检索结果-内蒙古大学图书馆

大气科学 2024年第5期48卷 1891-1900页

作者：刘会军吴启树危国飞韩美潘宁中国气象局海峡灾害天气重点开放实验室福州350028 福建省灾害天气重点实验室福州350028 福建省气象台福州350028

本文以ECMWF模式的逐12 h累计降水预报的订正试验为例,以福建、江西、浙江和上海为研究区域,详细介绍了福建省气象台在实现最优TS评分(Optimal Threat Score,OTS)订正法时引用或首创的三项技术,并与同类技术进行对比。结果表明:(1)用3... 详细信息

本文以ECMWF模式的逐12 h累计降水预报的订正试验为例,以福建、江西、浙江和上海为研究区域,详细介绍了福建省气象台在实现最优TS评分(Optimal Threat Score,OTS)订正法时引用或首创的三项技术,并与同类技术进行对比。结果表明:(1)用3年期准对称滑动窗口取样法采集训练样本计算OTS订正阈值,其效果优于取之前3年的当季样本的取样方法。(2)OTS订正阈值F1(即消空阈值)的大小与最高2 m温度密切相关,随着温度升高,消空阈值先变大后减小。相比不分组的方案,基于最高2 m温度预报分组计算消空阈值的方案能同时降低小雨的空报率和漏报率,使ETS评分提高5.0%~8.2%。(3)先用反距离加权插值法对模式降水预报进行插值,再应用OTS订正法对降水预报进行订正,其效果优于先用最邻近点插值法对模式降水预报进行插值,再应用OTS订正法对降水预报进行订正。

关键词：模式降水订正 OTS(Optimal Threat Score) 实现

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孟加拉湾风暴对华南前汛期持续性极端降水过程的水汽输送机制研究

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气象学报 2025年第1期83卷 46-60页

作者：官晓军范能柱李婷婷庄瑶鲍瑞娟林晖福建省灾害天气重点实验室福州350007 中国气象局海峡灾害天气重点开放实验室福州350007 福建省气象台福州350007

基于1979—2020年孟加拉湾风暴(以下简称孟湾风暴)最佳路径资料、ERA5再分析资料和前汛期华南地区持续性极端降水过程(PEPE)个例,采用HYSPLIT模式和Fuzzy c-means聚类分析等方法,分析了影响PEPE的孟湾风暴活动特征及其水汽输送特征,研... 详细信息

基于1979—2020年孟加拉湾风暴(以下简称孟湾风暴)最佳路径资料、ERA5再分析资料和前汛期华南地区持续性极端降水过程(PEPE)个例,采用HYSPLIT模式和Fuzzy c-means聚类分析等方法,分析了影响PEPE的孟湾风暴活动特征及其水汽输送特征,研究影响其水汽输送机制的大尺度环流因子。结果表明:(1)与全年相比,前汛期孟湾风暴生命期偏长且强风暴比例更高,风暴持续时间和华南地区降水呈明显正相关。约1/3前汛期孟湾风暴对华南地区PEPE产生重要影响,此类风暴强度更强且持续时间更长。(2)受孟湾风暴影响的PEPE其水汽主要来自孟加拉湾的南支和北支水汽输送通道以及西太洋副热带高压西侧的偏南气流,尤其是南支水汽输送通道使华南地区南边界的水汽辐合显著加强。未造成PEPE的孟湾风暴以北支水汽输送通道为主。(3)从大尺度环流上看,孟湾风暴活动引起的气旋性异常环流和高、中、低层天气系统的配合有利于发生PEPE,其水汽输送机制的关键环流因子是中南半岛以南的南亚次大陆区域偏强的越赤道偏西气流,该支气流起到了衔接孟加拉湾和中国南海水汽的作用,建立起南支水汽输送通道。以上研究结果加深了孟湾风暴对华南前汛期PEPE影响的认识,关注前汛期孟湾风暴的活动和关键环流因子的发展演变是PEPE监测、预测的新着眼点。

关键词：孟加拉湾风暴华南前汛期持续性极端降水过程水汽输送机制

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西北太平洋热带气旋频次的延伸期动力-统计预报方法和评估

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大气科学学报 2024年第1期47卷 65-79页

作者：徐邦琪魏澎钱伊恬游立军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 福建省灾害天气重点实验室/中国气象局海峡灾害天气重点开放实验室福建福州350028 福建省气象信息中心福建福州350028

