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四川复杂地形下雷暴大风客观预报方法研究
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作者 龙柯吉 康岚 +4 位作者 黄晓龙 陈朝平 但玻 周威 张武龙 《气象》 北大核心 2025年第1期57-67,共11页
地形复杂的四川地区,虽然雷暴大风发生频次较低,但造成的影响重大,现有的客观预报产品较少且时间分辨率低,为进一步提升四川复杂地形下雷暴大风预报准确率,综合考虑地形因子、模式物理量因子和时间因子,根据海拔高度将四川分为高海拔区... 地形复杂的四川地区,虽然雷暴大风发生频次较低,但造成的影响重大,现有的客观预报产品较少且时间分辨率低,为进一步提升四川复杂地形下雷暴大风预报准确率,综合考虑地形因子、模式物理量因子和时间因子,根据海拔高度将四川分为高海拔区和低海拔区,利用2018—2021年数据基于随机森林、自适应提升法、极端随机树三种机器学习方法分区构建雷暴大风预报模型,对2022年进行预报,获得逐3 h雷暴大风潜势预报,再利用气候背景将3 h预报时间降尺度到1 h,形成0~12 h逐小时雷暴大风预报,并检验预报效果。结果表明,逐3 h雷暴大风预报以自适应提升法效果最优,长时间检验和个例检验都表明,基于自适应提升法获得的0~12 h逐小时雷暴大风预报产品优于中央气象台产品,TS评分由0.0104提升至0.0595,空报率由0.988下降至0.808,业务应用价值较高。 展开更多
关键词 复杂地形 雷暴大风 机器学习 时间降尺度
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秦岭山脉南北麓暴雨触发条件对比分析 被引量:2
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作者 武麦凤 乔舒婷 +1 位作者 郭大梅 任小同 《高原气象》 北大核心 2025年第1期178-190,共13页
采用实况气象观测资料、FY-2G卫星云图资料、多普勒雷达资料和ERA50.25°×0.25°逐小时再分析资料,对2021年8月21-22日同时发生在秦岭南北麓的强等级暴雨过程进行对比分析,探讨秦岭南北麓暴雨触发条件的影响机制。结果表明... 采用实况气象观测资料、FY-2G卫星云图资料、多普勒雷达资料和ERA50.25°×0.25°逐小时再分析资料,对2021年8月21-22日同时发生在秦岭南北麓的强等级暴雨过程进行对比分析,探讨秦岭南北麓暴雨触发条件的影响机制。结果表明:秦岭北麓流场上,西风带系统在秦岭特殊地形作用下,对流层低层形成中尺度气旋性环流,通过热力作用触发暴雨,对流性降水持续时间短,强度小;湿斜压性增强是秦岭北麓暴雨开始的一个信号,当湿斜压性减弱以及中层比湿减小时,降水结束。对秦岭南麓而言,地形作用下对流层低层流场形成中尺度辐合线触发暴雨;降水释放的凝结潜热加热低层大气,与中低层入侵的冷空气共同构建对流不稳定结构,上升运动增强,降水增强和持续;对流云团在高温高湿的环境下迅速组织化合并发展,形成中尺度对流复合体(MCC),对流强度大,对流层结深厚,小时雨强大;中低层冷空气的入侵和扩散到地面的时间分别与秦岭南麓强降水的开始和结束时间对应。 展开更多
关键词 秦岭地形 暴雨 动力作用 热力作用
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低纬高原一次航空高影响的寒潮过程分析 被引量:1
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作者 陈艳 刘佳 +6 位作者 朱莉 舒斌 赵尔旭 万云霞 赵德显 王静 任菊章 《高原气象》 北大核心 2025年第2期521-534,共14页
2022年2月19-22日,云南出现大范围降温、雨雪天气过程,造成8个机场多架次航班出现取消、延误、返航和颠簸等情况。本文综合利用地面站点观测数据、ERA5再分析资料和风廓线雷达资料,分析了此次过程的环流成因、锋面活动特征及其对航空的... 2022年2月19-22日,云南出现大范围降温、雨雪天气过程,造成8个机场多架次航班出现取消、延误、返航和颠簸等情况。本文综合利用地面站点观测数据、ERA5再分析资料和风廓线雷达资料,分析了此次过程的环流成因、锋面活动特征及其对航空的影响。结果表明:(1)此次低温雨雪天气是在冷锋和南支槽的共同影响下形成的大范围寒潮过程。21日前,主要受冷锋影响,气温骤降,降水偏弱,对航空的影响主要是风切变和层结不稳定导致的飞机颠簸;此后受南支槽影响,降水增大,机场积雪、低云、雷雨、风切变等天气对航班影响明显。