587-600. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2025.050
摘要:
气候变化正在对人类社会带来重大而深远的影响,气候对心理健康的影响及其机制,亟需深入探讨。基于2012—2020年中国家庭追踪调查(China Family Panel Studies,CFPS)成人库数据(N=58 256)和202个气象观测站气象数据,通过地级市中心经纬度坐标关联匹配,对季节气候条件如何影响人们的抑郁情绪展开研究,关键气候因子选取基本气象因素(气温、相对湿度)以及气候舒适度(温湿指数、寒冷指数和人体舒适度指数),得到以下结论。(1)春夏季节气象因素对抑郁情绪有显著影响,其中,气温和气候舒适度对抑郁情绪的影响程度较大。具体为适宜的气温、相对湿度、温湿指数和人体舒适度指标可以显著降低抑郁情绪,但是寒冷指数升高显著加重抑郁。人体舒适度指数每增加一个单位,抑郁情绪显著降低3%。(2)在春夏季节,当同时控制气温和相对湿度两个气象因素时,各自对抑郁情绪的影响比控制单个气象因素时更为明显。(3)春夏季节南北地区的气候因素对抑郁情绪存在明显差异。北方气候因素对抑郁情绪影响显著,而南方地区未发现显著影响。(4)在春夏季节,不同社会人口因素对抑郁情绪的影响也存在差异,比如未婚人口占比越大,公众抑郁情绪水平可能越高。本研究结果强调了非极端的气候条件对身心健康的潜在影响,以期推动我国对公众气候变化心理问题的关注,并为气候学、心理学相关学科和政府部门制定政策提供参考,助力构建全民参与的气候适应型社会。