当期目录
2024年 第40卷 第5期
2024,
40(5):
701-713. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.062
摘要:
利用卫星观测、ERA5和GDAS再分析数据等对东亚冬季风冷涌引发的一次马来西亚极端暴雨洪水事件进行了分析。结果表明：在东亚冬季风背景下，东亚大槽重建、地面冷高压加强以及日本岛-西北太平洋爆发性气旋发展等为冷涌形成提供了有利的环流背景；热带气旋“雷伊”影响及中高纬度冷空气的持续补充进一步延长了冷涌维持时间。冷涌与热带气旋外围环流、热带东风气流、“海洋性大陆”(Maritime Continent)西部地形等之间的相互作用导致了冷涌涡旋(Borneo Vortex)的产生和维持，为强降水提供了持续的涡旋动力条件。冷涌气流与赤道偏东气流之间的辐合以及与马来半岛海岸线地形的相互作用进一步促进低层动力条件的增强，导致多阶段动力辐合条件的接连作用。冷涌气流所构建的从南海到马来半岛的水汽通道是降水的主要水汽源，其中偏东分量的水汽输入最强、其次为偏北分量，导致对流层低层强水汽辐合条件的产生。冷涌气流南侵过程中，受广阔海洋影响，温湿条件不断增加，且越低层越明显，从而导致不稳定条件的产生和加强。在对流层低层高温、高不稳定能量以及整层高湿环境下，有利于中尺度对流系统发展和高效暖云降水的产生。
利用卫星观测、ERA5和GDAS再分析数据等对东亚冬季风冷涌引发的一次马来西亚极端暴雨洪水事件进行了分析。结果表明：在东亚冬季风背景下，东亚大槽重建、地面冷高压加强以及日本岛-西北太平洋爆发性气旋发展等为冷涌形成提供了有利的环流背景；热带气旋“雷伊”影响及中高纬度冷空气的持续补充进一步延长了冷涌维持时间。冷涌与热带气旋外围环流、热带东风气流、“海洋性大陆”(Maritime Continent)西部地形等之间的相互作用导致了冷涌涡旋(Borneo Vortex)的产生和维持，为强降水提供了持续的涡旋动力条件。冷涌气流与赤道偏东气流之间的辐合以及与马来半岛海岸线地形的相互作用进一步促进低层动力条件的增强，导致多阶段动力辐合条件的接连作用。冷涌气流所构建的从南海到马来半岛的水汽通道是降水的主要水汽源，其中偏东分量的水汽输入最强、其次为偏北分量，导致对流层低层强水汽辐合条件的产生。冷涌气流南侵过程中，受广阔海洋影响，温湿条件不断增加，且越低层越明显，从而导致不稳定条件的产生和加强。在对流层低层高温、高不稳定能量以及整层高湿环境下，有利于中尺度对流系统发展和高效暖云降水的产生。
2024,
40(5):
714-724. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.063
摘要:
基于1961—2019年影响江西的179个台风暴雨过程降雨资料和ECMWF再分析0.125 °×0.125 °资料，结合台风暴雨分布的EOF分型和登陆地点分类分析得出江西的台风强降水主要有5种分布类型，构建台风暴雨的预报模型，以期提高台风暴雨的预报准确率。所有台风强降雨个例中台风环流与副高之间存在明显的急流，进入江西时仍有螺旋雨带，除了台风路径和强度，暴雨落区主要与高层辐散、环流内低层辐合、地形、西风带系统、西南季风等有关。全省型: 200 hPa上江西中北部处南亚高压中，台风登陆福建在副高西侧西北行穿过江西，环流四周的低层急流和气旋性切变造成暴雨、大暴雨；台风登陆广东在两环副高之间北上，与西风带系统结合造成江西大范围强降雨和远距离暴雨; 台风登陆浙江在副高南侧西行进入江西北部，螺旋雨带造成大范围强降雨。中南型: 配合200 hPa上江西北部有辐合区、南部为辐散区，台风登陆福建西行穿过江西中南部，对流层中层急流位于江西北部限制了雨区向北发展，强降雨出现在台风西侧、东侧的急流前部或南侧气旋性切变中；台风登陆广东东行，东侧东南急流与地形、西风带系统结合，造成江西中南部强降雨。东北型: 台风登陆福建北上穿过赣东北，受西南季风影响，环流四周低空急流和气旋性切变配合高层辐散造成江西东北部强降雨。台风登陆浙江西行在安徽境内徘徊，螺旋雨带造成赣东北强降雨。东南型：200 hPa上有高空槽东移影响江西，台风登陆福建从副高西侧北上，台风长轴转为东北-西南向，环流东侧偏南急流、南侧气旋性切变造成江西东部、南部强降雨。中部型: 台风登陆福建西北行穿过江西中部，对流层中层急流位于江西北部，台风南侧辐合区配合200 hPa上江西中部有辐散区造成强降雨。