(2)冷锋主体位于700 hPa以下,寒潮爆发时,锋后冷空气在低层偏东风引导下向西推进,冷空气前端有鼻状凸起,偏东风的强度和厚度与冷气团的强度和厚度有较好的对应关系;低层冷空气入侵导致暖空被迫抬升,同时锋前温暖的西南风沿锋面爬升,在冷气团上形成明显的逆温层。(3)当锋面强烈发展西进时,800 hPa锋生函数大值带可较好反映锋线的位置及强度,锋后偏东风与锋前西南风辐合可在锋生区形成明显的上升气流,同时锋前650 hPa以下垂直温度梯度较大的区域以及锋后的近地面层理查孙数(Ri)数值偏小,易出现湍流和飞机颠簸。(4)风廓线雷达资料显示,低层偏东风维持期间,2 km以上西风增强对降水具有一定的指示性意义,当低层系统性的偏东风减弱消失,过程结束。 展开更多
关键词 低纬高原 航空高影响天气 寒潮 冷锋
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多源降水数据在夏河县果宁村山洪模拟中的精度评估 被引量:1
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作者 黄武斌 伏晶 +2 位作者 郭润霞 张君霞 雷瑜 《高原气象》 北大核心 2025年第1期110-121,共12页
2023年9月6日22:00(北京时,下同)至7日04:00甘肃夏河县发生强对流天气,局部地区出现短时强降雨,引发夏河县果宁村山洪灾害,造成人员伤亡。本研究基于气象站观测降水对比分析了雷达估测降水(Radar Quantitative Precipitation Estimation... 2023年9月6日22:00(北京时,下同)至7日04:00甘肃夏河县发生强对流天气,局部地区出现短时强降雨,引发夏河县果宁村山洪灾害,造成人员伤亡。本研究基于气象站观测降水对比分析了雷达估测降水(Radar Quantitative Precipitation Estimation,Radar-QPE)、FY4B估测降水(FengYun 4B Quantitative Precipitation Estimation,FY4B-QPE)以及CMPA(CMA Multi-source Precipitation Analysis)降水产品特性,并利用这些降水数据驱动水动力水文模型,评估不同降水数据在本次山洪模拟中的效果。结果表明:(1)12 h累积降水量中,CMPA在大值区域位置和局地降水量级差异性方面表现出较高的准确性;Radar-QPE在累积降水量级上与AWS(Automatic Weather Station)较为接近,但空间分布上存在显著差异;FY4B-QPE累积降水量级高估了33.8%。(2)在逐小时分布上,CMPA在时间演变、空间分布以及降水量级上与AWS最为接近;Radar-QPE峰值偏小,且峰值时间有所滞后,降水主要为负偏差;FY4BQPE峰值及峰值时间与实际情况一致,但在降水的开始和结束时间存在偏差,降水量的偏差主要为正偏差。(3)水文模拟研究中,CMPA、Radar-QPE和FY4B-QPE均高估了水位,但水位峰值出现时间与AWS较为一致,CMPA在均方根误差(RMSE)、纳什效率系数(NSE)和相对偏差(Bias)方面表现最优,Radar-QPE次之,FY4B-QPE表现相对较差。虽然现有站点观测降水无法完全满足对中小尺度山洪的研究和预警需求,但CMPA数据的高精度在一定程度上能有效补充传统气象观测站点的不足,同时,Radar-QPE和FY4B-QPE的算法和精度需要进一步改进和提升。 展开更多
关键词 多源降水 山洪 CMPA Radar-QPE FY4B-QPE
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四川盆地两次持续性极端暴雨对比分析 被引量:1
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作者 肖红茹 周春花 +2 位作者 龙柯吉 谌芸 但玻 《气象》 北大核心 2025年第3期269-284,共16页
