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干旱地区农业研究 2015年第5期33卷 232-236,244页

作者：袁媛黄少妮郭春燕杨文峰沈新勇董金芳井宇陕西省气象台陕西西安710015 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心气象灾害教育部重点实验室江苏南京210044 内蒙古自治区气象服务中心内蒙古呼和浩特010051 陕西省气象局陕西西安710015 陕西省农业遥感信息中心陕西西安710015

本研究旨在运用历史文献资料和降水资料恢复重建陕西省各气象站1470—2008年旱涝等级,分析其变化的基本特征及其演变趋势,为将来的旱涝预测提供依据。选取榆林、延安、西安、汉中、安康5个有代表性的站点,分析这5个站1470—2008年长达53... 详细信息

本研究旨在运用历史文献资料和降水资料恢复重建陕西省各气象站1470—2008年旱涝等级,分析其变化的基本特征及其演变趋势,为将来的旱涝预测提供依据。选取榆林、延安、西安、汉中、安康5个有代表性的站点,分析这5个站1470—2008年长达539年的旱涝等级序列发现:榆林和延安有由旱向正常发展的趋势;宝鸡和西安旱涝交替阶段性变化显著,存在偏旱向偏涝转变的趋势;而陕南的汉中和安康539年来主要以偏涝为主。17世纪40年代前后陕北、关中和陕南先后出现了旱涝突变点,其中,陕北1640年前后有由偏旱转为正常的突变;1643年前后宝鸡和西安发生偏旱转为偏涝的突变;而汉中和安康在1648年前后发生了正常向偏涝的突变。对陕西5个站点539年的旱涝级别的时间序列进行EOF分解,前三模态方差贡献达91%,反映了陕西全省旱涝时空分布的主要特征;第一模态方差贡献为60.3%,这539年陕西全省旱涝一致型占主导地位;第二模态方差贡献为19.8%,即南北旱涝相反型;第三模态方差贡献较小,为10.9%。

关键词：旱涝等级降水量资料时空分布趋势分析陕西省

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基于TIGGE资料的东亚地面气温预报的不一致性研究

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大气科学学报 2018年第3期41卷 298-307页

作者：智协飞胡耀兴俞剑蔚郭换换南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/东亚季风与区域气候变化科技创新团队江苏南京210044 南京大气科学联合研究中心江苏南京210009 江苏省气象台江苏南京210009 洛阳市气象局河南洛阳471000

基于TIGGE资料中欧洲中期天气预报中心(ECMWF)、美国国家环境预报中心(NCEP)和中国气象局(CMA)3个集合预报系统的地面气温集合预报资料,运用跳跃指数研究了3个集合预报系统中东亚地面气温的控制预报及集合平均预报的不一致性。结果表明... 详细信息

基于TIGGE资料中欧洲中期天气预报中心(ECMWF)、美国国家环境预报中心(NCEP)和中国气象局(CMA)3个集合预报系统的地面气温集合预报资料,运用跳跃指数研究了3个集合预报系统中东亚地面气温的控制预报及集合平均预报的不一致性。结果表明,各个集合预报系统地面气温预报的时间平均不一致性指数差异较大。ECM WF时间不一致性指数最小,NCEP次之,CM A最大。另外NCEP的控制预报、ECM WF的控制预报和集合平均预报,这三者的时间平均不一致性指数随预报时效延长而增加,且集合平均预报一致性优于控制预报。而对于CMA预报的不一致性,无论是控制预报还是集合平均预报总体上都稳定地保持在较高的水平。此外,ECMWF的地面气温冬(夏)季预报的不一致性相对较强(弱),且单点跳跃随预报时效延长变化不明显,而控制预报和集合平均预报的异号两点跳跃以及三点跳跃出现的频率总体上随预报时效延长略有增加。

关键词： TIGGE资料地面气温预报不一致性集合预报跳跃指数

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中国汛期雨带的客观划分及其相关环流特征

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气象科学 2024年第1期44卷 12-24页

作者：张诚朱志伟钟珊珊蒋薇南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 江苏省气候中心南京210041

本文利用1961—2016年中国汛期逐候降水的旋转经验正交函数分解(Rotated Empirical Orthogonal Function,REOF)方法对中国汛期雨带进行客观划分。根据REOF模态空间分布以及主成分的气候态平均确定了中国汛期6个主要雨带的落区和时间,并... 详细信息

