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气象 2023年第2期49卷 235-248页

作者：吴俞李玉梅李勋冯箫姜小云海南省南海气象防灾减灾重点实验室海口570203 海南省气象台海口570203 海南省气象探测中心海口570203

应用面向降水过程的时空检验方法,评估了中国气象局广东快速更新同化数值预报系统(CMA-GD)、上海数值预报系统(CMA-SH9)和中尺度天气数值预报系统(CMA-MESO)的海南岛暖季(2019—2020年的4—9月)非台风降水日小时降水预报效果,结果表明:... 详细信息

应用面向降水过程的时空检验方法,评估了中国气象局广东快速更新同化数值预报系统(CMA-GD)、上海数值预报系统(CMA-SH9)和中尺度天气数值预报系统(CMA-MESO)的海南岛暖季(2019—2020年的4—9月)非台风降水日小时降水预报效果,结果表明:三家模式均能捕捉不同流场条件下的降水空间分布形态及降水日变化特征,但CMA-GD和CMA-SH9的降水频率和强度总体偏多偏强,其中CMA-GD降水频率偏多近10%,CMA-SH9平均小时雨强偏强近4 mm·h^(-1),CMA-MESO雨强在5 mm·h^(-1)以上的降水多分布在西南部和中部山区,与实况空间分布差异较大。三家模式降水预报最易开始和降水峰值时间平均偏早1~3 h,而降水最易结束时间偏晚1~3 h;模式的大气层高层露点温度和不稳定能量预报值偏大,不稳定能量出现时间偏早,近地层逆温层特征预报失真,降水预报的开始时间倾向于提前、降水持续时间偏长。三家模式的昼间海南岛北部沿海的海陆风辐合带预报偏强,其中CMA-SH9尤为明显,与该模式降水强度明显偏强特征相一致;CMA-GD的夜间南部沿海的海陆风辐合带预报位置偏西,与该模式西南部沿海降水频次预报偏多相对应;CMA-MESO的海南岛西南部和中部山区的风速辐合预报偏强,其降水预报强度也相应偏强。

关键词：区域数值模式海南岛暖季小时降水预报偏差

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中国农作物碳足迹核算研究概述

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中国农业资源与区划 2023年第5期44卷 148-154页

作者：张明洁张京红李文韬张亚杰林绍伍海南省气候中心海南省南海气象防灾减灾重点实验室海南省气象探测中心

[目的]碳足迹核算是对农业温室气体排放的定量评价，开展农作物碳足迹核算理论研究能够为低碳农业建设提供技术支撑。[方法]文章在对我国农资投入变化情况进行简要分析的基础上，从碳足迹概念，碳足迹核算的数据来源、方法，我国农作物... 详细信息

[目的]碳足迹核算是对农业温室气体排放的定量评价，开展农作物碳足迹核算理论研究能够为低碳农业建设提供技术支撑。[方法]文章在对我国农资投入变化情况进行简要分析的基础上，从碳足迹概念，碳足迹核算的数据来源、方法，我国农作物碳足迹核算涉及的对象、系统边界以及构成、时空分布特征等方面，系统总结了当前农作物碳足迹核算的研究进展。[结果]（1）目前我国已开展碳足迹核算的农作物主要有水稻、玉米、小麦、大豆、油菜、脐橙、苹果、油菜和烟叶等，研究过程中活动水平数据、温室气体排放参数来源和核算包含过程的不尽相同，核算过程有仅针对研究对象生产环节的，也有包含上游环节和生产环节的，部分研究还包括产品加工、运输分销、消费和废弃环节，因此核算结果差异较大。（2）研究表明，肥料尤其是氮肥的施用和灌溉耗电是小麦和玉米生产温室气体排放的主要来源，稻田CH4排放是水稻最主要的排放源，肥料施用和施肥后田间N2O排放是棉花、花生、大豆、油菜和水果等的温室气体排放的主要来源。（3）同时，受农资投入、耕作方式和技术手段等影响，农作物的碳足迹是不断变化的。[结论]农作物碳足迹核算研究需要全面考虑作物生产的全生命周期，采用本地化的温室气体排放参数，建立符合当地实际的碳足迹核算模型，为低碳农业的发展提供科学支撑。

