当期目录
2026年 第42卷 第4期
2026, 42(4): 457-474.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.045
摘要:
本文利用多源卫星遥感观测数据，对西北太平洋区域发展为热带气旋（TC）的热带扰动的对流特征进行统计分析，并对比了其与未能发展扰动之间的差异。基于ERA5再分析资料，采用涡度质心定义扰动系统的中心位置，进行热带扰动的示踪，识别出充足的发展型扰动（Developing Disturbance, Dev）和非发展型扰动（Nondeveloping Disturbance, NonDev）轨迹样本。首先对比了两类扰动的大尺度环境特征，发现它们在初期阶段（-48 h之前）的动力环境特征比较相似，主要在相对湿度等热力因子特征上存在差异。本文侧重对比分析了两类扰动在初期阶段的对流特征。结果表明，相比于NonDev，Dev中的对流不但发生频率更高且分布更广泛。在相对于环境垂直风切变方向的空间分布上，Dev在顺切变区域中具有更高的冷云发生频率，在逆切变区域中具有更高的暖云发生频率；同时，Dev内部逆切变区域中的强对流面积覆盖率比NonDev更高。基于星载降水雷达数据分析显示，Dev在顺切变区域上的层状性降水面积占比更高；从-72~-24 h时段，内部逆切变区域的中等至深对流的24 h平均潜热加热率强度的增幅比内部顺切变区域更大。这些结果进一步揭示了可能与TC形成有关的对流特征。
本文利用多源卫星遥感观测数据，对西北太平洋区域发展为热带气旋（TC）的热带扰动的对流特征进行统计分析，并对比了其与未能发展扰动之间的差异。基于ERA5再分析资料，采用涡度质心定义扰动系统的中心位置，进行热带扰动的示踪，识别出充足的发展型扰动（Developing Disturbance, Dev）和非发展型扰动（Nondeveloping Disturbance, NonDev）轨迹样本。首先对比了两类扰动的大尺度环境特征，发现它们在初期阶段（-48 h之前）的动力环境特征比较相似，主要在相对湿度等热力因子特征上存在差异。本文侧重对比分析了两类扰动在初期阶段的对流特征。结果表明，相比于NonDev，Dev中的对流不但发生频率更高且分布更广泛。在相对于环境垂直风切变方向的空间分布上，Dev在顺切变区域中具有更高的冷云发生频率，在逆切变区域中具有更高的暖云发生频率；同时，Dev内部逆切变区域中的强对流面积覆盖率比NonDev更高。基于星载降水雷达数据分析显示，Dev在顺切变区域上的层状性降水面积占比更高；从-72~-24 h时段，内部逆切变区域的中等至深对流的24 h平均潜热加热率强度的增幅比内部顺切变区域更大。这些结果进一步揭示了可能与TC形成有关的对流特征。
2026, 42(4): 475-485.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.024
摘要:
热带地区是全球对流活动最旺盛的地区，频繁的对流活动能够对全球能量循环、水循环及气候系统产生深远影响。随着全球变暖加剧，极端对流天气的未来演变趋势受到广泛关注。本研究基于一个水平分辨率为14 km的全球大气模式（NICAM）的模拟结果，结合TRMM卫星观测资料对热带地区极端对流系统的气候特征及其对全球变暖的响应进行了研究。结果表明：NICAM模式对热带地区的大气环境与对流活动有很好的模拟能力，其模拟的近地面层温度和湿度与ERA5再分析资料的空间分布相关系数分别达到0.65和0.89，模拟的极端深对流系统在空间和时间上与卫星观测结果的相关系数分别达到0.53和0.77。对比NICAM模拟的历史时期（1979—2008年）与未来时期（2075—2104年）各30年极端对流特征发现，随着全球变暖，热带地区整体比湿呈增加趋势，但陆地上的相对湿度却呈减小趋势，说明热带陆地区域的大气未来将会变得更加干燥。此外，不同类型的极端对流系统整体上均呈增加的趋势，尤其热带海洋上的极端对流增加趋势相比热带陆地更为明显。