介绍了西北太平洋热带气旋(TC)频次的延伸期预报方法,比较了新构建的动力-统计和统计预报模型的预测技巧,并探讨了预报误差来源及改进方向。动力-统计预报模型是基于动力模式预测的热带季节内振荡(ISO)信号及ISO-TC生成的同期统计关系... 详细信息

介绍了西北太平洋热带气旋(TC)频次的延伸期预报方法,比较了新构建的动力-统计和统计预报模型的预测技巧,并探讨了预报误差来源及改进方向。动力-统计预报模型是基于动力模式预测的热带季节内振荡(ISO)信号及ISO-TC生成的同期统计关系来进行预报;统计预报模型则是基于TC生成的前兆ISO信号建模预报。预报评估结果显示,动力-统计混合预报模型的预报技巧高于统计预报模型,原因在于影响TC次季节变化的前兆信号并不稳定,且随着预报超前时间迅速消散,无法提供有效且稳定的可预报源;相反地,TC生成与同期的ISO背景场显著相关,动力模式对ISO(预报因子)有较好的预报能力,因此动力-统计相结合的预报方法为TC延伸期预报提供了有效途径。虽然目前动力-统计预报模型的预报技巧可达5~6周,但仍有进一步改进和提高的空间。通过对不同类型TC预报技巧检验和误差分析,研究认为年际和年代际背景场对ISO调控TC活动的影响不可忽略,且热带外ISO信号(如罗斯贝波破碎和西风急流强度等)对TC频次和轨迹也有显著影响,这些因子为TC延伸期预报提供了潜在可预报源。

关键词：热带气旋季节内振荡延伸期预报可预报性来源热带外信号

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夏季欧亚环流的低频振荡对长江流域降水影响的多尺度诊断

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地球科学与环境学报 2024年第1期46卷 54-66页

作者：杨丹王黎娟鲍瑞娟南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室江苏南京210044 福建省灾害天气重点实验室福建福州350001 中国气象局海峡灾害天气重点开放实验室福建福州350001 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

长江流域夏季降水与欧亚中高纬大气低频振荡密切相关,定量诊断不同尺度环流异常对降水的贡献,对于提高旱涝灾害预测准确率具有重要意义。利用ERA5逐日再分析资料和CN05.1逐日降水资料,通过定义环流指数(CI),将夏季欧亚环流划分为两脊一... 详细信息

长江流域夏季降水与欧亚中高纬大气低频振荡密切相关,定量诊断不同尺度环流异常对降水的贡献,对于提高旱涝灾害预测准确率具有重要意义。利用ERA5逐日再分析资料和CN05.1逐日降水资料,通过定义环流指数(CI),将夏季欧亚环流划分为两脊一槽(DR)型和两槽一脊(DT)型,并探究了其低频特征以及不同尺度环流异常对长江流域降水的影响。结果表明:两类环流型是环流指数低频循环周期中的两个不同位相,均具有10~30 d振荡周期,对长江流域低频降水有着重要影响。其主要表现为:①两类环流型对应的500 hPa低频环流场在欧亚中高纬呈现正、负位势高度异常交替的波列结构,具有明显向东传播的特征,平均传播速度约为每天5°(经度);②当DR型达峰值位相时,850 hPa低频风场中鄂霍次克海反气旋南侧的东北风引导中高纬干冷空气向长江流域入侵,与来自南海反气旋西侧的西南气流交汇,使太平洋和南海的大量水汽向长江流域输送,低频降水正异常滞后于环流2 d达到最强,DT型的特征则与之相反;③欧亚环流对长江流域低频降水的影响以大于30 d的背景水汽条件和10~30 d低频尺度环流的共同作用为主导,小于10 d的天气尺度环流次之,大于30 d的背景环流较前二者作用偏弱,并且水汽辐合项约为水汽平流项贡献的3倍,先由湿平流提供充足的水汽条件,再通过较强的水汽辐合产生降水。

关键词：异常环流夏季降水多尺度诊断低频振荡传播特征水汽通量长江流域

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2014—2022年古田人工增雨随机试验物理检验

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应用气象学报 2023年第6期34卷 706-716页

作者：胡淑萍林文林长城李丹江善赐冯宏芳福建省宁德市古田县气象局宁德352000 福建省气象科学研究所福州350001 福建省灾害天气重点实验室福州350001 中国气象局海峡灾害天气重点开放实验室福州350001

