2023年第51卷第2期文章目次
2023, 51(2):167-174.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20210555
摘要:
Galion激光雷达是应用第二代技术的激光雷达设备，具备对全天空、全角度的扫描能力，目前是市场上唯一的三维扫描设备。本文利用深圳356 m梯度塔与锡林浩特100 m梯度塔的观测数据分析了Galion激光雷达的探测性能，并得出以下结论：PPI模式下，深圳激光雷达与测风塔测得风速相关系数为0.85，风向相关系数为0.9；锡林浩特激光雷达与测风塔测得风速相关系数为0.9，风向相关系数为0.95；此外，雷达在各个角度探测的结果相关性都较好，说明激光雷达在PPI模式下具有很好的探测性能。
Galion激光雷达是应用第二代技术的激光雷达设备，具备对全天空、全角度的扫描能力，目前是市场上唯一的三维扫描设备。本文利用深圳356 m梯度塔与锡林浩特100 m梯度塔的观测数据分析了Galion激光雷达的探测性能，并得出以下结论：PPI模式下，深圳激光雷达与测风塔测得风速相关系数为0.85，风向相关系数为0.9；锡林浩特激光雷达与测风塔测得风速相关系数为0.9，风向相关系数为0.95；此外，雷达在各个角度探测的结果相关性都较好，说明激光雷达在PPI模式下具有很好的探测性能。
2023, 51(2):175-182.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20220196
摘要:
基于机载对空微波辐射计GVR讨论应用BP神经网络算法反演液态水路径时大气背景资料对反演结果的影响，为合理选择训练样本获取更准确的液态水观测数据提供依据，同时有利于了解反演算法的探测适用范围。文章选择多个历史探空资料，按照历史资料时间序列长度、季节和区域进行分类，建立不同类样本集训练BP神经网络获取反演方程，选择样本检验集模拟计算每类反演方程的反演精度，通过反演精度对比分析大气背景资料差异在反演云中液态水时造成的影响。结果表明训练样本的大气背景时空差异影响反演结果，在一定时间范围内增加历史资料序列长度可以减小大气背景差异对反演误差的影响，但当时间序列长度到达一定程度时，增加历史样本量将不再是提高反演精度的一种有效措施。季节分类可以减小大气背景差异对反演误差的影响，但在实际应用中，资料分类带来样本容量减小，对一定时间序列长度的历史资料，按照季节进行分类并不能有效提高垂直累积液态水的反演精度。
基于机载对空微波辐射计GVR讨论应用BP神经网络算法反演液态水路径时大气背景资料对反演结果的影响，为合理选择训练样本获取更准确的液态水观测数据提供依据，同时有利于了解反演算法的探测适用范围。文章选择多个历史探空资料，按照历史资料时间序列长度、季节和区域进行分类，建立不同类样本集训练BP神经网络获取反演方程，选择样本检验集模拟计算每类反演方程的反演精度，通过反演精度对比分析大气背景资料差异在反演云中液态水时造成的影响。结果表明训练样本的大气背景时空差异影响反演结果，在一定时间范围内增加历史资料序列长度可以减小大气背景差异对反演误差的影响，但当时间序列长度到达一定程度时，增加历史样本量将不再是提高反演精度的一种有效措施。季节分类可以减小大气背景差异对反演误差的影响，但在实际应用中，资料分类带来样本容量减小，对一定时间序列长度的历史资料，按照季节进行分类并不能有效提高垂直累积液态水的反演精度。
2023, 51(2):183-191.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20220181
摘要:
以河北省7个国家级气象站为例，利用1979—2013年ERA5云量和地面实测云量数据，依国标推荐法计算混合层高度，通过公式推导出通风量和大气自净能力指数，比较两套数据的计算结果，对ERA5再分析云量在大气环境评估中的适用性进行了研究；采用ERA5云量计算2013年3月至2021年2月的大气自净能力指数，对其与PM2.5浓度之间的关系进行分析。结果表明：①两种云量资料计算的月平均混合层高度、通风量和大气自净能力指数的相对误差近似符合正态分布，主要集中在0～5%；各月混合层高度：相对误差＞通风量＞大气自净能力指数，相关性则相反。秋冬季的相对误差（相关系数）大都低（高）于春夏季，邢台、石家庄和保定的误差明显小于其他站。②利用两种云量数据计算的大气自净能力指数的多年平均相对误差最小，通风量的次之，历年值的相关性和偏差也是中南部站点的更为理想。③2013年3月至2021年2月，各站月平均大气自净能力指数和PM2.5浓度呈反向相关，中南部站点的相关性更为显著。
