优先发表
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, 最新更新时间 , 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，极端对流天气未来会如何变化越来越受到关注。基于一个水平分辨率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，模拟的近地面层温度和湿度与ERA-5再分析资料的空间分布相关系数分别达到了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了0.53和0.77。对比NICAM模拟的历史(1979—2008年)与未来(2075—2104年)各30年极端对流发现，随着全球变暖热带地区整体上比湿呈增加趋势，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，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，极端对流天气未来会如何变化越来越受到关注。基于一个水平分辨率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，模拟的近地面层温度和湿度与ERA-5再分析资料的空间分布相关系数分别达到了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了0.53和0.77。对比NICAM模拟的历史(1979—2008年)与未来(2075—2104年)各30年极端对流发现，随着全球变暖热带地区整体上比湿呈增加趋势，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，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。
, 最新更新时间 , 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 Forecastingmodel 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U、V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。
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 Forecastingmodel 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U、V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。
, 最新更新时间 , doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.008
摘要:
风速的准确模拟对风电和太阳能等新能源领域未来发展布局具有重要指导意义，但目前全球气候模式对风速的模拟能力有限。基于国家基准台站观测资料，评估了第六次国际耦合模式比较计划(CoupledModel Intercomparison Project Phase 6，CMIP6)的十个全球气候模式(Global Climate Model,GCM)对中国大陆10 m风速1961—2014年的时空分布特征的模拟能力。评估结果显示，在气候态特征上，十个CMIP6 GCM均能模拟出1961—2014年时期我国10 m风速春季最大、秋季最小的气候态季节变化特征，大多数模式存在全年系统性高估现象，尤其是BCC-CSM2-MR和FGOALS-f3-L模式。在年际变率上，十个CMIP6模式也均能再现我国风速年平均和季节平均的年际变率空间分布特征，但是量值较观测偏小。在年代际趋势上，除GFDL-ESM4模式之外的九个模式可模拟出中国区域平均的年平均风速在1961—2014年期间的减弱趋势，但是模拟的减弱趋势要较观测明显偏小1个量级，GFDL-ESM4模式对于中国区域年平均10 m风速在1961—2014年期间的变化模拟反而是增强的。
, 最新更新时间 , doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2025.020
摘要:
近海快速增强的热带气旋(TC)具有猝不及防的破坏性，其研究和业务预报一直备受关注。判别TC快速增强(RI)的主流指标有两类，即TC中心最低气压变化值和最大风速变化值。本文利用中国气象局整编的热带气旋最佳路径数据集资料，分别以12 h中心最低气压变化值和最大风速变化值作为判别指标，对1980—2019年中国近海快速增强的热带气旋(RITC)进行判别，并对得到的结果进行对比分析。结果表明:(1)两种判别指标得到的RITC的数量差异较小，但RITC个例的重合率并不高，其中，RITC个例的重合率在本世纪00年代差异最大，10年代差异最小。(2)12 h最大风速判别指标对统计资料时间跨度的变化表现出更高的敏感度，所对应的RI阈值的波动更大。(3)两种判别指标得到的RI样本的最大差异值在年际上出现在80年代，月际上出现在9月，日变化上出现在06时(Universal Time Coordinated，UTC)。(4)在区域分布上，以12 h最大风速变化为判别指标在台湾北部、东海南部以及广西西部近海区域具有较高的敏感度，而以12 h最低气压变化为判别指标则在广西东部近海区域的敏感度更高。本文的研究结论对遴选(判别)我国近海RITC样本(个例)具有一定的参考意义。
