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2020年8月黄河中游致洪暴雨气象水文特征

气象科学 2023年第3期43卷 358-369页

作者：乔春贵王君梁钰杨立志中国气象局·河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州450003 黄河流域气象中心郑州450003 河南省气象台郑州450003 河南省气象学会郑州450003 河南省气象科学研究所郑州450003 河南省气象探测数据屮心郑州450003

利用ECMWF提供的ERA5再分析资料(分辨率0.25°×0.25°)和黄河流域加密的气象水文实况资料,分析了降水集中期的气象水文特征。结果表明:平均中纬度低槽、南亚高压和阻塞高压偏强,副热带高压位置偏西、偏北,且异常偏强是造成... 详细信息

利用ECMWF提供的ERA5再分析资料(分辨率0.25°×0.25°)和黄河流域加密的气象水文实况资料,分析了降水集中期的气象水文特征。结果表明:平均中纬度低槽、南亚高压和阻塞高压偏强,副热带高压位置偏西、偏北,且异常偏强是造成2020年8月黄河中游持续性强降水的主要环流背景;水汽输送较常年同期偏多,来自东海和孟加拉湾的东南和西南暖湿气流沿副热带高压边缘不断输送到黄河中游地区,并和中纬度低槽携带的冷空气在此交汇形成持续性的强降水。水文特征分析表明,导致潼关水文站出现3次洪水的较大面雨量,主要来源于潼关以上的8个子流域;2020年8月的洪水超过2011年9月的,为潼关站近20 a来的最大的洪水过程;5号和6号洪水连续超过编号标准的时长,为120 h和44 h,最大流量达6300 m^(3)·s^(-1);流量开始增加的时间落后降水开始的时间12 h~3 d,峰值落后降水结束的时间12 h~4 d;黄河支流水文站的流量峰值与水文站所在子流域降水范围、量级呈正相关,流入潼关站的流量从大到小依次为龙门站、华县站、状头站和河津站。历史对比表明,2020年8月黄河中游累积面雨量为近30 a来最大,北部6个子流域面雨量表现更为极端,降水持续时间更长。

关键词：黄河中游南亚高压副热带高压编号洪水气象水文特征

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理想模拟的温带气旋中冷暖输送带特征分析

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大气科学 2022年第2期46卷 346-358页

作者：王迪张熠储可宽王新敏南京大学大气科学学院中尺度灾害性天气教育部重点实验室南京210093 中国气象局河南省农业气象保障与应用技术重点实验室郑州450003 河南省气象台郑州450003

本文利用WRF理想斜压波模式模拟了理想湿大气中温带气旋的快速发展过程,采用拉格朗日轨迹筛选方法识别了气旋内部冷、暖输送带结构,分析了沿着输送带轨迹的物理量演变特征,探究了输送带气流对气旋降水结构的影响。本文在再现前人研究结... 详细信息

本文利用WRF理想斜压波模式模拟了理想湿大气中温带气旋的快速发展过程,采用拉格朗日轨迹筛选方法识别了气旋内部冷、暖输送带结构,分析了沿着输送带轨迹的物理量演变特征,探究了输送带气流对气旋降水结构的影响。本文在再现前人研究结论的基础上,发现了更精细的输送带结构特征,尤其是对冷输送带特征有了进一步认识。研究表明,根据相对气旋中心运动特征可将暖输送带划分为“前倾上升”和“后倾上升”两支。两支气流均起始于对流层低层冷锋前暖区内,旋转上升到对流层中高层出流区后分别向气旋中心的下游和上游运动,并在中高层产生负位涡扰动,促进高空系统发展。同时,暖输送带向上层输送水汽,影响锋面附近降水中心的形成和维持。在对冷输送带的研究中,本文证实了前人研究描述的上升类和低层运动类特征,而且发现其可以更精细地呈现出四支气流结构。“前倾上升”和“后倾上升”两支气流的初始位置靠近暖锋,上升运动到对流层中层后分别向气旋中心的下游和上游运动,利于促进暖锋附近降水形成;而“环气旋前倾”和“环气旋后倾”两支气流始终在对流层低层运动,初始远离暖锋朝向气旋中心运动,水汽含量增加,随后环绕气旋中心缓慢上升运动到气旋西侧后分别向气旋下游和上游下沉,这两支气流导致了气旋西北侧弱降水的发生。

