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海峡科学 2024年第5期 38-43页

作者：付泽宇林昕陈彦温珍治王宏福建省福州市气象局福建福州350008 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350008 福建省气候中心福建福州350008 福建省气象科学研究所福建福州350008 厦门市海峡气象开放重点实验室福建厦门361012

基于2014—2023年福州市ρ(PM_(2.5))、常规气象观测资料及ONI指数,采用标准化处理、回归分析、天气分型等方法,探讨了ρ(PM_(2.5))变化与ENSO之间的关系,解释了与ENSO相关的气象要素对ρ(PM_(2.5))异常变化的影响,分析了冬季、春季不... 详细信息

基于2014—2023年福州市ρ(PM_(2.5))、常规气象观测资料及ONI指数,采用标准化处理、回归分析、天气分型等方法,探讨了ρ(PM_(2.5))变化与ENSO之间的关系,解释了与ENSO相关的气象要素对ρ(PM_(2.5))异常变化的影响,分析了冬季、春季不同天气形势下气象条件对ρ(PM_(2.5))变化的贡献率。结果表明,2014—2023年福州市ρ(PM_(2.5))呈明显下降趋势,ρ(PM_(2.5))与ENSO在滞后1 m时相关系数达最大值(0.3996),二者呈明显正相关;总体上厄尔尼诺年ρ(PM_(2.5))高于拉尼娜年,厄尔尼诺期间冬季、春季的降水负异常与风速正异常易导致ρ(PM_(2.5))升高,拉尼娜期间冬季、春季的气温负异常与降水正异常易导致ρ(PM_(2.5))降低;不同天气型下气象条件对ρ(PM_(2.5))日均值超50μg/m^(3)的影响不同,春季高压底部天气型贡献率最大,冬季高压后部天气型贡献率最大。

关键词： ρ(PM_(2.5)) ENSO 气象条件贡献率福州市

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福建省植被NDVI演变特征及其对不同时间尺度SPEI的响应

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海峡科学 2024年第4期 16-20,42页

作者：李新妹关辉翁升恒吴作航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 民航福建空中交通管理分局福建福州350209 福建省气象科学研究所福建福州350007

基于2001—2021年福建省植被NDVI及SPEI,通过趋势分析及相关分析法探究福建省植被生长状况时间变化特征及对干旱的响应。结果表明,福建省植被年平均NDVI值呈现出波动上升的发展趋势,年内NDVI月均值波峰集中在7—9月,且夏季>秋季>... 详细信息

基于2001—2021年福建省植被NDVI及SPEI,通过趋势分析及相关分析法探究福建省植被生长状况时间变化特征及对干旱的响应。结果表明,福建省植被年平均NDVI值呈现出波动上升的发展趋势,年内NDVI月均值波峰集中在7—9月,且夏季>秋季>春季>冬季;不同时间尺度的SPEI反映出福建省的干湿情况,2001—2021年,福建省呈微弱的湿润化趋势;季节尺度上,春季、冬季NDVI与SPEI-01的相关系数分别为-0.560和-0.651(P<0.01),均呈显著负相关,而夏季、秋季NDVI与多时间尺度SPEI的相关系数很小,且不显著;月尺度上,两者的相关性较为复杂,仅当月NDVI与SPEI-01的相关系数-0.181(P<0.01)通过了显著性检验,呈较弱负相关,而滞后1~3个月的相关性均不显著,表明干旱对植被NDVI的影响一般出现在干旱发生的当月。

关键词： NDVI SPEI 相关性福建省

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福建龙栖山云海景观气象特征分析

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海峡科学 2024年第9期 5-12,31页

作者：余洋陈林福建省气象台福建福州350007 中国气象局海峡灾害天气重点开放实验室福建福州350007 福建省将乐县气象局福建三明353300

云海景观是龙栖山国家自然保护区的代表性景观资源之一。该文利用2022—2023年视频观测资料、再分析资料和数值模拟方法,对龙栖山典型的低云、多层云和辐射雾类型云海进行天气学分析。结果显示,当龙栖山云海发生于高压系统边缘暖湿气流... 详细信息