基于2014—2022年福建古田地面火箭人工增雨随机试验样本,利用回波强度、回波顶高和负温层厚度等雷达宏观参量以及双偏振参量差分反射率和差分相位差,开展人工增雨随机试验物理检验及催化个例的物理响应研究。结果表明:与作业后非催化... 详细信息

基于2014—2022年福建古田地面火箭人工增雨随机试验样本,利用回波强度、回波顶高和负温层厚度等雷达宏观参量以及双偏振参量差分反射率和差分相位差,开展人工增雨随机试验物理检验及催化个例的物理响应研究。结果表明:与作业后非催化样本回波强度小幅上升后快速减弱相比,81.6%的催化样本在作业后回波强度增强,其中52.6%的样本最大增幅为0~20%(不含0),21.1%的样本增幅为20%~50%(不含20%),7.9%的样本增幅超过50%;作业后52.6%的催化样本出现回波顶高升高和负温层增厚现象,其中36.8%的样本增长0~20%(不含0),13.2%的样本增长20%~50%(不含20%),2.6%的样本增长超过50%;催化样本的双偏振参量差分反射率和差分相位差在作业后也出现持续增强;个例分析显示,催化作业有助于云体发展、增强和维持,促使降水量显著增加,不仅降水粒子增多增大,云体生命史也延长。

关键词：人工增雨随机试验物理检验雷达雨滴谱

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机器学习在人工增雨效果统计检验中的应用

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应用气象学报 2024年第1期35卷 118-128页

作者：李丹林文刘群冯宏芳胡淑萍汪智海福建省气象科学研究所福州350001 福建省灾害天气重点实验室福州350001 中国气象局海峡灾害天气重点开放实验室福州350001 闽南师范大学数学与统计学院漳州363000 福建省宁德市古田县气象局宁德352000

利用福建省古田人工增雨试验基地2014年1月—2023年1月小时自然降水数据,结合线性拟合、多项式回归和样条回归等多种数学统计方法,开展决策树、支持向量机(SVM)和卷积神经网络(CNN)3种机器学习方法在估测目标区自然降水中的应用研究。... 详细信息

利用福建省古田人工增雨试验基地2014年1月—2023年1月小时自然降水数据,结合线性拟合、多项式回归和样条回归等多种数学统计方法,开展决策树、支持向量机(SVM)和卷积神经网络(CNN)3种机器学习方法在估测目标区自然降水中的应用研究。目标区和对比区自然雨量关系模型对比结果表明:以区域平均面雨量为统计变量时,CNN和四项式回归效果相对较好,其中CNN的确定系数为0.516,均方根误差为1.097 mm;对平均面雨量进行六次方根变换后,各模型的精准度大幅提升,CNN表现最优,确定系数为0.658,其次为SVM;为克服目标区和对比区雨量时间序列效应及空间分布不均等问题,以面雨量空间格点数据作为研究对象,采用CNN 3种优化器(自适应矩估计、均方根传递和梯度随机下降)算法进行对比,发现基于自适应矩估计优化器建立目标区和对比区雨量关系模型最优,其降水估测值与实测值更接近,均方根误差最小,为0.61 mm。因此,利用CNN方法能够进一步优化目标区和对比区雨量关系模型,可为定量评估人工增雨效果提供参考。

关键词：人工增雨效果评估区域历史回归机器学习统计检验

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苏沪城市群区域出梅后期对流初生客观识别方法及其时空分布特征

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气象学报 2024年第3期82卷 275-288页

作者：曹林兮吴梦雯罗亚丽陈锋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/大气科学学院/天气与气象技术研究院南京210044 浙江省气象科学研究所杭州310051 福建省灾害天气重点实验室/中国气象局海峡灾害天气重点开放实验室福州350007

研发了一套利用天气雷达观测资料对流初生(CI)客观识别算法。该算法定义“对流块”为雷达反射率因子达到35 dBz的连续强回波区域,如果某一对流块的前30 min、周边一定范围内没有任何对流块,且它维持超过20 min,则该对流块被识别为CI。... 详细信息