基于1961—2019年影响江西的179个台风暴雨过程降雨资料和ECMWF再分析0.125 °×0.125 °资料，结合台风暴雨分布的EOF分型和登陆地点分类分析得出江西的台风强降水主要有5种分布类型，构建台风暴雨的预报模型，以期提高台风暴雨的预报准确率。所有台风强降雨个例中台风环流与副高之间存在明显的急流，进入江西时仍有螺旋雨带，除了台风路径和强度，暴雨落区主要与高层辐散、环流内低层辐合、地形、西风带系统、西南季风等有关。全省型: 200 hPa上江西中北部处南亚高压中，台风登陆福建在副高西侧西北行穿过江西，环流四周的低层急流和气旋性切变造成暴雨、大暴雨；台风登陆广东在两环副高之间北上，与西风带系统结合造成江西大范围强降雨和远距离暴雨; 台风登陆浙江在副高南侧西行进入江西北部，螺旋雨带造成大范围强降雨。中南型: 配合200 hPa上江西北部有辐合区、南部为辐散区，台风登陆福建西行穿过江西中南部，对流层中层急流位于江西北部限制了雨区向北发展，强降雨出现在台风西侧、东侧的急流前部或南侧气旋性切变中；台风登陆广东东行，东侧东南急流与地形、西风带系统结合，造成江西中南部强降雨。东北型: 台风登陆福建北上穿过赣东北，受西南季风影响，环流四周低空急流和气旋性切变配合高层辐散造成江西东北部强降雨。台风登陆浙江西行在安徽境内徘徊，螺旋雨带造成赣东北强降雨。东南型：200 hPa上有高空槽东移影响江西，台风登陆福建从副高西侧北上，台风长轴转为东北-西南向，环流东侧偏南急流、南侧气旋性切变造成江西东部、南部强降雨。中部型: 台风登陆福建西北行穿过江西中部，对流层中层急流位于江西北部，台风南侧辐合区配合200 hPa上江西中部有辐散区造成强降雨。
2024,
40(5):
725-735. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.064
摘要:
针对2022年7月26日发生在江苏南部的一次由强飑线引起的大范围极端雷暴大风天气，利用双偏振雷达、再分析数据、探空、地面自动站、风廓线、微波辐射计等资料分析产生飑线的天气形势背景和飑线在移过太湖附近突然增强的原因。(1) 低空急流向下传播形成超低空急流，增强的中层干冷空气卷入，随下沉气流到达地面形成出流，加强了地面辐合，使飑线形成组织化。(2) 飑线东移过程中的强降水导致其冷池不断增强，在飑线内部形成次级环流，加强了后侧入流，使飑线进一步发展。(3) 由于湖面摩擦系数大大减小，强飑线经过光滑的太湖湖面移动速度大幅增加；冷湖效应、湖陆温差等机制使得飑线在经过太湖湖面时对流强度维持和增强；同时飑线过境湖面时水汽得到补充，多种作用叠加造成了地面12级强风。
针对2022年7月26日发生在江苏南部的一次由强飑线引起的大范围极端雷暴大风天气，利用双偏振雷达、再分析数据、探空、地面自动站、风廓线、微波辐射计等资料分析产生飑线的天气形势背景和飑线在移过太湖附近突然增强的原因。(1) 低空急流向下传播形成超低空急流，增强的中层干冷空气卷入，随下沉气流到达地面形成出流，加强了地面辐合，使飑线形成组织化。(2) 飑线东移过程中的强降水导致其冷池不断增强，在飑线内部形成次级环流，加强了后侧入流，使飑线进一步发展。(3) 由于湖面摩擦系数大大减小，强飑线经过光滑的太湖湖面移动速度大幅增加；冷湖效应、湖陆温差等机制使得飑线在经过太湖湖面时对流强度维持和增强；同时飑线过境湖面时水汽得到补充，多种作用叠加造成了地面12级强风。
2024,
40(5):
736-744. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.065
摘要:
利用2001—2020年美国联合台风警报中心(JTWC)热带气旋(Tropical Cyclone，TC)最佳资料数据集和静止气象卫星云图，建立了基于多层感知器神经网络模型(Multi-Layer Perceptron，MLP)和卷积神经网络(Convolutional Neural Network，CNN)融合的TC大风半径估算模型(TC Wind Radii Estimation Model，TCWREM)。该模型利用MLP和CNN分别对TC属性数据和卫星云图中与TC大风半径相关联的核心特征进行预提取，最终通过融合TC-WREM模型开展大风半径估算。融合的TC-WREM模型能实现对TC属性数据和卫星云图底层特征的深度客观挖掘，较单独的MLP和CNN模型的估算误差降低7%~24%。以TC近地面8级大风半径(R8)估算为例，针对2021年台风“烟花”的独立样本估算检验显示分象限R8估算平均绝对误差(Mean Absolute Error，MAE)分别为39、33、40和51 km，均值为41 km，误差中位值约40 km，优于业务估算精度(为大风半径的25%~40%)及西北太平洋和大西洋同类研究估算结果。由于融合TC-WREM模型的输入为易获取的TC属性数据和静止气象卫星云图，因此该模型易于在业务中进行推广，从而可改善国内TC大风半径估算模型缺乏的现状。