热带地区是全球对流活动最旺盛的地区，频繁的对流活动能够对全球能量循环、水循环及气候系统产生深远影响。随着全球变暖加剧，极端对流天气的未来演变趋势受到广泛关注。本研究基于一个水平分辨率为14 km的全球大气模式（NICAM）的模拟结果，结合TRMM卫星观测资料对热带地区极端对流系统的气候特征及其对全球变暖的响应进行了研究。结果表明：NICAM模式对热带地区的大气环境与对流活动有很好的模拟能力，其模拟的近地面层温度和湿度与ERA5再分析资料的空间分布相关系数分别达到0.65和0.89，模拟的极端深对流系统在空间和时间上与卫星观测结果的相关系数分别达到0.53和0.77。对比NICAM模拟的历史时期（1979—2008年）与未来时期（2075—2104年）各30年极端对流特征发现，随着全球变暖，热带地区整体比湿呈增加趋势，但陆地上的相对湿度却呈减小趋势，说明热带陆地区域的大气未来将会变得更加干燥。此外，不同类型的极端对流系统整体上均呈增加的趋势，尤其热带海洋上的极端对流增加趋势相比热带陆地更为明显。
2026, 42(4): 486-498.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.046
摘要:
基于1961—2024年福建省66个常规气象观测站的降水资料、美国国家海洋和大气管理局（NOAA）海表温度和向外长波辐射、美国国家环境预报中心/国家大气研究中心（NCEP/NCAR）再分析数据等资料，系统探讨了不同ENSO空间型对福建省前汛期降水异常的影响机制。结果表明：福建省前汛期降水量占全年总降水量41.1%，呈显著年际和年代际波动，空间上表现为由东南沿海向西北内陆递增分布态势。前冬东部型厄尔尼诺次年前汛期，全省降水普遍偏多，其中西北部（南平市、三明市）增强尤为显著，主要原因是西太平洋型（WP型）负位相环流增强西南水汽输送，配合对流活跃（OLR负异常）导致；东部型拉尼娜次年降水整体偏少，环流呈典型WP型分布，水汽输送受阻。中部型厄尔尼诺次年降水呈“北多南少”格局，副高偏南且印缅槽偏弱，水汽输送局限于内陆；中部型拉尼娜次年中南部降水偏多，与早台风活动增多相关，但水汽辐散抑制整体强度。东部型厄尔尼诺事件通过激发欧亚“西高东低”遥相关波列，增强副高边缘暖湿气流与冷空气对峙；而中部型事件则因副高位置异常及热带对流响应差异，导致水汽输送路径异常。研究揭示ENSO空间型通过调制大尺度环流与水汽输送，影响福建省前汛期降水时空分布异常，可为季节预测及防灾减灾提供依据。
基于1961—2024年福建省66个常规气象观测站的降水资料、美国国家海洋和大气管理局（NOAA）海表温度和向外长波辐射、美国国家环境预报中心/国家大气研究中心（NCEP/NCAR）再分析数据等资料，系统探讨了不同ENSO空间型对福建省前汛期降水异常的影响机制。结果表明：福建省前汛期降水量占全年总降水量41.1%，呈显著年际和年代际波动，空间上表现为由东南沿海向西北内陆递增分布态势。前冬东部型厄尔尼诺次年前汛期，全省降水普遍偏多，其中西北部（南平市、三明市）增强尤为显著，主要原因是西太平洋型（WP型）负位相环流增强西南水汽输送，配合对流活跃（OLR负异常）导致；东部型拉尼娜次年降水整体偏少，环流呈典型WP型分布，水汽输送受阻。中部型厄尔尼诺次年降水呈“北多南少”格局，副高偏南且印缅槽偏弱，水汽输送局限于内陆；中部型拉尼娜次年中南部降水偏多，与早台风活动增多相关，但水汽辐散抑制整体强度。东部型厄尔尼诺事件通过激发欧亚“西高东低”遥相关波列，增强副高边缘暖湿气流与冷空气对峙；而中部型事件则因副高位置异常及热带对流响应差异，导致水汽输送路径异常。研究揭示ENSO空间型通过调制大尺度环流与水汽输送，影响福建省前汛期降水时空分布异常，可为季节预测及防灾减灾提供依据。