研发了一套利用天气雷达观测资料对流初生(CI)客观识别算法。该算法定义“对流块”为雷达反射率因子达到35 dBz的连续强回波区域,如果某一对流块的前30 min、周边一定范围内没有任何对流块,且它维持超过20 min,则该对流块被识别为CI。将这套CI客观识别算法应用于苏-沪城市群区域出梅后期(从梅雨季结束到8月底,且排除热带气旋影响)CI识别,构建了该地区2019—2022年出梅后期高时、空分辨率(10 min、1 km)CI数据库,通过个例和统计研究,分析了CI识别结果对算法中两个参数的敏感性。判断对流回波是否为首次出现,当区域半径(R)设为10 km时,对流块最小面积设为4 km^(2)(Test1)或2 km^(2)(Test2)对CI识别结果的影响不大,两个试验都能识别出CI连续发生和相邻发生的复杂情况,Test1能够识别出Test2的83%CI事件,二者识别出的CI日数、逐日CI数、CI高频区分布、CI频次日变化等统计特征基本一致;当R设为30 km、对流块最小面积为4 km^(2)(Test3)时,仅能识别出Test1的36%CI事件,其识别的CI数目不足,导致CI发生频次的空间分布和日变化的分析结果明显不同于Test1和Test2。识别结果表明,分析区域内有CI发生频次较高的3个子区域:沿长江的“上海—苏锡常—南京”城市带、从南通北部到黄海近海、分析区域西南侧的天目山系部分区域,CI频次日变化呈现午间(11—14时,北京时)主峰特征。

关键词：对流初生客观算法数据库构建时空分布

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双层均匀口袋电荷模型下闪电起放电特征的数值模拟研究

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大气科学 2024年第3期48卷 1059-1071页

作者：罗林洁谭涌波郑天雪南京信息工程大学应急管理学院南京210044 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室/中国气象局雷电重点开放实验室北京100081 福建省龙岩市气象局龙岩364000 南京气象科技创新研究院中国气象局交通气象重点开放实验室南京210041

大量基于观测的研究认为闪电通道的延展尺度与电荷的分布形态息息相关,强对流区频繁始发的小尺度闪电对应雷暴云内的背景电荷很有可能为“口袋电荷”的分布模式。为验证口袋电荷背景下能形成此类云闪并给出该电荷背景下闪电起、放电的... 详细信息

大量基于观测的研究认为闪电通道的延展尺度与电荷的分布形态息息相关,强对流区频繁始发的小尺度闪电对应雷暴云内的背景电荷很有可能为“口袋电荷”的分布模式。为验证口袋电荷背景下能形成此类云闪并给出该电荷背景下闪电起、放电的一般规律,本研究将闪电放电参数化方案植入到双层均匀口袋电荷模型中开展了大量随机模拟试验。模拟过程中固定了电荷区的总尺度,通过改变电荷对数进行探讨,着重讨论各电荷背景下闪电起始和放电行为的异同。模拟结果表明:(1)随着电荷对数的增加,闪电启动需要的电荷浓度和电荷总量均增加。(2)小电荷区的水平垂直尺度比是影响闪电起始行为的关键因子,除此之外各电荷背景下闪电起始位置和启动概率在水平、垂直方向上的差异还与多对电荷的空间配置关系和逃逸击穿阈值有关。(3)闪电的水平、垂直范围和面积均与小电荷区的尺度息息相关,小电荷区的几何特征限制了闪电的空间特征。(4)电荷区的分布也显著影响着闪电的发展形态,各电荷背景下闪电初始先导角度的分布范围和集中区域有所差异。相较于电荷区倾向于为扁平椭圆形的情况,当电荷区垂直与水平尺度相等时,初始先导角度变化范围明显增大,水平发展的个例明显增多。

关键词：数值模拟小尺度闪电电荷分布模式口袋电荷起始位置闪电面积

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福建沿海平原和山地地区的雨滴谱差异研究

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气象学报 2024年第5期82卷 694-708页

作者：李锦梁郑佳锋薛力夫曾正茂裴昌春陈杨瑞雪杨舒琳福建省灾害天气重点实验室/中国气象局海峡灾害天气重点开放实验室福州350007 福建省安溪县气象局泉州362400 成都信息工程大学大气科学学院成都610225 福建省气象信息中心福州350007 福建省泉州市气象局泉州362000 福建省晋江市气象局泉州362200

为研究福建沿海平原和山地两个地区降水的微物理特征和差异,利用2018—2022年福建泉州晋江站(平原站)和九仙山站(山地站)的雨滴谱资料,从整体统计、不同降水强度和不同降水类型等角度研究了雨滴谱特征和差异,并对两个地区的雷达观测量... 详细信息