2020年8月10—13日、14—18日(分别简称“8.10-13”“8.14-18”),四川盆地连续出现两次持续性极端暴雨天气过程,降水强度大,落区高度重叠,引发次生灾害导致人员伤亡和巨大经济损失。为了深入认识极端暴雨发生发展机制,理解其致灾机理,... 2020年8月10—13日、14—18日(分别简称“8.10-13”“8.14-18”),四川盆地连续出现两次持续性极端暴雨天气过程,降水强度大,落区高度重叠,引发次生灾害导致人员伤亡和巨大经济损失。为了深入认识极端暴雨发生发展机制,理解其致灾机理,文章利用高空、地面观测、FY-4A红外云图、多普勒雷达资料和ERA5再分析资料,对比分析了“8.10-13”“8.14-18”暴雨过程的降水特征和最强降水阶段中尺度对流系统的发展演变及触发机制。结果表明:两次过程均发生在中高纬“两槽一脊”环流背景下,是盆地典型的“东高西低”型暴雨,都出现了极端降水。“8.10-13”暴雨小时雨强超历史极值,“8.14-18”暴雨小时雨强与历史统计值相当。“8.10-13”暴雨最强降水阶段属于暖区强降水,由一个中尺度对流复合体(MCC)发生—发展—成熟—减弱过程导致,≥40 dBz的回波范围大,持续时间长,回波质心低,强度超过55 dBz;“8.14-18”暴雨最强降水阶段属于混合性降水,由两个α中尺度对流系统(α-MCS)发生—发展—合并—减弱过程导致,≥40 dBz的回波范围小,持续时间短,低质心回波强度达50 dBz。“8.10-13”暴雨喇叭口地形绕流和迎风坡抬升作用及陡峭地形过渡区温度高梯度带触发对流,配合低层较强暖平流,高层弱冷平流,对流维持;“8.14-18”暴雨对流层低层冷暖气流交汇辐合抬升和暖区低空急流左侧辐合触发了对流,冷暖气流交汇形成的切变使得降水持续。 展开更多
关键词 四川盆地 极端暴雨 短时强降水 MCC MCS 对比分析
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山区干环境下弱降水超级单体龙卷事件研究 被引量:2
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作者 王宏 王秀明 +6 位作者 王万筠 赵岩 裴宇杰 胡赛安 冯钰博 杨域 姜旭 《气象学报》 北大核心 2025年第2期193-208,共16页
为增强对山区龙卷风暴的认识,应用不同波段天气雷达和风廓线等探测资料,分析了2023年5月14日发生在华北北部山区(围场和隆化)的2个EF1级弱龙卷,包括近风暴环境和风暴精细结构。结果表明:龙卷发生在500 hPa冷涡后部西北气流背景下,龙卷... 为增强对山区龙卷风暴的认识,应用不同波段天气雷达和风廓线等探测资料,分析了2023年5月14日发生在华北北部山区(围场和隆化)的2个EF1级弱龙卷,包括近风暴环境和风暴精细结构。结果表明:龙卷发生在500 hPa冷涡后部西北气流背景下,龙卷母风暴由干线及其伴随的地面辐合线触发。近风暴环境对流有效位能和0—6 km风垂直切变较强,低层水汽和0—1 km风垂直切变显著增大有利于超级单体龙卷形成。午后热雷暴活动对山区局地水汽影响是此次龙卷近风暴环境水汽含量升高的主要影响因素。产生龙卷的超级单体风暴回波强度总体不强,其中围场龙卷风暴回波强度在40 dBz以下,且强回波范围小,地面降水不足2 mm,中气旋和钩状回波头部对应旋转上升气流与降水回波分离,2个龙卷风暴均为弱降水超级单体风暴。分析了2个弱降水超级单体风暴的近风暴环境及精细结构演变,识别出低层中等强度中气旋和龙卷涡旋特征(TVS),表明X波段雷达可捕捉到弱降水超级单体龙卷。围场龙卷特征的出现与龙卷发生有很好的时间对应关系,隆化龙卷发生前8 min可观测到TVS特征,此次弱降水超级单体龙卷预警时效较短。 展开更多
关键词 龙卷 干环境 超级单体 弱降水 山区
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西南边疆民族地区气象灾害预测的经验表征、地方认同与文化传承 被引量:2
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作者 李全敏 《云南民族大学学报(哲学社会科学版)》 北大核心 2025年第3期44-49,共6页
我国西南边疆民族地区地形地貌复杂,气候变化多端,气象灾害时有发生。当地各民族按天象和物象变化,积累了以物候预测和季候分类为经验表征的气象灾害预测的地方性知识。这一地方性知识在地方情境空间中既体现出各民族对气象灾害预测信... 我国西南边疆民族地区地形地貌复杂,气候变化多端,气象灾害时有发生。当地各民族按天象和物象变化,积累了以物候预测和季候分类为经验表征的气象灾害预测的地方性知识。这一地方性知识在地方情境空间中既体现出各民族对气象灾害预测信息获知和时间管理模式的地方认同,也体现出其对古已有之的节气知识的传承性运用。西南边疆民族地区气象灾害预测的经验表征、地方认同与文化交融对传承中华民族气象文化和铸牢中华民族共同体意识皆有重要的价值。 展开更多
关键词 西南边疆民族地区 气象灾害预测 经验表征 地方认同 文化传承
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一个基于潜在影响的降水预报评分方法 被引量:1