2026, 42(4): 499-505.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.047
摘要:
利用广州市80个省级气象观测站2012—2021年降水资料及五个国家气象站近60 a的分钟级降水资料，本文分析了极端降水空间分布特征，采用芝加哥雨型法和同频率分析法构建短历时与长历时设计暴雨雨型。结果表明，（1）广州市1 h最大降水呈“中部高、东北和西南低”的空间分布，最大值位于增城南部，24 h最大降水则呈东北高、西南低的空间分布，高值中心位于从化中部至增城交界，低值区在番禺至南沙，降雨空间差异显著。（2）短历时设计暴雨雨型显示，广州、花都站雨峰位置随历时变化显著，雨峰系数波动大，从化、增城站雨峰系数稳定，番禺站次之，峰值雨量以增城站最大，番禺、从化站次之，广州、花都站较小。（3）长历时设计暴雨雨型显示，最大1 h累积降水速率从大到小依次为广州站＞花都站＞增城站＞番禺站＞从化站，到达峰值时刻累积雨量占比从大到小依次为番禺站＞广州站＞增城站＞花都站＞从化站。
利用广州市80个省级气象观测站2012—2021年降水资料及五个国家气象站近60 a的分钟级降水资料，本文分析了极端降水空间分布特征，采用芝加哥雨型法和同频率分析法构建短历时与长历时设计暴雨雨型。结果表明，（1）广州市1 h最大降水呈“中部高、东北和西南低”的空间分布，最大值位于增城南部，24 h最大降水则呈东北高、西南低的空间分布，高值中心位于从化中部至增城交界，低值区在番禺至南沙，降雨空间差异显著。（2）短历时设计暴雨雨型显示，广州、花都站雨峰位置随历时变化显著，雨峰系数波动大，从化、增城站雨峰系数稳定，番禺站次之，峰值雨量以增城站最大，番禺、从化站次之，广州、花都站较小。（3）长历时设计暴雨雨型显示，最大1 h累积降水速率从大到小依次为广州站＞花都站＞增城站＞番禺站＞从化站，到达峰值时刻累积雨量占比从大到小依次为番禺站＞广州站＞增城站＞花都站＞从化站。
2026, 42(4): 506-514.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.048
摘要:
基于广州市内涝灾害风险普查数据，构建融合降雨强度和内涝易发程度的内涝气象风险指数，并提出城镇内涝气象风险等级划分标准。结合降水监测与短临预报，建立适用于城镇主次干道、涵隧立交、居住与工商业区、地铁出入口四类典型易涝点的未来2 h内涝气象风险预警模型。2022—2024年预警检验结果表明，模型基本无漏报，78.3%预警个例误差在一级以内，35.5%实现零误差，73%预警提前量超过30 min。依托模型建成“广州市暴雨内涝气象风险监测预警系统”，实现网页、短信、微信等多终端产品发布，并通过对接部门指挥系统、靶向推送责任人、数据交易平台共享等方式实现业务化应用，增强城市内涝灾害的前瞻性风险管理与防御能力。
基于广州市内涝灾害风险普查数据，构建融合降雨强度和内涝易发程度的内涝气象风险指数，并提出城镇内涝气象风险等级划分标准。结合降水监测与短临预报，建立适用于城镇主次干道、涵隧立交、居住与工商业区、地铁出入口四类典型易涝点的未来2 h内涝气象风险预警模型。2022—2024年预警检验结果表明，模型基本无漏报，78.3%预警个例误差在一级以内，35.5%实现零误差，73%预警提前量超过30 min。依托模型建成“广州市暴雨内涝气象风险监测预警系统”，实现网页、短信、微信等多终端产品发布，并通过对接部门指挥系统、靶向推送责任人、数据交易平台共享等方式实现业务化应用，增强城市内涝灾害的前瞻性风险管理与防御能力。