本文利用1961—2016年中国汛期逐候降水的旋转经验正交函数分解(Rotated Empirical Orthogonal Function,REOF)方法对中国汛期雨带进行客观划分。根据REOF模态空间分布以及主成分的气候态平均确定了中国汛期6个主要雨带的落区和时间,并揭示了各雨带气候态环流特征。江南春雨雨带主要发生在长江以南地区,对应时间为26—27候;南方雨季的雨带落区主要在两广至福建地区,对应时间为33—34候;江南及中下游梅雨主要落区在长江以南和长江中下游流域,对应时间分别为34—35和36—37候;华北东北雨季落区在华北至东北地区,发生时间为41—42候;华西秋雨落区在秦岭及其周围地区,对应发生时间为49—52候。在雨带划分的基础上,进一步揭示了各个雨带典型的对流层中高低气候态环流特征。可为客观定义汛期雨带及各雨带气候预测提供参考。

关键词：中国汛期雨带旋转经验正交函数客观划分气候态环流特征

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2011年夏季西南极端干旱事件及其成因

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大气科学学报 2021年第6期44卷 927-937页

作者：蓝天霍利微王冀邓汗青王易柳春张茜南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044 中国民航贵州空中交通管理分局贵州贵阳550025 北京市气候中心北京100089 安徽省气候中心安徽合肥230031 江苏省气象台江苏南京210008 安徽省气象台安徽合肥230031 无锡学院大气与遥感学院江苏无锡214105

利用近30 a中国地面气象台站1767站的逐月降水资料、同期NOAA的扩展重建(Extended Reconstructed SST V3b)海表温度资料和NCEP/NCAR大气再分析资料,分析了2011年夏季(6—8月)东北太平洋海温异常对西南地区极端干旱事件的影响机理。结果... 详细信息

利用近30 a中国地面气象台站1767站的逐月降水资料、同期NOAA的扩展重建(Extended Reconstructed SST V3b)海表温度资料和NCEP/NCAR大气再分析资料,分析了2011年夏季(6—8月)东北太平洋海温异常对西南地区极端干旱事件的影响机理。结果表明:2011年夏季西南地区降水呈现极端偏少的特征,区域平均降水距平为-270 mm,小于负两倍标准差,降水负异常极小值区域主要位于滇黔桂三地交界处。2011年夏季西南地区降水极端负异常与东北太平洋海表温度异常偶极型(NorthEast Pacific SSTA Dipole,NEPD)分布存在联系。将热带东北太平洋[90°~120°W,5°~20°N]海温负/正异常、中纬度北太平洋[150°~170°W,37°~45°N]海温正/负异常定义为NEPD负/正位相。NEPD负位相事件引起了热带中东太平洋对流层低层东风异常,并通过中纬度纬向东传波列引起远东地区位势高度正异常,减弱了西太平洋副热带高压,不利于西南暖湿气流向中国西南地区输送;同时,西南地区对流层低层辐散、高层辐合,受异常下沉气流控制。上述条件共同作用造成了2011年西南地区夏季降水极端负异常。

关键词：西南地区夏季降水东北太平洋海温异常偶极型

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基于PCA-RBF的风电场短期风速订正方法研究

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气象科技 2018年第1期46卷 10-15页

作者：邓华张颖超顾荣黄飞支兴亮南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 江苏省大数据分析技术重点实验室南京210044 气象灾害教育部重点实验室南京210044

风电功率预测中最重要的因子是风速,准确的风速预测是风电功率预测的前提和基础。为了提高短期风速预测的准确性,本研究采用WRF模式,对我国上海崇明吕四风电场的风速进行预报。在此基础上,利用PCA-RBF算法结合WRF模式预报风向、气温、... 详细信息

风电功率预测中最重要的因子是风速,准确的风速预测是风电功率预测的前提和基础。为了提高短期风速预测的准确性,本研究采用WRF模式,对我国上海崇明吕四风电场的风速进行预报。在此基础上,利用PCA-RBF算法结合WRF模式预报风向、气温、气压等气象要素对预报风速进一步订正。实验结果表明,利用PCA-RBF算法对WRF模式预报风速进行订正后,预报风速的误差进一步减小,相对均方根误差降低20%~30%,相对平均绝对误差降低15%~20%。与其他智能算法(BP算法、LSSVM算法)对比分析后得出,PCA-RBF算法对WRF模式预报风速具有较好的订正效果,能够有效提高风速预报准确率。

