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2023年3月河南省一次极端暴雪和雷电天气成因分析

气象与环境学报 2024年第4期40卷 10-18页

作者：崔丽曼谷秀杰席乐张亚春薛紫月中国气象局·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

选用自动气象站、双偏振雷达、风廓线雷达和ERA5再分析等资料,分析2023年3月16日河南省一次极端暴雪和雷电天气成因。结果表明:此次极端暴雪过程主要天气系统为低槽、切变线、急流以及东北冷涡。冷涡配合-39℃冷中心稳定维持,其后部冷... 详细信息

选用自动气象站、双偏振雷达、风廓线雷达和ERA5再分析等资料,分析2023年3月16日河南省一次极端暴雪和雷电天气成因。结果表明:此次极端暴雪过程主要天气系统为低槽、切变线、急流以及东北冷涡。冷涡配合-39℃冷中心稳定维持,其后部冷空气持续南下,850 hPa以下形成深厚冷垫,中高层西南暖湿气流沿冷垫爬升,形成河南省典型的降雪天气类型“天南地北型”。此次强降雪区位于整层大气可降水量大于20 mm区域的北部与700 hPa强辐合中心重叠的区域,河南中西部地形的抬升作用利于此极端降雪天气发生。冷平流与其次级环流共同作用,使局地气温骤降,导致降水相态转换较预期提前,以致多站降雪量或积雪深度超历史极值。双偏振雷达零滞后相关系数产品(CC)为相态转换监测提供了重要参考。850 hPa以下大气温度均低于0℃,且2 m气温降至1℃左右,可作为降雪预报指标。辐合切变及锋面次级环流有利于高架雷暴天气出现,20 dBz回波高度超过-20℃层高度可作为产生雷暴的关键指标。

关键词：降雪预报雷暴天气东北冷涡相态转换

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黄河流域近60年太阳总辐射时空变化特征分析

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河南科学 2025年

作者：余珂邹春辉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市气象局河南省气象科学研究所

研究黄河流域太阳总辐射时空变化特征对黄河流域太阳辐射资源的开发利用有重要意义。基于1961—2020年黄河流域317个地面气象观测站资料、经纬度数据和DEM数据，采用“多元回归+残差分析法”、线性倾向估计、相关性分析等方法对黄河流域... 详细信息

研究黄河流域太阳总辐射时空变化特征对黄河流域太阳辐射资源的开发利用有重要意义。基于1961—2020年黄河流域317个地面气象观测站资料、经纬度数据和DEM数据，采用“多元回归+残差分析法”、线性倾向估计、相关性分析等方法对黄河流域近60年的太阳总辐射时空变化特征进行了分析。结果表明：“多元回归+残差分析法”的空间插值精确度较高，相关系数R达到0.96以上；1961—2020年黄河流域多年平均太阳总辐射呈西北高、东南低的态势；近60年黄河流域太阳总辐射整体呈下降趋势，下游下降最为明显，中游次之，上游最小；1991—2020年黄河流域太阳总辐射累年平均值比1961—1990年有较大幅度下降，降幅为2.34%；气候倾向率的空间分析显示，黄河流域太阳总辐射下降站点遍布全流域，极少数站点呈小幅上升趋势，建议在黄河流域太阳总辐射上升和稳定的中上游地区，优先考虑光伏电站的建设。

关键词：黄河流域太阳总辐射空间插值时空变化

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2023年河南麦收连阴雨的形成和环流异常分析

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气象与环境科学 2024年第1期47卷 10-19页

作者：司福意徐林泽宋自福闫晓珍中国气象局·河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州450003 焦作市气象局河南焦作454000

2023年5月25—30日河南遭遇了1961年以来同期持续时间最长、影响最大的连阴雨天气过程。连阴雨天气导致小麦大幅减产,品质下降,豫南、豫中和豫东部分种子田失去种用价值,被评为“烂场雨”。利用常规观测资料、NCEP再分析资料和EC数值预... 详细信息

2023年5月25—30日河南遭遇了1961年以来同期持续时间最长、影响最大的连阴雨天气过程。连阴雨天气导致小麦大幅减产,品质下降,豫南、豫中和豫东部分种子田失去种用价值,被评为“烂场雨”。利用常规观测资料、NCEP再分析资料和EC数值预报产品,对这次连阴雨过程的大尺度环流形势和影响系统进行分析。结果表明:(1)该天气过程发生在异常大气环流背景下,西太平洋副热带高压显著偏强,脊线5天滑动平均位置偏北达8个纬度,越过25°N线;西伯利亚高压也显著偏强且频繁向南暴发。(2)乌拉尔山阻塞系统的形成导致我国新疆西北部长时间维持一深厚冷涡,从而在35°—40°N形成了稳定纬向环流,冷涡底部不断有冷空气分裂东移南下影响河南。远距离超强台风的逼近导致副热带高压迅速西伸北抬,在其外围形成了一条宽广、深厚的从南海伸向中纬度地区的暖湿气流输送带,最终在豫西北汇聚出低空急流。随着暖湿气流输送带向北扩展,在大风速区的前方,对流层中低部有明显的空气质量和水汽的辐合,从而引发上升运动的发生发展,导致多地暴雨、局部大暴雨的出现。(3)南北两个异常的天气系统的结合,促成了中纬度能量锋区的稳定维持,锋面抬升对暖区降水起到增幅和维持作用。(4)数值模式对中、短期环流趋势和影响系统均作出了较准确的预报,但对降水量级及其分布的预测还需要进一步推敲订正。