2026, 42(4): 515-526.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.040
摘要:
利用常规气象观测资料、自动站小时和分钟加密资料、四部风廓线雷达资料、中国气象局热带气旋最佳路径数据集以及NCAR（National Center for Atmospheric Research）再分析资料，对2023年7月28—30日台风“杜苏芮”造成山东强降水过程进行分析。结果表明，（1）台风“杜苏芮”造成山东强降水过程大致分三个阶段，主导影响系统先后是台风倒槽、台风残余低压环流以及东南风急流。（2）台风倒槽阶段：具有对流性降水特征，中层东北风增强增厚、低层东北风转东南风的过程伴随强降水的发生；低空急流指数的增大对降水的指示存在滞后性；垂直风切变的突增对应降水的开始，减弱对应降水结束。（3）台风残余低压环流阶段：以稳定性降水为主，中高层东南风增强、低层东北风也增强并转为东南风的过程对应强降水的发生，而整层东南风结构对应弱降水；低空急流指数增大较雨强增大的提前时间在1 h左右，该指数的振荡对应持续性弱降水的发生；强降水发生前，中层垂直风切变首先增大，较强降水开始提早3~4 h，中层强切变中心向高层和低层伸展对应强降水的发生。（4）东南风急流阶段：低层东南风显著增强对应强降水发生；低空急流指数增大较雨强增大提前约2 h；该阶段中层垂直风切变维持在较高水平（10 m·s-1以上），并在强降水前进一步显著增大，时间较强降水开始提早5~6 h。（5）风廓线雷达垂直速度与降水出现的时间较为对应，且速度大小与降水强度存在一定的正相关。
利用常规气象观测资料、自动站小时和分钟加密资料、四部风廓线雷达资料、中国气象局热带气旋最佳路径数据集以及NCAR（National Center for Atmospheric Research）再分析资料，对2023年7月28—30日台风“杜苏芮”造成山东强降水过程进行分析。结果表明，（1）台风“杜苏芮”造成山东强降水过程大致分三个阶段，主导影响系统先后是台风倒槽、台风残余低压环流以及东南风急流。（2）台风倒槽阶段：具有对流性降水特征，中层东北风增强增厚、低层东北风转东南风的过程伴随强降水的发生；低空急流指数的增大对降水的指示存在滞后性；垂直风切变的突增对应降水的开始，减弱对应降水结束。（3）台风残余低压环流阶段：以稳定性降水为主，中高层东南风增强、低层东北风也增强并转为东南风的过程对应强降水的发生，而整层东南风结构对应弱降水；低空急流指数增大较雨强增大的提前时间在1 h左右，该指数的振荡对应持续性弱降水的发生；强降水发生前，中层垂直风切变首先增大，较强降水开始提早3~4 h，中层强切变中心向高层和低层伸展对应强降水的发生。（4）东南风急流阶段：低层东南风显著增强对应强降水发生；低空急流指数增大较雨强增大提前约2 h；该阶段中层垂直风切变维持在较高水平（10 m·s-1以上），并在强降水前进一步显著增大，时间较强降水开始提早5~6 h。（5）风廓线雷达垂直速度与降水出现的时间较为对应，且速度大小与降水强度存在一定的正相关。
2026, 42(4): 527-539.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.050
摘要:
近年来多个台风造成浙江东部山区出现极端强降水，给预报带来巨大挑战。为研究山区降水增幅机制，以2019年9号台风“利奇马”为例，利用WRF（V4.1）模式对其进行数值模拟，从水汽、动力、热力和云微物理四个方面分析了浙东山区降水增幅成因。结果表明“利奇马”登陆前6 h，以括苍山为代表的浙东山区降水增幅明显，山区迎风坡垂直上升速度大，低层辐合叠加高空辐散，并对应着位涡高值区，地形摩擦辐合及抬升作用为山区强降水的产生和中尺度对流系统的触发提供了有利的动力条件。山区上空假相当位温梯度较大，水汽辐合较强，且山区低层存在显著的对流不稳定，同样有利于强降水发生。丰富的水汽和强上升运动使山区霰粒子和雪粒子含量更多，并伴随更高效的霰粒子向雨水以及雪粒子向雨水转化，从而造成山区降水较平原增幅明显。细致的云微物理转化分析表明，此次台风降水主要为：低层丰富的水汽上升凝结为云水，少部分云水碰并转化为雨水，大部分云水随着上升气流到0 ℃层以上转化为雪和霰，生成的雪大部分融化为雨水，小部分被碰并转化为霰，后通过霰融化成雨水，最后降至地面形成降水。上述云微物理转化过程，在山区更加显著。“利奇马”造成浙东山区降水增幅是水汽、动力、热力和云微物理过程共同作用的结果。
近年来多个台风造成浙江东部山区出现极端强降水，给预报带来巨大挑战。为研究山区降水增幅机制，以2019年9号台风“利奇马”为例，利用WRF（V4.1）模式对其进行数值模拟，从水汽、动力、热力和云微物理四个方面分析了浙东山区降水增幅成因。结果表明“利奇马”登陆前6 h，以括苍山为代表的浙东山区降水增幅明显，山区迎风坡垂直上升速度大，低层辐合叠加高空辐散，并对应着位涡高值区，地形摩擦辐合及抬升作用为山区强降水的产生和中尺度对流系统的触发提供了有利的动力条件。山区上空假相当位温梯度较大，水汽辐合较强，且山区低层存在显著的对流不稳定，同样有利于强降水发生。丰富的水汽和强上升运动使山区霰粒子和雪粒子含量更多，并伴随更高效的霰粒子向雨水以及雪粒子向雨水转化，从而造成山区降水较平原增幅明显。细致的云微物理转化分析表明，此次台风降水主要为：低层丰富的水汽上升凝结为云水，少部分云水碰并转化为雨水，大部分云水随着上升气流到0 ℃层以上转化为雪和霰，生成的雪大部分融化为雨水，小部分被碰并转化为霰，后通过霰融化成雨水，最后降至地面形成降水。上述云微物理转化过程，在山区更加显著。“利奇马”造成浙东山区降水增幅是水汽、动力、热力和云微物理过程共同作用的结果。
2026, 42(4): 540-554.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.051
摘要:
海南岛春季在偏东气流影响下易在其东部丘陵和平原地区形成局地暴雨中心，但当前对流尺度模式预报存在较大偏差。利用海南岛加密自动站实况降水、1 km分辨率中国气象局陆面数据同化系统CLDAS（CMA Land Data Assimilation System）和欧洲中期天气预报中心的第五代再分析资料（ERA5）评估华南中尺度模式（CMA-GD，3 km）对海南岛2021—2023年春季在低层偏东气流背景下东部丘陵和平原地区局地暴雨的预报偏差，结果表明：模式对午后中西部山区的暴雨有一定预报能力，但容易漏报东部丘陵平原地区白天和凌晨的暴雨，对平均降水日变化的双峰特征体现不足；偏东气流的关键影响天气系统是出海冷高压，模式对出海冷高压的强度和位置等预报存在偏差，进而导致对低层（850 hPa以下）风场的预报出现系统性偏差：风向存在明显右偏（角度最大偏差约30 °），925 hPa以下的风速比实况偏大2~3 m·s-1；同时，1 000 hPa的比湿和相对湿度分别比实况偏小约2 g·kg-1和12%。通过对比东部丘陵和平原地区昼夜典型暴雨成因，发现模式容易低估暴雨的原因主要包括：（1）低层风向右偏的偏差导致对辐合气流的锋生强度低估；（2）低层干偏差导致低层大气抬升凝结高度LCL和自由对流高度LFC偏高；（3）对近地层地表摩擦导致的风速减幅预报偏弱，导致辐合强度偏弱，不利对流的触发；（4）不能很好反映垂直于丘陵地形的低层风速水平方向和垂直方向的变化特征；（5）对地表温度的预报偏差导致与降水有关的局地海陆风环流预报不准确。