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作者 潘留杰 张宏芳 +2 位作者 祁春娟 卢珊 杜丽莉 《高原气象》 北大核心 2025年第3期733-746,共14页
传统的二分法列联表检验在计算降水TS(Threat Score)评分时,漏报和空报事件具有相同的权重,满足阈值条件的不同降水量的漏报事件的权重相同,同时阈值区间内不同降水量的命中事件也具有同等的频次计算方式,在高分辨率网格降水预报检验中... 传统的二分法列联表检验在计算降水TS(Threat Score)评分时,漏报和空报事件具有相同的权重,满足阈值条件的不同降水量的漏报事件的权重相同,同时阈值区间内不同降水量的命中事件也具有同等的频次计算方式,在高分辨率网格降水预报检验中显得不够精细。事实上,同为命中但数值不同,或漏报事件中预报和观测降水量差异程度的大小产生的影响可能完全不同。本文在综合考虑降水命中、漏报次数和降水量的基础上,提出了降水影响预报评分ITS(Impact Threat Score)。“影响”定义为因预报命中或漏报降水对实际发生降水可能带来的潜在后果的刻画。对于命中和漏报事件,分别通过观测降水的对数以及观测与预报降水的差值的对数定义影响因子,在此基础上累计得到时空尺度上事件的等价影响A_(I)和C_(I)。单纯考虑C_(I)的影响评分ITS_(0),定义为ITS的一个子项;综合考虑A_(I)和C_(I)共同作用的降水评分定义为ITS。分析表明:ITS_(0)根据漏报降水的差异程度,赋予动态权重,能够清楚地分辨漏报事件的影响程度;而ITS对命中大量级降水有奖赏,当命中的降水数值越大,漏报降水的数值与观测差异越小,ITS越大,对真实降水产生潜在后果的刻画能力也越好。实际应用中,采用ITS_(0)还是ITS,可以根据评价的目的和需求来综合考虑。 展开更多
关键词 预报检验 降水影响 TS评分 ITS0评分 ITS评分
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中国数值天气预报业务系统70年发展
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作者 张卫民 沈学顺 +10 位作者 曹小群 孙健 吴建平 彭军 宋君强 朱小谦 王建捷 李泽椿 陈德辉 龚建东 赵延来 《气象学报》 北大核心 2025年第3期435-463,共29页
数值天气预报是天气预报业务和防灾减灾的核心科技。中国数值天气预报研究和业务应用一直受到高度重视,在基础理论研究、关键技术突破和业务系统研制方面取得了有广泛国际影响力的研究成果。在回顾中国数值天气预报技术及业务系统发展... 数值天气预报是天气预报业务和防灾减灾的核心科技。中国数值天气预报研究和业务应用一直受到高度重视,在基础理论研究、关键技术突破和业务系统研制方面取得了有广泛国际影响力的研究成果。在回顾中国数值天气预报技术及业务系统发展基础上,重点综述中国自主发展的GRAPES(Global Regional Assimilation and PrEdiction System)和YHGSM(YinHe Global Spectral Model)两大业务预报系统的重要科技进展。GRAPES在模式动力框架、四维变分资料同化、卫星资料同化技术、雷达资料同化应用、集合预报和云物理过程等方面实现了技术突破,建立了无缝隙的、包含确定性预报和集合预报系统的中国气象局数值天气预报业务体系。YHGSM持续走谱模式发展路线,突破了干空气质量守恒全球大气谱模式、集合四维变分资料同化、海-陆-气耦合集合预报等技术,建立了以高分辨率全球中期和月延伸数值预报系统为核心的数值预报体系。军队和地方自主研发的数值天气预报系统是长期坚持既定科学技术方向、学术研究和业务研制紧密结合的结果。 展开更多
关键词 数值天气预报 GRAPES YHGSM 半隐式半拉格朗日平流 格点模式 谱模式 物理过程 卫星资料同化 四维变 分资料同化 集合四维变分资料同化
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集合预报进展、挑战及展望
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作者 陈静 朱跃建 +11 位作者 段晚锁 智协飞 闵锦忠 李晓莉 邓国 袁慧玲 冯杰 杜钧 李巧萍 龚建东 沈学顺 穆穆 《气象学报》 北大核心 2025年第3期480-502,共23页
