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超强台风“利奇马”(1909)极端降水研究回顾

海洋气象学报 2025年第1期45卷 90-103页

作者：王雯静任福民贾莉马蕴琦中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 国家气象中心北京100081 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 河南省气象台河南郑州450003

1909号台风“利奇马”是1949—2019年登陆浙江的第三强台风,影响中国中东部大部分省份,风雨强度大、极端性显著、灾害损失严重。台风降水主要影响浙江和山东两地,分别对应两大降水阶段。为更全面地认识此次过程,从大尺度天气形势、台风... 详细信息

1909号台风“利奇马”是1949—2019年登陆浙江的第三强台风,影响中国中东部大部分省份,风雨强度大、极端性显著、灾害损失严重。台风降水主要影响浙江和山东两地,分别对应两大降水阶段。为更全面地认识此次过程,从大尺度天气形势、台风自身强度、动热力因子、云微物理、水汽和能量输送以及地形等方面对“利奇马”引发的两个阶段极端降水的异同成因进行回顾总结。稳定的环流形势及其良好配置、充足的水汽和能量以及双台风作用均是贯穿整个极端降水过程的有利因子。台风自身高强度、地形增幅作用、良好的动热力条件以及云微物理过程的有利影响是造成第一阶段浙江极端降水的独特成因;而第二阶段山东极端降水的独特成因是西风槽冷空气入侵和台风长时间影响。此外,对“利奇马”极端降水过程进一步研究方向进行讨论。

关键词：台风“利奇马” 极端降水成因研究回顾

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中国小麦主产省不同筋型冬小麦品质形成的气候条件分析

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麦类作物学报 2023年第3期43卷 379-390页

作者：姬兴杰胡莉婷胡学旭河南省气象科学研究所/中国气象局农业气象保障与应用技术重点开放实验室河南郑州450003 河南省气候中心河南郑州450003 中国农业科学院作物科学研究所/农业部谷物产品质量安全风险评估实验室北京100081

为明确冬小麦品质形成的气候条件,本研究利用2006-2015年中国5个小麦主产省(河北、山东、河南、安徽、江苏)冬小麦的10个品质指标数据及其抽穗至成熟期的气候资料,统计并分析了5个省内冬小麦抽穗至成熟期的气候资源特征、4种筋型(强筋... 详细信息

为明确冬小麦品质形成的气候条件,本研究利用2006-2015年中国5个小麦主产省(河北、山东、河南、安徽、江苏)冬小麦的10个品质指标数据及其抽穗至成熟期的气候资料,统计并分析了5个省内冬小麦抽穗至成熟期的气候资源特征、4种筋型(强筋、中强筋、中筋和弱筋)冬小麦的品质特征以及两者的关系。结果表明,不同筋型冬小麦同一品质指标的主导气候因子不同,同种筋型冬小麦的不同品质指标的主导气候因子也不同。整体上看,冬小麦品质形成的主导气候因子为温热和水湿因素。强筋冬小麦品质主要受抽穗至成熟期内≥32℃的高温日数和降水量影响,温热条件越好,强筋冬小麦品质越优;中强筋冬小麦品质主要受抽穗至成熟期内降水日数和气温日较差影响,且两者的贡献均为负(延伸性除外);中筋冬小麦品质主要受抽穗至成熟期内最高温度和降水日数影响,最高温度越高,品质越差;对于弱筋冬小麦,抽穗至成熟期内日最高气温≥32℃的持续天数越多或空气湿度越大,其品质越差。

关键词：品质冬小麦气象条件小麦主产省

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华北平原冬小麦农田能量平衡特征及气象影响因素分析

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气象与环境科学 2024年第5期47卷 47-54页

作者：马美娟宋素蕊徐玉花陈小新余卫东商丘市气象局河南商丘476000 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 安阳国家气候观象台河南安阳455000 虞城县气象局河南虞城476300

农田生态系统能量平衡分量变化特征与水循环过程、水资源管理和农业可持续发展息息相关。本文基于安阳国家气候观象台2020-2021年的涡度相关系统和气象要素数据,分析了冬小麦农田不同生长阶段净辐射、潜热通量、显热通量和土壤热通量的... 详细信息

农田生态系统能量平衡分量变化特征与水循环过程、水资源管理和农业可持续发展息息相关。本文基于安阳国家气候观象台2020-2021年的涡度相关系统和气象要素数据,分析了冬小麦农田不同生长阶段净辐射、潜热通量、显热通量和土壤热通量的日变化和月变化特征,明确了影响华北平原农田生态系统能量平衡分量的主要气象因素。结果表明:(1)冬小麦不同生育期能量平衡分量日变化趋势基本保持一致,呈单峰二次曲线变化。出苗期和越冬期白天潜热通量小于显热通量,而拔节期和乳熟期白天潜热通量明显大于显热通量。整个生长季土壤热通量均较小,其中越冬期的最小。(2)从10月到翌年5月,净辐射和潜热通量的月变化特征整体上呈先减少后增加的趋势,1月份的潜热通量最小,为0.39 MJ·m^(-2)·d^(-1),5月份的最大,为9.38 MJ·m^(-2)·d^(-1);显热通量的月变化与潜热的相反;整个生长季,土壤热通量12月的最小,5月的最大。随着冬小麦的生长,潜热通量占净辐射的比值呈先减少后增加的趋势,显热通量则相反,二者呈现此消彼长的现象。(3)小时尺度上,潜热通量、显热通量、土壤热通量与气温、饱和水汽压差和风速呈极显著正相关,与相对湿度和土壤含水量呈极显著负相关。日尺度上,除显热通量外,潜热通量、土壤热通量与气温、饱和水汽压差和土壤温度呈极显著正相关,与相对湿度的相关性不显著。

