摘要:

摘要:准确测量大气中云和气溶胶的辐射特性对数值天气预报和气候变化具有重要意义。搭载在风云三号降水卫星上的偏振载荷是国内首个具有短波红外通道的多角度偏振成像仪（Polarization and MultiAngle Imager, PMAI），计划于2023年年初发射，为气溶胶—云—降水观测链条提供重要支撑。该仪器运行在非太阳同步的倾斜轨道，可提供3 km（星下点）空间分辨率和700 km幅宽的图像。PMAI的观测通道包括1030 nm、1370 nm、1640 nm的偏振通道和相应的非偏振通道，可提供14个角度的观测信息。PMAI将利用自然目标的在轨替代定标和同平台仪器的交叉定标，实现5%的辐射测量精度。观测和仿真数据表明PMAI拥有描述云和气溶胶特性的独特优势。全新的短波红外通道的多角度偏振测量可以优化云相态识别和云微物理参数反演、气溶胶的地气解耦以及地表方向反射特征的表述。处于非太阳同步轨道的PMAI具有独特观测几何，可以获得大气粒子辐射更宽的散射角分布信息。此外，PMAI可联合同平台中分辨率光谱成像仪的可见近红外和热红外通道的观测信息，进行云和气溶胶的协同反演。

摘要:我国极度缺乏结冰气象条件中的云层数据，我国民用航空规章第25部附录C结冰条件只能复制于美国航空规章，对飞行探测得到的结冰云层数据进行附录C符合性分析的方法也少有研究。附录C结冰条件形成于20世纪40年代末，当时的探测手段与如今采用先进探测仪器所获取的数据形式有很大差异，因此首先明确附录C结冰条件参数的具体定义，根据当前探测仪器测量数据的高分辨率特性，对数据处理与分析方法进行研究。最后基于该方法对安庆结冰气象探测数据进行了分析，从分析结果看，该方法能够清晰呈现所探测结冰云层的结冰条件基本特征及其与附录C的符合性程度。

摘要:雪密度、雪压等积雪参数资料的缺乏是南方地区雪灾精细化防御研究的难点之一，通过历史地面积雪气象观测资料来反演测站及周边的雪密度，是对现有积雪监测资料的有益补充。本文利用湖北省76站的逐日气象观测资料，分析并选取了积雪期的积雪日数、积雪深度、气温、日照等8个影响雪密度的自变量因子，构建了雪密度的随机森林回归(RF)模型，并通过RF模型反演数据，分析了湖北省雪密度和雪压分布情况。结果表明：①雪密度RF模型预测的均方根误差为0.04 g/cm³左右，可以用于湖北省雪密度资料反演。②湖北省平均雪密度在0.14～0.20 g/cm³之间，从中部以0.17 g/cm³为界分为东西两个区，东部区雪密度较大。③湖北省近60年来最大雪压值在1.3～6.7 g/cm²之间，不同重现期最大雪压分布存在鄂西北和鄂东两个高值区，且鄂东区的中北部基本雪压值更大。〖JP〗

摘要:利用欧洲中心ERA-Interim逐日再分析资料，基于南支槽客观识别方法定义了一个南支槽强度指数，并结合格点降水资料，对1980—2019年冬季南支槽强度的年际变化特征及其与中国降水、大气环流和水汽输送的联系进行了研究。结果表明：① 南支槽强度变化主要呈准4年周期。② 赤道中东太平洋海温是影响南支槽年际变化的一个重要因素，与南支槽强度有很强的负相关关系，其中Nino 3区的海温变化对南支槽强度的影响更显著。③ 南支槽偏强年从云南南部到华南一带降水量较常年偏多，其中广东、湖南和江西南部至福建一带降水量较常年偏多30 mm以上；南支槽偏弱年西南至华南一带降水较常年偏少，其中广东、广西东部降水量较常年偏少30 mm以上。④ 南支槽偏强年时存在两支异常水汽输送路径，一支为从赤道以北至10°N，从60°E延伸至菲律宾附近的异常强西风水汽输送带；另一支位于20°N附近，由南支槽的槽前西南气流将孟加拉湾地区水汽输送到我国境内，是冬季西南与华南的主要水汽通道。