为研究福建沿海平原和山地两个地区降水的微物理特征和差异,利用2018—2022年福建泉州晋江站(平原站)和九仙山站(山地站)的雨滴谱资料,从整体统计、不同降水强度和不同降水类型等角度研究了雨滴谱特征和差异,并对两个地区的雷达观测量与雨强的经验关系进行了研究和初步检验。结果表明:福建沿海山地站的小雨滴(直径(D)<1 mm)和大雨滴(D≥3 mm)数浓度明显高于平原站,但平原站的中雨滴(1 mm≤D<3 mm)数浓度则略高于山地站。两个站的小雨滴数浓度随着雨强增大均呈现“先升高,后降低,再升高”的趋势,而中、大雨滴的数浓度则随雨强的增大也持续升高。山地站降水整体具有更小的质量加权平均直径(D_(m))和更大的广义截断参数(lgN_(w))。因更高浓度中、大雨滴的贡献,平原站的雨滴谱在相同形状参数(μ)下,斜率参数(Λ)较山地站小,即雨滴数浓度随直径增大而下降的速率更慢。对两个站雨滴谱拟合得到的雷达定量降水估测公式进行初步检验,结果表明,实测雨滴谱拟合的反射率因子与降水强度(Z-R)关系和差分传播相移率与降水强度(K_(DP)-R)关系效果均好于现阶段业务常用的Z-R关系。

关键词：雨滴谱山地和平原经验关系雷达定量降水估测

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基于MODIS遥感数据的福建植被生产力时空分布与干旱响应分析

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生态环境学报 2024年第6期33卷 841-852页

作者：李新妹吴作航王震山翁升恒孙朝锋关辉王宏福建省灾害天气重点实验室/中国气象局海峡灾害天气重点开放实验室福建福州350007 福建省福州市气象局福建福州350008 福建省气象科学研究所福建福州350007 民航西南空管局气象中心四川成都610202 福建省气象服务中心福建福州350007 民航福建空中交通管理分局福建福州350209 厦门市海峡气象开放重点实验室福建厦门361012

全球升温导致干旱发生的范围和强度增加,但干旱对生态系统碳循环的影响还不明确。基于MODIS遥感数据,采用Sen趋势分析及Mann-Kendall检验、Pearson相关性分析等方法,通过干旱对植被生产力标准化异常的影响等信号,分析了2001-2021年福建... 详细信息

全球升温导致干旱发生的范围和强度增加,但干旱对生态系统碳循环的影响还不明确。基于MODIS遥感数据,采用Sen趋势分析及Mann-Kendall检验、Pearson相关性分析等方法,通过干旱对植被生产力标准化异常的影响等信号,分析了2001-2021年福建省植被总初级生产力(Gross Primary Productivity,GPP)、净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)的时空变化特征与干旱对其的影响及累积/滞后效应。结果表明,1)空间上,福建省植被GPP、NPP多年平均空间分布均呈现“东南高,西北低”的特征,区域平均差异分别为37.4%、65.1%;近21年以来,有近80.8%的区域GPP呈现增长趋势,主要分布在福建省南部、东南部少部分地区,主要指被类型为农田,多为热带经济水果种植的集中区域;另外,超过59.7%的区域NPP呈现下降趋势,主要出现在福建省中部及内陆山区的常绿阔叶林地和稀树草原。2)时间上,植被GPP年际波动明显,总体呈现弱增长趋势[4.86 g∙m^(−2)∙a^(−2)(以C计,下同),p=0.130],空间上,6.7%的区域年增速显著超过15 g∙m^(−2)∙a^(−2);而NPP年际变化总体呈现弱下降趋势(−1.05 g∙m^(−2)∙a^(−2),p=0.396),4.9%的区域年降速显著超过6 g∙m^(−2)∙a^(−2)。3)研究时段内福建省出现的干旱过程主要以中等干旱为主(52.5%),其次是轻旱(34.0%)。植被GPP、NPP年标准化异常指数与干旱指数(SPEI)存在显著的负相关关系,相关系数分别为−0.624(p=0.002)、−0.531(p=0.013),说明旱情越严重的年份GPP、NPP越高,而旱情较轻或无旱的年份GPP、NPP较低。干旱对GPP最明显的影响主要发生在干旱当月,累积/滞后效应时间较短;干旱事件对GPP的影响是“先增-后缓-再减”,干旱发生初期GPP呈增加趋势,而随着干旱的持续发展,GPP的增加幅度明显减弱,甚至出现负效果。

关键词：植被生产力时空分布标准化异常指数累积/滞后效应福建省

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