关键词：农作物碳足迹核算系统边界构成时空分布

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海南岛冬季瓜菜寒害气象指标及发生规律研究

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热带作物学报 2024年第4期45卷 855-863页

作者：邹海平张京红李伟光陈小敏白蕤吕润海南省气候中心海南海口570203 海南省南海气象防灾减灾重点实验室海南海口570203

利用海南岛18个气象站的1971—2020年冬季(12月至翌年2月)气象数据和灾情资料,构建考虑阴雨寡照影响、能量化寒害过程影响程度且具备生物学特征的冬季瓜菜寒害气象指标。在此基础上结合Mann-Kendall趋势检验法和ArcGIS技术,得出海南岛... 详细信息

利用海南岛18个气象站的1971—2020年冬季(12月至翌年2月)气象数据和灾情资料,构建考虑阴雨寡照影响、能量化寒害过程影响程度且具备生物学特征的冬季瓜菜寒害气象指标。在此基础上结合Mann-Kendall趋势检验法和ArcGIS技术,得出海南岛冬季瓜菜寒害时空变化规律。结果表明:冬季各月及各月轻至重度瓜菜寒害发生概率较高的地区主要分布在海南岛西北部和中部,出现概率较低的地区主要分布在西部、南部、东部沿海一带。冬季各月瓜菜寒害均主要以轻、中度等级为主,二者占比高达88.3%。3个月中,1月瓜菜寒害发生次数最多(占比达48.6%),瓜菜轻至重度寒害亦均在1月出现最多(占比分别为50.2%、43.4%和40.2%)。近50年海南岛冬季各月瓜菜寒害年发生次数不显著减少的站点占多数(占比分别为83.3%、94.4%和72.2%),各月不同等级瓜菜寒害中除2月重度瓜菜寒害年发生次数呈增加趋势的站点较多(占比38.9%)外,其余等级瓜菜寒害年发生次数不显著减少的站点亦占多数(占比61.1%~88.9%)。冬季各月不同等级瓜菜寒害的影响范围均按寒害轻至重顺序明显缩小。3个月之间相比,12月和2月瓜菜寒害影响范围接近且明显小于1月,轻度和中度寒害影响范围月之间亦表现出类似规律,重度寒害影响范围12月和1月接近且明显大于2月。近50年海南岛冬季各月及各月所有等级瓜菜寒害影响范围均在缩小。总体而言,近50年海南岛冬季瓜菜寒害年发生次数减少、影响范围缩小,对海南岛冬季瓜菜种植有利。但2月东、中、西部地区瓜菜重度寒害年发生次数在增加,需加以关注。

关键词：冬季瓜菜寒害气象指标 Mann-Kendall趋势检验站次比海南岛

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基于不同资料的影响南海热带气旋环流背景对比

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应用气象学报 2023年第2期34卷 179-192页

作者：邢彩盈吴胜安朱晶晶海南省南海气象防灾减灾重点实验室海口570203 海南省气候中心海口570203

利用1981—2020年中国热带气旋最佳路径数据集、中国大气再分析资料(CMA-RA)、欧洲中期天气预报中心ERA5及美国NCEP/NCAR再分析资料(NCEP-Ⅰ),对比不同资料在表征影响南海热带气旋活动环流背景的能力,探讨CMA-RA的适用性。结果表明:不... 详细信息