摘要:选取1961—2020年青海高原50个地面气象观测站逐月气温（平均、最高、最低）、降水和风速资料，利用气候变化趋势转折判别模型（Piecewise Linear Fitting Model,PLFIM）、气候倾向率等方法，分析青海高原气候变化的时空分布和年代际趋势转折变化等特征。结果表明：〖JP2〗①近60年来青海高原年平均气温呈显著上升趋势，其中平均最低气温的升温速率尤为明显，为0.62 ℃·（10a）^-1;年降水量呈波动上升趋势，进入21世纪后呈显著增加趋势，速率为39.9 mm·（10a）^-1;年平均风速整体呈减小趋势，其中以茫崖站最为明显，风速减小速率为-0.56 m·s^-1·（10a）^-1。②年平均气温和平均最高气温在1972年和1983年发生了年代际趋势转折，平均最高气温第3次转折发生在2009年，平均最低气温没有发生明显的年代际趋势转折。年降水在1972年、1983年和2000年发生年代际趋势转折;年平均风速发生在1998年和2009年。③与旧气候态（1961—1990年）相比，新气候态下（1991—2020年）青海高原年平均气温、平均最高气温和平均最低气温的均值分别上升了1.16 ℃、1.22 ℃和1.81 ℃，向高温方向漂移，且概率密度分布形状更加偏平，气候趋于不稳定;④在全球变暖背景下，青海高原年平均气温和年降水量均呈增加趋势，其中年平均气温的增温速率远超中国、同纬度地区及全球平均水平;降水量年际波动较大，但整体呈增加趋势。

摘要:基于1999—2019年地面气象观测资料，对东亚主要沙尘源地（蒙古国、中国新疆和内蒙古）及中国沙源地下游地区的沙尘天气频数演变特征进行了分析，结果表明：蒙古国是沙尘天气发生最严重的地区，且有明显增加的趋势，扬沙、沙尘暴和强沙尘暴均远高于其他区域。中国整体沙尘天气数量显著减少，新疆快速增多，内蒙古和下游地区明显减少。新疆浮尘发生频次最高，近21 a线性倾向呈明显上升趋势；内蒙古扬沙频次最高，强沙尘暴最少，4类天气均呈逐年减少趋势；我国下游地区多发浮尘和扬沙，沙尘暴和强沙尘暴发生次数很少，全部沙尘天气呈减少趋势。1999—2004年为我国沙尘天气高发期， 2005—2019年明显减少，其中2010—2014年减少速度最快。沙尘源地对我国沙尘天气总数的贡献持续增大，从2000年初的39%增长到2015年之后的71%。作为沙尘源地，蒙古国对沙尘天气产生的作用有所增强，而内蒙古则在减弱；国内沙尘源地导致的能够影响并扩展至中国下游地区和下游国家的强沙尘天气显著减少。

摘要:为探究华东地区能见度变化情况，利用1973—2020年的能见度数据、2014—2019年的气象要素和污染物浓度数据，采用趋势分析、经验正交函数（Empirical Orthogonal Function，EOF）分解、相关分析的方法，分析了能见度时空变化特征及影响因子。结果表明：①1973—2020年能见度呈显著（p<0.01）下降趋势，变化倾向率为-1.315 km/10a，季节之间存在差异，夏、秋季能见度下降速率较大分别为1.681 km/10a、1.443 km/10a；冬、春季下降幅度相对较小分别为1.092 km/10a、1.091 km/10a。其中，1973—2012年能见度呈显著（p<0.01）下降趋势，变化倾向率为-1.204 km/10a，2013—2020年能见度呈不显著（p>0.05）增加趋势，变化倾向率为2.229 km/10a，近8年（2013—2020年）来能见度存在明显改善。②华东地区南部、北部能见度较好，中部能见度较差。EOF分解第1模态表明华东地区能见度整体变化趋势一致，第2模态具有明显的区域差异。③能见度与相对湿度、PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂均呈负相关，与O₃质量浓度呈正相关，相对湿度是对能见度下降影响最大的因子，其次是PM_2.5质量浓度。气温和气压与能见度的关系存在较强的不确定性。

摘要:2021年8月西南地区东部降水量为1961年以来同期第2多，比历史最多的1998年仅差0.9 mm，极为异常。利用西南地区东部118个气象台站1961—2021年夏季8月逐日降水资料及ERA5逐月高度场、纬向风、经向风、比湿和水汽场等再分析资料，采用拉格朗日水汽轨迹模式和现代统计诊断方法，分析了2021年8月西南地区东部降水出现异常偏多的主要水汽输送条件和水汽来源、造成降水异常的大气环流特征等。结果表明：2021年8月西南地区东部水汽的净流入主要来自于对流层中、低层，以低层的水汽贡献最大；2021年8月水汽输送路径有一定的独特性，以低层来自于我国东部地区的水汽路径的轨迹数量最多，与以往水汽主要轨迹和贡献来自南部路径的特征有所不同。2021年8月西南地区东部降水异常偏多与大气环流异常紧密相关，主是体现在500 hPa高度场上乌拉尔山附近和鄂霍次克海阻高异常偏强、中纬度低值系统（东北低涡等）异常活跃、印度低压偏弱和和西太副高异常西伸且强度偏强；大气环流系统引导下有利的水汽输送造成了西南地区东部降水的异常偏多。印度洋海温的持续偏暖可能是维持2021年8月西太副高持续偏强、偏西的重要外强迫因子；而同期鄂霍次克海阻塞高压的异常偏强可能与西北太平洋海温的异常偏暖有关，并对西南地区降水偏多起到了积极的作用。