海南岛春季在偏东气流影响下易在其东部丘陵和平原地区形成局地暴雨中心，但当前对流尺度模式预报存在较大偏差。利用海南岛加密自动站实况降水、1 km分辨率中国气象局陆面数据同化系统CLDAS（CMA Land Data Assimilation System）和欧洲中期天气预报中心的第五代再分析资料（ERA5）评估华南中尺度模式（CMA-GD，3 km）对海南岛2021—2023年春季在低层偏东气流背景下东部丘陵和平原地区局地暴雨的预报偏差，结果表明：模式对午后中西部山区的暴雨有一定预报能力，但容易漏报东部丘陵平原地区白天和凌晨的暴雨，对平均降水日变化的双峰特征体现不足；偏东气流的关键影响天气系统是出海冷高压，模式对出海冷高压的强度和位置等预报存在偏差，进而导致对低层（850 hPa以下）风场的预报出现系统性偏差：风向存在明显右偏（角度最大偏差约30 °），925 hPa以下的风速比实况偏大2~3 m·s-1；同时，1 000 hPa的比湿和相对湿度分别比实况偏小约2 g·kg-1和12%。通过对比东部丘陵和平原地区昼夜典型暴雨成因，发现模式容易低估暴雨的原因主要包括：（1）低层风向右偏的偏差导致对辐合气流的锋生强度低估；（2）低层干偏差导致低层大气抬升凝结高度LCL和自由对流高度LFC偏高；（3）对近地层地表摩擦导致的风速减幅预报偏弱，导致辐合强度偏弱，不利对流的触发；（4）不能很好反映垂直于丘陵地形的低层风速水平方向和垂直方向的变化特征；（5）对地表温度的预报偏差导致与降水有关的局地海陆风环流预报不准确。
2026, 42(4): 555-566.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.052
摘要:
空气负氧离子是衡量空气质量的核心指标之一。利用2022—2023年广东省恩平市4个地面负氧离子观测站点数据，系统分析负氧离子浓度时空变化特征，并结合多元线性回归方法和轻量级梯度提升机（Light Gradient Boosting Machine，LightGBM）机器学习算法，建立基于气象因子的负氧离子日变化预测模型并进行对比验证。结果表明：就单站而言，负氧离子浓度均值排序为七星坑站 > 气象局站 > 鳌峰山站 > 青南角站；平均来看，恩平市负氧离子多年平均值可达2 697个·cm-3。月际变化显示，负氧离子浓度在5—9月达到最大。日变化则呈现两峰一谷型特征，在05:00和16:00（北京时，下同）较大，10:00最小。恩平市负氧离子日均浓度与同期的相对湿度、降水量和气温呈显著正相关，与平均气压和PM2.5呈显著负相关。当负氧离子浓度较大时，两个模型的预测结果均较实际值偏小。相较于传统的多元线性回归模型，LightGBM预测模型对恩平市负氧离子浓度日变化预测结果的均方根误差和平均绝对误差更小，决定系数更接近于1，与实际情况的拟合更好，预测结果更为精准。
空气负氧离子是衡量空气质量的核心指标之一。利用2022—2023年广东省恩平市4个地面负氧离子观测站点数据，系统分析负氧离子浓度时空变化特征，并结合多元线性回归方法和轻量级梯度提升机（Light Gradient Boosting Machine，LightGBM）机器学习算法，建立基于气象因子的负氧离子日变化预测模型并进行对比验证。结果表明：就单站而言，负氧离子浓度均值排序为七星坑站 > 气象局站 > 鳌峰山站 > 青南角站；平均来看，恩平市负氧离子多年平均值可达2 697个·cm-3。月际变化显示，负氧离子浓度在5—9月达到最大。日变化则呈现两峰一谷型特征，在05:00和16:00（北京时，下同）较大，10:00最小。恩平市负氧离子日均浓度与同期的相对湿度、降水量和气温呈显著正相关，与平均气压和PM2.5呈显著负相关。当负氧离子浓度较大时，两个模型的预测结果均较实际值偏小。相较于传统的多元线性回归模型，LightGBM预测模型对恩平市负氧离子浓度日变化预测结果的均方根误差和平均绝对误差更小，决定系数更接近于1，与实际情况的拟合更好，预测结果更为精准。