系统概述了集合预报的发展历程和中外主要的集合预报方法,重点回顾了中国全球/区域集合预报系统的发展历程、集合预报系统业务技术、初值扰动技术、模式扰动技术和集合预报应用的进步,以及与当前国际主要数值预报中心集合预报水平的对... 系统概述了集合预报的发展历程和中外主要的集合预报方法,重点回顾了中国全球/区域集合预报系统的发展历程、集合预报系统业务技术、初值扰动技术、模式扰动技术和集合预报应用的进步,以及与当前国际主要数值预报中心集合预报水平的对比。针对集合预报系统逐步走向对流尺度、人工智能模型的趋势,从业务、科研、人工智能与集合预报、天气与气候一体化以及用户需求等方面分析了集合预报技术发展面临的主要挑战,并对未来发展做了展望。 展开更多
关键词 集合预报 方法 中国集合预报 回顾
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华北“23.7”特大暴雨天气尺度系统活动特征及致雨机制
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作者 李峰 吴蕾 +2 位作者 张林 邵长亮 蒋建莹 《大气科学学报》 北大核心 2025年第5期828-842,共15页
为揭示2023年7月29日—8月1日华北区域性极端暴雨过程的发生维持机制,基于地面高空观测及全球1°×1°再分析资料,利用多种诊断方法,分析了此次暴雨期间天气尺度系统的活动及其提供的水汽、动力及热力条件的结构和变化。研... 为揭示2023年7月29日—8月1日华北区域性极端暴雨过程的发生维持机制,基于地面高空观测及全球1°×1°再分析资料,利用多种诊断方法,分析了此次暴雨期间天气尺度系统的活动及其提供的水汽、动力及热力条件的结构和变化。研究表明,此次暴雨过程有多系统共同作用,热带季风系统、台风残余环流、副热带高压形成“链式”结构,尤其台风“杜苏芮”残留低压北上,打通了中国东部沿海到华北的海陆水汽通道,将热带印度洋、南海、西北太平洋地区的水汽“牵引”持续输送至华北,异于常年的丰富水汽汇入为极端降雨提供了必要条件。天气尺度系统在“23.7”暴雨中的作用至关重要,中高纬度高空环流演变,尤其是西风急流位置和强度调整,在华北上空制造了反气旋负涡度增长和高层辐散,高空抽吸强迫高层大气上升运动向中下层传导,与后续的东南低空急流激发的低层气旋性辐合上升运动通过垂直次级环流形成耦合,加强和维持了华北区域的大气对流活动。同时,降雨过程中释放的大量非绝热加热对暴雨系统垂直动力结构及华北地区上空环流形势起到正反馈贡献,进一步加强降雨环境,促进和维持了强暴雨的发生。此次特大暴雨过程是以动力驱动为主、热力驱动为辅,两者共同作用的结果。 展开更多
关键词 华北暴雨 天气尺度 非绝热加热 致雨机制
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基于多尺度特征融合和时空注意力LSTM的台风云图预测研究
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作者 程勇 钱坤 +5 位作者 王军 渠海峰 李伟 杨玲 韩晓东 刘敏 《海洋预报》 北大核心 2025年第2期89-98,共10页
现有深度学习方法在预测台风时没有考虑其特征内化损失问题,难以全面捕捉台风结构变化。为此,本文提出一种基于多尺度特征融合的时空注意力长短期记忆网络(MSTA-LSTM)方法。引入特征增强模块加强台风特征信息,通过跳跃连接缓解编解码过... 现有深度学习方法在预测台风时没有考虑其特征内化损失问题,难以全面捕捉台风结构变化。为此,本文提出一种基于多尺度特征融合的时空注意力长短期记忆网络(MSTA-LSTM)方法。引入特征增强模块加强台风特征信息,通过跳跃连接缓解编解码过程中的台风细节特征损失,同时在时空长短期记忆网络(ST-LSTM)单元中利用卷积块注意力模块优化信息传递,最后通过反卷积调整不同尺度的解码输出,融合后输出结果。使用“葵花8号”卫星获取的东亚—东南亚太平洋沿岸地区的台风云图数据集开展验证和消融实验,该数据集包含16个台风过程的训练集和3个台风过程的测试集。与其他网络相比,MSTA-LSTM网络的均方根误差、峰值信噪比和结构相似性指数指标分别为42.76、16.38和0.4817,有效提高了台风云图预测的准确性。 展开更多
关键词 时间序列预测 多尺度特征 时空长短期记忆网络 注意力机制
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冰雹微物理过程影响对流云降水的数值模拟个例研究
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作者 李喆 陈小敏 +3 位作者 刘奇俊 马占山 江源 黄丽萍 《气象》 北大核心 2025年第2期182-190,共9页