以河北省7个国家级气象站为例，利用1979—2013年ERA5云量和地面实测云量数据，依国标推荐法计算混合层高度，通过公式推导出通风量和大气自净能力指数，比较两套数据的计算结果，对ERA5再分析云量在大气环境评估中的适用性进行了研究；采用ERA5云量计算2013年3月至2021年2月的大气自净能力指数，对其与PM2.5浓度之间的关系进行分析。结果表明：①两种云量资料计算的月平均混合层高度、通风量和大气自净能力指数的相对误差近似符合正态分布，主要集中在0～5%；各月混合层高度：相对误差＞通风量＞大气自净能力指数，相关性则相反。秋冬季的相对误差（相关系数）大都低（高）于春夏季，邢台、石家庄和保定的误差明显小于其他站。②利用两种云量数据计算的大气自净能力指数的多年平均相对误差最小，通风量的次之，历年值的相关性和偏差也是中南部站点的更为理想。③2013年3月至2021年2月，各站月平均大气自净能力指数和PM2.5浓度呈反向相关，中南部站点的相关性更为显著。
2023, 51(2):192-198.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20210491
摘要:
随着更高精度的气象网格数据在气象业务中的广泛应用，使用高精度网格数据为社会公众提供精细化气象服务的需求越来越旺盛。针对气象网格数据文件大，网页前端动态渲染效率低等问题，提出基于瓦片金字塔模型的网格数据快速传输和渲染技术的研究及应用。采用服务器端的金字塔模型的瓦片动态切割、压缩传输以及浏览器终端的插值和渲染等技术，实现基于B/S框架下HTML5的气象网格数据快速展示的流程。同时，利用中国区域1 km分辨率多源融合实况分析产品，基于微信小程序终端进行检验发布，试验结果表明，百兆级气象网格数据可视化更新时间达毫秒量级，可以广泛应用于各类空间网格数据高效可视化的页面渲染。
随着更高精度的气象网格数据在气象业务中的广泛应用，使用高精度网格数据为社会公众提供精细化气象服务的需求越来越旺盛。针对气象网格数据文件大，网页前端动态渲染效率低等问题，提出基于瓦片金字塔模型的网格数据快速传输和渲染技术的研究及应用。采用服务器端的金字塔模型的瓦片动态切割、压缩传输以及浏览器终端的插值和渲染等技术，实现基于B/S框架下HTML5的气象网格数据快速展示的流程。同时，利用中国区域1 km分辨率多源融合实况分析产品，基于微信小程序终端进行检验发布，试验结果表明，百兆级气象网格数据可视化更新时间达毫秒量级，可以广泛应用于各类空间网格数据高效可视化的页面渲染。
2023, 51(2):199-207.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20220160
摘要:
气象现代化是一项长期性综合性工作，也是一个动态的发展过程。为了能够持续、客观、实时评价气象现代化能力发展水平，依托分布式的气象综合业务实时监控系统（天镜）的技术框架，基于Okhttp与Jexl3等技术的同步高效请求、高稳定的通信机制和自定义规则引擎等功能特性，本文提出了一种针对多源气象监控大数据的现代化信息网络能力动态评估方法。该方法可以高效采集国省两级气象业务实时监视数据和性能指标，通过表达式动态逻辑规则实时统计评估和对比分析，有效解决静态统计评估方法标准不统一、时效滞后、评价与反馈不畅等问题。2021年以来，应用该方法实现了国家和省级气象现代化信息网络能力指标的自动采集和实时评估，将采集时间缩短到秒级，为气象信息网络的高质量发展提供了业务数据化解决方案。
气象现代化是一项长期性综合性工作，也是一个动态的发展过程。为了能够持续、客观、实时评价气象现代化能力发展水平，依托分布式的气象综合业务实时监控系统（天镜）的技术框架，基于Okhttp与Jexl3等技术的同步高效请求、高稳定的通信机制和自定义规则引擎等功能特性，本文提出了一种针对多源气象监控大数据的现代化信息网络能力动态评估方法。该方法可以高效采集国省两级气象业务实时监视数据和性能指标，通过表达式动态逻辑规则实时统计评估和对比分析，有效解决静态统计评估方法标准不统一、时效滞后、评价与反馈不畅等问题。2021年以来，应用该方法实现了国家和省级气象现代化信息网络能力指标的自动采集和实时评估，将采集时间缩短到秒级，为气象信息网络的高质量发展提供了业务数据化解决方案。