云海景观是龙栖山国家自然保护区的代表性景观资源之一。该文利用2022—2023年视频观测资料、再分析资料和数值模拟方法,对龙栖山典型的低云、多层云和辐射雾类型云海进行天气学分析。结果显示,当龙栖山云海发生于高压系统边缘暖湿气流输送下低层风速小区域,通常存在中低层出现显著下沉运动,其中,出现较多的低云类云海发生前一日,龙栖山南侧出现5~10 mm/h的降水;云海发生当日,1.5~2.5 km高度的水汽大值区与下沉运动对应;多层云类云海发生时湿层深厚,高层风速相对较大,对流运动较强;辐射雾类云海常发生于台风外围下沉气流、西南气流和切变系统中,并且发生前一日发生弱降水,低层湿度相对较小。结合模拟结果发现,前日降水、凌晨下沉运动、3.5 km以下低层弱风、水汽含量大于0.02 g/kg是发生云海的重要指标。

关键词：龙栖山云海景观气象特征

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基于臭氧天气指数和天气型的福州市臭氧预报预警指标构建与应用

基于臭氧天气指数和天气型的福州市臭氧预报预警指标构建与应用

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中国环境科学学会2024年科学技术年会

作者：林晖林昕任赛赛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省气象科学研究所福州市气象台莆田市气象台

由于气象条件对O3污染的影响是复杂的非线性关系,仅靠单一要素和O3变化的相关分析具有很大的局限性,因此研究各主要气象参数综合影响更为合理。因此利用2015-2023年福州市（图1）近地面O3监测和气象要素小时值资料,选取最高温、最低温... 详细信息

由于气象条件对O3污染的影响是复杂的非线性关系,仅靠单一要素和O3变化的相关分析具有很大的局限性,因此研究各主要气象参数综合影响更为合理。因此利用2015-2023年福州市（图1）近地面O3监测和气象要素小时值资料,选取最高温、最低温、平均气温、降水、气压、风速、相对湿度和日照时数8个气象要素,采用多元线性回归和标准化归一方法,针对不同季节构建基于天气类型及气象要素影响下的臭氧天气指数（Ozone Weather Index OWI）,用于预测臭氧等级和启动污染预警工作。结果表明:福州市总体臭氧优良率较高,可达98.1%,近年来呈现波动式增长趋势,月浓度分布呈现双峰型（图2）, 4-5月、 9-10月平均浓度较高,研究时段共出现56天臭氧轻度污染,其中夏季最多21d,春季18d、秋季17d,冬季0d。影响臭氧浓度变化最关键的气象要素为日照时数、相对湿度、日最高气温和日平均气温,通过2次气象要素归一标准化处理得到的标准气象要素与OWI的相关性（表1）介于绝对值0.275-0.866之间。OWI与年均ρ(O)呈现明显正相关关系（R=0.575）,冬季二者相关性最强（R=0.695）,夏季最弱（R=0.528）(图3),说明利用OWI来预测臭氧趋势及评估其变化是可行的,一般情况下OWI值越高,预示着ρ(O)也越高,当OWI超过一定的阈值ρ(O)易出现污染。虽然2015-2022年统计得到夏季的臭氧污染天数最多,但是超标浓度都不高（平均值168.8）,而春季和秋季的臭氧平均浓度较高,是福州臭氧污染高发的季节,在典型的ρ(O)污染天气形势影响下,春季OWI>2.0时,ρ(O)>130 ug/m3的预警启动浓度,达到O3预警指标概率为35.5%;OWI>3.0时,达到O3预警指标概率为41.2%。秋季OWI>3.0时,达到O3预警指标概率为27.1%。在不同的天气形势下, OWI与ρ(O)的相关性差别较大,低涡切变和台风（热带辐合带）两种不利于臭氧浓度升高的天气形势, OWI与ρ(O)相关性较高,可达0.595;有利于臭氧升高的副热带高压及其边缘和台风（热带辐合带）外围三种天气形势下, OWI与ρ(O)的相关性就比较弱,不到0.300,臭氧良—轻度污染等级的预测指标离散度大。根据OWI的预测值并结合天气形势对2023年臭氧等级及轻度污染事件进行预测预警和效果检验,总体预测准确率可达到63.3%（表2）,臭氧等级优的准确率可达72.6%,春季臭氧污染预报准确率较高,达75%,其他三个季节虽然空报率较高,但均符合预警启动标准。