近海快速增强的热带气旋(TC)具有猝不及防的破坏性，其研究和业务预报一直备受关注。判别TC快速增强(RI)的主流指标有两类，即TC中心最低气压变化值和最大风速变化值。本文利用中国气象局整编的热带气旋最佳路径数据集资料，分别以12 h中心最低气压变化值和最大风速变化值作为判别指标，对1980—2019年中国近海快速增强的热带气旋(RITC)进行判别，并对得到的结果进行对比分析。结果表明:(1)两种判别指标得到的RITC的数量差异较小，但RITC个例的重合率并不高，其中，RITC个例的重合率在本世纪00年代差异最大，10年代差异最小。(2)12 h最大风速判别指标对统计资料时间跨度的变化表现出更高的敏感度，所对应的RI阈值的波动更大。(3)两种判别指标得到的RI样本的最大差异值在年际上出现在80年代，月际上出现在9月，日变化上出现在06时(Universal Time Coordinated，UTC)。(4)在区域分布上，以12 h最大风速变化为判别指标在台湾北部、东海南部以及广西西部近海区域具有较高的敏感度，而以12 h最低气压变化为判别指标则在广西东部近海区域的敏感度更高。本文的研究结论对遴选(判别)我国近海RITC样本(个例)具有一定的参考意义。
, 最新更新时间
摘要:
以日内最高、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，与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) 订正后的日内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(NMC)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。
以日内最高、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，与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) 订正后的日内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(NMC)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。
, 最新更新时间
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CMA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CMA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。
, 最新更新时间 , doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2025.023
摘要:
利用地球网络全闪系统(ENTLS)资料、 CMA-STI 热带气旋最佳路径集的台风数据和 GPM/DPR 卫星资料， 分析超强台风“彩虹”全生命期的闪电活动和雷达回波特征。(1) 增强阶段 TC 呈现出明显的三圈结构特征， 内核区(0～80 km)存在一个闪电密集区， 内雨带(80～160 km)内少有闪电活动， 大于 160 km 的外围雨带的闪电活动又显著增加。(2) 径向分布随时间的变化指出， 内核闪电与外雨带闪电的活跃期不一致；在台风最大风速达到峰值的前 1 小时， 内核闪电活动爆发； 闪电密度于生成阶段 10 月 2 日 15 时在 320 km附近达到峰值。(3) 径向分布随强度的变化表明， 内核区闪电主要出现在超强台风等级， 内雨带的闪电活动仅在热带风暴和强热带风暴级别有体现， 外雨带的闪电活动不同等级的活跃区域不同， 且随着强度的增强， 活跃区沿径向方向向外移动； 强度减弱， 闪电活动区域缩小至 160～400 km。(4) 闪电活动和雷达回波参数关系表明， 零度层高度超过 5 km 为彩虹台风闪电发生的前提条件， 且回波顶高至少要发展到 10 km 以上， 混相层中有过冷水或大冰晶粒子， 才有利于闪电的发生。
利用地球网络全闪系统(ENTLS)资料、 CMA-STI 热带气旋最佳路径集的台风数据和 GPM/DPR 卫星资料， 分析超强台风“彩虹”全生命期的闪电活动和雷达回波特征。(1) 增强阶段 TC 呈现出明显的三圈结构特征， 内核区(0～80 km)存在一个闪电密集区， 内雨带(80～160 km)内少有闪电活动， 大于 160 km 的外围雨带的闪电活动又显著增加。(2) 径向分布随时间的变化指出， 内核闪电与外雨带闪电的活跃期不一致；在台风最大风速达到峰值的前 1 小时， 内核闪电活动爆发； 闪电密度于生成阶段 10 月 2 日 15 时在 320 km附近达到峰值。(3) 径向分布随强度的变化表明， 内核区闪电主要出现在超强台风等级， 内雨带的闪电活动仅在热带风暴和强热带风暴级别有体现， 外雨带的闪电活动不同等级的活跃区域不同， 且随着强度的增强， 活跃区沿径向方向向外移动； 强度减弱， 闪电活动区域缩小至 160～400 km。(4) 闪电活动和雷达回波参数关系表明， 零度层高度超过 5 km 为彩虹台风闪电发生的前提条件， 且回波顶高至少要发展到 10 km 以上， 混相层中有过冷水或大冰晶粒子， 才有利于闪电的发生。
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