利用1961—2015年广东86站3—5月逐日降水资料、NCEP/NCAR再分析资料及NOAA的Hysplit后向轨迹模式资料和海温资料, 分析了2015年广东开汛前后旱涝异常特征, 旱涝急转前后的大气环流和水汽条件转变及成因。(1) 2015年5月第1候广东发生了严重的旱涝急转事件, 旱涝急转前全省严重干旱, 旱涝急转后广东大部地区降水异常偏多。(2)旱涝急转前后, 500 hPa中高纬度由“两槽两脊”转为“两脊一槽”和“两槽一脊”, 副高持续加强, 广东地区高层辐散和低层辐合加强, 地面由冷空气控制广东转为冷暖空气在广东交汇; 水汽输送通道由北部湾和长江中下游地区转为南海南部和中南半岛南部海面, 广东低层水汽净流入增加。(3)黑潮区、北太平洋中部、Niño3、Niño4区及印度洋和南海的海温异常增暖造成了旱涝急转前后大气环流和水汽的转变。

利用广东省中山市2015—2019年的地面臭氧浓度及气象观测数据，分析了中山市近年来臭氧超标与气象条件的关系。结果表明，中山市2015—2019年臭氧超标天数从22天增加至66天，臭氧年评价值增长36%，中度污染以上天数占超标天数比例从9.1%增长至36.4%。臭氧超标主要集中在8—11月，其中9月超标天数最多。夏秋季节臭氧超标主要发生在气温高、湿度低、太阳辐射强、日间10—14时无明显降水、吹北风的气象条件下，臭氧的污染潜在源区主要位于中山西部到北部的城市。风向和气温是臭氧超标最重要的指标，夏、秋季日间吹北风且日最高气温在33 ℃或以上时超标率分别达到89.1%和78.6%。2017年和2019年在相同的最高温、相对湿度、太阳辐射强度、降水和风速条件下的臭氧超标率均远高于2015年。当臭氧起始浓度在10 μg/m³以下、11~30 μg/m3及30 μg/m³以上时，夏(秋)季从起始浓度达到超标分别用时7.1(6.9) h、6.2(6.2) h和5.8(5.9) h，相应气温上升7.2(7.1) ℃、5.8(5.8) ℃和4.7(5.1)℃，起始浓度增大时，超标耗时和气温变化均呈减小趋势。

利用ECMWF新推出的0.125 °高分辨率再分析资料对2015年出现在西北太平洋海域的所有被编号的热带气旋按强度进行分类分析，通过与Bogus对比发现该资料模拟的热带气旋整体表现良好，无论是对强台风以上级别、台风还是强热带风暴级以下热带气旋的温度场、高度场、湿度场和风场的刻画均比较符合热带气旋的实际发展状态，且该再分析资料既可获得热带气旋的非对称、精细结构，并且分辨率又与模式相匹配，有利于在未来的预报和同化分析中起到积极作用，以便最终应用于热带气旋的数值预报领域，进而取代Bogus模型。

利用FY和MTSAT卫星资料、ERA Interim再分析资料、黄渤海浮标站资料、黄渤海自动站逐小时观测资料，对发生在2015年4月28—29日的渤海海雾成因进行分析，着重探讨了海雾形成过程中的海气相互作用。结果发现，近海面处大气低层逆温层抬升，大于90%的大湿度区向上、向西扩展，对海雾形成非常有利；海雾生成前、生成发展过程中存在明显的东到东南风，有利于黄海水汽向渤海输送，海面上空有水汽通量大值区由渤海海峡向渤海中部移动，使得渤海上空水汽输送加强，提供了海雾形成所需的水汽；在海雾形成过程中渤海上空气温高于海温，风切变造成的海气界面湍流热交换为大气输送向海洋，使得冷海面上空暖湿空气降温冷却达到饱和形成海雾，是平流冷却雾。

提出了一种采用预报涡旋的初始化方案，用预报涡旋代替bogus模型参与构建模式初始场，采用权重形式合成预报涡旋和分析涡旋获取台风初始涡旋。针对2015年“莲花”和“灿鸿”台风，基于该初始化方案设计了一系列对比试验进行数值模拟，并对结果进行分析。结果表明：(1)该方案得到的台风初始涡旋结构比bogus模型合理；(2)预报涡旋权重不宜取太大；(3)从长时效预报效果看，采用24 h内预报涡旋比采用长时效预报涡旋台风的路径和强度误差减小；(4)采用同一权重方案对“莲花”、“灿鸿”预报的改进效果不同，其原因与预报涡旋和分析涡旋的协调程度有关。多台风情形下可在初步评估的基础上采用不同时效的预报涡旋和不同权重方案。