关键词：暖输送带冷输送带温带气旋结构特征理想模拟

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黄河流域夏季6-8月极端强降水的主要环流型

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暴雨灾害 2022年第5期41卷 536-543页

作者：常军王君吴璐史恒斌竹磊磊中国气象局·河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州450003 河南省气候中心郑州450003 河南省气象学会郑州450003 河南省气象科学研究所郑州450003

黄河流域极端强降水主要集中在夏季6-8月,开展该流域夏季极端强降水大尺度环流特征研究对提高其气候预测准确率和防灾减灾能力具有重要意义。使用1961-2017年黄河流域247个地面气象观测站夏季逐日降水资料,首先分析该流域区域性极端强... 详细信息

黄河流域极端强降水主要集中在夏季6-8月,开展该流域夏季极端强降水大尺度环流特征研究对提高其气候预测准确率和防灾减灾能力具有重要意义。使用1961-2017年黄河流域247个地面气象观测站夏季逐日降水资料,首先分析该流域区域性极端强降水事件的分布特征;再根据500 hPa主导环流系统,将影响该流域夏季区域性极端强降水的典型环流形势分为阻塞型、低槽型、台风外围型,并对其中的阻塞型、低槽型极端强降水发生时的环流特征及其水汽输送、前期演变特征进行了分析。结果表明:(1)近57 a来黄河流域夏季极端强降水阈值自西向东、自北向南逐渐加大,而极端降水次数上游源头地区较其他地区多。(2)阻塞型和低槽型极端强降水的200 hPa纬向风距平分布特征相似,其距平在20°—55°N范围自北向南均呈“-+-”分布;其500 hPa环流特征差异较大,在欧亚中高纬地区低槽型以纬向环流为主,阻塞型以径向环流为主,前者30°—65°N范围多小槽小脊活动,后者低纬地区为正高度距平控制。(3)阻塞型极端强降水的水汽主要来自印度洋和太平洋,低槽型的水汽主要来自太平洋和南海。(4)造成阻塞型极端强降水的阻塞高压以原地发展为主,其发生前1~2周就能捕捉到阻塞高压发生发展信号;造成低槽型极端强降水的低槽以移动性为主,其初始信号出现在极端强降水前7 d左右,强信号出现在极端强降水前2~3 d。

关键词：极端强降水百分位法阻塞高压低槽水汽源地

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DERF2.0模式产品在河南省“三夏”期间降水预测中的检验与解释应用

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气象与环境科学 2023年第3期46卷 18-25页

作者：竹磊磊杨婷贺哲许蓬蓬中国气象局·河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州450003 河南省气候中心郑州450003 河南省气象台郑州450003

基于1983—2021年河南“三夏”期间(5月21日—6月20日)观测降水资料、NCEP/NCAR再分析资料及国家气候中心第二代月动力延伸预报模式(BCC_DERF2.0)5月20日起报的“三夏”期间降水和环流场,把河南省18个地市作为预报地区,检验模式对1983—... 详细信息

基于1983—2021年河南“三夏”期间(5月21日—6月20日)观测降水资料、NCEP/NCAR再分析资料及国家气候中心第二代月动力延伸预报模式(BCC_DERF2.0)5月20日起报的“三夏”期间降水和环流场,把河南省18个地市作为预报地区,检验模式对1983—2017年“三夏”期间河南省降水和环流的预测能力,用系统误差订正基于降水回归预测模型的解释应用和两者集合的方法订正了模式输出降水。主要结论如下:(1)模式输出降水量的气候态较观测降水量的气候态存在较大的正偏差,豫北的正偏差大于豫南的;时间相关系数(TCC)检验的高技巧区主要位于豫西北和豫中。(2)可以用模式输出的500 hPa青藏高原、西太平洋和贝加尔湖附近的高度场作为其中12个预报地区的预测因子建立回归模型预测降水。(3)检验订正期(1983—2017年)三种方法中各预报地区平均的同号率,系统误差订正的最高,TCC是集合订正后的明显高于其他的。各年平均的PS评分三种订正方法订正的均明显高于模式输出的。独立样本检验期(2018—2021年)系统误差订正后丰水年的PS评分减少,而枯水年的评分增加。各年集合订正的PS评分绝大多数介于系统误差订正和降水回归预测模型的评分之间,是最稳妥的订正方法。

关键词：三夏气候模式系统误差订正降水回归预测模型集合订正 DERF2.0

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河南省设施农业气候资源及主要灾害时空特征分布

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中国农学通报 2024年第23期40卷 99-104页

作者：檀艳静李辉张溪荷中国气象局河南省农业气象保障与应用技术重点实验室郑州450003 周口市气象局河南周口466000 河南省气象科学研究所郑州450003

研究基于1961—2020年河南省95个气象站的逐日气象数据,采用气候倾向率分析方法,并结合Matlab和ArcGIS软件工具,系统分析了河南省设施农业气候资源及主要农业气象灾害的时空变化特征。研究结果揭示了在河南省设施农业生长季内,平均气温... 详细信息