关键词： WRF模式 PCA算法 RBF算法风速订正

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FY-2G云导风资料同化在台风“天鸽”数值预报中的应用

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海洋预报 2022年第1期39卷 56-66页

作者：许冬梅束艾青李泓吴海英何志新沈菲菲庄雨馨南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044 高原与盆地暴雨旱涝灾害四川省重点实验室四川成都610225 中国气象局沈阳大气环境研究所辽宁沈阳110000 中国气象局上海台风研究所上海200030 江苏省气象台江苏南京210041 安徽省气象台安徽合肥230031

以2017年8月登陆我国的13号台风“天鸽”为个例,采用美国全球预报系统资料作为背景场,利用WRF中尺度数值模式及天气研究和预报模式同化系统中的三维变分模块,探究了新一代静止卫星FY-2G云导风资料同化对台风预报的影响。研究结果表明:... 详细信息

以2017年8月登陆我国的13号台风“天鸽”为个例,采用美国全球预报系统资料作为背景场,利用WRF中尺度数值模式及天气研究和预报模式同化系统中的三维变分模块,探究了新一代静止卫星FY-2G云导风资料同化对台风预报的影响。研究结果表明:云导风资料同化模拟的台风路径、强度和最大风速与实况更加接近。与控制试验相比,云导风资料同化能够为背景场提供丰富的风矢量信息,增强台风周围对流云及其引导气流的强度,从而较好地模拟台风的内部结构,对影响其发展和维持的水汽条件与动力条件进行改进。

关键词： FY-2G云导风 WRF模式 3DVAR 数值预报

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基于雨量分级回归分析的站点日降水量预报订正

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气象科技 2020年第3期48卷 421-427页

作者：王姝苏周红梅朱寿鹏江苏省海门市气象局南通226100 江苏省射阳县气象局盐城224300 南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044

利用ECMWF 24h累计降水量预报资料,以全国范围内2403个国家地面气象观测站24h累计降水量作为观测资料,对站点预报结果进行雨量分级回归订正,并与直接双线性插值的预报结果进行对比,利用频率匹配法进一步对不同量级的降水预报结果进行二... 详细信息

利用ECMWF 24h累计降水量预报资料,以全国范围内2403个国家地面气象观测站24h累计降水量作为观测资料,对站点预报结果进行雨量分级回归订正,并与直接双线性插值的预报结果进行对比,利用频率匹配法进一步对不同量级的降水预报结果进行二次订正。结果表明,雨量分级回归相比双线性插值,可以减小预报误差,提高预报结果与观测值之间的相关系数以及降水预报的ETS评分,使站点预报值更接近实况。频率匹配法能改善各降水量级的预报效果,降水面积偏差减小,小雨空报率和大雨漏报率减小。对于不同起报时间、不同降水量级和不同预报时效,雨量分级回归和频率匹配法的改进程度各不相同。雨量分级回归对于20:00起报的降水预报改进幅度大于08:00,对0.1mm和50mm量级的降水预报改进较为有限,对5~15mm量级的降水预报改进明显,且随预报时效的延长,对降水预报的改进幅度呈增大趋势。此外,频率匹配法对于起报时次效果较差的降水预报改进幅度较大。

关键词：降水订正雨量分级回归频率匹配法

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2020年7月一场梅雨暴雨的异常空间分布及形成机制

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气象科学 2024年第3期44卷 512-526页

作者：何春杨杜银谢志清南京信息工程大学大气科学学院南京210044 南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 江苏省气候中心南京210041

利用GPCP逐日降水资料、NCEP/NCAR和ERA5再分析资料,研究了2020年7月17—19日长江梅雨大暴雨异常空间分布及成因。结果表明,强降水主雨带在长江下游呈纬向分布,与长江干流位置重合、走向一致、长江中游雨带为西南—东北走向。中高层大... 详细信息

利用GPCP逐日降水资料、NCEP/NCAR和ERA5再分析资料,研究了2020年7月17—19日长江梅雨大暴雨异常空间分布及成因。结果表明,强降水主雨带在长江下游呈纬向分布,与长江干流位置重合、走向一致、长江中游雨带为西南—东北走向。中高层大气环流出现“两脊一槽”的异常大气环流型,南亚高压主体强盛东伸,副高西北侧水汽通道持续维持,为暴雨的形成和维持提供了有利环流背景。17—18日高空西风急流呈纬向分布、副高控制华南、低空西南急流持续加强并东移;19日高空西风急流转为“V”型分布,江淮气旋形成,长江中下游位于高空急流入口区南侧、副高的西北侧和低空西南急流出口区北侧。“两脊一槽”和“V”型大气环流配置结构使得上层的“抽吸”作用和下层的抬升活动相重叠,伴有江淮气旋的辐合作用,导致强烈的上升运动,易产生大暴雨。过程内高低空急流和副高位置和形态的变化是暴雨空间分布出现变化的主要原因。诊断结果显示,热力因子对抬升活动起主要作用,位涡垂直输送和非绝热加热随气压变化项均有利于位涡增强,假相当位温在500 hPa与850 hPa之差的峰值、强上升运动和位涡高值区与强降水中心重合为本次大暴雨形成提供了有利的热力与动力条件。假相当位温在500 hPa与850 hPa之差的谷值具有较好前期预报指示意义。