利用2001—2020年美国联合台风警报中心(JTWC)热带气旋(Tropical Cyclone，TC)最佳资料数据集和静止气象卫星云图，建立了基于多层感知器神经网络模型(Multi-Layer Perceptron，MLP)和卷积神经网络(Convolutional Neural Network，CNN)融合的TC大风半径估算模型(TC Wind Radii Estimation Model，TCWREM)。该模型利用MLP和CNN分别对TC属性数据和卫星云图中与TC大风半径相关联的核心特征进行预提取，最终通过融合TC-WREM模型开展大风半径估算。融合的TC-WREM模型能实现对TC属性数据和卫星云图底层特征的深度客观挖掘，较单独的MLP和CNN模型的估算误差降低7%~24%。以TC近地面8级大风半径(R8)估算为例，针对2021年台风“烟花”的独立样本估算检验显示分象限R8估算平均绝对误差(Mean Absolute Error，MAE)分别为39、33、40和51 km，均值为41 km，误差中位值约40 km，优于业务估算精度(为大风半径的25%~40%)及西北太平洋和大西洋同类研究估算结果。由于融合TC-WREM模型的输入为易获取的TC属性数据和静止气象卫星云图，因此该模型易于在业务中进行推广，从而可改善国内TC大风半径估算模型缺乏的现状。
2024,
40(5):
745-757. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.067
摘要:
2020年5月17日傍晚到夜间，山东南部发生了一次罕见的极大风速超过12级并伴有大冰雹的弓形回波天气过程。为提高对弓形回波造成极端大风环境条件以及风暴结构特征、演变机制的认识，基于常规观测资料、地面加密自动气象站观测资料、多普勒雷达资料和ERA5再分析资料，分析了此次极端大风的成因。结果表明：华北冷涡后部横槽转竖引导冷空气南下，增强了对流层中、低层风垂直切变，促进了位势不稳定的发展，为产生强对流天气提供了有利的环境条件。中层干冷空气的侵入以及低层温度层结曲线接近平行于干绝热线有利于雷暴大风的形成。初始对流在850 hPa切变线与地面辐合线重合附近触发。大风指数（WINDEX）计算的地面最大风速的潜势与观测的地面极大风较接近。弓形回波具有显著的回波悬垂、弱回波区、强后侧入流等结构特征。强的后侧入流和对流层中层异常干的环境利于形成强下沉气流，极端大风发生在弓形回波凸起位置。冷池加强伴随风暴后侧入流急流的发展，对形成弓形回波和地面大风有直接影响。地面小尺度冷池造成的加压和天气尺度低压造成的减压形成变压风。变压风与冷池密度流相叠加增强了地面大风的强度。地面极端大风是冷池密度流、后侧入流急流和动量下传共同作用的结果。
2020年5月17日傍晚到夜间，山东南部发生了一次罕见的极大风速超过12级并伴有大冰雹的弓形回波天气过程。为提高对弓形回波造成极端大风环境条件以及风暴结构特征、演变机制的认识，基于常规观测资料、地面加密自动气象站观测资料、多普勒雷达资料和ERA5再分析资料，分析了此次极端大风的成因。结果表明：华北冷涡后部横槽转竖引导冷空气南下，增强了对流层中、低层风垂直切变，促进了位势不稳定的发展，为产生强对流天气提供了有利的环境条件。中层干冷空气的侵入以及低层温度层结曲线接近平行于干绝热线有利于雷暴大风的形成。初始对流在850 hPa切变线与地面辐合线重合附近触发。大风指数（WINDEX）计算的地面最大风速的潜势与观测的地面极大风较接近。弓形回波具有显著的回波悬垂、弱回波区、强后侧入流等结构特征。强的后侧入流和对流层中层异常干的环境利于形成强下沉气流，极端大风发生在弓形回波凸起位置。冷池加强伴随风暴后侧入流急流的发展，对形成弓形回波和地面大风有直接影响。地面小尺度冷池造成的加压和天气尺度低压造成的减压形成变压风。变压风与冷池密度流相叠加增强了地面大风的强度。地面极端大风是冷池密度流、后侧入流急流和动量下传共同作用的结果。
2024,
40(5):
758-766. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.068
摘要:
以PredRNN时空预测模型作为骨干网络，ASPP模块为分类器，构建了雷电落区预报的深度学习模型(Lightning-Net)。模型以前1 h的雷达组合反射率和雷电定位数据为预报因子，输出未来1 h的雷电落区。利用2020—2021年重庆市雷达、雷电定位数据对模型进行训练，在2022年的数据集上测试。结果表明：构建的Lightning-Net模型TS（Threat score，威胁分数）评分为0.53、命中率(POD)为0.82，相比传统的光流法和UNet模型具有一定的优势；个例检验发现，模型对强雷暴的预报效果优于弱雷暴，模型对雷电落区变化的整体趋势能很好的把握，但对雷暴主体周围的零星雷电预报能力不足。
以PredRNN时空预测模型作为骨干网络，ASPP模块为分类器，构建了雷电落区预报的深度学习模型(Lightning-Net)。模型以前1 h的雷达组合反射率和雷电定位数据为预报因子，输出未来1 h的雷电落区。利用2020—2021年重庆市雷达、雷电定位数据对模型进行训练，在2022年的数据集上测试。结果表明：构建的Lightning-Net模型TS（Threat score，威胁分数）评分为0.53、命中率(POD)为0.82，相比传统的光流法和UNet模型具有一定的优势；个例检验发现，模型对强雷暴的预报效果优于弱雷暴，模型对雷电落区变化的整体趋势能很好的把握，但对雷暴主体周围的零星雷电预报能力不足。
2024,
40(5):
767-775. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.066
摘要:
以日最高、最低温度以及逐小时整点温度为预报对象，并以ECMWF模式不同起报时间对同一时次的预报项、ECMWF模式前期的预报误差项、前期24小时的实况温度演变项以及用于区分站点(格点)的空间位置信息等共同作为模型的预报因子，采用时空堆叠结合eXtreme Gradient Boosting(XGBoost)方法，对每个预报对象分别构建预报模型，实现了降时间尺度到逐小时的预报以及站点建模到格点预报转化的温度订正预报模型。一年的独立样本试验结果表明：(1) 订正后的日最高和最低温度预报准确率较中央气象台(National Meteorological Center，NMC)温度指导预报产品有明显提高，其中08时和20时起报的预报产品分别提高了28.6%、23.2%和25.5%、16.9%。(2) 逐小时整点温度订正预报中，两种预报产品在每日最高气温出现时段的16时附近均是预报误差比较大的时段；但在绝大多数预报时效的预报中，XGBoost模型显示了比NMC预报产品更好的预报精度。此外，预报个例分析表明，新方案对于较明显的转折天气存在预报滞后性问题。目前，该订正预报方法已实现业务化运行。
以日最高、最低温度以及逐小时整点温度为预报对象，并以ECMWF模式不同起报时间对同一时次的预报项、ECMWF模式前期的预报误差项、前期24小时的实况温度演变项以及用于区分站点(格点)的空间位置信息等共同作为模型的预报因子，采用时空堆叠结合eXtreme Gradient Boosting(XGBoost)方法，对每个预报对象分别构建预报模型，实现了降时间尺度到逐小时的预报以及站点建模到格点预报转化的温度订正预报模型。一年的独立样本试验结果表明：(1) 订正后的日最高和最低温度预报准确率较中央气象台(National Meteorological Center，NMC)温度指导预报产品有明显提高，其中08时和20时起报的预报产品分别提高了28.6%、23.2%和25.5%、16.9%。(2) 逐小时整点温度订正预报中，两种预报产品在每日最高气温出现时段的16时附近均是预报误差比较大的时段；但在绝大多数预报时效的预报中，XGBoost模型显示了比NMC预报产品更好的预报精度。此外，预报个例分析表明，新方案对于较明显的转折天气存在预报滞后性问题。目前，该订正预报方法已实现业务化运行。
2024,
40(5):
776-788. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.073
摘要:
近海迅速增强(RI)是当前台风强度预报中的难点。为加深台风强度变化机理认识和提高台风强度预报水平，利用中国气象局最佳路径数据和ERA5大气再分析资料，分析了历史罕见的东海近海台风“黑格比”(2020)在RI阶段的高层环境场特征，着重探讨了高层环境场影响台风强度的可能过程。结果显示：(1)“黑格比”的RI过程中，南亚高压与热带对流层上部槽之间的强风速带增强了台风东南侧高空外流，中纬度高空槽增强了台风北侧高空外流。(2) 高层环境场与台风高空外流的相互作用有利于台风增强。一方面，有利的高空形势向台风中心传播涡动角动量通量辐合来增强台风高空外流，进而加强高空外流与上升运动形成的次级环流，促进台风中心气压降低和强度增强；另一方面，增强的台风高空外流限制了垂直风切变的发展，从而减弱环境场的通风效应，有助于台风加强。(3) 360 K等熵面上环境场高位涡向台风中心输送，同时平流层“高位涡库”向下打通，可以促进台风高层暖心形成，有利于台风加强。针对高层环境场的综合分析可以为台风强度预报提供一定的参考。
近海迅速增强(RI)是当前台风强度预报中的难点。为加深台风强度变化机理认识和提高台风强度预报水平，利用中国气象局最佳路径数据和ERA5大气再分析资料，分析了历史罕见的东海近海台风“黑格比”(2020)在RI阶段的高层环境场特征，着重探讨了高层环境场影响台风强度的可能过程。结果显示：(1)“黑格比”的RI过程中，南亚高压与热带对流层上部槽之间的强风速带增强了台风东南侧高空外流，中纬度高空槽增强了台风北侧高空外流。(2) 高层环境场与台风高空外流的相互作用有利于台风增强。一方面，有利的高空形势向台风中心传播涡动角动量通量辐合来增强台风高空外流，进而加强高空外流与上升运动形成的次级环流，促进台风中心气压降低和强度增强；另一方面，增强的台风高空外流限制了垂直风切变的发展，从而减弱环境场的通风效应，有助于台风加强。(3) 360 K等熵面上环境场高位涡向台风中心输送，同时平流层“高位涡库”向下打通，可以促进台风高层暖心形成，有利于台风加强。针对高层环境场的综合分析可以为台风强度预报提供一定的参考。
2024,
40(5):
789-800. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.069
摘要:
为促进生态气候旅游产业发展，提升广东气候资源开发利用效率。利用广东省1981—2020年的气象观测数据，以温湿指数(THI)、风效指数(K)、着衣指数(ICL)为基础，通过熵值法建立广东省舒适度综合指数(CCI)，并对广东省不同区域气候舒适度时空演变特征进行研究。结果表明：广东年均体感舒适日数为220~260日，其中粤北最多，粤西最少。各区域全年分为两个明显气候舒适期，第一舒适期从每年1月1日开始，在4 —6月期间按粤西-珠三角-粤东-粤北的顺序结束；在9—11月期间以粤北-珠三角(粤东)-粤西的顺序进入第二舒适期，12月31日结束。受区域气候变化影响，广东各区域年均气候舒适度逐渐降低，第一舒适期结束时间提前，第二舒适期开始时间推后，年均体感舒适日数减少，区域气候舒适度极端性增大，极闷热等级日数明显增加，这一定程度上加剧了广东夏季旅游的高温风险，各区域在进行旅游气象服务时需重点关注夏季极端性高温天气影响。
为促进生态气候旅游产业发展，提升广东气候资源开发利用效率。利用广东省1981—2020年的气象观测数据，以温湿指数(THI)、风效指数(K)、着衣指数(ICL)为基础，通过熵值法建立广东省舒适度综合指数(CCI)，并对广东省不同区域气候舒适度时空演变特征进行研究。结果表明：广东年均体感舒适日数为220~260日，其中粤北最多，粤西最少。各区域全年分为两个明显气候舒适期，第一舒适期从每年1月1日开始，在4 —6月期间按粤西-珠三角-粤东-粤北的顺序结束；在9—11月期间以粤北-珠三角(粤东)-粤西的顺序进入第二舒适期，12月31日结束。受区域气候变化影响，广东各区域年均气候舒适度逐渐降低，第一舒适期结束时间提前，第二舒适期开始时间推后，年均体感舒适日数减少，区域气候舒适度极端性增大，极闷热等级日数明显增加，这一定程度上加剧了广东夏季旅游的高温风险，各区域在进行旅游气象服务时需重点关注夏季极端性高温天气影响。
2024,
40(5):
801-810. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.083
摘要:
基于2022年福建省武夷山区域邵武站O3探空观测51次科学试验，分析该区域对流层中下层(0~6 km)O3的季节分布和O3体积混合比（OVMR）变化趋势，探究O3柱浓度（COA）排名前5和后5个例的大气环流形势、诊断物理量及垂直廓线的差异。结果表明：1.5 km以下OVMR春季>秋季>夏季>冬季，1.5 km以上OVMR呈现春季最大，夏季最低，除了秋季，其他季节均呈现随高度增加的趋势；0~6 km排名前5的个例有3个发生在4—5月，主导天气形势与风场为冷高压前偏北或高压底部偏东气流控制，2个发生在9月，为副热带高压和台风外围的下沉气流共同影响；且均表现出对流层中下层大气层结稳定，空气干燥，湿层很薄，存在明显的下沉气流，对流抑制能力强，低层为偏东风，风速在4~8 m·s-1之间。排名后5个例的发生月份、天气形势、诊断物理量等与排名前5个例的有明显的差异。