2026, 42(4): 567-577.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.053
摘要:
2024年5月30日首都机场出现突发极端性雷暴大风天气，最大风速达到11级。本文主要利用首都机场多普勒天气雷达资料和机场自动气象站观测资料，同时结合ERA5再分析资料以及常规气象观测资料，对此次雷暴大风过程开展了成因分析，并进一步讨论了对极端风速的估算。结果表明，（1）在东北冷涡环流背景下，大气层结呈现“上干冷、下暖湿”环境配置，其中高低层的温度差异更为剧烈；同时850 hPa高度层较华北常见雷暴发生环境明显偏干，0~6 km存在中等以上强度的垂直风切变，整体对流潜势有利于雨少风大的飑线类强对流天气发生。（2）强对流云中风速的动量下传机制对地面大风形成的作用明显；雷达观测到在14:40（北京时，下同）位于4~5 km、风速约20 m·s-1的高空大风核通过动量下传作用逐渐降至0.4~1.4 km，并在下沉对流有效位能和蒸发降温导致的下沉气流加速共同作用下，大风核速度增大至30 m·s-1；随后大风核从0.4 km高度下沉至地面时，由于下沉加速作用逐渐减弱和城市地面摩擦作用逐渐增大，二者相互抵消，因此风速基本维持不变。（3）利用雷达观测到的中层大风核动量下传或采用地面自动站观测计算得到的冷池出流边界移动速度，对这次雷暴大风的风速均能得到较好的估算效果。
2024年5月30日首都机场出现突发极端性雷暴大风天气，最大风速达到11级。本文主要利用首都机场多普勒天气雷达资料和机场自动气象站观测资料，同时结合ERA5再分析资料以及常规气象观测资料，对此次雷暴大风过程开展了成因分析，并进一步讨论了对极端风速的估算。结果表明，（1）在东北冷涡环流背景下，大气层结呈现“上干冷、下暖湿”环境配置，其中高低层的温度差异更为剧烈；同时850 hPa高度层较华北常见雷暴发生环境明显偏干，0~6 km存在中等以上强度的垂直风切变，整体对流潜势有利于雨少风大的飑线类强对流天气发生。（2）强对流云中风速的动量下传机制对地面大风形成的作用明显；雷达观测到在14:40（北京时，下同）位于4~5 km、风速约20 m·s-1的高空大风核通过动量下传作用逐渐降至0.4~1.4 km，并在下沉对流有效位能和蒸发降温导致的下沉气流加速共同作用下，大风核速度增大至30 m·s-1；随后大风核从0.4 km高度下沉至地面时，由于下沉加速作用逐渐减弱和城市地面摩擦作用逐渐增大，二者相互抵消，因此风速基本维持不变。（3）利用雷达观测到的中层大风核动量下传或采用地面自动站观测计算得到的冷池出流边界移动速度，对这次雷暴大风的风速均能得到较好的估算效果。
2026, 42(4): 578-588.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.054
摘要:
准确监测和预报降水对于减灾防灾、水资源规划以及应对全球变化具有重要意义。最新升级的中国气象局天气雷达拼图系统V3.0在降水业务监测中发挥着重要作用，但尚缺乏针对降水产品的精细化检验。以广西壮族自治区为例，利用国家标准气象站的雨量计观测数据，对2023年1月1日—12月31日的天气雷达拼图系统V3.0逐小时降水产品进行评估，为产品的优化升级提供科学依据，结果表明：（1）基于逐小时定量降水估测产品的年降水量分布情况与雨量计观测结果一致，但空间局部存在系统性偏差，对北部湾沿岸地区年降水量高估约500 mm，同时低估了百色市周围地区的降水。（2）逐小时定量估测降水产品对不同等级的降水事件频次的估测与雨量计观测结果较为一致；在小雨级别中表现良好，在强降水事件中表现为低估。（3）降水产品的精度在空间上呈现出一定差异，在广西东北部的桂林及其周边地区、西部百色等地的误差较高，相对偏差接近60%，而在北部湾沿岸地区的模拟表现相对更好。