2023, 51(2):208-214.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20220126
摘要:
随着信息技术的快速发展，网络安全形势愈发严峻，气象部门通过组织网络攻防演习，以实战标准检验并提升业务安全防护体系能力。在演习中，攻击队伍对重要业务单位的真实网络及信息系统进行攻击渗透，各业务单位作为防守方开展实时监控与应急处置。由于攻防双方信息不对等，防守方采用传统防御手段经常处于被动挨打的局面。为提升网络防御能力，本文研究伪装欺骗和攻击诱捕技术在气象部门网络安全实战场景下的应用，通过采用基于蜜罐的欺骗诱捕平台，构建主动防御体系，实现对异常网络流量的监测、分析和预警，并对攻击方进行诱捕、溯源。经过实战检验，欺骗诱捕技术的应用切实提高了网络安全防御能力，保障气象业务系统稳定运行。
随着信息技术的快速发展，网络安全形势愈发严峻，气象部门通过组织网络攻防演习，以实战标准检验并提升业务安全防护体系能力。在演习中，攻击队伍对重要业务单位的真实网络及信息系统进行攻击渗透，各业务单位作为防守方开展实时监控与应急处置。由于攻防双方信息不对等，防守方采用传统防御手段经常处于被动挨打的局面。为提升网络防御能力，本文研究伪装欺骗和攻击诱捕技术在气象部门网络安全实战场景下的应用，通过采用基于蜜罐的欺骗诱捕平台，构建主动防御体系，实现对异常网络流量的监测、分析和预警，并对攻击方进行诱捕、溯源。经过实战检验，欺骗诱捕技术的应用切实提高了网络安全防御能力，保障气象业务系统稳定运行。
2023, 51(2):215-221.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20210545
摘要:
采用传统的以中心控制和大集成模式单体架构为主要形式研发的数据服务系统，因其新增功能困难、版本更新周期长而导致服务体验不佳。本文介绍了基于微服务架构的气象服务支撑系统的建设工作，其主要特点是在研发过程中把系统的各功能逐一细分、原子化并逐一进行服务封装，同时根据不同的服务特点，对不同的业务板块采用不同的成熟技术，并最终进行有机组装，从而使系统在完美实现各种设计目标的前提下，进一步具备了敏捷开发、功能持续更新发布以及服务热更新等特点，有效满足了气象服务业务对数据支撑系统的性能要求和服务功能持续更新要求。
采用传统的以中心控制和大集成模式单体架构为主要形式研发的数据服务系统，因其新增功能困难、版本更新周期长而导致服务体验不佳。本文介绍了基于微服务架构的气象服务支撑系统的建设工作，其主要特点是在研发过程中把系统的各功能逐一细分、原子化并逐一进行服务封装，同时根据不同的服务特点，对不同的业务板块采用不同的成熟技术，并最终进行有机组装，从而使系统在完美实现各种设计目标的前提下，进一步具备了敏捷开发、功能持续更新发布以及服务热更新等特点，有效满足了气象服务业务对数据支撑系统的性能要求和服务功能持续更新要求。
2023, 51(2):222-232.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20220125
摘要:
利用地面自动站资料、多普勒天气雷达资料、卫星逐小时TBB资料及NCEP再分析资料，对2020年3月下旬两次强对流天气过程（21—22日过程和26—27日过程）进行对比分析。结果表明：①两次强对流天气过程都有较好的动力、热气和水汽条件配合，高层辐散、低层辐合的环流配置有利于上升运动，热力不稳定层结强烈发展，加上有利的水汽条件，在高空低槽与地面辐合线等系统的触发下，导致混合强对流天气发生。②两次强对流天气过程均分为两个阶段，暖平流强迫类强对流和斜压锋生类，在暖平流强迫类阶段不稳定能量积聚很明显，并在斜压锋生阶段开始前得到一定程度的释放，两次过程斜压锋生类阶段的动力条件和水汽辐合较暖平流类阶段更强。③两次强对流天气过程均出现了冰雹、雷暴大风、短时强降水，“21日过程”西南急流发展更加旺盛，暖平流中心强度更强，垂直伸展高度更厚，热力条件更好，以雷暴大风、冰雹为主；“26日过程”冷空气势力更强，显著上升运动维持的时间也较长，有着更充沛的水汽供给，以短时强降水为主。④两次过程怀化沅陵县官庄镇19:00—20:00均出现冰雹，雷达回波均反映出典型的冰雹回波特征，“21日过程”较“26日过程”最大反射率因子更大，中气旋强度更强，垂直累积液态含水量(VIL)跃增更明显，值更大，中气旋扩展高度更高、高空辐散更强，因此冰雹直径更大。