使用高分辨率的中尺度天气数值预报系统CMA-MESO,在微物理方案中增加冰雹微物理过程,对山东一次对流云降水过程进行了数值模拟。通过对比分析,研究冰雹微物理影响对流云降水过程的机制和该模式对雹云降水过程的预报能力。结果显示,CMA-M... 使用高分辨率的中尺度天气数值预报系统CMA-MESO,在微物理方案中增加冰雹微物理过程,对山东一次对流云降水过程进行了数值模拟。通过对比分析,研究冰雹微物理影响对流云降水过程的机制和该模式对雹云降水过程的预报能力。结果显示,CMA-MESO模式能够较好地模拟这次对流降水过程,与观测相比,模式结果中的飑线生命周期与实况相当,降水分布及量级与实况接近。模拟区域平均液水、冰水路径,控制组大于含冰雹的试验组,在对流发展时,试验组对流核心区垂直速度略有增强,其余时刻有所下降。当冰雹产生时,由于冰雹的下落速度强于其他水凝物,在下落过程中融化吸热试验组强于控制组,抑制了对流的发展。增加冰雹会影响对流降水,试验组的中雨[1~10 mm·(24 h)^(-1)]面积占总降水面积比例减少,而大雨及以上[>10 mm·(24 h)^(-1)]面积占总降水面积比例稍有增加。就降水量而言,增加冰雹后,试验组的中小量级降水强度无明显变化,而大雨及以上量级降水的强度增大。 展开更多
关键词 CMA-MESO 冰雹 云微物理方案 对流云降水
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中国台风预报技术发展的历史、现状与未来
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作者 余晖 陈联寿 +9 位作者 谈哲敏 端义宏 杨梦琪 陈琛 李永平 陈国民 黄伟 钱奇峰 麻素红 王新 《气象学报》 北大核心 2025年第3期786-797,共12页
近百年来,中国台风预报技术的发展经历了看云识天、天气图分析、统计预报、统计-动力预报、数值预报及其集成应用等主要阶段。随着台风预报技术的发展,中国台风路径和强度的预报能力呈现出阶梯式跃进特征,准确性和稳定性均显著提升。展... 近百年来,中国台风预报技术的发展经历了看云识天、天气图分析、统计预报、统计-动力预报、数值预报及其集成应用等主要阶段。随着台风预报技术的发展,中国台风路径和强度的预报能力呈现出阶梯式跃进特征,准确性和稳定性均显著提升。展望未来,台风预报已进入突破台风精细结构预报和长时效预报挑战的新阶段,加强物理规律认识深化和人工智能技术发展相融合是未来台风预报技术发展的一条希望之路。 展开更多
关键词 台风 预报技术 预报评估
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南海季风槽准双周振荡对广东夏季暴雨的影响
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作者 纪忠萍 谷德军 +3 位作者 于玲玲 高晓容 梁巧倩 梁伟杰 《大气科学》 北大核心 2025年第3期727-751,共25页
利用1961~2017年NCEP/NCAR逐日再分析与广东逐日降水等资料,通过选取没有与锋系联系一起、由单一南海季风槽影响导致的广东暖区暴雨过程并进行分类,采用合成分析、小波分析、Lanczos滤波器等方法,研究了不同类型季风槽暴雨过程的时空分... 利用1961~2017年NCEP/NCAR逐日再分析与广东逐日降水等资料,通过选取没有与锋系联系一起、由单一南海季风槽影响导致的广东暖区暴雨过程并进行分类,采用合成分析、小波分析、Lanczos滤波器等方法,研究了不同类型季风槽暴雨过程的时空分布特征及其与大气低频振荡的关系,重点揭示了(强)西南季风型季风槽暴雨过程在准双周振荡不同位相大气环流场的演变特征及低频信号的来源与机制。结果表明:(1)(强)西南季风型季风槽暴雨过程占总个例的54.1%,主要出现在广东沿海与内陆的三大暴雨中心(阳江—阳春—恩平、海丰—陆丰—汕尾、龙门—佛岗),其余三类季风槽暴雨过程[(强)西南季风辐合型、东南季风扰动型、热带气旋远离/消散型]主要出现在广东沿海的两大暴雨中心及珠江口两侧。(2)季风槽暴雨过程主要存在5~8天的准单周振荡、10~24天的准双周振荡,少数年份还存在40~65天振荡。(3)(强)西南季风型季风槽暴雨从间歇—开始—鼎盛—减弱期,低频信号不仅来源于从欧洲西部到东北亚具有准正压性、呈相间排列的“反气旋—气旋”的低频波列东南向传播,还来源于对流层中低层菲律宾东南的热带西太平洋低频气旋西北向传播。它们使南亚高压从孟加拉国向巴基斯坦移动,西太平洋副高逐渐加强西伸北抬,巴尔喀什湖—贝加尔湖—我国中东部地区由间歇期的低频反气旋环流或高压脊逐渐转为鼎盛期的低频气旋环流或高空槽控制。