2017年 第33卷 第4期
2017, 33(4): 433-441.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.04.001
摘要:
为了检验不同观测资料在台风预报中的作用，以美国NCEP (National Centers for Environmental prediction)业务同化系统GSI (Grid Statistical Interpolation)为平台，选取2013年路径较复杂且登陆后降水持续较强的“潭美”台风过程为例，分别加入常规地面和高空观测资料、极轨卫星NOAA18、NOAA19、METOP-A和METOP-B资料，以及多普勒雷达基数据资料，探讨不同观测资料同化对台风的预报效果。同时，对台风采用Bogus初始化方案以及循环资料同化对台风路径和强度预报效果进行了对比分析。结果表明：常规观测资料对台风路径预报改善效果最明显，卫星资料的融入对海上台风路径的修正较好，而雷达资料则对台风登陆后的路径预报有改善；并且多源资料的融入效果最好。同时，采用Bogus方案可有效调整初始台风的位置和强度，从而对后期台风路径和强度预报有正效应。采用间隔6 h资料循环同化方法，可有效利用各时段资料，对台风路径和强度预报有较好的改善。
为了检验不同观测资料在台风预报中的作用，以美国NCEP (National Centers for Environmental prediction)业务同化系统GSI (Grid Statistical Interpolation)为平台，选取2013年路径较复杂且登陆后降水持续较强的“潭美”台风过程为例，分别加入常规地面和高空观测资料、极轨卫星NOAA18、NOAA19、METOP-A和METOP-B资料，以及多普勒雷达基数据资料，探讨不同观测资料同化对台风的预报效果。同时，对台风采用Bogus初始化方案以及循环资料同化对台风路径和强度预报效果进行了对比分析。结果表明：常规观测资料对台风路径预报改善效果最明显，卫星资料的融入对海上台风路径的修正较好，而雷达资料则对台风登陆后的路径预报有改善；并且多源资料的融入效果最好。同时，采用Bogus方案可有效调整初始台风的位置和强度，从而对后期台风路径和强度预报有正效应。采用间隔6 h资料循环同化方法，可有效利用各时段资料，对台风路径和强度预报有较好的改善。
2017, 33(4): 442-450.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.04.002
摘要:
基于宁波多普勒雷达、浙江省自动气象站、宁波凉帽山高塔梯度观测等资料，对1416号强热带风暴“凤凰”登陆浙江后的风场时空变化进行分析。结果表明：“凤凰”结构不对称，8级以上风速带主要位于风暴中心前进方向的前侧和右侧。前侧最大风速半径一直维持在60 km左右，最大风速带宽度约为50 km；其右侧最大风速半径为80~120 km，随中心北移有增大趋势，最大风速带宽度约100 km；其前侧和右侧最大风速半径在垂直方向上变化不大。“凤凰”前侧TREC（Tracking Radar Echoes by Correlation）风速在1 km高度最强，其上则随高度的增大而减小，其右侧1~3 km高度TREC风速的垂直变化明显小于前侧。宁波凉帽山高塔处TREC风和梯度观测表明：“凤凰”影响期间，高塔上空159 m和2~4 km高度出现多个风速高值中心；常通量层高度约为159 m；常通量层内风廓线遵从对数率，当高塔位于“凤凰”右前侧时塔层阵风系数随高度增大而减小，当高塔位于“凤凰”中心附近和右后侧时阵风系数明显增大，且层次差异减小；常通量层以上159~318 m的塔层风廓线不满足指数率或对数率，阵风系数上下差异不大。