利用地面自动站资料、多普勒天气雷达资料、卫星逐小时TBB资料及NCEP再分析资料，对2020年3月下旬两次强对流天气过程（21—22日过程和26—27日过程）进行对比分析。结果表明：①两次强对流天气过程都有较好的动力、热气和水汽条件配合，高层辐散、低层辐合的环流配置有利于上升运动，热力不稳定层结强烈发展，加上有利的水汽条件，在高空低槽与地面辐合线等系统的触发下，导致混合强对流天气发生。②两次强对流天气过程均分为两个阶段，暖平流强迫类强对流和斜压锋生类，在暖平流强迫类阶段不稳定能量积聚很明显，并在斜压锋生阶段开始前得到一定程度的释放，两次过程斜压锋生类阶段的动力条件和水汽辐合较暖平流类阶段更强。③两次强对流天气过程均出现了冰雹、雷暴大风、短时强降水，“21日过程”西南急流发展更加旺盛，暖平流中心强度更强，垂直伸展高度更厚，热力条件更好，以雷暴大风、冰雹为主；“26日过程”冷空气势力更强，显著上升运动维持的时间也较长，有着更充沛的水汽供给，以短时强降水为主。④两次过程怀化沅陵县官庄镇19:00—20:00均出现冰雹，雷达回波均反映出典型的冰雹回波特征，“21日过程”较“26日过程”最大反射率因子更大，中气旋强度更强，垂直累积液态含水量(VIL)跃增更明显，值更大，中气旋扩展高度更高、高空辐散更强，因此冰雹直径更大。
2023, 51(2):233-244.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20220124
摘要:
利用河北省中南部地区皇寺国家观测站布设的毫米波云雷达、微雨雷达结合飞机等联合观测数据，对2019年2 月14日河北中南部地区一次冷锋降雪云系微物理演变特征进行分析，探讨雷达回波与冰雪晶粒子微结构的关系，以便更好地认识该地区自然降雪的宏微观结构特征。研究结果表明：降雪初生阶段表现为双层云结构，中云云顶高约4100 m，云底高约3600 m，低云云顶高约3100 m，云底高约200 m，中间存在一干层，3000 m以下高度粒子增长以凇附过程为主。降雪发展阶段上下两层云相接，雷达回波强度较强的时段地面降水量也较大，该时段降雪过程主要以凝华-聚并增长为主。降雪后期回波强度最大值减小，云顶高降低，3000 m以下高度范围内回波强度、多普勒速度、谱宽随高度降低呈增大趋势；飞机观测结果显示，降雪消散阶段逆温层底部由于水云云层较薄，催化潜力较小,冰雪晶粒子主要位于云的中上部，随着高度降低，冰雪晶粒子在下落过程中增大，与雷达观测结果一致，毫米波云雷达和微雨雷达反射率因子随高度变化与降水粒子有效粒径之间相关系数分别为0.89和0.83, 雷达反射率因子主要受冰雪晶等大尺度粒子主导。
利用河北省中南部地区皇寺国家观测站布设的毫米波云雷达、微雨雷达结合飞机等联合观测数据，对2019年2 月14日河北中南部地区一次冷锋降雪云系微物理演变特征进行分析，探讨雷达回波与冰雪晶粒子微结构的关系，以便更好地认识该地区自然降雪的宏微观结构特征。研究结果表明：降雪初生阶段表现为双层云结构，中云云顶高约4100 m，云底高约3600 m，低云云顶高约3100 m，云底高约200 m，中间存在一干层，3000 m以下高度粒子增长以凇附过程为主。降雪发展阶段上下两层云相接，雷达回波强度较强的时段地面降水量也较大，该时段降雪过程主要以凝华-聚并增长为主。降雪后期回波强度最大值减小，云顶高降低，3000 m以下高度范围内回波强度、多普勒速度、谱宽随高度降低呈增大趋势；飞机观测结果显示，降雪消散阶段逆温层底部由于水云云层较薄，催化潜力较小,冰雪晶粒子主要位于云的中上部，随着高度降低，冰雪晶粒子在下落过程中增大，与雷达观测结果一致，毫米波云雷达和微雨雷达反射率因子随高度变化与降水粒子有效粒径之间相关系数分别为0.89和0.83, 雷达反射率因子主要受冰雪晶等大尺度粒子主导。
2023, 51(2):245-253.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20220110
摘要:
利用宁波S波段双偏振天气雷达资料、NCEP再分析资料、结合常规观测资料和实地冰雹调查资料，对2020年3月21日浙江省中北部一次强雹暴灾害过程（简称“03·21”过程）的天气背景和双偏振雷达回波演变特征进行分析。结果表明：①此次雹暴过程环流形势属于低层暖平流强迫类型，雹暴影响过程约4 h，雹暴A和B先以强的对流单体形态移动，在自西向东移动过程中分别加强为超级单体。②典型降雹时次具有明显的三体散射特征（TBSS），垂直剖面图上强回波（＞50 dBz）伸展高度超过-20 ℃层，低层的弱回波，中高层悬垂回波明显。径向速度垂直剖面图上，雹暴低层辐合，其上叠加了辐散层，使得雹块得以继续形成和增长。③冰雹区出现了ZDR冰雹信号，对应的反射率因子（ZH）均大于65 dBz，差分反射率因子（ZDR）介于-2.0~0 dB，相关系数（CC）介于0.80～0.98；当结合ZH、ZDR、CC综合判断云中有冰雹粒子，CC<0.9时KDP的“空洞”区域也可作为判别大冰雹的依据之一。④HCL产品较好地反映了空中冰雹的分布和演变，根据低仰角的冰雹色标、同时结合零度层高度和雹云团下温度递减率值的大小，能更好地判断出冰雹发生的落区和尺寸。
利用宁波S波段双偏振天气雷达资料、NCEP再分析资料、结合常规观测资料和实地冰雹调查资料，对2020年3月21日浙江省中北部一次强雹暴灾害过程（简称“03·21”过程）的天气背景和双偏振雷达回波演变特征进行分析。结果表明：①此次雹暴过程环流形势属于低层暖平流强迫类型，雹暴影响过程约4 h，雹暴A和B先以强的对流单体形态移动，在自西向东移动过程中分别加强为超级单体。②典型降雹时次具有明显的三体散射特征（TBSS），垂直剖面图上强回波（＞50 dBz）伸展高度超过-20 ℃层，低层的弱回波，中高层悬垂回波明显。径向速度垂直剖面图上，雹暴低层辐合，其上叠加了辐散层，使得雹块得以继续形成和增长。③冰雹区出现了ZDR冰雹信号，对应的反射率因子（ZH）均大于65 dBz，差分反射率因子（ZDR）介于-2.0~0 dB，相关系数（CC）介于0.80～0.98；当结合ZH、ZDR、CC综合判断云中有冰雹粒子，CC<0.9时KDP的“空洞”区域也可作为判别大冰雹的依据之一。④HCL产品较好地反映了空中冰雹的分布和演变，根据低仰角的冰雹色标、同时结合零度层高度和雹云团下温度递减率值的大小，能更好地判断出冰雹发生的落区和尺寸。
2023, 51(2):254-261.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20220129
摘要:
利用冰雹实况资料、高空探测资料、地面观测资料和EC细网格数值预报资料，统计分析了2012—2021年79次对山东造成较大灾害的冰雹过程的时空分布特征，总结了不同区域、不同大小以及关键月份降雹的关键环境参量特征及阈值。结果表明：①山东降雹具有明显的时空分布特征，降雹主要出现在鲁中地区和鲁北地区；降雹日数年际变化较大，最多年份可达14 d，最少仅为5 d；降雹主要出现在春末夏初，占全年降雹日数的65%；14:00—20:00是冰雹高发时段，占全天降雹的63.3%。②鲁中地区年平均出现大冰雹的次数最多，但半岛地区出现大冰雹的概率更大；大冰雹主要出现在5—6月，占全年大冰雹日数的68.6%。③山东降雹具有较大的对流有效位能、中等及以上强度的深层（0～6 km）垂直风切变、显著的条件不稳定层结和适宜的特征层高度/厚度。④不同区域、不同大小以及关键月份的物理参量的特征和潜势预报阈值都有一定的差别，主要体现在内陆地区、6月降雹、大冰雹较沿海地区、5月降雹、小冰雹的对流有效位能明显偏大、干暖盖指数偏小、深层垂直切变有所增大、抬升凝结高度略偏高、-20～0 ℃层的厚度偏薄。
利用冰雹实况资料、高空探测资料、地面观测资料和EC细网格数值预报资料，统计分析了2012—2021年79次对山东造成较大灾害的冰雹过程的时空分布特征，总结了不同区域、不同大小以及关键月份降雹的关键环境参量特征及阈值。结果表明：①山东降雹具有明显的时空分布特征，降雹主要出现在鲁中地区和鲁北地区；降雹日数年际变化较大，最多年份可达14 d，最少仅为5 d；降雹主要出现在春末夏初，占全年降雹日数的65%；14:00—20:00是冰雹高发时段，占全天降雹的63.3%。②鲁中地区年平均出现大冰雹的次数最多，但半岛地区出现大冰雹的概率更大；大冰雹主要出现在5—6月，占全年大冰雹日数的68.6%。③山东降雹具有较大的对流有效位能、中等及以上强度的深层（0～6 km）垂直风切变、显著的条件不稳定层结和适宜的特征层高度/厚度。④不同区域、不同大小以及关键月份的物理参量的特征和潜势预报阈值都有一定的差别，主要体现在内陆地区、6月降雹、大冰雹较沿海地区、5月降雹、小冰雹的对流有效位能明显偏大、干暖盖指数偏小、深层垂直切变有所增大、抬升凝结高度略偏高、-20～0 ℃层的厚度偏薄。