基于2022年福建省武夷山区域邵武站O3探空观测51次科学试验，分析该区域对流层中下层(0~6 km)O3的季节分布和O3体积混合比（OVMR）变化趋势，探究O3柱浓度（COA）排名前5和后5个例的大气环流形势、诊断物理量及垂直廓线的差异。结果表明：1.5 km以下OVMR春季>秋季>夏季>冬季，1.5 km以上OVMR呈现春季最大，夏季最低，除了秋季，其他季节均呈现随高度增加的趋势；0~6 km排名前5的个例有3个发生在4—5月，主导天气形势与风场为冷高压前偏北或高压底部偏东气流控制，2个发生在9月，为副热带高压和台风外围的下沉气流共同影响；且均表现出对流层中下层大气层结稳定，空气干燥，湿层很薄，存在明显的下沉气流，对流抑制能力强，低层为偏东风，风速在4~8 m·s-1之间。排名后5个例的发生月份、天气形势、诊断物理量等与排名前5个例的有明显的差异。
2024,
40(5):
811-821. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.070
摘要:
针对云南地区，利用1960—2019年中国气象局上海台风研究所台风最佳路径资料、国家气象信息中心地面逐日降水资料进行统计分析，研究了影响云南的221个历史台风活动特征和降水特征，并基于登陆台风的动力统计相似集合预报(DSAEF_LTP)模型对2016—2019年的5个目标台风进行模拟，结果显示：(1) 平均每年有3.7个台风影响云南，数量呈现减少趋势；影响季节主要集中在7—9月，其中7—8月最盛；影响期间最大强度以强热带风暴和台风级别为主。影响路径通常为西北行和西行路径，登陆点多集中在海南岛、广东西部和广西沿海，移动到云南的台风较少；(2) 221个影响云南的历史台风中共有119个产生暴雨量级的日降水，台风暴雨平均日降水量比普通暴雨更大。从空间分布来看，云南北部台风暴雨频次相对较高，但极值降水更易发生在云南南部；(3) DSAEF_LTP模型整体预报效果较好，成功模拟出了台风的降水中心，且相对数值模式预报结果具有一定优势，对云南的台风强降水预报有指示意义。
针对云南地区，利用1960—2019年中国气象局上海台风研究所台风最佳路径资料、国家气象信息中心地面逐日降水资料进行统计分析，研究了影响云南的221个历史台风活动特征和降水特征，并基于登陆台风的动力统计相似集合预报(DSAEF_LTP)模型对2016—2019年的5个目标台风进行模拟，结果显示：(1) 平均每年有3.7个台风影响云南，数量呈现减少趋势；影响季节主要集中在7—9月，其中7—8月最盛；影响期间最大强度以强热带风暴和台风级别为主。影响路径通常为西北行和西行路径，登陆点多集中在海南岛、广东西部和广西沿海，移动到云南的台风较少；(2) 221个影响云南的历史台风中共有119个产生暴雨量级的日降水，台风暴雨平均日降水量比普通暴雨更大。从空间分布来看，云南北部台风暴雨频次相对较高，但极值降水更易发生在云南南部；(3) DSAEF_LTP模型整体预报效果较好，成功模拟出了台风的降水中心，且相对数值模式预报结果具有一定优势，对云南的台风强降水预报有指示意义。
2024,
40(5):
822-833. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.071
摘要:
利用2016—2017年北京常规探空资料与2016年8月28日—9月2日多点同步加密探空资料，探讨了北京地区边界层低空急流与气象要素的相互关系，以及城市下垫面对急流的影响，并简要分析了急流的形成机制。结果显示：(1) 秋冬季急流表现为发生频率高、急流轴高，强度强，急流风向以偏北风为主；春夏季急流发生频率较低，急流轴低，强度弱，急流风向以偏南风为主。(2) 急流与大气边界层垂直结构有密切关系。急流发生时多伴有悬空逆温的出现。悬空逆温高度和急流上方最小风速高度、风向转变高度有较好一致性关系。(3) 边界层低空急流的生消与位温的日变化过程基本一致，惯性振荡是北京地区夜间晴好天气条件下急流形成的主要机制。(4) 边界层低空急流受下垫面热力差异影响在城、郊有不同的表现特征。城市急流具有显著的突发性和不连续性，维持时间短，发生频率低。郊区急流则发生频率高，维持时间长。典型急流过程中，城市与郊区相比，急流轴高150 m，急流风速小1.6 m·s-1。
