ISSN 1004-4965

CN 44-1326/P

用微信扫描二维码

分享至好友和朋友圈

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

优先发表

优先发表栏目展示本刊经同行评议确定正式录用的文章,这些文章目前处在编校过程,尚未确定卷期及页码,但可以根据DOI进行引用。
深圳快速更新智能数字预报支撑十五运会气象服务关键技术研用
李超, 江崟, 张元春
, doi: 10.16032/j.issn.1006-4965.2026.059
摘要:
第十五届全国运动会由广东、香港、澳门三地共同承办,其中闭幕式和马拉松等部分赛事在深圳举办。针对赛事活动精细化服务需求,拓展数字网格预报要素种类,增加分钟级降水、温度和立体风场预报,以及降水概率预报等,形成深圳特色的快速更新多要素智能数字预报(Shenzhen Fast- updated and ExtendedElements Digital forecasts, SZ—FEED预报)。针对户外赛事降水预报服务需求,在传统雷达外推基础上融合多种人工智能临近预报,优化降水强度变化预报,多源融合的SZ—FEED临近降水预报检验评分较单一算法提升2.7%~8.5%。针对温度精细化服务需求,将网格实况与模式温度预报变化量融合形成逐半小时更新的短临温度预报,改善日最高温度以及复杂地形下温度预报偏差较大等问题。针对立体风场服务需求,在快速更新的华南区域模式基础上,应用边界层风场廓线模型对不同高度风场预报拟合,结合深圳气象梯度塔和风廓线雷达等立体观测风速频率进行偏差订正,形成重点区域300米以下立体风场预报。利用激光测风雷达检验,立体风场预报基本反映了风场随高度变化特征,不同高度风速和风向预报平均绝对误差在3.2m/s和90°以内。针对华南后汛期降水不确定特点,应用降水频率匹配和概率匹配等智能网格算法,将盘古气象模型与数值模式不同优势结合起来,优化贝叶斯模型改进定量降水概率预报。通过以上技术方法完善深圳智能数字预报体系,为十五运会闭幕式以及马拉松等赛事活动提供客观产品支撑。
江西省6月降水增加趋势及其成因分析
钟思奕, 郭浩男, 章毅之, 蔡晓敏, 王子谦
, doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.057
摘要:
基于 1980—2024 年中国气象局降水观测资料、日本气象厅第三代百年再分析数据(JRA-3Q)及Hadley Centre海表温度数据,本文采用水汽收支和环流分析对江西省 6月降水的长期变化趋势进行了归因诊断,并利用线性斜压模式(LBM)对大尺度环流响应进行了数值模拟验证。结果表明,江西省6月降水呈显著增加趋势,且南部和东北部区域增加更为明显,降水增加趋势主要由垂直水汽平流动力项主导,垂直上升运动的增强起关键作用;垂直水汽平流热力项与水平水汽平流动力项亦对降水增加有一定贡献,这主要与低空西南季风环流增强和比湿增加有关。进一步分析指出,近几十年太平洋海表温度呈东冷西暖的类拉尼娜型变化特征,增强了热带沃克环流及海洋性大陆上空对流活动与非绝热加热。海洋性大陆加热强迫激发异常经圈环流,在南海—西太平洋地区形成异常下沉和低空异常反气旋,反气旋北侧增强的西南气流促使江西省所在区域低层辐合和上升运动增强,并向该区域输送更多低纬水汽,最终导致江西省6月降水的长期增加趋势。LBM数值模拟较好地再现了上述大气环流对热带对流强迫的响应过程。
六种机器学习模型在双偏振天气雷达冰雹识别中的性能分析与评估
陈虹菁, 李睿, 唐顺仙, 何建新, 史朝
, doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.058
摘要:
基于SVM、DT、NB、RF、XGBoost和MLP六种典型机器学习模型,利用成都地区2022—2024年X波段双偏振雷达观测资料及地面降雹记录,提取了11项与冰雹相关的特征参量构建数据集,并开展了冰雹识别建模与评估工作。根据准确率(ACC)、虚警率(FAR)、命中率(POD)、F1分数、临界成功指数(CSI)、ROC 曲线及曲线下面积(AUC)、公平威胁评分(ETS)、海德克技巧评分(HSS)和频率偏差因子(Bias)等指标,结合五折交叉验证系统评估了各模型在冰雹识别任务中的判别能力、适应性和稳定性,并通过典型个例检验模型实际识别效果及虚警风险。同时,对识别特征的重要性进行了对比,结果表明双偏振参量在不同模型中均具有显著贡献。论文主要结论如下:(1)XGBoost模型综合性能最优,在ACC、POD、FAR、F1、CSI、AUC、ETS和HSS等核心指标上均表现领先,且跨折次波动较小,其在个例测试中实现了对冰雹与非冰雹样本的完全正确识别,展现出稳定可靠的冰雹识别能力;(2)MLP模型次之,其各项核心指标均处于较高水平,整体性能平衡且泛化能力良好;(3)SVM 模型表现略逊于 MLP,识别策略相对保守,但其在虚警控制上具有一定优势;(4)RF与 DT模型虽具备较强的冰雹检出能力,但偏高的FAR反映出模型泛化能力有限,个例测试中以虚警偏高为主要表现;(5)NB模型综合能力最弱,判别精度不足,难以满足实际业务需求。在此基础上,基于各模型优势提出了一套可按业务需求灵活配置的多模型协同集成策略,以为不同应用场景的冰雹识别与预警提供可靠技术路径。
基于人工触发闪电技术的外浮顶油罐雷击响应特性分析
陈昌, 王孝波, 吴曜光, 颜旭, 李建勇
, doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.056
摘要:
为揭示外浮顶油罐在不同雷击作用下的电位响应差异与致灾机制,本文依托中国气象局雷电野外科学实验基地,利用人工触发闪电技术,开展了直击雷与感应雷两类典型雷击模式下的系统对比试验。试验同步采集罐壁与浮盘之间的电位差波形及雷电流参数,分析其时域特性与电磁耦合规律。结果表明:在直击雷作用下,电位差峰值最高达 12.77 kV,持续时间最长可达 0.1 ms,且当回击电流峰值超过 20 kA时,易出现双峰结构并诱发电位持续时间延长,显著提升油气间隙击穿风险。感应雷引发的地电位抬升(GPR)作用下,电位差峰值相对较低(-3.4 kV~1.23 kV),但上升陡度极高,未接地状态下的上升速率可较接地状态放大百倍,波形极性亦受雷击落点与接地条件显著影响。本文提出,不同雷击形式下油罐响应机制差异显著,应分别优化防护策略:直击雷防护应重视等电位连接与回击电流控制,感应雷防护则应加强接地系统设计与感应路径抑制。相关成果为油罐雷电防护工程提供了实证基础与技术支撑。
不同高度孤立高塔对回击位置分布影响的差异
谢明都, 吕伟涛, 陈绿文, 许伟群, 齐奇, 武斌, 刘恒毅, 吕凡超, 马颖
, doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.041
摘要:
基于美国国家闪电探测网络2014—2017年期间探测到的回击数据,分析了美国中部平原地区塔高在240~612 m范围内的15座孤立高塔对附近回击位置分布影响的差异。通过核密度估计方法对高塔半径2km范围内的回击位置空间分布特征进行了分析,并采用拉伸指数模型拟合了不同孤立高塔附近回击密度随距离的变化。核密度估计结果和离散参数分析表明,回击位置空间分布整体呈现单峰特征,回击在高塔附近存在空间聚集效应,塔越高聚集效应越强。经过定位误差修正后的回击密度曲线显示,回击密度在高塔邻近区域达到最大值,并随与高塔的距离增加逐渐减少。拉伸指数模型参数中的峰值密度与塔高呈正相关(R2=0.69,p < 0.0001,r=0.83);特征距离同样与塔高呈正相关(R2=0.52,p < 0.005,r=0.72);峰值密度和背景密度的比值均与塔高呈正相关(R2=0.71,p < 0.005,r=0.84)。
气象灾害风险预评估效果检验方法研究
梅梅, 张颖娴, 王国复
, doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.044
摘要:
利用气候模式开展客观化灾害风险预评估是一项新的技术和新的业务。为评价不同气候模式以及模式不同起报时间在时、空上对灾害风险预评估结果的差异,首先,基于气候观测资料和中国气象局第三代气候预测系统次季节预测子系统(CMA-CPSv3-S2S)产品构建可对比的汛期高温和暴雨灾害过程库,合成月尺度单灾种风险空间等级作为检验对象;进而关注月内过程发生时段、持续时间、风险范围、高风险区以及月内过程总风险历史排位,建立五维定量化检验方法;进一步,利用暴雨县级直接经济损失数据,评估了暴雨灾害风险评估模型对灾情预测的准确率;最后,以气候模式预评估能力的五维检验指标平均分和风险评估模型准确率,建立了月暴雨灾害风险预评估模型的综合评分方法。结果表明:CMA-CPSv3-S2S对7月暴雨灾害的预评估能力较强,提前2周以内效果可靠;对6月和8月暴雨应优先采信临近预报;对7月和8月的高温预评估能力明显优于6月,但对高温的高风险中心位置难以准确估计。2024年6~8月,除个别起报时段外,模式整体对暴雨和高温灾害的预评估效果高于模式当月技巧的中位数。在2008—2024年期间,2024年汛期各月暴雨灾害风险预评估综合评分高于或接近多年均值,其中气候模式和风险评估模型均显示出相对较高的技巧。研究建立的检验方法可用于多模式之间风险预评估能力的横向比较,有效支撑了灾害预警和气候决策服务。
副高控制下一次浙北局地短时暴雨观测分析
沈晓玲, 张诚, 曹宁宁, 陆俊
, doi: 10.12086/j.issn.1004-4965.2026.042
摘要:
利用多源观测资料及ERA5再分析资料,对2024年7月14日浙北一次副高控制下局地短时暴雨过程的环流背景、对流系统演变特征、双偏振参量和风场特征进行了分析,结果表明:(1)本次过程发生在副高控制的弱天气背景下,地面弱辐合线是其主要触发机制,高湿背景、大的CAPE值和K指数、较低的LCL等均有利于短时暴雨的发生。(2)强降水发生在地面弱辐合线上,后向传播特征明显,“列车效应”显著。过程分为两个阶段,第一阶段回波呈团状分布,由多个单体合并发展为多单体风暴,第二阶段回波呈带状分布,降水主要由3个单体先后产生。(3)不同阶段对流风暴的微物理特征有所不同。第一阶段降水中包含了低浓度的大雨滴和高浓度的小雨滴,第二阶段单体A降水粒子前期以高浓度的大雨滴为主,后期以高浓度的小雨滴为主,单体B以较高浓度的大雨滴为主,单体C以低浓度的大雨滴为主。暴雨中心强降水主要由单体A、B造成,为高质心降水。(4)不同阶段对流风暴的风场特征也有所不同。水平方向上风暴内部800m高度上多表现为气旋式旋转,其中单体B存在完整的涡旋环流;中低层表现为风向风速辐合,其中第一阶段辐合高度较为深厚。垂直方向上多偏西或西南气流,降水粒子集中在气流辐合处。
GRIST模式中云微物理方案对时间步长的敏感性研究
李佳播, 彭新东, 李晓涵
, doi: 10.16032/j.issn.1006_4965.2026.043
摘要:
为改善天气-气候一体化模式的物理性能,本研究在GRIST(Global-to-Regional Integrated ForecastSystem)全球非静力模式中引入了一个面向中尺度模式的RWDM6(Revised WRF Double-Moment 6-class)双参云微物理参数化方案替代原有针对气候模式用MG(Morrison-Gettelman)云微物理方案,并系统评估了模拟结果对时间步长的敏感性。相较于MG方案,RWDM6方案显著提升了模式对温度场、相对湿度、云量、云辐射强迫及降水等关键气象要素的模拟能力,不仅有效改善了对流层中高层的冷偏差和湿偏差,还缓解了低层云量低估和中高纬地区云短波辐射强迫的正偏差。此外,新方案通过云微物理过程的调整,降低了热带地区降水的模拟偏差,整体提升了GRIST模式的预报性能。模式对时间步长敏感性试验分析表明,采用不同时间步长的RWDM6方案模拟结果表现出更优的统计一致性,微物理过程参数化误差对时间步长的依赖性显著降低,暗示了RWDM6方案能更好适应不同分辨率模式或变分辨率网格模式的需求,在变分辨率GRIST天气气候一体化模式中具有更好的应用前景。
基于风廓线雷达的一次台风暴雨风场垂直结构分析