2023, 51(2):262-268.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20210433
摘要:
基于中国陆上风能资源专业观测网提供的测风塔风速资料，本文利用去趋势波动分析（Detrended Fluctuation Analysis, DFA）方法，研究了103座测风塔在不同高度处观测的、不同分辨率的风速时间序列的长程持续性特征。结果表明：①同一测风塔观测的不同高度处的风速时间序列，存在一致的标度行为，与数据时间分辨率无关；②对于6 h平均风速序列而言，103座测风塔观测风速的DFA指数α数值范围基本在0.55～0.91之间，都表现出较强的长程持续性，区域特征不明显；③对于10 min平均风速序列，DFA标度指数曲线存在弯折，以24 h尺度为界，呈现出2个明显的独立标度区间：在较大的时间尺度上，标度指数α的数值大小为0.80，而在较小的时间尺度上，α的数值大小约为1.38。
基于中国陆上风能资源专业观测网提供的测风塔风速资料，本文利用去趋势波动分析（Detrended Fluctuation Analysis, DFA）方法，研究了103座测风塔在不同高度处观测的、不同分辨率的风速时间序列的长程持续性特征。结果表明：①同一测风塔观测的不同高度处的风速时间序列，存在一致的标度行为，与数据时间分辨率无关；②对于6 h平均风速序列而言，103座测风塔观测风速的DFA指数α数值范围基本在0.55～0.91之间，都表现出较强的长程持续性，区域特征不明显；③对于10 min平均风速序列，DFA标度指数曲线存在弯折，以24 h尺度为界，呈现出2个明显的独立标度区间：在较大的时间尺度上，标度指数α的数值大小为0.80，而在较小的时间尺度上，α的数值大小约为1.38。
2023, 51(2):269-278.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20220185
摘要:
利用河北省1984—2014年各县市暴雨洪涝灾情案例，统计分析了暴雨导致房屋损坏的时空分布特征。以房屋为承灾体，选取土地利用类型、地形和居民地等地理要素作为指标，基于K-mean聚类分析法对河北省暴雨孕灾环境条件进行分区。结果表明：①1984—2014年，暴雨导致房屋损失间数与灾情案例5日累积降水总和的逐年变化趋势基本一致。房屋受损灾情次数总体呈现北多南少的特征。②草地主要分布在太行山-燕山山脉，林地主要在承德、张家口东南部、保定西部和石家庄西部，东南部平原的农用地占比在0.8以上，水域在冀东沿海、张北和沽源以及西部大清河水系的占比较大。冀北高原和太行山-燕山山脉地形起伏较大，区域标准差在100 m以上。居民地密度自西北向东南逐渐增大，平原的市辖区附近居民地密集。③Ⅰ区为临海平原区，易受强降水影响；Ⅱ区为山前平原区，草地、林地有所增加；Ⅳ区（西部低山区）农用地比重比Ⅲ区（北部高山区）大；Ⅴ区为内陆平原区，降水较少。
利用河北省1984—2014年各县市暴雨洪涝灾情案例，统计分析了暴雨导致房屋损坏的时空分布特征。以房屋为承灾体，选取土地利用类型、地形和居民地等地理要素作为指标，基于K-mean聚类分析法对河北省暴雨孕灾环境条件进行分区。结果表明：①1984—2014年，暴雨导致房屋损失间数与灾情案例5日累积降水总和的逐年变化趋势基本一致。房屋受损灾情次数总体呈现北多南少的特征。②草地主要分布在太行山-燕山山脉，林地主要在承德、张家口东南部、保定西部和石家庄西部，东南部平原的农用地占比在0.8以上，水域在冀东沿海、张北和沽源以及西部大清河水系的占比较大。冀北高原和太行山-燕山山脉地形起伏较大，区域标准差在100 m以上。居民地密度自西北向东南逐渐增大，平原的市辖区附近居民地密集。③Ⅰ区为临海平原区，易受强降水影响；Ⅱ区为山前平原区，草地、林地有所增加；Ⅳ区（西部低山区）农用地比重比Ⅲ区（北部高山区）大；Ⅴ区为内陆平原区，降水较少。