摘要:利用浙江省2019年2月地面气象观测资料、FY-2G红外云图资料、NCEP和ERAInterim再分析资料，对浙江省2019年冬末春初典型的连阴雨天气过程的成因进行了分析，得出以下结论：①连阴雨期间500 hPa极涡呈偶极型，主体持续收缩在北极附近，浙江位于700 hPa和850 hPa切变南侧稳定的西南气流及温度正距平中，对流层高层西风急流持续偏强、位置偏北，强度和位置变化超前于降雨；②源自孟加拉湾北部至青藏高原、中南半岛到南海的两条水汽通道持续输送水汽至我国华东地区，浙江同时受两条水汽带叠加影响时雨强达到最大，红外卫星云图分析可对水汽输送通道和天气形势作大致判断，提供降雨预报辅助性参考；③700 hPa湿Q矢量显著辐合区和850 hPa经向风0 m·s^-1等风速线重叠的区域易出现明显降雨，集中降雨时段浙江上空存在很大的低层假相当位温和水汽通量的水平梯度，水汽输送带位于梯度区之上。

摘要:基于地面和高空观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料及多普勒雷达等资料，对发生在山东两次相似环流形势的华北冷涡背景下，造成不同类型的强对流天气进行对比分析。结果表明：①2016年6月14日发生的强对流天气(“6·14”过程)以雷暴大风和短时强降水为主，发生在低层弱的垂直风切变环境中，对流层中下层（400～900 hPa）存在较为深厚的暖湿平流，水汽输送充沛，同时造成0 ℃、-20 ℃层高度抬升，有利于短时强降水而不利于冰雹产生；2018年6月13日发生的强对流天气（“6·13”过程）以雷暴大风和冰雹为主，发生在较强的条件不稳定层结和强的低层垂直风切变环境中，400～500 hPa冷平流以及低层暖平流的同时增强，有利于对流层中层的温度垂直递减率进一步增大，造成-30～-20 ℃层进一步下降，促成了大冰雹的发生环境。②“6·14”过程是由地面辐合线触发，“6·13”过程是由锋面触发。③“6·14”过程强反射率因子高度低，无明显高悬强回波结构，利于出现短时强降水;“6·13”过程具有单体结构密实和明显高悬强回波结构特征,因此，6·13”过程对流强度更强，更容易出现冰雹。

摘要:利用自动气象站、多普勒雷达、FY4A、ECMWF模式、NCEP再分析资料，对2020年7月17—19日特大暴雨过程进行分析。结果表明：特大暴雨出现在安徽大别山附近和庐江两地，是中尺度气旋扰动环境下准静止的中尺度对流系统（MCS）以及MCS中准静止的涡旋状单体所产生。特大暴雨在高能量、强不稳定背景下，由中部和东部的中尺度气旋传播所致。中尺度气旋传播过程中单体不断新生、合并增强且移动缓慢，配合急流、辐合、干侵入、垂直环流等因素对组织化的MCS发展演变起到相当作用。低层切变线南侧到华南的西南急流，将水汽输送到安徽并在此有强烈辐合；高空、低空和超低空都存在急流，高低空急流耦合加剧MCS的强烈发展；地面辐合线是前期MCS的触发机制，伴随干冷空气的入侵，加大了大气的斜压性和MCS的对流不稳定；梅雨锋南北两侧都有垂直环流圈，即对流与高空急流之间通过对流加热在高空急流入口处产生热成风调整，维持梅雨锋的发展演变，强的上升下沉运动促进MCS的加强和降水的连续发生；大别山地形抬升和上游狭管效应是两地特大暴雨诱因。

摘要:利用气象观测资料、雷电定位资料、ERA5再分析资料和双偏振雷达资料，分析了2021年11月6—7日发生在山东西北部一次极端“雷打雪”天气过程。结果表明：①雷暴和降雪出现在冷锋后部150 km以外，属于冬季冷锋型高架对流。雷电维持时间和出现频数与降雪量有较好的对应关系。②环流形势具有下冷上暖的特点，低层为冷锋后的冷层，800 hPa附近为西南暖湿气流形成的暖层。西南低空急流和东北风超低空急流异常强盛，不仅提供了有利于对流产生的充足水汽，也使得深层垂直风切变达到6.7×10^-3 s^-1。③“雷打雪”发生前，鲁西北地区上空大气具有对流不稳定，随着冷空气侵入，冷垫逐渐增厚，鲁西北上空锋面附近具有条件对称不稳定，800 hPa中尺度低涡在逆温层之上触发了对流，产生雷电。④通过双偏振雷达产品可以看到，雷打雪发生时，站点周围存在明显的2层回波，-10 ℃层高度（约为600 hPa）冰相粒子浓度较大，可能是雷电机制之一。