利用1981—2020年中国热带气旋最佳路径数据集、中国大气再分析资料(CMA-RA)、欧洲中期天气预报中心ERA5及美国NCEP/NCAR再分析资料(NCEP-Ⅰ),对比不同资料在表征影响南海热带气旋活动环流背景的能力,探讨CMA-RA的适用性。结果表明:不同资料基本刻画出与热带气旋活动密切相关的环流特征,包括南方涛动、菲律宾至南海低层纬向风、热带低层纬向风反向分布型、菲律宾至南海中东部低层涡度、热带西太平洋垂直风切变及南海至菲律宾以东海域中层湿度。它们对南方涛动、关键区纬向风和中层湿度的刻画较相似,CMA-RA和ERA5对南方涛动、低层纬向风及其与热带气旋关系的描述一致性高,较NCEP-Ⅰ密切,但低层经向风、关键物理量差异较大。对极端年环流具有相似的表现能力,但异常程度存在差异,海平面气压、低层纬向风高度一致,以CMA-RA与ERA5最接近;中层湿度CMA-RA与ERA5接近,较NCEP-Ⅰ偏小;关键物理量差异较大。CMA-RA对南海热带气旋环流的刻画具有与ERA5和NCEP-Ⅰ相当的性能,并与ERA5一致性较高,可为相关工作提供可替换的再分析资料集。

关键词：再分析资料 CMA-RA 热带气旋活动环流背景对比分析

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WRF 4.0模式陆气耦合对不同物理参数化方案的敏感性初探

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大气科学学报 2023年第3期46卷 431-440页

作者：刘艺朦魏江峰赵景文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江苏南京210044 海南省气象探测中心海南省南海气象防灾减灾重点实验室海南海口570203

模式的不同参数化方案会对模拟的天气和气候产生影响,但如何影响陆气耦合还不是很清楚。利用WRF 4.0模式设计了一组16种不同参数化方案组合的集合试验,对华北地区2013年夏季气候进行模拟。结果表明,不同积云对流参数化方案对模拟的降水... 详细信息

模式的不同参数化方案会对模拟的天气和气候产生影响,但如何影响陆气耦合还不是很清楚。利用WRF 4.0模式设计了一组16种不同参数化方案组合的集合试验,对华北地区2013年夏季气候进行模拟。结果表明,不同积云对流参数化方案对模拟的降水平均态影响较大,其次是短波辐射方案,而微物理方案影响较小。进一步利用潜热通量(LH,Latent Heat flux)和土壤湿度(SM,Soil Moisture)、抬升凝结高度(LCL,Lifting Condensation Level)的相关系数R(SM,LH)和R(LH,LCL)表征陆气耦合过程,评估了陆气耦合对不同参数化方案的敏感性。模式模拟的R(SM,LH)在不同区域随着平均降水、相对湿度的增加以及平均短波辐射的减少而减小,而R(LH,LCL)的变化正好相反。它们内在的物理机制类似,与气候态的干湿变化密切相关,即随着土壤湿度趋于饱和,蒸散发过程逐渐受太阳辐射的限制,陆面对大气的影响减弱。另外,陆气耦合强度受积云对流方案、微物理方案和短波辐射方案的影响而产生差别,这与不同参数化方案模拟的气候态的不同密切相关,因此本研究对于WRF 4.0模式中参数化方案特别是积云对流方案的选择同样有着重要的指导意义。

关键词：陆气耦合 WRF 4.0 参数化方案抬升凝结高度

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南海-西北太平洋季风槽及其与热带气旋的关系:不同再分析资料对比

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海洋预报 2023年第6期40卷 78-89页

作者：邢彩盈吴胜安朱晶晶胡德强海南省南海气象防灾减灾重点实验室海南海口570203 海南省气候中心海南海口570203

利用1981—2020年中国气象局(CMA)热带气旋最佳路径数据集、CMA大气再分析资料(CMA-RA)、欧洲中期天气预报中心再分析资料(ERA5)及NCEP/NCAR再分析资料(NCEP-I),对比CMA-RA与ERA5、NCEP-I对南海-西北太平洋季风槽及其与南海热带气旋活... 详细信息