研究基于1961—2020年河南省95个气象站的逐日气象数据,采用气候倾向率分析方法,并结合Matlab和ArcGIS软件工具,系统分析了河南省设施农业气候资源及主要农业气象灾害的时空变化特征。研究结果揭示了在河南省设施农业生长季内,平均气温和平均最低气温均呈显著上升趋势,日照时数呈显著下降趋势。这些变量在空间分布上显示出明显的纬向模式,其中平均气温和平均最低气温从北向南递增,日照时数则相反。日平均气温低于-8℃的低温站次有明显减少趋势,寡照日数有显著增加趋势,暴雪发生站次无明显变化趋势,低温日数和寡照日数呈纬向分布,低温日数自北向南递减,寡照日数自北向南递增,暴雪日数空间分布不明显。综上所述,河南省设施农业气象灾害的发生规律具有区域性特点,因此,在发展设施农业时,应考虑区域差异,科学规划布局。

关键词：河南设施农业气候资源气象灾害

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局校合作开发气象科普类校本课程的探讨—以《花溪里的气象》为例

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进展 2025年第2期 35-37页

作者：毛洋洋河南省气象科学研究所河南省郑州市450003 中国气象局、河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室河南省郑州市450003

随着新课程改革的持续推进,校本课程已经成为学校课程的重要组成部分,全国几乎85%以上学校都开设了自己的校本课程,但是许多学校却出现“为校本而校本”“为课程而课程”的现象,校本课程体验学习缺失问题非常突出。校园气象科普由来已久... 详细信息

随着新课程改革的持续推进,校本课程已经成为学校课程的重要组成部分,全国几乎85%以上学校都开设了自己的校本课程,但是许多学校却出现“为校本而校本”“为课程而课程”的现象,校本课程体验学习缺失问题非常突出。校园气象科普由来已久,但气象科普一直存在“两张皮”的问题,最终导致科普效果不理想。按理说,气象局有气象方面专家,学校一线教师更了解学生,气象局和学校合作共同研发校本课程,既能让校本课程展现出“校本”的味道,又能达到理想的校园气象科普效果。本文以已出版的气象科普类校本课程《花溪里的气象》为例,希望给校本课程开发以及校园气象科普带来新的思路。

关键词：校本课程校园气象科普《花溪里的气象》

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冬小麦不完善粒气象条件危险性指数研究

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气象与环境科学 2024年第1期47卷 28-36页

作者：成林郭康军申晓晴商东耀中国气象局·河南省农业气象保障与应用技术重点实验室郑州450003 河南省气象科学研究所郑州450003 周口市气象局河南周口466000

为探明气象条件对河南省冬小麦籽粒不完善粒的影响,利用2008—2021年河南省不同地市冬小麦收获期大田测定的不完善粒资料和对应气象资料,利用最小显著性差异法、Person相关分析、权重系数等方法,分析出气象条件影响不完善粒的关键时段... 详细信息

为探明气象条件对河南省冬小麦籽粒不完善粒的影响,利用2008—2021年河南省不同地市冬小麦收获期大田测定的不完善粒资料和对应气象资料,利用最小显著性差异法、Person相关分析、权重系数等方法,分析出气象条件影响不完善粒的关键时段和主导气象因子,并构建了气象条件危险性指数I。结果表明:冬小麦成熟前20天内的气象条件对籽粒不完善粒有重要影响,其中豫南麦区主要受成熟前10天内的气象条件影响。不同地区不完善粒受不同气象因子的组合作用,总降水量R和总降水日数D为共性主导因子,豫东麦区还受成熟前平均气温T主导,北中西部麦区还受成熟前日照时数S和气温日较差Td主导。豫南麦区成熟前10天内连续降水日数超过3天、总降水量超过70 mm、总降水日数大于6天时,籽粒不完善粒>8%的可能性较高;各麦区I>5.8时,冬小麦不完善粒气象条件危险性高。

关键词：冬小麦不完善粒权重系数危险性指数主导气象因子

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2021年“7·20”郑州地区强降水过程诊断分析

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河南科技 2023年第11期42卷 94-97页

作者：艾润冰中国气象局·河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室河南郑州450003 河南省驻马店市气象局河南驻马店463000