基于中尺度数值天气预报模式WRF和WRFDA三维变分同化系统，针对2015年台风“苏迪罗”二次登陆过程，利用NCEP ADP提供的无线电探空、飞机报观测资料，同时同化两种资料，并进行36 h模拟预报，从台风移动路径、强度、降水及模式初始场改进等方面分析了同化模拟效果。结果表明，同时同化两种资料能够有效改善台风移动路径、中心附近最低气压的模拟。对浙闽降水关键区24 h降水的TS评分结果表明，该同化方案对台风降水的预报评分有一定程度的改进，尤其是中雨和特大暴雨的改进最明显。对于模式初始场的温度、相对湿度、纬向风、经向风在各高度上的均方根误差，除湿度外均有不同程度的减小。并且同化对于台风结构的模拟也有所调整。

气候变化背景下，频发的暴雨事件造成城市内涝、人员伤亡和财产损失，已经成为全社会广泛关注的焦点问题之一。为了诊断中国暴雨的时空变化及其与不同自然因子的关联性，采用1961—2015年中国659个降水站点数据，采用线性趋势、EOF分析等多种统计方法诊断了中国暴雨时空变化特征，结果表明，中国暴雨雨量、雨日和雨强在1961—2015年以胡焕庸线为界呈现出东南高-西北低的气候态空间分布格局；线性趋势分析表明1961—2015年中国暴雨雨量和雨日从东南沿海向西北内陆呈明显“增-减-增”的空间分布格局，且呈增长趋势的站点占主导，分别高达80.88%和79.81%；从西北内陆到东南沿海的年代剖面分析表明中国暴雨雨量和雨日随着年代推移在迅速增长；对低通滤波后的中国暴雨进行EOF分析表明中国暴雨雨量和雨日的增长东南沿海快，内陆地区慢。根据IPCC等已有研究中筛选出对中国地区有影响的28个气候因子，并将其与659个站点的暴雨进行相关分析，结果表明不同气候因子与不同区域暴雨呈现出错综复杂的相关性特征，其中与暴雨雨量呈现以正相关和负相关为主的气候因子分别为15和13个，全局相关因子包含AAO(Antarctic Oscillation)、Pacific Warmpool，而其它气候因子在七大分区中与暴雨的关联性各有突出，表现出明显的空间异质性。

利用美国联合台风警报中心(JTWC)发布的北印度洋热带气旋数据、NOAA 0.25 °×0.25 °逐日OISST资料以及ERA5提供的0.25 °×0.25 °逐小时的再分析资料分析了阿拉伯海超级气旋风暴“查帕拉”（2015）快速加强过程中的环境场特征，结果表明：较常年平均偏暖3.0~3.5 ℃的暖水区，为“查帕拉”的快速加强提供了水汽和能量条件；“查帕拉”北侧的副热带西风急流和南侧的高空出流通道的建立是其快速加强的重要高空强迫条件，高层辐散风的增强促进质量流出形成强上升运动，这也伴随着旋转风动能的快速增长；在“查帕拉”快速增强时段，高层150 hPa以上存在显著的正位涡异常，高层的正位涡异常能够调整引起低层气旋性环流加强，同时中层400 hPa有显著的正位涡平流输入，正涡度在垂直方向快速增长，300 hPa附近显著增暖，内核区的垂直对流运动达到最强。

广西区是我国南方电网西电东送输电的重要通道, 2015年1月26日—2月8日期间广西区北部桂林地区发生了一次大范围超高压输电线路的连续覆冰事件, 其最大覆冰厚度可达24.83 mm。利用ERA5再分析资料和气象观测资料结合南方电网超高压输电线路覆冰观测资料, 从天气形势、温湿垂直层结、局地气象要素以及大气环流指数等方面综合分析了此次电线覆冰的天气学成因。结果表明, 东亚大槽偏强, 阻塞高压引导脊前偏北气流南下, 冷空气入境与西太平洋副热带高压带来的暖湿气流汇合, 在北方寒潮与南方水汽的共同作用下, 地处高海拔的输电线塔杆易出现覆冰。冷暖气团在桂林北部山区上空相互对峙形成准静止锋时出现两种覆冰变化特征: 当冷空气强盛且水汽充沛时, 过冷却雨滴冻结或者雾滴凝华形成电线积冰; 而在暖气团主导下电线覆冰则自然融化。准静止锋的锋区移动在很大程度上影响着电线的覆冰增长过程, 特别地, 冷暖空气的交替主导是电线反复积冰的主要原因。

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。