王文波, 刘畅, 高晓梅, 李晓利
, 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日至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,影响系统先后是台风倒槽、台风残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对应强降水的发生;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东南风的过程对应强降水的发生,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,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的提前时间在2 h左右;该阶段中层垂直风切变始终维持在10 m·s-1左右,强降水发生前,中层垂直风切变首先增大,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。
海盆尺度海表温度变化对北半球夏季环流及青藏高原气温影响的数值模拟
张永祥, 吴立广, 曹剑
, doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.038
摘要:
北半球中纬度极端天气与环球遥相关型(CGT)有密切关系,本文基于ECHAM5.4模式开展海表温度(SST)长期趋势的敏感性试验,通过多海盆协同增暖及单海盆/缺海盆强迫对比,评估太平洋、印度洋和大西洋SST增暖趋势对北半球夏季环流结构与青藏高原地表气温变化的影响。结果表明,热带太平洋增暖是激发北半球中高纬遥相关波列(如CGT)的重要因子之一;大西洋与印度洋增暖主要通过调制对应的中纬度异常中心的强度与位置发挥次级影响,各海盆响应不满足线性可加性,简单叠加会导致波列幅度过强与相位偏移,表明了海盆间存在相互抵消的非线性作用。在青藏高原地区,三大洋增暖都会导致高原夏季地表气温升高,且存在显著的正向非线性协同效应,其中太平洋增暖的边际贡献最大。上述结果揭示了多海盆协同增暖下热带-中高纬相互作用及其对高原气候影响的非线性机制,为区域气候变化归因与预测提供依据。
浙江沿海地区台风“杜苏芮”降水雨滴谱特征分析
岳俗甲, 汪冬冬, 顾小丽, 简单, 韩芙蓉
, doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.037
摘要:
基于浙江省北仑站Parsivel OTT2雨滴谱资料,分析了2023年第5号台风“杜苏芮”影响期间浙江沿海降水的微物理特征。结果表明,此次降水由台风螺旋雨带造成,且登陆前后特征呈现显著差异:登陆前以低质心暖云降水为主,雨强较小,对流云降水占比较低,雨滴以中小尺寸粒径为主,呈现出典型热带台风降水特征,对流降水性质属于海洋型对流;登陆后以积云混合降水为主,雨强较大且波动剧烈,对流系统垂直发展旺盛,导致雨滴直径和数浓度明显大于登陆前,出现直径超过 4mm的大雨滴,呈现一定的温带气旋降水特征,对流降水性质介于海洋型和大陆型之间。对雨强贡献方面,登陆前以 2mm以下的中小雨滴为主,大雨滴贡献可以忽略;登陆后雨强增大主要依赖于2mm以上雨滴数量的增长。台风登陆前后的μ-Λ、Z-R关系拟合结果也存在差异,登陆前的 μ-Λ关系 Λ值更大;Z-R关系表现为登陆前 a较低、b较高,符合典型热带台风降水特征,登陆后a较高、b较低,具有中纬度对流降水特征。标准Z-R关系对“杜苏芮”降水的适用性不足,表现对登陆前降水低估,对登陆后雨强低于50mm·h-1的降水高估、高于50mm·h-1的降水低估,因此需针对台风不同降水部位及不同阶段建立更精细的Z-R关系。
基于NICAM的热带地区极端对流活动对全球变暖响应的研究
贾丁, 吴学珂, 赵中阔, 李晓彤, 林嘉豪, 胡宇航, 胡国豪
, 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。