利用1981—2020年中国气象局(CMA)热带气旋最佳路径数据集、CMA大气再分析资料(CMA-RA)、欧洲中期天气预报中心再分析资料(ERA5)及NCEP/NCAR再分析资料(NCEP-I),对比CMA-RA与ERA5、NCEP-I对南海-西北太平洋季风槽及其与南海热带气旋活动关系的表现能力,探讨CMA-RA的适用性。结果表明:不同资料均表征出南海和西北太平洋西段槽区低层气旋式涡旋明显、东段均匀的特征,CMA-RA和ERA5对低层涡度场描述的差异较小。两两资料间得到的季风槽强度的相关性较高,且为CMA-RA>ERA5>NCEP-I,对南海槽区的描述差异最大;对东伸点的刻画具有较高一致性,CMA-RA较ERA5和NCEP-I偏西;但对南北位置的刻画一致性较差,其中CMA-RA与ERA5的差异较小。所有资料均刻画出季风槽区中、低层强辐合、高层强辐散的结构,沿105°~160°E平均的涡度垂直剖面差异以CMA-RA与ERA5最小、CMA-RA与NCEP-I最大。CMA-RA季风槽与热带气旋频数关系最密切,ERA5次之,ERA5季风槽强度与热带气旋强度关系最密切,ERA5和CMA-RA季风槽东伸点与热带气旋强度关系较NCEP-I密切。总体来看,CMA-RA对季风槽及其与南海热带气旋活动关系的刻画具有与ERA5和NCEP-I相当的表现能力,且与ERA5的一致性高。

关键词：南海-西北太平洋季风槽再分析资料 CMA-RA 热带气旋活动对比分析

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盛夏海南岛防区台风累积动能气候异常特征分析

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气象科学 2023年第2期43卷 270-277页

作者：邢彩盈张亚杰吴胜安朱晶晶海南省气候中心海口570203 海南省南海气象防灾减灾重点实验室海口570203

利用1981—2018年CMA-STI热带气旋最佳路径数据集、NCEP/NCAR再分析资料和OA Flux3潜热通量数据,分析了盛夏海南岛台风累积动能(Accumulated Cyclone Energy,ACE)气候特征及异常年大气环流形势和相关物理量特征。结果表明:1981—2018年... 详细信息

利用1981—2018年CMA-STI热带气旋最佳路径数据集、NCEP/NCAR再分析资料和OA Flux3潜热通量数据,分析了盛夏海南岛台风累积动能(Accumulated Cyclone Energy,ACE)气候特征及异常年大气环流形势和相关物理量特征。结果表明:1981—2018年盛夏海南岛ACE呈先下降后上升的变化趋势,同时具有明显年代际特征,2010年后存在准2 a显著周期。盛夏ACE偏高(低)年,西太副高偏大(小)偏强(弱)偏西(东),其南侧伴有偏强(弱)的季风槽,台风北侧对流(不)活跃;低层防区内存在异常气旋式切变(反气旋式环流),海南受偏东(西)异常气流影响,有利(不利)于对流、水汽等向台风环流并入而加强(削弱)台风,120°~130°E越赤道气流(不)活跃;菲律宾以东至南海高空抽吸作用偏强(弱),盛行异常上升(下沉)运动,且环境风垂直切变偏小(大);东海—日本海潜热通量偏小(大),热带西太平洋及南海低层为水汽辐合(散)区。

关键词：盛夏海南岛台风累积动能气候异常特征环流异常

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基于随机森林算法的FY-4A地表入射太阳辐射空间订正

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太阳能学报 2024年第1期45卷 109-115页

作者：徐丽娜申彦波胡玥明邢旭煌内蒙古自治区气象服务中心呼和浩特010051 海南省南海气象防灾减灾重点实验室海口570100 中国气象局公共气象服务中心北京100081

筛选时次、天顶角、FY-4A AGRI全圆盘地表入射太阳辐射(SSI)、云覆盖率(CFR)、云检测(CLM)以及云类型(CLT)产品构建特征向量,采用随机森林方法开展FY-4A SSI逐时产品的空间订正研究。结果表明、随机森林算法对于提升FY-4A SSI产品的空... 详细信息

筛选时次、天顶角、FY-4A AGRI全圆盘地表入射太阳辐射(SSI)、云覆盖率(CFR)、云检测(CLM)以及云类型(CLT)产品构建特征向量,采用随机森林方法开展FY-4A SSI逐时产品的空间订正研究。结果表明、随机森林算法对于提升FY-4A SSI产品的空间分布精度具有明显作用,订正后相关系数、平均偏差、平均绝对误差均有不同程度的改善,且能很好地解决FY-4A SSI产品的过高估计及FY-4A SSI产品在太阳天顶角大于70°时无观测问题,有效提高FY-4A SSI产品在高纬度地区的可用性。