关键词：连阴雨环流异常超强台风阻塞系统

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驻马店市2016—2020年暖季极端短时强降水天气分型与物理量特征

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气象与环境科学 2024年第6期47卷 37-45页

作者：贾浩松王璐璐中国气象局·河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州450003 驻马店市气象局河南驻马店463000

利用常规高空、地面气象观测资料和ERA5再分析资料,分析了2016—2020年暖季(4—9月)驻马店市极端短时强降水的时空变化特征,并对其进行天气背景分型与物理量特征诊断。结果表明:极端短时强降水多发在7月到8月,日变化呈三峰型,在每日16... 详细信息

利用常规高空、地面气象观测资料和ERA5再分析资料,分析了2016—2020年暖季(4—9月)驻马店市极端短时强降水的时空变化特征,并对其进行天气背景分型与物理量特征诊断。结果表明:极端短时强降水多发在7月到8月,日变化呈三峰型,在每日16—18时、00时、05—07时较多发,而小时雨强80 mm/h以上的极端短时强降水多发在00时,且在驻马店市中东部的平原地区较为多发。根据主观分型和K均值聚类客观分型相结合的方法,将驻马店市极端短时强降水分为低槽低涡切变型、副高影响型、地面冷锋型、西北气流型和台风倒槽型5种,雨强80 mm/h以上的极端短时强降水发生在前3种天气型下。对每种天气型的物理量诊断结果表明,低槽低涡切变型低层水汽通量最大,地面冷锋型环境场高湿,而西北气流型层结偏干,只有近地面露点相对较大。各天气型均有一定的不稳定能量。低槽低涡切变型整层动力条件均最强,地面冷锋型的低层动力条件较强,而其余3型的动力条件相对较弱。各型0℃层高度除低槽低涡切变型外,其余各天气型平均值均在5.4 km以上。将本研究统计的极端短时强降水物理量平均值与张一平等统计的淮河上游地区短时强降水的物理量平均值进行了对比,除CAPE偏高1倍较为明显外,其余物理量差异均不明显。

关键词：极端短时强降水时空分布天气分型物理量特征

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不同尺度初始误差对2021年台风烟花路径和强度模拟预报的影响

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大气科学 2025年第2期49卷 550-564页

作者：周菲凡叶一苇张晗杨雅雯段晚锁中国科学院大气物理研究所云降水物理与强风暴重点实验室北京100029 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 中国科学院大学北京100049 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 河南省气象台郑州450003 中国科学院大气物理研究所地球系统数值模拟和应用全国重点实验室北京100029

本文以2021年台风烟花为例,考察了不同尺度初始误差对台风路径和强度预报的影响。分别由NCEP提供的FNL再分析资料和由ECMWF提供的ERA5资料驱动WRF模式,对烟花进行长时间(14 d)、高分辨率(3 km)的模拟,产生对照试验CTL_F和CTL_E。对比分... 详细信息

本文以2021年台风烟花为例,考察了不同尺度初始误差对台风路径和强度预报的影响。分别由NCEP提供的FNL再分析资料和由ECMWF提供的ERA5资料驱动WRF模式,对烟花进行长时间(14 d)、高分辨率(3 km)的模拟,产生对照试验CTL_F和CTL_E。对比分析CTL_F和CTL_E的模拟结果,并与最佳路径进行比较,将与最佳路径较为接近的模拟结果作为真值,将另一模拟结果作为有误差的预报。将二者的初始场作差,并进行尺度分解,以200 km,2000 km为界限,分解成小尺度、中尺度和大尺度3种误差,分别将这3种尺度的误差叠加到真值的初始场上,再分别进行模拟预报,考察不同尺度的误差对台风烟花模拟预报的影响程度,并分析各种尺度误差对预报误差的相对贡献。结果表明,不论是强度预报,还是路径预报,在前10 d的预报中,中尺度误差起到了决定性作用。而在后4 d的预报中,大尺度和小尺度误差的贡献逐渐凸显,三种尺度误差的效果相当。此外,中尺度误差在前期使得台风路径偏东,强度偏强,而大尺度和小尺度误差使得台风路径偏西,强度偏弱。分析原因显示,初始时刻总误差场的信息主要体现在中尺度误差上,因此中尺度误差在前期的作用最为显著。中尺度误差略微加快了台风增强的速度,显著放缓了台风衰减的速度,而大尺度和小尺度误差略微放缓了台风增强的速度,而明显加快了台风衰减的速度。此外,叠加中尺度误差场后台风具有更强的初始强度,偏东的路径又使得其登陆时间较晚,综上,中尺度误差使得台风强度偏强。而大尺度和小尺度误差由于使得台风路径偏西,较早登陆,因此使得台风强度总体偏弱。