利用2016—2017年北京常规探空资料与2016年8月28日—9月2日多点同步加密探空资料，探讨了北京地区边界层低空急流与气象要素的相互关系，以及城市下垫面对急流的影响，并简要分析了急流的形成机制。结果显示：(1) 秋冬季急流表现为发生频率高、急流轴高，强度强，急流风向以偏北风为主；春夏季急流发生频率较低，急流轴低，强度弱，急流风向以偏南风为主。(2) 急流与大气边界层垂直结构有密切关系。急流发生时多伴有悬空逆温的出现。悬空逆温高度和急流上方最小风速高度、风向转变高度有较好一致性关系。(3) 边界层低空急流的生消与位温的日变化过程基本一致，惯性振荡是北京地区夜间晴好天气条件下急流形成的主要机制。(4) 边界层低空急流受下垫面热力差异影响在城、郊有不同的表现特征。城市急流具有显著的突发性和不连续性，维持时间短，发生频率低。郊区急流则发生频率高，维持时间长。典型急流过程中，城市与郊区相比，急流轴高150 m，急流风速小1.6 m·s-1。
2024,
40(5):
834-844. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.072
摘要:
台风“暹芭”不仅是2022年首个登陆中国的台风，也是自2015年台风“彩虹”以来登陆粤西的最强台风，其登陆后减弱的残余环流不断北移，深入内陆与中纬度西风槽相结合，给我国东部地区带来了影响范围广且持续性强的暴雨过程，为了研究引起这种罕见天气过程的影响因子，基于区域中尺度预报系统CMA-MESO (China Meteorological Administration Mesoscale Model)5.1版本对台风“暹芭”残余环流北上过程共设计6组试验进行数值模拟和诊断分析。结果表明：台风“暹芭”东西两侧的南亚高压和副热带高压两个反气旋有利于低压环流北上，在我国东部广阔平原和丘陵的地形条件下，槽前西南气流不断引导其快速向东北方向移动；台风“暹芭”进入渤海后，受槽后干冷空气影响，冷空气入侵环流底部，斜压性增强，暖湿气流显著抬升，对流不稳定结构进一步增强；同时有来自南海的深厚西南暖湿气流和台风“艾利”外围源源不断的水汽输送，在地形、动热力和水汽条件的共同作用下，台风“暹芭”残余环流在我国东部引发大暴雨过程。
台风“暹芭”不仅是2022年首个登陆中国的台风，也是自2015年台风“彩虹”以来登陆粤西的最强台风，其登陆后减弱的残余环流不断北移，深入内陆与中纬度西风槽相结合，给我国东部地区带来了影响范围广且持续性强的暴雨过程，为了研究引起这种罕见天气过程的影响因子，基于区域中尺度预报系统CMA-MESO (China Meteorological Administration Mesoscale Model)5.1版本对台风“暹芭”残余环流北上过程共设计6组试验进行数值模拟和诊断分析。结果表明：台风“暹芭”东西两侧的南亚高压和副热带高压两个反气旋有利于低压环流北上，在我国东部广阔平原和丘陵的地形条件下，槽前西南气流不断引导其快速向东北方向移动；台风“暹芭”进入渤海后，受槽后干冷空气影响，冷空气入侵环流底部，斜压性增强，暖湿气流显著抬升，对流不稳定结构进一步增强；同时有来自南海的深厚西南暖湿气流和台风“艾利”外围源源不断的水汽输送，在地形、动热力和水汽条件的共同作用下，台风“暹芭”残余环流在我国东部引发大暴雨过程。
2024,
40(5):
845-858. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.074
摘要:
利用1980—2021年格点化数据集(CN05.1)的中国逐日降水资料和NCEP/NCAR逐日再分析资料，对比分析了中国华西秋季典型涝旱年低频降水特征及其与不同纬带大气低频环流的关系，并给出前期预报信号。(1) 华西秋季降水在涝旱年存在显著10~20 d、20~30 d和30~60 d低频振荡周期，10~20 d准双周振荡周期(简称为10~20 d)最重要。(2) 无论涝旱年，欧亚大陆均有两脊两槽低频环流形式，低频巴尔喀什湖-贝加尔湖(简称为“巴-贝湖”)高压脊、东亚大槽、孟加拉湾反气旋和西太平洋副热带高压(华南及沿海反气旋)是影响华西秋雨的关键低频环流系统，但涝年中高纬(低纬)低频环流系统较旱年偏强偏西(偏南)，副热带西风急流更强，对流更活跃，导致更丰富的干冷和暖湿气流交绥于华西。(3) 影响涝旱年的低频水汽环流系统主要包括“巴-贝湖”低频反气旋式、华北-日本群岛附近的低频气旋式、孟加拉湾低频反气旋式和南海-西太平洋低频气旋式水汽环流，但涝年来自中高纬偏北干冷、偏东北的湿冷气流较旱年偏西偏南偏强；涝年的干(湿)冷气流源地在新地岛(鄂霍次克海和日本海)，旱年的在中西伯利亚(日本群岛以东的西北太平洋)。涝年有较多来自孟加拉湾和热带北太平洋中部及南海暖湿水汽流，旱年暖湿水汽流则主要来自南海，少量来自孟加拉湾和西太平洋。(4) 无论涝旱年，都要关注“巴-贝湖”高压脊、东亚大槽和西太平洋副高的前期低频预测信号。涝年预测信号出现在-10 d，信号主要沿西北-东南路径传播，旱年信号出现在-8 d，各个信号传播路径不同且略复杂。