关键词：太阳辐照度卫星数据反演空间订正随机森林

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WRF模式不同云微物理方案对海南岛一次飑线过程的数值模拟研究

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气象 2025年第3期51卷 298-312页

作者：毛志远黄彦彬付丹红曾敏邢峰华敖杰王雨海南省气象灾害防御技术中心海口570203 海南省南海气象防灾减灾重点实验室海口570203 中国科学院大气物理研究所北京100029 海南省澄迈县气象局澄迈571900 江苏省如皋市气象局如皋226500

利用WRF模式中8种云微物理方案,模拟2020年4月22日发生在海南岛的一次飑线降水过程,对比分析不同云微物理方案对模拟结果的影响。结果表明:不同云微物理方案对地面降水、雷达组合反射率,以及热力、动力场的模拟存在显著差异,其中Thompso... 详细信息

利用WRF模式中8种云微物理方案,模拟2020年4月22日发生在海南岛的一次飑线降水过程,对比分析不同云微物理方案对模拟结果的影响。结果表明:不同云微物理方案对地面降水、雷达组合反射率,以及热力、动力场的模拟存在显著差异,其中Thompson方案模拟的降水落区与中心强度最接近实况,WSM6方案在最大降水时刻模拟的雷达组合反射率在强度、范围和形态上与实况相似;在热力、动力场中,各方案均模拟出了地面冷池、低层垂直风切变与冷池出流等飑线特征,降水中心对应强上升气流区,低层辐合与高层辐散的散度场结构有利于强对流出现和降水形成,但在强度和分布上不尽相同。从云微物理特征上看,液相粒子主要分布在5 km以下,冰相粒子在6 km以上,云水的模拟结果对云微物理方案的选择响应最弱,雪和霰的分布则表现出较高的敏感性,这是由于不同云微物理方案对雪、霰生成、转化与消耗的过程处理存在差异,且同一云微物理过程在各方案中的转化率也不尽相同。

关键词：云微物理方案飑线数值模拟海南岛

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近51年海南岛极端气温事件分析

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热带气象学报 2023年第3期39卷 424-432页

作者：宾昕蒋贤玲任晓玥海南省气象台海南海口570203 南海气象防灾减灾重点实验室海南海口570203 海南省气象信息中心海南海口570203

利用1970—2020年海南岛18个气象站点逐日气温资料和数字高程数据,选取12个适用于研究区的极端气温指数,结合气候倾向率、相关分析等方法,分析了海南岛近51 a极端气温事件时空分布特征,并探讨极端气温事件与海拔、区域的关系。结果表明:... 详细信息

利用1970—2020年海南岛18个气象站点逐日气温资料和数字高程数据,选取12个适用于研究区的极端气温指数,结合气候倾向率、相关分析等方法,分析了海南岛近51 a极端气温事件时空分布特征,并探讨极端气温事件与海拔、区域的关系。结果表明:近51 a海南岛极端气温冷事件(霜日日数、冷夜日数、冷昼日数、冷持续日数)呈减少趋势,极端气温暖事件(夏日日数、暖夜日数、暖昼日数、热持续日数)呈增加趋势,且增加幅度明显大于冷事件减少的幅度,极端低温阈值和高温阈值、日最高温极小值和极大值以及日最低温极小值和极大值均存在升温倾向,升温幅度在0.25~0.47℃/(10 a)之间;极端气温冷事件的变化趋势与海拔存在显著负相关关系,极端气温暖事件的变化趋势与海拔相关性较小;各极端气温指数在海南岛不同地区变化趋势的方向一致,但变化幅度的空间差异性较大,大部分极端气温指数在中部山区变化最明显,极端低温、高温阈值、霜日日数和夏日日数在南部地区变化幅度小于其他地区。

关键词：极端气温事件海南岛极端阈值变化趋势海拔

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