关键词：臭氧天气指数天气形势臭氧预测指标福州市

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全球海洋气象导航业务和技术研究进展

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气象科技进展 2024年第3期14卷 30-39页

作者：黄萧霖徐晶金铸钰鲍瑞娟朱建广青岛海洋气象研究院青岛266034 青岛市气象台青岛266003 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350028 山东港口青岛科技集团有限公司青岛266071

海洋气象导航是指为船舶从确定的出发点到目标点之间的海上航行规划出最佳航线的过程。该过程需根据船舶航行任务设定优化目标,如时间最优化或能效最大化等,结合船舶航行所在海域的特性、气象预报数据、船舶性能、技术条件和航行要求等... 详细信息

海洋气象导航是指为船舶从确定的出发点到目标点之间的海上航行规划出最佳航线的过程。该过程需根据船舶航行任务设定优化目标,如时间最优化或能效最大化等,结合船舶航行所在海域的特性、气象预报数据、船舶性能、技术条件和航行要求等约束条件,为船舶规划从出发点到目标点间安全、省时、节能和经济的航线,实现航行的最佳效果。本文对近年来国内外海洋气象导航业务及航线规划技术进行调研,综合考虑了海洋水文气象要素和海上灾害性天气对船舶航线的影响,以及在航线规划中规避风险的关键技术,分析了国内外关于航线规划优选方法的研究现状,并对存在的问题进行探讨,对未来进行展望。

关键词：海洋气象导航航线优选航速优化

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福州市单次暴雨洪涝灾害灾情区域预测

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农业灾害研究 2024年第7期14卷 226-228页

作者：杨林峰毕瑞君刘隽陈惠玲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350008 福建省气象灾害防御技术中心福建福州350008 达州市达川区气象局四川达州635000 福建省气象科学研究所福建福州350008

利用福州市近30年国家气象观测站观测数据、福州市高程数据和水系数据。针对福州市单次暴雨洪涝灾害的灾情区域进行了预测分析,建立了洪涝灾害预测模型。模型综合考虑了气象因子、地形湿度和水系密度等因素,以提高预测的准确性。研究结... 详细信息

利用福州市近30年国家气象观测站观测数据、福州市高程数据和水系数据。针对福州市单次暴雨洪涝灾害的灾情区域进行了预测分析,建立了洪涝灾害预测模型。模型综合考虑了气象因子、地形湿度和水系密度等因素,以提高预测的准确性。研究结果表明,高风险区域主要集中在沿海及南部地区,而内陆地区风险较低。模型在2021年“卢碧”台风事件中得到验证,显示出良好的预测效果。提出了加强重点区域的防灾减灾措施,以减少洪涝灾害的影响。

关键词：暴雨洪涝灾害区域福州市

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基于机器学习的福建省地表温度降尺度方法研究

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海峡科学 2024年第3期 31-37页

作者：彭继达马治国党皓飞福建省气象科学研究所福建福州350008 福建省灾害天气重点实验室福建福州350008 中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室甘肃兰州730020

为了提高福建省地表温度探测精细化水平,利用福建省2023年7—9月MODIS遥感数据,基于随机森林机器学习方法,综合考虑南方丘陵地形、植被覆盖、相关辐射波谱等因素,构建福建省地表温度降尺度模型,开展地表温度精细化监测。结果显示:(1)福... 详细信息