基于宁波多普勒雷达、浙江省自动气象站、宁波凉帽山高塔梯度观测等资料，对1416号强热带风暴“凤凰”登陆浙江后的风场时空变化进行分析。结果表明：“凤凰”结构不对称，8级以上风速带主要位于风暴中心前进方向的前侧和右侧。前侧最大风速半径一直维持在60 km左右，最大风速带宽度约为50 km；其右侧最大风速半径为80~120 km，随中心北移有增大趋势，最大风速带宽度约100 km；其前侧和右侧最大风速半径在垂直方向上变化不大。“凤凰”前侧TREC（Tracking Radar Echoes by Correlation）风速在1 km高度最强，其上则随高度的增大而减小，其右侧1~3 km高度TREC风速的垂直变化明显小于前侧。宁波凉帽山高塔处TREC风和梯度观测表明：“凤凰”影响期间，高塔上空159 m和2~4 km高度出现多个风速高值中心；常通量层高度约为159 m；常通量层内风廓线遵从对数率，当高塔位于“凤凰”右前侧时塔层阵风系数随高度增大而减小，当高塔位于“凤凰”中心附近和右后侧时阵风系数明显增大，且层次差异减小；常通量层以上159~318 m的塔层风廓线不满足指数率或对数率，阵风系数上下差异不大。
2017, 33(4): 451-466.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.04.003
摘要:
利用WRF-Chem（Weather Research and Forecasting model coupled with Chemistry）模式研究2006年8月1日—9月1日中国区域硫酸盐和黑碳气溶胶对云特性的影响。模式验证利用了卫星和地面观测的气象要素、化学物质浓度、气溶胶光学特性和云微物理特性。模式性能评估表明该模式能较好地抓住气象要素（温度、降水、相对湿度和风速）的量级和空间分布特征。通过与地面观测和MODIS卫星数据对比发现，尽管模式模拟还存在偏差，但还是能较好模拟出气溶胶物种的地表浓度、气溶胶光学厚度（AOD）、云光学厚度（COD）、云量（CLDF）、云顶云滴有效半径（CER）和云水路径（LWP）。通过两个敏感性试验（分别增加二氧化硫和黑碳排放量至控制试验排放的3倍）与控制试验的对比发现硫酸盐比黑碳更易成为云凝结核，在中国东部云顶云滴数浓度和其它云特性参数对二氧化硫排放增加的响应均从北向南呈递增，这与地面湿度分布有关。云滴有效半径对硫酸盐气溶胶的响应符合气溶胶第一间接效应的定义，即硫酸盐气溶胶增多，云滴数浓度增加，云滴有效半径减少，但是对黑碳气溶胶的响应在各区域不尽相同。还发现黑碳对云量的影响远大于硫酸盐，主要原因是由于黑碳气溶胶直接辐射效应（对太阳光的吸收）导致的云的“燃烧”作用。
利用WRF-Chem（Weather Research and Forecasting model coupled with Chemistry）模式研究2006年8月1日—9月1日中国区域硫酸盐和黑碳气溶胶对云特性的影响。模式验证利用了卫星和地面观测的气象要素、化学物质浓度、气溶胶光学特性和云微物理特性。模式性能评估表明该模式能较好地抓住气象要素（温度、降水、相对湿度和风速）的量级和空间分布特征。通过与地面观测和MODIS卫星数据对比发现，尽管模式模拟还存在偏差，但还是能较好模拟出气溶胶物种的地表浓度、气溶胶光学厚度（AOD）、云光学厚度（COD）、云量（CLDF）、云顶云滴有效半径（CER）和云水路径（LWP）。通过两个敏感性试验（分别增加二氧化硫和黑碳排放量至控制试验排放的3倍）与控制试验的对比发现硫酸盐比黑碳更易成为云凝结核，在中国东部云顶云滴数浓度和其它云特性参数对二氧化硫排放增加的响应均从北向南呈递增，这与地面湿度分布有关。云滴有效半径对硫酸盐气溶胶的响应符合气溶胶第一间接效应的定义，即硫酸盐气溶胶增多，云滴数浓度增加，云滴有效半径减少，但是对黑碳气溶胶的响应在各区域不尽相同。还发现黑碳对云量的影响远大于硫酸盐，主要原因是由于黑碳气溶胶直接辐射效应（对太阳光的吸收）导致的云的“燃烧”作用。
2017, 33(4): 467-477.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.04.004
摘要:
利用多种大气和海洋再分析资料，采用合成分析及2.5层简化海洋模型数值模拟等方法，研究了1951—2012年期间，与东部和中部型El Niño事件相伴随的热带印度洋海温偶极子(Indian Ocean Dipole，IOD)出现时，热带印度洋海温异常增暖及其上空海气耦合特征的物理机制。结果表明：夏秋季节，伴随东部型El Niño而发生的IOD事件(EP-IOD)和伴随中部型El Niño而发生的IOD事件(CP-IOD)中，热带印度洋海温正异常的强度与空间分布具有很大差异。对于EP-IOD事件，夏季，海温正异常中心最先出现在热带西北印度洋；随后秋季，海温正异常向东南发展并扩大至热带中南印度洋，强度较强。对于CP-IOD事件，夏季和秋季，海温正异常中心都位于热带中南印度洋，呈东西向带状分布，但海温正异常强度较EP-IOD事件中弱。进一步分析表明，在EP-IOD事件中，夏季，热带西北印度洋海区西南季风偏弱，通过影响夹卷混合过程导致热带西北印度洋海温上升；秋季，热带西北印度洋上空的异常偏东风导致垂向夹卷混合的正异常，对热带西北印度洋增暖的维持起到重要作用；热带中南印度洋的增暖主要受赤道东南印度洋西传的暖性Rossby波影响。而在CP-IOD事件中，夏秋两季，热带中南印度洋海区出现显著的西北风异常，其上空风速的负异常是增温的主要原因；同时赤道东南印度洋西传的暖性Rossby波对热带中南印度洋的增暖也起到重要作用。
利用多种大气和海洋再分析资料，采用合成分析及2.5层简化海洋模型数值模拟等方法，研究了1951—2012年期间，与东部和中部型El Niño事件相伴随的热带印度洋海温偶极子(Indian Ocean Dipole，IOD)出现时，热带印度洋海温异常增暖及其上空海气耦合特征的物理机制。结果表明：夏秋季节，伴随东部型El Niño而发生的IOD事件(EP-IOD)和伴随中部型El Niño而发生的IOD事件(CP-IOD)中，热带印度洋海温正异常的强度与空间分布具有很大差异。对于EP-IOD事件，夏季，海温正异常中心最先出现在热带西北印度洋；随后秋季，海温正异常向东南发展并扩大至热带中南印度洋，强度较强。对于CP-IOD事件，夏季和秋季，海温正异常中心都位于热带中南印度洋，呈东西向带状分布，但海温正异常强度较EP-IOD事件中弱。进一步分析表明，在EP-IOD事件中，夏季，热带西北印度洋海区西南季风偏弱，通过影响夹卷混合过程导致热带西北印度洋海温上升；秋季，热带西北印度洋上空的异常偏东风导致垂向夹卷混合的正异常，对热带西北印度洋增暖的维持起到重要作用；热带中南印度洋的增暖主要受赤道东南印度洋西传的暖性Rossby波影响。而在CP-IOD事件中，夏秋两季，热带中南印度洋海区出现显著的西北风异常，其上空风速的负异常是增温的主要原因；同时赤道东南印度洋西传的暖性Rossby波对热带中南印度洋的增暖也起到重要作用。
2017, 33(4): 478-487.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.04.005
摘要:
根据1984—2014年中国热带气旋损失数据和社会经济统计资料，采用居民消费者物价指数方法(consumer price index，CPI)、常规标准化方法(conventional normalization method，CNM)和替代标准化方法(Alternative Normalization Method，ANM)对影响中国的气旋的直接经济损失进行标准化处理，对比研究了原始的和CPI、CNM、ANM等三种标准化的灾害损失时空特征。研究结果表明：(1) 原始损失值有利于与同年其他灾种损失进行对比以及数据的逐年延长更新，而标准化后的损失值有利于长时间序列的时空比较研究，其中，CPI方法计算简单，易于推广，可用于中国灾害损失的数据处理与分析汇总，而在人口和财富快速增长的地区，CNM和ANM方法有利于体现人口和财富对损失的影响，在长时间序列的时空比较研究方面更具优势；(2) 1984—2014年，共有243个影响气旋影响中国大陆的22个省(区、市)，气旋频数多年来没有显著变化趋势，但未登陆的影响气旋和台风(TY)强度及以上等级的影响气旋频数多年来皆呈明显增加趋势；(3) 1984—2014年影响气旋所造成的直接经济损失在原始的和经CPI标准化后的序列中均呈显著增加趋势，而经CNM和ANM标准化后的序列则无明显趋势，原始序列中最高损失年是2013年，CPI、CNM和ANM标准化后损失序列在1996年达到最高值后经历了由高到低的突变，原始的以及三种标准化后的损失序列均存在2~3年的周期振荡，浙江、广东和福建省始终是直接经济损失最高的三个省份；(4) 在对中国大陆造成最高直接经济损失的十个影响气旋中，1996年的“赫伯”(Herb)始终位居首位，而其他影响气旋的排序位次因标准化与否以及标准化方法的不同而有明显差异。