准确监测和预报降水对于减灾防灾、水资源规划以及应对全球变化具有重要意义。最新升级的中国气象局天气雷达拼图系统V3.0在降水业务监测中发挥着重要作用，但尚缺乏针对降水产品的精细化检验。以广西壮族自治区为例，利用国家标准气象站的雨量计观测数据，对2023年1月1日—12月31日的天气雷达拼图系统V3.0逐小时降水产品进行评估，为产品的优化升级提供科学依据，结果表明：（1）基于逐小时定量降水估测产品的年降水量分布情况与雨量计观测结果一致，但空间局部存在系统性偏差，对北部湾沿岸地区年降水量高估约500 mm，同时低估了百色市周围地区的降水。（2）逐小时定量估测降水产品对不同等级的降水事件频次的估测与雨量计观测结果较为一致；在小雨级别中表现良好，在强降水事件中表现为低估。（3）降水产品的精度在空间上呈现出一定差异，在广西东北部的桂林及其周边地区、西部百色等地的误差较高，相对偏差接近60%，而在北部湾沿岸地区的模拟表现相对更好。
2026, 42(4): 589-600.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.055
摘要:
本研究以能够有效提取时空特征的TimeSformer模型作为基础架构，使用1990—2021年的ERA5数据训练了台风24 h强度预报模型，并使用ECMWF预报数据实现了实时预报。为提升模型性能，我们在模型输入数据中加入了移动路径表征层，使得测试集均方差相比控制试验降低了1.84 m2·s-2；此外，通过高空要素等压面的敏感性试验，我们发现在仅使用200 hPa、500 hPa、700 hPa、850 hPa、950 hPa等压面时，测试集均方差最小，2022—2023年ERA5测试集623个样本预报的平均绝对误差（Mean Absolute Error，MAE）为3.24 m·s-1。在基于ECMWF预报数据的实时预报中，模型对2022—2023年共260个测试样本的MAE为3.56 m·s-1，较直接使用ERA5数据略有升高（同样本检验MAE增加了0.36 m·s-1，下同），但仍显著低于两大主流模式NCEP和ECMWF（MAE分别为4.52 m·s-1和8.11 m·s-1）。模型方便易用，可为台风强度的实时预报提供参考。
本研究以能够有效提取时空特征的TimeSformer模型作为基础架构，使用1990—2021年的ERA5数据训练了台风24 h强度预报模型，并使用ECMWF预报数据实现了实时预报。为提升模型性能，我们在模型输入数据中加入了移动路径表征层，使得测试集均方差相比控制试验降低了1.84 m2·s-2；此外，通过高空要素等压面的敏感性试验，我们发现在仅使用200 hPa、500 hPa、700 hPa、850 hPa、950 hPa等压面时，测试集均方差最小，2022—2023年ERA5测试集623个样本预报的平均绝对误差（Mean Absolute Error，MAE）为3.24 m·s-1。在基于ECMWF预报数据的实时预报中，模型对2022—2023年共260个测试样本的MAE为3.56 m·s-1，较直接使用ERA5数据略有升高（同样本检验MAE增加了0.36 m·s-1，下同），但仍显著低于两大主流模式NCEP和ECMWF（MAE分别为4.52 m·s-1和8.11 m·s-1）。模型方便易用，可为台风强度的实时预报提供参考。
粤公网安备 4401069904700003号