为了提高福建省地表温度探测精细化水平,利用福建省2023年7—9月MODIS遥感数据,基于随机森林机器学习方法,综合考虑南方丘陵地形、植被覆盖、相关辐射波谱等因素,构建福建省地表温度降尺度模型,开展地表温度精细化监测。结果显示:(1)福建省地表温度与降尺度因子均呈负相关,相关性由高到低依次为DEM、NDVI、EVI、BLUE、NIR、RED、MIR;(2)福建省地表温度随机森林降尺度模型最佳的ntree和mtry分别为700和2;(3)对福建省地表温度降尺度影响较大的前3个降尺度因子依次为DEM、NDVI和EVI;(4)福建省地表温度降尺度模型的MAE和RMSE分别为0.40℃和0.55℃。

关键词：地表温度随机森林回归降尺度福建省

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观测系统模拟试验(OSSE)及其在海洋气象中的应用

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气象科技进展 2024年第2期14卷 33-42,55页

作者：何志伟徐晶翁富忠林晖朱建广青岛海洋气象研究院青岛266034 青岛市气象台青岛266003 中国气象局地球系统数值预报中心北京100081 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350028 山东港口科技集团有限公司青岛266071

与陆地相比,广阔的海洋上常规气象观测相对稀疏,且海上观测成本较高,制约了海洋气象学科的发展。如何利用有限的资源,合理选择观测种类并进行观测布局,以提高海洋气象监测能力和预报准确度,是海洋气象学的重要研究内容之一。目标观测的... 详细信息

与陆地相比,广阔的海洋上常规气象观测相对稀疏,且海上观测成本较高,制约了海洋气象学科的发展。如何利用有限的资源,合理选择观测种类并进行观测布局,以提高海洋气象监测能力和预报准确度,是海洋气象学的重要研究内容之一。目标观测的方法可以识别敏感区,主要用于区域高影响天气的研究中。观测系统模拟试验(OSSE)采用模式模拟的观测,能显著节省观测成本,并且可用于全球和区域的观测布局策略研究。本文对OSSE进行了详细介绍,总结了近年来国内外在OSSE上取得的进展,并对未来的发展方向进行了展望,重点论述三个方面:OSSE的验证、校正方法及之前的使用误区;在海洋气象方向有较大发展潜力的新观测手段和观测策略的评估;耦合OSSE的发展和强耦合同化技术为OSSE研究带来的新机遇。

关键词：观测系统模拟试验(OSSE) 海洋气象观测策略

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2022年9月福建邵武边界层臭氧异常升高的气象成因

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山地气象学报 2024年第1期48卷 21-30,53页

作者：王宏黄金洪赵芮邓慧颖蒋冬升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 武夷山国家气候观象台福建武夷山354300 厦门市海峡气象开放重点实验室福建厦门361012 福建省气象科学研究所福建福州350007 福建省邵武市气象局福建邵武354000 福建省南平市气象局福建建阳354200 福建省环境监测中心站福建福州350003

【目的】为揭示边界层O_(3)异常升高及大气热力、动力条件对其影响的机理。【方法】该文基于多源观测资料,采用天气分型、统计合成和物理量诊断等方法,探究了2022年9月福建邵武(国家级气象探空站、O_(3)探空观测科学试验基地)出现边界层... 详细信息