根据1984—2014年中国热带气旋损失数据和社会经济统计资料，采用居民消费者物价指数方法(consumer price index，CPI)、常规标准化方法(conventional normalization method，CNM)和替代标准化方法(Alternative Normalization Method，ANM)对影响中国的气旋的直接经济损失进行标准化处理，对比研究了原始的和CPI、CNM、ANM等三种标准化的灾害损失时空特征。研究结果表明：(1) 原始损失值有利于与同年其他灾种损失进行对比以及数据的逐年延长更新，而标准化后的损失值有利于长时间序列的时空比较研究，其中，CPI方法计算简单，易于推广，可用于中国灾害损失的数据处理与分析汇总，而在人口和财富快速增长的地区，CNM和ANM方法有利于体现人口和财富对损失的影响，在长时间序列的时空比较研究方面更具优势；(2) 1984—2014年，共有243个影响气旋影响中国大陆的22个省(区、市)，气旋频数多年来没有显著变化趋势，但未登陆的影响气旋和台风(TY)强度及以上等级的影响气旋频数多年来皆呈明显增加趋势；(3) 1984—2014年影响气旋所造成的直接经济损失在原始的和经CPI标准化后的序列中均呈显著增加趋势，而经CNM和ANM标准化后的序列则无明显趋势，原始序列中最高损失年是2013年，CPI、CNM和ANM标准化后损失序列在1996年达到最高值后经历了由高到低的突变，原始的以及三种标准化后的损失序列均存在2~3年的周期振荡，浙江、广东和福建省始终是直接经济损失最高的三个省份；(4) 在对中国大陆造成最高直接经济损失的十个影响气旋中，1996年的“赫伯”(Herb)始终位居首位，而其他影响气旋的排序位次因标准化与否以及标准化方法的不同而有明显差异。
2017, 33(4): 488-499.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.04.006
摘要:
利用FNL资料和WRF模式进行数值试验，并在此基础上研究了1324号台风Danas对1323号台风Fitow的影响特征。分析结果表明，台风Fitow登陆前、后的强度变化及其东边界与台风Danas相连的水汽输送通道的变化直接相关。台风Fitow登陆前，其水汽输入主要是由副热带高压西南侧环境场的偏东气流带来，而上游台风Danas截取了环境场输送给台风Fitow的水汽，抑制了Fitow的发展。但在台风Fitow登陆后，台风Danas环境场的水汽反过来起到转运作用，增加了Fitow的水汽收入，加剧其北侧的强降水。台风Danas以水汽通道为纽带影响台风Fitow登陆前的强度和在陆上非对称降水的分布。此外，台风Danas的北上影响了副热带高压的强度，使其东退且改变台风Fitow的引导气流，影响了Fitow的登陆位置；并在Fitow登陆后施加了偏南引导气流，令其逆时针打转。
利用FNL资料和WRF模式进行数值试验，并在此基础上研究了1324号台风Danas对1323号台风Fitow的影响特征。分析结果表明，台风Fitow登陆前、后的强度变化及其东边界与台风Danas相连的水汽输送通道的变化直接相关。台风Fitow登陆前，其水汽输入主要是由副热带高压西南侧环境场的偏东气流带来，而上游台风Danas截取了环境场输送给台风Fitow的水汽，抑制了Fitow的发展。但在台风Fitow登陆后，台风Danas环境场的水汽反过来起到转运作用，增加了Fitow的水汽收入，加剧其北侧的强降水。台风Danas以水汽通道为纽带影响台风Fitow登陆前的强度和在陆上非对称降水的分布。此外，台风Danas的北上影响了副热带高压的强度，使其东退且改变台风Fitow的引导气流，影响了Fitow的登陆位置；并在Fitow登陆后施加了偏南引导气流，令其逆时针打转。
2017, 33(4): 500-509.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.04.007
摘要:
红外高光谱大气探测仪IASI可提供高精度的大气垂直温度和湿度信息，能够探测台风结构特征，有效弥补台风影响区域观测资料稀缺的不足。以WRFDA三维变分同化系统为基础构建IASI同化试验平台，实现McNally提出的MW云检测方法，并调整参数形成大阈值的LMW云检测方法，以超强台风“红霞”（1506）和“莫兰蒂”（1614）为试验个例，对IASI观测资料进行同化对比试验。对于台风“红霞”，MW云检测方案对于高层通道299保留的观测数目仅为大阈值LMW云检测的16.2%和WRFDA系统默认的MMR云检测的9.2%，对于底层通道921分别为3.3%和2.6%。但是MW试验分析场强度最强，获得的72 h台风路径预报最接近真实路径，路径误差最小。两个台风个例试验结果相似，表明有效的云检测过程能提高IASI资料同化分析场的准确性，同化IASI资料有利于改善台风预报技巧。
红外高光谱大气探测仪IASI可提供高精度的大气垂直温度和湿度信息，能够探测台风结构特征，有效弥补台风影响区域观测资料稀缺的不足。以WRFDA三维变分同化系统为基础构建IASI同化试验平台，实现McNally提出的MW云检测方法，并调整参数形成大阈值的LMW云检测方法，以超强台风“红霞”（1506）和“莫兰蒂”（1614）为试验个例，对IASI观测资料进行同化对比试验。对于台风“红霞”，MW云检测方案对于高层通道299保留的观测数目仅为大阈值LMW云检测的16.2%和WRFDA系统默认的MMR云检测的9.2%，对于底层通道921分别为3.3%和2.6%。但是MW试验分析场强度最强，获得的72 h台风路径预报最接近真实路径，路径误差最小。两个台风个例试验结果相似，表明有效的云检测过程能提高IASI资料同化分析场的准确性，同化IASI资料有利于改善台风预报技巧。
2017, 33(4): 510-518.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.04.008
摘要:
基于1960—2014年中国广东、广西地区（简称两广地区）184个台站的逐日降水资料、热带气旋（TC）最佳路径集以及ERA-Interim、ERA-40再分析资料，利用TC降水天气图客观识别法、TC路径相似面积指数、动态合成法，从TC过程最大日降水的角度，分析了两广地区TC极端降水的时空特征, 并针对主要特征进行成因诊断。结果表明：50年来，两广地区TC过程的最大日降水≥50、100 mm的频数分别呈-0.66和-0.44次/(10年)的下降趋势，而最大日降水≥250 mm频数则表现出0.16次/(10年)的上升趋势；TC最大日降水频数和强度的大值区主要分布在沿海，并由沿海向内陆递减；大值区相对集中于粤东沿海（东部分区）、珠江三角洲西侧沿海（中部分区）和雷州半岛至广西沿海（西部分区）三个分区，且西部分区在TC最大日降水的平均强度及各级别频次上均为三分区之最大。对比分析发现，造成西部分区极端降水的TC路径规律性较强，主要为TC西行路径，且其登陆点集中在西部分区；对TC极端降水成因分析表明，TC移动速度慢和南海夏季风强度增强均有利于极端降水产生。
基于1960—2014年中国广东、广西地区（简称两广地区）184个台站的逐日降水资料、热带气旋（TC）最佳路径集以及ERA-Interim、ERA-40再分析资料，利用TC降水天气图客观识别法、TC路径相似面积指数、动态合成法，从TC过程最大日降水的角度，分析了两广地区TC极端降水的时空特征, 并针对主要特征进行成因诊断。结果表明：50年来，两广地区TC过程的最大日降水≥50、100 mm的频数分别呈-0.66和-0.44次/(10年)的下降趋势，而最大日降水≥250 mm频数则表现出0.16次/(10年)的上升趋势；TC最大日降水频数和强度的大值区主要分布在沿海，并由沿海向内陆递减；大值区相对集中于粤东沿海（东部分区）、珠江三角洲西侧沿海（中部分区）和雷州半岛至广西沿海（西部分区）三个分区，且西部分区在TC最大日降水的平均强度及各级别频次上均为三分区之最大。对比分析发现，造成西部分区极端降水的TC路径规律性较强，主要为TC西行路径，且其登陆点集中在西部分区；对TC极端降水成因分析表明，TC移动速度慢和南海夏季风强度增强均有利于极端降水产生。
2017, 33(4): 519-529.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.04.009
摘要:
利用ERA-Interim的再分析资料和NOAA海温、降水量等资料对前、后冬的东亚冬季风的年际变异特征及其与东亚降水的关系进行对比分析，并讨论了热带和中高纬系统影响东亚冬季风变异的相对重要性。前冬的东亚冬季风变异的主导模态为东亚全区一致变异型，即一致的北风偏弱或偏强；其次为南部变异型，主要表现为在我国南方-南海北部的东北风偏弱或偏强。而后冬的东亚冬季风变异的主导模态则为南部变异型，其次为东亚全区一致变异型。从前冬到后冬，东亚冬季风的主要变异模态的次序出现交叉更替。前、后冬的冬季风主要模态以年际变化为主，但后冬主导模态还显示出冬季风有变强的趋势。前、后冬的东亚冬季风的主导变异模态也影响东亚降水异常的位置。在前冬，冬季风异常主要影响我国华北、渤海-黄海海域以及朝鲜半岛和日本南部区域的降水异常，而后冬的冬季风异常则主要导致我国东南地区及其东侧附近的西北太平洋海区的降水异常。前冬的东亚冬季风的前两种主要变异模态都受到印度洋-太平洋海温和中高纬环流系统共同的影响；后冬的东亚冬季风的前两种主要变异模态则分别主要受ENSO和中高纬系统的影响。
利用ERA-Interim的再分析资料和NOAA海温、降水量等资料对前、后冬的东亚冬季风的年际变异特征及其与东亚降水的关系进行对比分析，并讨论了热带和中高纬系统影响东亚冬季风变异的相对重要性。前冬的东亚冬季风变异的主导模态为东亚全区一致变异型，即一致的北风偏弱或偏强；其次为南部变异型，主要表现为在我国南方-南海北部的东北风偏弱或偏强。而后冬的东亚冬季风变异的主导模态则为南部变异型，其次为东亚全区一致变异型。从前冬到后冬，东亚冬季风的主要变异模态的次序出现交叉更替。前、后冬的冬季风主要模态以年际变化为主，但后冬主导模态还显示出冬季风有变强的趋势。前、后冬的东亚冬季风的主导变异模态也影响东亚降水异常的位置。在前冬，冬季风异常主要影响我国华北、渤海-黄海海域以及朝鲜半岛和日本南部区域的降水异常，而后冬的冬季风异常则主要导致我国东南地区及其东侧附近的西北太平洋海区的降水异常。前冬的东亚冬季风的前两种主要变异模态都受到印度洋-太平洋海温和中高纬环流系统共同的影响；后冬的东亚冬季风的前两种主要变异模态则分别主要受ENSO和中高纬系统的影响。
2017, 33(4): 530-539.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.04.010
摘要:
利用2004—2012年《中国气象灾害年鉴》和CFSR再分析资料，研究中国龙卷的时空分布以及三个龙卷频发区的环流背景场和环境物理量特征，并比较他们之间的区域差异。结果表明：中国龙卷多发生于春夏季，午后傍晚较多，江苏和广东等平原地区出现龙卷概率最高。龙卷临近时，“江苏及其邻近地区”位于500 hPa槽前，850 hPa上有西南急流，造成了较强的低层垂直风切变；“广东及其邻近地区”在龙卷发生前地面对流有效位能均值达997.3 J/kg，0~1 km螺旋度均值达91 m2/s2，层结不稳定，动力抬升强；“东北地区”受深厚东北冷涡控制，整层水汽含量低，中低层比湿均值小于10 g/kg。通过比较环境物理量平均场的分布特征发现：螺旋度、垂直风切变、能量螺旋度指数和强龙卷参数对分析龙卷发生有很好的指示意义。“东北地区”对流有效位能和比湿均值远低于“江苏及其邻近地区”和“广东及其邻近地区”，但高低空的温度直减率大、中低层的垂直风切变强，该地区也会产生龙卷。
利用2004—2012年《中国气象灾害年鉴》和CFSR再分析资料，研究中国龙卷的时空分布以及三个龙卷频发区的环流背景场和环境物理量特征，并比较他们之间的区域差异。结果表明：中国龙卷多发生于春夏季，午后傍晚较多，江苏和广东等平原地区出现龙卷概率最高。龙卷临近时，“江苏及其邻近地区”位于500 hPa槽前，850 hPa上有西南急流，造成了较强的低层垂直风切变；“广东及其邻近地区”在龙卷发生前地面对流有效位能均值达997.3 J/kg，0~1 km螺旋度均值达91 m2/s2，层结不稳定，动力抬升强；“东北地区”受深厚东北冷涡控制，整层水汽含量低，中低层比湿均值小于10 g/kg。通过比较环境物理量平均场的分布特征发现：螺旋度、垂直风切变、能量螺旋度指数和强龙卷参数对分析龙卷发生有很好的指示意义。“东北地区”对流有效位能和比湿均值远低于“江苏及其邻近地区”和“广东及其邻近地区”，但高低空的温度直减率大、中低层的垂直风切变强，该地区也会产生龙卷。