(4)当华南高层由低频反气旋环流东南侧的强东北风逐渐转为华北—江南低频气旋性环流底部的强偏西风与印度半岛—南海西北部低频反气旋外围的西北风控制,高空辐散逐渐增强并达到最强。中低层由低频反气旋环流或高压脊控制逐渐转受来自南海中北部—孟加拉湾低频反气旋北缘的强西南风控制,并受东北亚、日本及其以南西太平洋低频反气旋环流的阻挡,在我国西南—江南—华南上空形成强的低频气旋性环流与正涡度。广东处于来自低纬度季风环流圈与中纬度次级垂直环流圈上升运动的汇合区,来自对流层中低层偏南风异常与垂直上升运动及绝对涡度逐渐增强并达到最强。地面由弱均压场逐渐转为北部湾向北伸展加强的闭合低压控制,南海季风槽北抬并增强,使(强)西南季风型季风槽暴雨从无转为开始并达到鼎盛期。它们可为季风槽暴雨的中期—延伸期预报提供参考。 展开更多
关键词 季风槽暴雨 准双周振荡 (强)西南季风型 低频信号
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一次暖区对流组织化发展的成因分析
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作者 罗静 郑淋淋 +5 位作者 姚晨 邵立瑛 邱学兴 高磊 朱红芳 祁文 《气象》 北大核心 2025年第9期1072-1087,共16页
2023年5月27日凌晨,安徽南部发生了一次以短时强降水为主的暖区强对流过程,多条南北走向平行排列的β中尺度短对流形成的列车效应造成突发性局地强降水,降水最强时段100 min累计降水量达到123.2 mm。采用安徽省气象台业务运行的快速更... 2023年5月27日凌晨,安徽南部发生了一次以短时强降水为主的暖区强对流过程,多条南北走向平行排列的β中尺度短对流形成的列车效应造成突发性局地强降水,降水最强时段100 min累计降水量达到123.2 mm。采用安徽省气象台业务运行的快速更新同化系统WRF-EnKF对此次过程进行数值模拟。结果表明:大尺度环境场和中尺度对流系统的相互作用导致多条短对流水平尺度的增长、强度的增强。动力作用方面,对流发生后,短对流与低空急流核之间形成γ中尺度气旋性涡旋造成对流东移发展,同时雷暴出流与环境风场形成的地面辐合线导致南侧触发新对流,使短对流不断向南部线性发展;环境条件方面,多个平行排列的低空急流核为对流的发展提供有利的动力和热力条件,对流强烈发展在中高层形成反次级环流,使其南侧的大气不稳定和深层垂直风切变显著增强。对流之间的相互作用造成短对流结构维持。平行排列的对流形成平行排列的雷暴高压,相邻雷暴出流相互作用形成多个平行排列的正负散度对,垂直方向上在相邻对流之间形成多个平行排列的纬向-垂直环流,有利于多条短对流结构的维持和发展。 展开更多
关键词 暖区 低空急流 雷暴出流
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基于WRF的郑州市双峰降雨模拟方案分析
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作者 张金萍 张熙 +2 位作者 王祥 王尧 杨沂荣 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第3期28-34,44,共8页
为探究WRF模式模拟郑州市双峰降雨现象时的性能表现,特别是针对2011—2017年期间发生的10场双峰暴雨事件,选取了3种(WDM6、Morrison和Thompson)不同的微物理方案进行模拟分析,并将3种方案的模拟结果与实际观测数据进行比较。结果显示:3... 为探究WRF模式模拟郑州市双峰降雨现象时的性能表现,特别是针对2011—2017年期间发生的10场双峰暴雨事件,选取了3种(WDM6、Morrison和Thompson)不同的微物理方案进行模拟分析,并将3种方案的模拟结果与实际观测数据进行比较。结果显示:3种微物理方案的误差指标均表明Morrison方案表现出一定的优势,并且其结果更加稳定,3种微物理方案在相关系数方面都具有较好的数据体现;Morrison方案在模拟降雨过程线方面优于其他2种方案,对于雨型及雨峰贴合度,Morrison方案总体上比其他2种方案表现更佳,尽管在个别场次中存在例外情况。研究结果可为郑州市双峰降雨预报方案的选择提供参考。 展开更多
关键词 双峰降雨 降雨模拟 WRF模式 微物理方案 郑州市
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青藏高原观测对2020年长江中下游地区梅雨降水过程预报的影响