【目的】对郑州地区此次降水过程的环流形势、热力及不稳定能量等物理量特征进行诊断分析,以期对区域性强降水过程建立更深入、全面的认识。【方法】使用河南国家观测站降水资料、FNL再分析资料对2021年7月19—21日郑州地区暴雨的天气... 详细信息

【目的】对郑州地区此次降水过程的环流形势、热力及不稳定能量等物理量特征进行诊断分析,以期对区域性强降水过程建立更深入、全面的认识。【方法】使用河南国家观测站降水资料、FNL再分析资料对2021年7月19—21日郑州地区暴雨的天气学成因进行了诊断分析。【结果】本次郑州地区的强降水过程是南亚高压、副热带高压、低层切变线和双台风共同作用造成的,具备范围广、突发性强、持续时间较长的特征。【结论】强降水发生时郑州地区水汽充沛、处于高能高湿的环境场中,有不稳定能量的蓄积;同时在河南省北部地区有物质以及能量的密集交换,K指数及假相当位温均较大,表明在郑州地区上空有深厚的不稳定层结,有利于强降水的发生发展。

关键词：暴雨水汽条件热力条件不稳定能量

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黄淮地区触发对流天气的干线特征

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应用气象学报 2021年第5期32卷 592-602页

作者：王金兰俞小鼎汤兴芝于海敬胡亮帆中国气象局·河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州450003 河南省新乡市气象局新乡453003 中国气象局干部培训学院北京100081 中国气象局干部培训学院湖北分院武汉430074

利用高空和地面观测、欧洲中期预报中心再分析资料(ERA5)以及卫星云图,统计2010—2019年4—9月我国黄淮地区触发对流天气的干线特征。结果表明:干线主要出现在山东德州附近和豫北周边地区,多呈准西北—东南向和准东北—西南向;长度集中... 详细信息

利用高空和地面观测、欧洲中期预报中心再分析资料(ERA5)以及卫星云图,统计2010—2019年4—9月我国黄淮地区触发对流天气的干线特征。结果表明:干线主要出现在山东德州附近和豫北周边地区,多呈准西北—东南向和准东北—西南向;长度集中在100~200 km,宽度在50~100 km;多出现在14:00(北京时,下同)或17:00;多发生在高空冷涡形势下,低层多有切变线(或辐合线)配合,地面多位于入海高压后部。地面气象要素统计显示:干线干侧温度较湿侧偏高1.9℃,湿侧露点温度较干侧偏高6.8℃,干线两侧温度梯度为—2.7℃·(100 km)^(-1),露点温度梯度为10.1℃·(100 km)^(-1),比湿梯度为5.9 g·kg^(-1)·(100 km)^(-1)。探空参数统计结果表明:干线湿侧大气可降水量略高于干侧,925 hPa,850 hPa和700 hPa湿侧比湿均大于干侧;对流有效位能湿侧平均值远大于干侧;干线两侧700 hPa,850 hPa与500 hPa温度差非常接近,即黄淮地区干线两侧对流有效位能的显著差异主要由干线两侧低层水汽条件差异造成,干线两侧条件不稳定度大致相当。

关键词：黄淮地区对流触发干线统计分析

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南阳市丹桂开花与气温的关系研究

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气象与环境科学 2023年第3期46卷 65-71页

作者：王宇翔李树岩易伟霞南阳市气象局河南南阳473000 中国气象局·河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州450003 河南省气象科学研究所郑州450003

桂花开花日期预测是合理安排采花生产、桂花节会的重要依据。根据2016-2021年南阳市丹桂开花日期观测资料和逐日气温数据,采用对比分析和相关分析的方法,对丹桂开花与气温的关系进行了研究。结果表明:丹桂开花前的相对低温以日最高气温... 详细信息

桂花开花日期预测是合理安排采花生产、桂花节会的重要依据。根据2016-2021年南阳市丹桂开花日期观测资料和逐日气温数据,采用对比分析和相关分析的方法,对丹桂开花与气温的关系进行了研究。结果表明:丹桂开花前的相对低温以日最高气温的表达形式最佳。相对低温的阈值为日最高气温为23.0℃,丹桂开花前的相对低温条件为日最高气温低于23.0℃1天以上。丹桂开花一次性开完的相对低温过程条件是日最高气温低于23.0℃的负有效积温超过6.5℃·d。若日最高气温低于23.0℃的负有效积温少于3.2℃·d时,则丹桂开花不能一次性开完。

关键词：丹桂开花日期日最高气温相对低温过程开花多批负有效积温

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