关键词：冬小麦能量平衡特征影响因素华北平原

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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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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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2020年8月黄河中游致洪暴雨气象水文特征

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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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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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近17a郑州城市热岛时空演变及驱动机制分析

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干旱气象 2023年第3期41卷 403-412页

作者：张渝晨田宏伟中国气象局·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 河南省气象科学研究所河南郑州450003

为深入探讨郑州市热环境问题,基于长时间序列的MODIS(Moderate Resolution Imaging Spec⁃troradiometer)陆表温度产品(MYD21A1),分析郑州城市热岛效应的时间演变和空间分布特征,并结合土地利用/覆盖类型数据及郑州市统计年鉴资料,从自... 详细信息

为深入探讨郑州市热环境问题,基于长时间序列的MODIS(Moderate Resolution Imaging Spec⁃troradiometer)陆表温度产品(MYD21A1),分析郑州城市热岛效应的时间演变和空间分布特征,并结合土地利用/覆盖类型数据及郑州市统计年鉴资料,从自然和人为两方面因素探讨郑州市热岛效应的成因和驱动机制。结果表明:郑州市年平均热岛强度的昼、夜空间分布差异不大,较强及以上热岛区域主要在主城区。郑州市热岛效应具有昼、夜和季节差异。日间,春季和夏季的热岛面积占比分别呈非显著和显著上升趋势,秋季和冬季呈非显著下降趋势;夜间,春、夏、秋季热岛面积均呈非显著上升趋势,冬季热岛效应偏弱,无明显变化特征。郑州市城市热岛比例指数与热岛强度的年际变化特征一致,昼、夜城市热岛比例指数均为夏季>春季>秋季>冬季。不同土地利用/覆盖类型的热岛效应差异明显,城乡建筑用地最高、耕地次之、林地和水域最低;植被覆盖度与地表温度呈负相关,太阳辐射强度对城市热岛效应有正向驱动作用,人口密度、城市生产总值和建筑竣工面积均与城市地表温度呈正相关。

关键词：城市热岛效应时空变化驱动因子

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气候变化背景下河北夏玉米生长季热量资源利用率时空变化

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干旱气象 2023年第4期41卷 639-647页

作者：韩耀杰彭记永张溪荷李树岩河南省气象科学研究所河南郑州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郑州450003

探究夏玉米生长季热量资源利用率的时空分布特征,可为夏玉米品种布局调整、保障高产稳产提供理论依据。基于河北省夏玉米主产区15个农业气象观测站1981—2019年逐日气象数据、玉米及后茬轮作小麦的发育期观测数据,利用回归分析及空间插... 详细信息

探究夏玉米生长季热量资源利用率的时空分布特征,可为夏玉米品种布局调整、保障高产稳产提供理论依据。基于河北省夏玉米主产区15个农业气象观测站1981—2019年逐日气象数据、玉米及后茬轮作小麦的发育期观测数据,利用回归分析及空间插值等方法,分析气候变化背景下夏玉米生长季热量资源利用率时空变化。结果表明,1981—2019年河北省夏玉米潜在生长日数无显著变化、潜在积温显著增加(P<0.05);生长季热量资源利用率显著增加(P<0.05),生长日数利用率从1981年的80.4%提高到2019年的94.5%,积温利用率从1981年的84.5%提高至2019年的94.9%。河北地区夏玉米潜在生长季日数、潜在积温呈现南多北少的空间分布;生长日数利用率及积温利用率整体呈现南低北高的分布特征,其中廊坊地区生长日数利用率及积温利用率均较高(95%以上),邯郸生长日数利用率较低(85%以下)。1981—2019年夏玉米花前积温与花后积温气候倾向率分别为19.6、58.7℃·d·(10 a)^(-1),花后积温的上升速度明显高于花前积温,积温比呈现明显下降趋势,从1981年的1.6下降到2019年的1.1,下降28.5%。研究表明冀南地区夏玉米气候资源利用率仍有一定的提升空间,可以选用生长季更长的中熟和晚熟品种,育种或栽培上可选择灌浆阶段更长的品种,充分利用生长季热量条件,提高玉米产量。

关键词：夏玉米生长季日数积温生长季热量资源利用率花前花后积温比

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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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