关键词：尺度分解初始误差台风路径台风强度数值模拟

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台风“温比亚”造成河南特大暴雨诊断分析

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气象科技进展 2023年第4期13卷 130-138页

作者：李周谷秀杰王友贺邵宇翔席乐栗晗中国气象局·河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室郑州450003 河南省气象台郑州450003

2018年8月17—19日受第18号台风“温比亚”影响,河南省东部地区出现了历史罕见的极端暴雨天气,由于台风低压18日凌晨进入河南以后移速明显减慢,在河南境内滞留长达40 h,给河南带来了强的风雨天气,其中有8个国家气象站日降水量突破建站... 详细信息

2018年8月17—19日受第18号台风“温比亚”影响,河南省东部地区出现了历史罕见的极端暴雨天气,由于台风低压18日凌晨进入河南以后移速明显减慢,在河南境内滞留长达40 h,给河南带来了强的风雨天气,其中有8个国家气象站日降水量突破建站以来历史极值。为了全面认识台风低压长时间滞留及豫东极端暴雨发生发展机制,利用常规探空和地面观测数据以及NCEP 1°×1°再分析资料,从环流背景、大气稳定度、动力、热力、水汽等方面对2018年8月17—19日台风暴雨过程进行了全面细致的诊断分析,结果表明:强降水中心位于距低压约250 km处的螺旋云带内,强烈发展的斜升气流是产生强降水的根本原因;过程发生前大气已具备强对流发生发展的能量及不稳定条件,倾斜发展机制长时间维持并伴有充足的水汽供应及强烈辐合上升运动,且不断有对流单体生成、合并发展为较强雷暴单体,以及强回波长时间稳定少动等是产生强降水的直接原因。高层引导气流变弱、中低层高压带阻挡,使得台风低压在河南境内长久徘徊。将商丘站的相关环境参数标准差倍数与历年出现暴雨时的平均值和最大值进行对比发现,本次过程各环境参数标准差倍数明显高于历年平均值,且部分达到历史最大值,具有一定极端性。

关键词：台风降水大尺度环流不稳定层结水汽

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河南省冬小麦籽粒质量评价的气象指标分析

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气象与环境学报 2024年第2期40卷 69-76页

作者：成林韩耀杰胡程达中国气象局·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450000 河南省气象科学研究所河南郑州450000

选用2008年、2010—2014年、2019年河南省共630份冬小麦样本及对应时段的气象资料,采用多重比较、Logistic多元回归等方法,构建河南省冬小麦籽粒质量达二等及以上的气象指标。结果表明:冬小麦籽粒容重与花粒期平均空气相对湿度呈显著负... 详细信息

选用2008年、2010—2014年、2019年河南省共630份冬小麦样本及对应时段的气象资料,采用多重比较、Logistic多元回归等方法,构建河南省冬小麦籽粒质量达二等及以上的气象指标。结果表明:冬小麦籽粒容重与花粒期平均空气相对湿度呈显著负相关,与日照时数呈显著正相关;籽粒不完善粒与空气相对湿度、降水量和降水日数为显著正相关;冬小麦籽粒质量与各旬气象因子的相关性呈动态变化。不同地区影响冬小麦籽粒容重的关键气象因子不同,河南北部地区为光照和气温,河南东部主要为气温,河南南部为气温和降水量。冬小麦籽粒质量气象指标评价等级与实际籽粒质量等级指标的一致率为84%,不完善粒评价一致率为100%。近30 a河南省冬小麦质量气象等级达二等的平均频率为79.7%(除河南西部),气象条件整体上有利于河南省冬小麦籽粒质量的提高。

关键词：籽粒容重不完善粒气温日较差气象因子

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台风“利奇马”影响下河南大暴雨的诊断分析

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河南科学 2024年第7期42卷 1036-1042页

作者：叶磊谷秀杰田金华王迪中国气象局·河南省农业气象保障和应用技术重点开放实验室郑州450003 河南省气象台郑州450003 郑州市气象局郑州450007

利用地面常规观测资料、探空观测资料以及NCEP1°×1°再分析资料,从环流背景、动力和水汽等方面对2019年8月9—10日河南省特大暴雨过程进行诊断分析.结果表明:①“利奇马”登陆后继续北上,其东北侧副热带高压稳定维持,在... 详细信息