摘要:2021年8月3日柳州市出现一次伴有短时强降水和下击暴流的强雷暴大风天气过程。利用观测资料以及柳州自动站分钟级数据、雷达、风廓线等资料，对此次过程中下击暴流的成因进行分析。结果表明：①此次过程是在大陆高压与热带辐合带间中低层为一致东北气流的背景下，弱垂直风切变与强不稳定能量、深厚干空气源、近地面的干绝热递减等有利环境条件下，由地面中尺度辐合线抬升触发的。②下击暴流初始回波具有脉冲风暴特征，之后发展成多单体风暴；下击暴流发生前有反射率核心下降，低层入流及中层径向辐合增强等特征，其垂直结构表现为低层辐散、中层辐合、中高层辐合旋转。③地面大风出现前风廓线雷达风场有明显高空动量下传和低层风速减小，大风出现在低层风速开始增强时刻，早于低层风速最强时。④下击暴流的产生与降水粒子的拖曳作用和负浮力有关；地形作用使得强对流回波沿地形运动，且下坡地形与峡谷效应对极端大风的形成有叠加作用。

摘要:利用2016—2021年ECWMF集合预报资料、浙江自动站实况资料等，计算浙江短时强降水、雷暴大风和冰雹等强对流天气相关物理量的极端天气预报指数（EFI：Extreme Forecast Index），分析EFI分布特征，并构建了分类强对流预报模型。结果表明：强对流天气与物理量的EFI有密切联系，发生短时强降水时，对流有效位能、整层可降水量、850 hPa与500 hPa温差和位温差的EFI较大，而垂直风切变的EFI为负值，因而较小的垂直风切变更有利于出现极端降水；发生雷暴大风和冰雹时，对流有效位能、850 hPa与500 hPa温差和位温差以及850 hPa温度露点差的EFI较大，700 hPa露点温度的EFI为负值，与上层干冷下层暖湿的有利层结条件有关。利用支持向量机多分类方法，将强对流天气相关物理量的EFI作为特征值开展训练，构建的预报模型对于非局地强对流天气有较好的预报效果，其中短时强降水的误判率明显低于雷暴大风。

摘要:使用祁连山北坡中段和东段5—9月面雨量和水文资料，运用非随机人工增雨试验中的序列检验、区域对比、区域双比和区域回归等4种数理统计效果检验评估方法，对2010—2020年在祁连山北坡东段开展的人工增雨作业效果进行检验评估。试验发现：4种效果检验评估方法均证明祁连山北坡东段开展的人工增雨试验为正效果，其中区域对比、区域双比、区域历史回归试验效果检验通过了显著性水平α≤0.10的显著性检验；通过对4种评估检验方法分析，区域历史回归试验方法使用的样本容量较大，避免了人为选择历史相似天气容易引入众多主观偏倚和争议的操作程序，产生的假效果相比其他试验最小、功效最高，可作为最终评估结果，祁连山北坡东段2010—2020年平均相对人工增雨效果为26%。进一步评估了祁连山北坡东段2010—2020年开展大规模人工增雨对石羊河流域生态环境改善的影响， 分析发现：石羊河年平均径流量增加了124.6%、民勤蔡旗断面年平均下泄水量增加了124.3%、民勤盆地地下水位上升了2.46 m，干涸近半个世纪的青土湖水域面积持续增大。

摘要:为科学设计渭北苹果花期冻害气象指数保险产品，提供气象指数保险技术参考。研究选取旬邑县作为陕西省渭北地区苹果代表县，利用1991—2020年气象、苹果花期物候、产量等数据，选取苹果花期冻害极端低温和过程累积危害指数作为备选气象指数，采用滑动平均〖CD*2〗灰色预测法分离苹果气象产量。通过气象指数与苹果减产率的相关分析，确定苹果花期冻害气象指数，构建苹果花期冻害气象指数与减产率之间的关系模型。利用苹果单产风险分布特点，选取6种分布模型利用参数分布法进行拟合，并根据Anderson-Darling(A-D)检验结果和概率密度函数图筛选最优分布。最后根据保险触发值，厘定不同赔付触发条件下的保险纯费率。结果表明：代表县苹果花期冻害过程累积危害气象指数T_s与减产率的相关性显著强于苹果花期冻害极端低温气象指数T_c；T_s与减产率之间存在正向线性关系模型；苹果单产风险分布符合柯西分布；当赔付触发条件对应2%、4%、6%、8%减产率时，旬邑县各乡镇苹果花期冻害气象指数保险产品纯费率区间为0.40%～1.84%。相较传统苹果农业保险产品，苹果花期冻害气象指数保险产品可实现差异化费率，有利于发挥气象指数保险优势。