2017, 33(4): 540-547.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.04.011
摘要:
根据前人研究成果，选取≥10 ℃活动积温、年平均气温、冬季日平均气温≤8 ℃的天数、≤-2 ℃的积寒指数作为青枣种植的热量条件指标。利用广东、广西、福建的241个气象台站30 a（1981—2010年）的逐日气象观测资料，对青枣种植的热量条件进行年际、年代际分析，并应用ArcGIS的空间插值方法推算各指标的年代际空间分布。分析结果表明，21世纪以来，≥10 ℃活动积温≥6 500 ℃·d的面积较1980年代、1990年代分别增加8.77%、4.05%；年平均气温≥18 ℃的面积较1980年代、1990年代分别增加8.89%、4.69%，种植北界有所北移；适宜青枣生长的热量明显增加。冬季寒害严重影响的趋势较1990年代有所减轻，但≤-2 ℃有害积寒0~5 ℃·d的面积较1980年代、1990年代分别增加1.42%、2.78%，且影响区域约占研究区面积的85%；冬季日平均气温≤8 ℃的天数呈减少趋势，但≤-2 ℃的有害积寒、总天数年际波动性变化较大，冬季日平均气温≤8 ℃的天数、≤-2 ℃的积寒指数极大值均出现在福建宁德地区。因此，广东、广西大部地区热条件均适宜青枣种植，但在两广北部、福建仍有遭受严重寒害的可能，应该在具备防寒措施的区域种植。
根据前人研究成果，选取≥10 ℃活动积温、年平均气温、冬季日平均气温≤8 ℃的天数、≤-2 ℃的积寒指数作为青枣种植的热量条件指标。利用广东、广西、福建的241个气象台站30 a（1981—2010年）的逐日气象观测资料，对青枣种植的热量条件进行年际、年代际分析，并应用ArcGIS的空间插值方法推算各指标的年代际空间分布。分析结果表明，21世纪以来，≥10 ℃活动积温≥6 500 ℃·d的面积较1980年代、1990年代分别增加8.77%、4.05%；年平均气温≥18 ℃的面积较1980年代、1990年代分别增加8.89%、4.69%，种植北界有所北移；适宜青枣生长的热量明显增加。冬季寒害严重影响的趋势较1990年代有所减轻，但≤-2 ℃有害积寒0~5 ℃·d的面积较1980年代、1990年代分别增加1.42%、2.78%，且影响区域约占研究区面积的85%；冬季日平均气温≤8 ℃的天数呈减少趋势，但≤-2 ℃的有害积寒、总天数年际波动性变化较大，冬季日平均气温≤8 ℃的天数、≤-2 ℃的积寒指数极大值均出现在福建宁德地区。因此，广东、广西大部地区热条件均适宜青枣种植，但在两广北部、福建仍有遭受严重寒害的可能，应该在具备防寒措施的区域种植。
2017, 33(4): 548-557.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.04.012
摘要:
利用1951—2009年NCAR/NCEP再分析资料，使用多种统计分析方法识别出对江南地区持续性暴雨过程发生、发展有重要影响的月内环流异常特征，并结合天气分析方法对其影响机制进行初步分析。结果表明，过程发生前3—1周，环流异常特征在中纬度的欧亚地区、北太平洋和南半球印度洋集中分布，其中欧亚和南半球环流异常特征反映的是沿高空急流东传的Rossby波列。正是上述环流异常特征传播和生消所对应的环流异常调整，使得副热带高压（副高）、阻塞高压、梅雨槽等关键环流系统分阶段逐步发展到位，形成有利于过程发生的大尺度环流背景“锁相”特征。
利用1951—2009年NCAR/NCEP再分析资料，使用多种统计分析方法识别出对江南地区持续性暴雨过程发生、发展有重要影响的月内环流异常特征，并结合天气分析方法对其影响机制进行初步分析。结果表明，过程发生前3—1周，环流异常特征在中纬度的欧亚地区、北太平洋和南半球印度洋集中分布，其中欧亚和南半球环流异常特征反映的是沿高空急流东传的Rossby波列。正是上述环流异常特征传播和生消所对应的环流异常调整，使得副热带高压（副高）、阻塞高压、梅雨槽等关键环流系统分阶段逐步发展到位，形成有利于过程发生的大尺度环流背景“锁相”特征。
2017, 33(4): 558-567.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.04.013
摘要:
为了探明公路路面积水(积雪)过程和干湿状况的变化及其气象因子的影响，以江苏省金坛试验基地试验路段的道路气象数据作为模型输入数据，利用改进的Sass道路积水物理模型对3次降雨(雪)过程中的道路积水量进行模拟，通过对模型模拟结果的分级和与仪器记录、人工观测结果的对比，验证模型模拟路面状况的准确性，并探讨了气象因子对路面积水量的影响。研究结果表明：(1) 改进的Sass模型可用于对道路干湿状况的模拟，且准确性较高，可推广到高速公路路面状况的实时监测和预报；(2) 排水过程中，径流和蒸发在不同时期对排水量的贡献率差异较大，从总量上讲，径流对排水起了主要作用；(3) 气象因子对道路积水的影响主要体现在降水量直接影响道路积水，而其他气象因子则通过对蒸发量的影响来间接影响积水量。
为了探明公路路面积水(积雪)过程和干湿状况的变化及其气象因子的影响，以江苏省金坛试验基地试验路段的道路气象数据作为模型输入数据，利用改进的Sass道路积水物理模型对3次降雨(雪)过程中的道路积水量进行模拟，通过对模型模拟结果的分级和与仪器记录、人工观测结果的对比，验证模型模拟路面状况的准确性，并探讨了气象因子对路面积水量的影响。研究结果表明：(1) 改进的Sass模型可用于对道路干湿状况的模拟，且准确性较高，可推广到高速公路路面状况的实时监测和预报；(2) 排水过程中，径流和蒸发在不同时期对排水量的贡献率差异较大，从总量上讲，径流对排水起了主要作用；(3) 气象因子对道路积水的影响主要体现在降水量直接影响道路积水，而其他气象因子则通过对蒸发量的影响来间接影响积水量。
2017, 33(4): 568-576.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.04.014
摘要:
热带气旋(TC)在向高纬度地区移动过程中往往会转变为温带气旋，称之为温带变性(ET)过程。ET过程涉及到热带系统与中纬度环流的复杂相互作用，并对局地系统直至大范围环流均产生影响，这种影响甚至向下游延伸到半球的尺度。由于ET过程及其下游影响给中纬度地区带来严重灾害性天气，而对其的预报一直是一个难题，因而关于此问题的科学研究和业务预报是近年来国际上的一个热点，国内的有关工作也已开展。从TC在ET过程中与中纬度环流的相互作用、ET过程对中纬度下游环流的影响和ET过程及其下游影响的数值预报三个方面总结和分析了近年来国内外的有关研究进展，为国内学术界进一步开展相关研究提供参考。主要进展包括：(1) TC高层出流输出低位涡(PV)空气改变温带上层结构以及TC环流直接作用于中纬度流是TC-中纬度流相互作用的主要方式；TC相对于上游槽的位置对ET过程及其下游影响很关键；各种物理过程在相互作用中起到不同的作用；(2) TC所激发的Rossby波在与急流相联系的上层PV梯度上向下游频散是下游发展的主要方式；下游发展具有显著的边界俘获和上下层耦合发展的特征；(3) 目标观测、集合预报和变分同化等技术的发展提高了ET及其下游影响的数值预报水平。
热带气旋(TC)在向高纬度地区移动过程中往往会转变为温带气旋，称之为温带变性(ET)过程。ET过程涉及到热带系统与中纬度环流的复杂相互作用，并对局地系统直至大范围环流均产生影响，这种影响甚至向下游延伸到半球的尺度。由于ET过程及其下游影响给中纬度地区带来严重灾害性天气，而对其的预报一直是一个难题，因而关于此问题的科学研究和业务预报是近年来国际上的一个热点，国内的有关工作也已开展。从TC在ET过程中与中纬度环流的相互作用、ET过程对中纬度下游环流的影响和ET过程及其下游影响的数值预报三个方面总结和分析了近年来国内外的有关研究进展，为国内学术界进一步开展相关研究提供参考。主要进展包括：(1) TC高层出流输出低位涡(PV)空气改变温带上层结构以及TC环流直接作用于中纬度流是TC-中纬度流相互作用的主要方式；TC相对于上游槽的位置对ET过程及其下游影响很关键；各种物理过程在相互作用中起到不同的作用；(2) TC所激发的Rossby波在与急流相联系的上层PV梯度上向下游频散是下游发展的主要方式；下游发展具有显著的边界俘获和上下层耦合发展的特征；(3) 目标观测、集合预报和变分同化等技术的发展提高了ET及其下游影响的数值预报水平。
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