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作者 庄照荣 田伟红 +1 位作者 陈雨潇 陈静 《大气科学学报》 北大核心 2025年第2期217-228,共12页
青藏高原对我国气候、天气有重要的影响,青藏高原地区的观测分布相对于我国东部区域虽然密度稀疏,但对我国东部长江中下游地区预报有一定的影响。本文利用CMA-MESO快速更新循环系统对2020年7月上旬长江中下游地区的梅雨天气过程进行模拟... 青藏高原对我国气候、天气有重要的影响,青藏高原地区的观测分布相对于我国东部区域虽然密度稀疏,但对我国东部长江中下游地区预报有一定的影响。本文利用CMA-MESO快速更新循环系统对2020年7月上旬长江中下游地区的梅雨天气过程进行模拟,研究青藏高原地区观测资料的缺失对下游地区天气系统预报的影响。试验结果表明,青藏高原地区的观测资料缺失明显影响长江中下游地区24~72h的地面2m温度和10m风场预报质量,对前3d的降水预报也有显著负贡献。目标区观测资料影响估计也表明,青藏高原观测资料的影响主要在长江中下游地区,24~72h的预报信号方差在长江中下游地区最大。因此,改进长江中下游地区预报质量也需要考虑青藏高原的观测资料影响。另外,针对我国东部区域进行高分辨率模式模拟时,往往研究区域范围不包括青藏高原地区,但研究区域外的观测和预报信息时空传播对预报的影响也不可忽视。 展开更多
关键词 青藏高原观测 梅雨期降水 三维变分 CMA-MESO 快速更新分析预报
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基于机器学习的极端风场短时预测研究进展与思考
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作者 陶天友 邓鹏 +1 位作者 王浩 范延盛 《空气动力学学报》 北大核心 2025年第5期78-91,共14页
近年来,极端风场短时预测因其对工程安全的重要性,已成为国际风工程领域的研究热点与学术前沿。在极端风场来临前,精准预测原位风速对于工程结构安全预警与应急防护具有重要意义。传统数值天气预报方法是极端风场预测的有效手段,但由于... 近年来,极端风场短时预测因其对工程安全的重要性,已成为国际风工程领域的研究热点与学术前沿。在极端风场来临前,精准预测原位风速对于工程结构安全预警与应急防护具有重要意义。传统数值天气预报方法是极端风场预测的有效手段,但由于其空间分辨率不足、计算资源消耗大,难以实现工程结构原位风速的实时预测。随着人工智能技术的快速发展,机器学习为解决上述难题提供了新思路,在极端风场短时预测中的应用日趋广泛,且展露出广阔的应用前景。据此,本文对基于机器学习的极端风场短时预测研究进展进行了综述。首先,回顾了时间序列模型、机器学习模型和混合模型在风场预测中的应用原理及其特点;其次,从良态强风、台风、雷暴风3种频发强风的角度,分类论述了常采用的极端风场短时预测方法,并对其优缺点进行了归纳总结。最后,针对极端风场短时预测的研究现状与挑战,阐述了对该领域未来潜在研究方向的思考。 展开更多
关键词 极端风场 短时预测 机器学习 工程安全 数值天气预报
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中国数值模式评估方法的研究进展综述
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作者 陈昊明 李建 +3 位作者 李普曦 李娟 胡学林 周逸辉 《气象学报》 北大核心 2025年第3期566-581,共16页
评估是数值模式研发与应用中的重要环节。近年来,随着数值模式复杂程度的提升和精细化预报需求的增加,模式评估方法也有了迅速发展。首先概要回顾了中外在数值模式评估方法方面的研究动态,进而关注中国学者近些年在新一代数值模式动力... 评估是数值模式研发与应用中的重要环节。近年来,随着数值模式复杂程度的提升和精细化预报需求的增加,模式评估方法也有了迅速发展。首先概要回顾了中外在数值模式评估方法方面的研究动态,进而关注中国学者近些年在新一代数值模式动力框架评估、东亚季风多时空尺度变率和青藏高原天气、气候模拟评估方面的主要研究成果,并针对降水这一关键过程,回顾了降水日变化及过程演变等精细化评估的工作。最后提出多源观测资料的应用、针对不同模式研发和应用场景的评估方法研究,以及模式评估与机器学习等新技术的结合是未来的研究方向。 展开更多
关键词 数值模式 评估 模式诊断 降水检验
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