利用1980—2021年格点化数据集(CN05.1)的中国逐日降水资料和NCEP/NCAR逐日再分析资料，对比分析了中国华西秋季典型涝旱年低频降水特征及其与不同纬带大气低频环流的关系，并给出前期预报信号。(1) 华西秋季降水在涝旱年存在显著10~20 d、20~30 d和30~60 d低频振荡周期，10~20 d准双周振荡周期(简称为10~20 d)最重要。(2) 无论涝旱年，欧亚大陆均有两脊两槽低频环流形式，低频巴尔喀什湖-贝加尔湖(简称为“巴-贝湖”)高压脊、东亚大槽、孟加拉湾反气旋和西太平洋副热带高压(华南及沿海反气旋)是影响华西秋雨的关键低频环流系统，但涝年中高纬(低纬)低频环流系统较旱年偏强偏西(偏南)，副热带西风急流更强，对流更活跃，导致更丰富的干冷和暖湿气流交绥于华西。(3) 影响涝旱年的低频水汽环流系统主要包括“巴-贝湖”低频反气旋式、华北-日本群岛附近的低频气旋式、孟加拉湾低频反气旋式和南海-西太平洋低频气旋式水汽环流，但涝年来自中高纬偏北干冷、偏东北的湿冷气流较旱年偏西偏南偏强；涝年的干(湿)冷气流源地在新地岛(鄂霍次克海和日本海)，旱年的在中西伯利亚(日本群岛以东的西北太平洋)。涝年有较多来自孟加拉湾和热带北太平洋中部及南海暖湿水汽流，旱年暖湿水汽流则主要来自南海，少量来自孟加拉湾和西太平洋。(4) 无论涝旱年，都要关注“巴-贝湖”高压脊、东亚大槽和西太平洋副高的前期低频预测信号。涝年预测信号出现在-10 d，信号主要沿西北-东南路径传播，旱年信号出现在-8 d，各个信号传播路径不同且略复杂。
2024,
40(5):
859-868. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.075
摘要:
基于飞机下投探空数据分析了飓风中大气低层(地面3 km内)垂直风速的分布特征。结果表明，飓风近区(归一化半径R/RMW小于5的区域，其中R为下投探空与飓风中心之间的距离，RMW为飓风的最大风速半径)、远区(5≤R/RMW < 10的区域)和外区(R/RMW≥10的区域)垂直风的低风速段(垂直风速绝对值< 2 m·s-1) 随高度分布特征的区别不明显，但高风速段(垂直风速绝对值≥2 m·s-1)在近区出现正值的频次最高，明显多于远区和外区；而在外区出现负值的频次最高，明显多于近区和远区。在飓风近区随着高度的增加上升气流出现的频次降低，而下沉气流出现的频次增多，在飓风远区和外区上升气流的强弱和出现的比例随高度的变化不明显；在飓风近区上升气流的速度和出现的比例随着飓风强度增强而增大，而远区和外区的垂直风中位数速度和出现的比例随飓风强度的变化不明显。此外，观测发现飓风上升气流风速可超过10 m·s-1，通常出现在归一化半径为1~2.5的区域内，且需飓风最大风速达到50 m·s-1以上。
基于飞机下投探空数据分析了飓风中大气低层(地面3 km内)垂直风速的分布特征。结果表明，飓风近区(归一化半径R/RMW小于5的区域，其中R为下投探空与飓风中心之间的距离，RMW为飓风的最大风速半径)、远区(5≤R/RMW < 10的区域)和外区(R/RMW≥10的区域)垂直风的低风速段(垂直风速绝对值< 2 m·s-1) 随高度分布特征的区别不明显，但高风速段(垂直风速绝对值≥2 m·s-1)在近区出现正值的频次最高，明显多于远区和外区；而在外区出现负值的频次最高，明显多于近区和远区。在飓风近区随着高度的增加上升气流出现的频次降低，而下沉气流出现的频次增多，在飓风远区和外区上升气流的强弱和出现的比例随高度的变化不明显；在飓风近区上升气流的速度和出现的比例随着飓风强度增强而增大，而远区和外区的垂直风中位数速度和出现的比例随飓风强度的变化不明显。此外，观测发现飓风上升气流风速可超过10 m·s-1，通常出现在归一化半径为1~2.5的区域内，且需飓风最大风速达到50 m·s-1以上。
粤公网安备 4401069904700003号