关键词：大暴雨高空西风急流异常空间分布位涡高低空急流耦合

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扩展水凝物控制变量的雷达资料同化对台风“天鸽”数值模拟的影响

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热带气象学报 2023年第1期39卷 23-36页

作者：沈菲菲闵锦忠吴乃庚李泓束艾青王易欧紫娴南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044 中国气象局上海台风研究所上海200030 中国气象局广州热带海洋气象研究所/广东省区域数值天气预报重点实验室广东广州510641 中国气象局沈阳大气环境研究所辽宁沈阳110166 高原与盆地暴雨旱涝灾害四川省重点实验室四川成都610225 江苏省气象台江苏南京210000

利用WRF(Weather Research and Forecast)模式及WRFDA(WRF model data assimilation system)系统,针对2017年台风“天鸽”个例通过同化雷达径向速度(Vr)和反射率因子(RF),研究水凝物控制变量的雷达资料同化对台风分析预报的影响。研究表... 详细信息

利用WRF(Weather Research and Forecast)模式及WRFDA(WRF model data assimilation system)系统,针对2017年台风“天鸽”个例通过同化雷达径向速度(Vr)和反射率因子(RF),研究水凝物控制变量的雷达资料同化对台风分析预报的影响。研究表明:雷达径向速度的直接同化有效地改进了模式初始场中台风涡旋区的中小尺度信息,分析场中产生了气旋性的风场增量,对模式背景场中的台风有显著增强作用。通过在传统控制变量中扩展针对水凝物的控制变量可有效地同化雷达反射率因子资料,对初始场的水物质进行调整,并对随后确定性预报的台风路径和强度都有一定的正效果。此外,相比没有水凝物控制变量的雷达同化试验,加入了水凝物控制变量的雷达资料同化试验降水预报效果更好。这为将我国近海的地基多普勒天气雷达用于台风初始化分析和预报提供了一定的技术支撑和保障。

关键词：水凝物控制变量多普勒天气雷达 WRF模式资料同化台风“天鸽” 数值预报

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两类El Nio发生前期大气海洋状况的对比分析

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热带气象学报 2016年第5期32卷 668-677页

作者：徐淑雯智协飞王晓春南京信息工程大学大气科学学院江苏南京210044 国家海洋局南通海洋环境监测中心站江苏南通226002 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044 南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室江苏南京210044 南京信息工程大学海洋科学学院江苏南京210044 江苏省海洋环境探测工程技术研究中心江苏南京210044

利用风场、20℃等温线深度、海表温度以及Wheeler和Hendon提出的逐日MJO指数资料,通过合成分析方法对比分析了EP型和CP型El Nino发生前各要素场的特征,以及近30年来两类El Nino事件发生前MJO活动的差异。结果表明,在赤道西太平洋,EP型El... 详细信息

利用风场、20℃等温线深度、海表温度以及Wheeler和Hendon提出的逐日MJO指数资料,通过合成分析方法对比分析了EP型和CP型El Nino发生前各要素场的特征,以及近30年来两类El Nino事件发生前MJO活动的差异。结果表明,在赤道西太平洋,EP型El Nino的异常西风要早于CP型El Nino出现,其强度也远远强于CP型事件。EP型El Nino的异常西风在发生前2个月已东扩至东太平洋地区,而CP型El Nino的异常西风在El Nino事件发生前3个月东扩至日界线附近,此后也只维持在日界线以西。而在赤道东太平洋,不同于EP型El Nino,CP型El Nino事件在El Nino事件发生前始终有偏东风存在。EP型El Nino温跃层有明显的加深东移现象,温跃层的演变要超前于海表温度的变化。由MJO处于5-8位相的异常概率分布,可知EP型El Nino在中西太平洋的MJO活动要比CP型El Nino早发生,比较赤道纬向风平方的均方差,发现EP型El Nino发生前对应的MJO活动要明显地强于CP型El Nino事件。

关键词： EP型El Nino CP型El Nino 赤道纬向风温跃层 MJO活动

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