利用地面常规观测资料、探空观测资料以及NCEP1°×1°再分析资料,从环流背景、动力和水汽等方面对2019年8月9—10日河南省特大暴雨过程进行诊断分析.结果表明:①“利奇马”登陆后继续北上,其东北侧副热带高压稳定维持,在二者共同作用下,西风带低槽东移速度迅速减缓,降水系统在同一地区停滞,增大了累计降水量.②强降水期间,大气层结发生了由稳定—不稳定—稳定的转变,CAPE值较小不利强对流天气发生,但K指数高达38℃,充沛的水汽条件有利于短时强降水产生,强降水区位于TBB低值中心附近略偏暖区一侧.③冷平流使低槽和锋区进一步增强,次级环流的动力抬升及台风外围偏东风充足的水汽供应,是产生该大暴雨天气的主要因素.

关键词：远距离台风特大暴雨锋区水汽

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2023年麦收期河南省连阴雨的气候特征和可能成因

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气象与环境科学 2024年第1期47卷 45-56页

作者：竹磊磊史恒斌王建新苏晓乐李凤秀中国气象局·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 安阳市气象局河南安阳455000

2023年麦收期河南省出现了罕见的连阴雨天气,降水和阴雨日数异常偏多,分别为自1961年以来的历史第五位和第二位。分析连阴雨的可能气候成因,主要结论如下:(1)造成连阴雨的环流形势为欧亚中高纬度西高东低,乌拉尔山高压脊持续发展并出现... 详细信息

2023年麦收期河南省出现了罕见的连阴雨天气,降水和阴雨日数异常偏多,分别为自1961年以来的历史第五位和第二位。分析连阴雨的可能气候成因,主要结论如下:(1)造成连阴雨的环流形势为欧亚中高纬度西高东低,乌拉尔山高压脊持续发展并出现阶段性阻塞,东北冷涡活跃,冷空气能持续南下,西太平洋副热带高压(以下简称副高)偏北、偏强且异常偏西,来自副高西北侧边缘的暖湿气流和冷空气在河南省交汇。(2)副高偏强、偏北、偏西是由偏强、偏北、偏大、偏东的南亚高压和偏强、偏北的东亚副热带西风急流(以下简称西风急流)的引导所致,而东南亚对流层中高层的暖中心偏大、偏北和偏东且呈东西向带状分布,使南亚高压形成了上述的特征。暖中心和东北冷涡的共同作用,使东亚中高层的气温梯度增大,进而加强了西风急流。(3)2023年前期的La Ni1a事件有利于麦收期副高偏北,但不利于副高偏强和明显偏西。麦收期由于台风扰动由泰国湾至菲律宾群岛以东的热带西太平洋对流活跃释放的凝结潜热较多,以及麦收期前期的春季和麦收期伊朗高原至青藏高原的地面感热和潜热较强,使暖中心形成了上述的特征,进而决定了南亚高压和副高的特征。(4)2023年麦收期北大西洋海温偏高,以及北大西洋三极子为负位相,导致了乌拉尔山高压脊持续发展并出现阶段性阻塞,麦收期前期的春季和麦收期伏尔加河至贝加尔湖西北侧地面感热和潜热偏强,而下游贝加尔湖东南侧至鄂霍次克海地面感热和潜热偏弱一定程度上导致上述两区域分别出现了大范围的位势高度正距平和负距平。

关键词：麦收期连阴雨西太平洋副热带高压乌拉尔山阻塞高压东北冷涡南亚高压西风急流

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河南生态农业气象科技服务的需求与发展趋势分析

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农业灾害研究 2024年第6期14卷 175-177页

作者：曾培培河南省气象服务中心河南郑州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

在推进生态农业发展的过程中,气象科技服务发挥着重要的作用。概括了河南生态农业气象科技服务的区域特点及必要性,分析了河南生态农业气象科技服务的需求,探讨了生态农业气象科技服务技术融合与创新、服务个性化与定制化、服务智慧化... 详细信息

在推进生态农业发展的过程中,气象科技服务发挥着重要的作用。概括了河南生态农业气象科技服务的区域特点及必要性,分析了河南生态农业气象科技服务的需求,探讨了生态农业气象科技服务技术融合与创新、服务个性化与定制化、服务智慧化与自动化、服务多元化与综合化等的发展趋势,以期提升河南生态农业气象科技服务的效率和质量,促进生态农业的可持续发展。

关键词：河南生态农业气象科技服务服务需求

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