2023, 51(2):279-286.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20220065
摘要:
基于广西1961—2020年88个气象站观测资料，分析寒露风初日时空变化特征、50%及80%保证率初日，〖JP2〗并结合水稻发育期资料对广西双季晚稻抽穗安全期进行分析。结果显示：①在时间上，广西寒露风初日以0.23 d/10a（P<0.05）的速率呈微弱提前趋势，呈不对称的“W”形特征；在空间上，广西寒露风初日呈高纬度早、低纬度晚，山区早、平地晚的“阶梯式”分布特征。②广西寒露风初日存在22年、12年、8年、3年4个周期变化，其中22年是广西寒露风初日的主要周期，未发生明显突变。③广西双季晚稻平均齐穗期以0.22 d/10a（P<0.05）的速率推迟，抽穗扬花期遭遇寒露风影响频率为21.9%。建议适当调整晚稻播种期，使其齐穗期提早3～7 d。桂中北地区应谨慎推广晚稻中晚熟品种，以避免受突发性的寒露风灾害影响。
基于广西1961—2020年88个气象站观测资料，分析寒露风初日时空变化特征、50%及80%保证率初日，〖JP2〗并结合水稻发育期资料对广西双季晚稻抽穗安全期进行分析。结果显示：①在时间上，广西寒露风初日以0.23 d/10a（P<0.05）的速率呈微弱提前趋势，呈不对称的“W”形特征；在空间上，广西寒露风初日呈高纬度早、低纬度晚，山区早、平地晚的“阶梯式”分布特征。②广西寒露风初日存在22年、12年、8年、3年4个周期变化，其中22年是广西寒露风初日的主要周期，未发生明显突变。③广西双季晚稻平均齐穗期以0.22 d/10a（P<0.05）的速率推迟，抽穗扬花期遭遇寒露风影响频率为21.9%。建议适当调整晚稻播种期，使其齐穗期提早3～7 d。桂中北地区应谨慎推广晚稻中晚熟品种，以避免受突发性的寒露风灾害影响。
2023, 51(2):287-294.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20220155
摘要:
低温冻害特征及其风险评估可为油菜种植布局等决策提供理论依据。利用1960—2017年安徽省66个国家地面气象观测站逐日气象数据，以油菜越冬期低温强度将冻害等级划分为轻、中、重3级冻害并构建低温风险指数。采用ArcGIS 9.3工具、及Morlet小波分析法等分析近57 a安徽省油菜越冬期低温冻害的多时间尺度变化特征，并进行越冬期低温冻害风险区划。结果表明：①安徽省油菜越冬期不同等级低温冻害空间分布特征基本相似，呈现由南到北的带状分布特征，年平均发生总冻害的高值区多集中在淮北地区、沿淮地区和大别山区。②近57 a来油菜越冬期轻度、中度、重度及总冻害分别以1.0 d/10a、1.0 d/10a、1.1 d/10a和3.2 d/10a的倾向率呈现明显的下降趋势，表明全球气候变暖在一定程度上有利于油菜安全越冬。③轻度风险区位于霍山—六安—合肥—全椒以南地区，该区纬度较低，油菜越冬期低温冻害风险指数较小，适宜大面积种植油菜。研究结论可作为安徽省油菜种植布局和气象灾害防御对策制定的依据。
低温冻害特征及其风险评估可为油菜种植布局等决策提供理论依据。利用1960—2017年安徽省66个国家地面气象观测站逐日气象数据，以油菜越冬期低温强度将冻害等级划分为轻、中、重3级冻害并构建低温风险指数。采用ArcGIS 9.3工具、及Morlet小波分析法等分析近57 a安徽省油菜越冬期低温冻害的多时间尺度变化特征，并进行越冬期低温冻害风险区划。结果表明：①安徽省油菜越冬期不同等级低温冻害空间分布特征基本相似，呈现由南到北的带状分布特征，年平均发生总冻害的高值区多集中在淮北地区、沿淮地区和大别山区。②近57 a来油菜越冬期轻度、中度、重度及总冻害分别以1.0 d/10a、1.0 d/10a、1.1 d/10a和3.2 d/10a的倾向率呈现明显的下降趋势，表明全球气候变暖在一定程度上有利于油菜安全越冬。③轻度风险区位于霍山—六安—合肥—全椒以南地区，该区纬度较低，油菜越冬期低温冻害风险指数较小，适宜大面积种植油菜。研究结论可作为安徽省油菜种植布局和气象灾害防御对策制定的依据。
2023, 51(2):295-301.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20220195
摘要:
基于大别山区35个气象观测站1971—2020年逐日气象资料、DEM数据，采用气候统计分析、逐步订正法和趋势面插值等方法，对茶叶光合生产潜力（YQ）、光温生产潜力（YT）和气候生产潜力（YW）时空变化特征、气候资源贡献率及其对气候变化的响应进行了分析。结果表明：大别山区茶叶YQ和YW呈下降趋势，降幅分别为0.58和0.05 t·hm-2·(10a)-1，YT呈增加趋势，增幅为0.36 t·hm-2·(10a)-1；空间分布上，YQ随纬度的增加而增加，YT随纬度和海拔的增加而减少，YW随纬度的增加而减少、随海拔的增加而增加；太阳辐射、温度和降水对YW的贡献率分别为26%、48%、26%，温度的促进作用与太阳辐射和降水的抑制作用相互抵消，致使YW总体呈动态平衡趋势；气候变化背景下，大别山区北部地区较南部地区YQ下降趋势更加明显，南部地区较北部地区YT增加趋势更加明显，YW在低海拔地区呈增加趋势而在高海拔地区呈下降趋势。研究结果可为大别山区茶叶产业充分利用气候资源、高效趋利避害、合理优化产业布局提供科学依据。
基于大别山区35个气象观测站1971—2020年逐日气象资料、DEM数据，采用气候统计分析、逐步订正法和趋势面插值等方法，对茶叶光合生产潜力（YQ）、光温生产潜力（YT）和气候生产潜力（YW）时空变化特征、气候资源贡献率及其对气候变化的响应进行了分析。结果表明：大别山区茶叶YQ和YW呈下降趋势，降幅分别为0.58和0.05 t·hm-2·(10a)-1，YT呈增加趋势，增幅为0.36 t·hm-2·(10a)-1；空间分布上，YQ随纬度的增加而增加，YT随纬度和海拔的增加而减少，YW随纬度的增加而减少、随海拔的增加而增加；太阳辐射、温度和降水对YW的贡献率分别为26%、48%、26%，温度的促进作用与太阳辐射和降水的抑制作用相互抵消，致使YW总体呈动态平衡趋势；气候变化背景下，大别山区北部地区较南部地区YQ下降趋势更加明显，南部地区较北部地区YT增加趋势更加明显，YW在低海拔地区呈增加趋势而在高海拔地区呈下降趋势。研究结果可为大别山区茶叶产业充分利用气候资源、高效趋利避害、合理优化产业布局提供科学依据。
2023, 51(2):302-308.
DOI: 10.19517/j.1671-6345.20220123
摘要:
利用典型樱桃园区2018—2020年物候观测数据及相近区域气象观测站气温数据、2006—2020年国家自动气象观测站气温数据，确定了低温冻害研究时段，并按照积温（Growing Degree Days,GDD）模型划分了樱桃生育期气象指标，参照QX/T 88—2008作物霜冻害等级中樱桃不同生育期低温冻害指标，构建了以日最低气温、日平均气温、持续时间构成的低温冻害指数模型，进而建立了低温冻害指数与减产率线性回归模型；通过对比分析泊松分布、信息扩散方法、正态分布、韦伯分布4种概率分布模型在樱桃低温冻害指数分布中的适用检验，选取通过卡方拟合优度检验且差值标准差最小的信息扩散方法模型，厘定了石家庄露天樱桃低温冻害天气指数在不同触发条件下的保险纯费率，最高为2.045%，最低为0.173%。研究表明：在数据量较小的情况下，信息扩散方法模型的分布形态更加符合真实的概率分布形态，为尚未开展长序列观测的农作物天气指数保险产品的设计提供了理论思考。
利用典型樱桃园区2018—2020年物候观测数据及相近区域气象观测站气温数据、2006—2020年国家自动气象观测站气温数据，确定了低温冻害研究时段，并按照积温（Growing Degree Days,GDD）模型划分了樱桃生育期气象指标，参照QX/T 88—2008作物霜冻害等级中樱桃不同生育期低温冻害指标，构建了以日最低气温、日平均气温、持续时间构成的低温冻害指数模型，进而建立了低温冻害指数与减产率线性回归模型；通过对比分析泊松分布、信息扩散方法、正态分布、韦伯分布4种概率分布模型在樱桃低温冻害指数分布中的适用检验，选取通过卡方拟合优度检验且差值标准差最小的信息扩散方法模型，厘定了石家庄露天樱桃低温冻害天气指数在不同触发条件下的保险纯费率，最高为2.045%，最低为0.173%。研究表明：在数据量较小的情况下，信息扩散方法模型的分布形态更加符合真实的概率分布形态，为尚未开展长序列观测的农作物天气指数保险产品的设计提供了理论思考。
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