【目的】为揭示边界层O_(3)异常升高及大气热力、动力条件对其影响的机理。【方法】该文基于多源观测资料,采用天气分型、统计合成和物理量诊断等方法,探究了2022年9月福建邵武(国家级气象探空站、O_(3)探空观测科学试验基地)出现边界层O_(3)异常升高的特征及大气热动力的综合作用。【结果】2022年9月邵武近地层O_(3-8h)异常正距平最高达125.4%;在非光化学时段(21时—次日07时)O_(3-1h)较多年平均值增长137.1%;边界层O_(3)体积混合比(OVMR)明显高于不同季节的平均状态,21日O_(3)探空观测到边界层O_(3)总量为全年同层探空观测的极大值。O_(3)异常升高是副热带高压和3个台风外围下沉气流共同影响的结果,导致全月较30 a气候态平均呈现:太阳辐射偏强、低云量偏少、地面气温升高,相对湿度偏低、降水量偏少,偏北风持续时间长且风速偏大;7日和21日边界层O_(3)总量高值日的气象探空廓线呈现大气层结稳定、空气干燥、湿层薄,同时下沉对流有效位能DCAPE值较高,在200~800 J·kg^(-1)之间,即存在明显的下沉气流;低层主导风为偏东风,风速在4~8 m·s^(-1)之间。【结论】气象要素配置与大气的热力、动力条件一方面有利于O_(3)光化学生成,另一方面有利于上风向高浓度O_(3)水平输送和边界层高浓度O_(3)垂直下沉侵入,而后者是O_(3)异常升高的主要来源。

关键词： O_(3)探空观测 O_(3-1h)日变化 O_(3)总量气象成因福建邵武

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极端高温形势下福州市臭氧浓度异常升高及影响因素分析

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生态环境学报 2023年第2期32卷 320-330页

作者：林昕段焜瑀郭弘蒋冬升纪晓婷王宏福州市气象局福建福州350007 海峡气象开放实验室福建厦门361012 福建省灾害天气重点实验室福建福州350007 福建省气象局应急与减灾处福建福州350007 福建省环境监测中心站福建福州350001 中国科学院城市环境研究所福建厦门361012 福建省气象科学研究所福建福州350007

2022年7月中下旬,福建省出现了1次大范围、持续性的高温过程,24日福州市日最高气温达41.9℃,打破1961年以来的历史记录。与此同时,福建省沿海地区出现了2次臭氧(O_(3))污染过程(7月11—17日和7月22—31日),省会福州市在第1个污染过程中... 详细信息

2022年7月中下旬,福建省出现了1次大范围、持续性的高温过程,24日福州市日最高气温达41.9℃,打破1961年以来的历史记录。与此同时,福建省沿海地区出现了2次臭氧(O_(3))污染过程(7月11—17日和7月22—31日),省会福州市在第1个污染过程中出现4 d O_(3)超标,在第2个过程中因重大社会活动保障期间实施了2 d二级和3 d一级的管控措施,但O_(3)质量浓度仍维持在高位并出现1 d超标。利用环境监测、气象观测及气象再分析资料等,采用合成对比、天气学诊断、相关分析、后向轨迹模拟等方法,详细分析了2022年7月中下旬福州市O_(3)质量浓度异常升高及其影响因素,以期为进一步开展中国东南沿海区域夏季O_(3)污染防治、预警预报及与周边地区联防联控提供技术支撑。结果表明:2022年7月中下旬福州市O_(3)日最大8 h滑动平均值异常升高达到141.2μg·m^(−3)是多年平均值(84.8μg·m^(−3))的1.7倍。O_(3)质量浓度小时值较多年平均值明显偏高且在12—17时出现了一段“峰顶平直”现象,并在17时前后达到第2个峰值(“翘尾”现象);后向轨迹分析表明,污染时段的影响气流主要来自福建省中部和南部地区,外来输送的O_(3)及其前体物叠加本地O_(3)的累积是“翘尾”现象发生的重要原因。O_(3)污染过程持续发展的最直接原因是在中部型拉尼娜(La Niña)事件的气候背景下,副热带高压面积持续偏大、强度偏强导致极端高温长时间维持,这有利于O_(3)的本地生成;副热带高压热穹顶和边界层O_(3)垂直下沉动力输送、上游区域午后O_(3)水平输送、不利的气象条件等多种因素都对O_(3)污染的发生都有着重要影响。

关键词：极端高温天气形势垂直输送 O3超标福州市

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