2022年第0卷第1期文章目次
2022(1):1-8.
摘要:
利用陕西逐24 h降水站点实况资料，ECMWF、NCEP和CMA-GFS模式降水预报资料、中央气象台预报订正系统（SCMOC）产品、陕西动态交叉最优要素预报（DCOEF）产品等，应用国家气象中心全流程检验程序库Meteva，综合评估各模式在陕西汛期4次暴雨过程中的预报能力。结果表明，当暴雨过程以连续系统性降水为主时，各模式预报准确率整体较高，但对突发性、局地分散性短时强降水，均表现为预报能力不足。总体上，以中央气象台SCMOC产品和陕西智能网格预报DCOEF产品表现较佳，欧洲中心ECMWF次之。随着预报时效的增加，各模式晴雨预报准确率均呈稳定态势，评分较优，而暴雨及以上TS评分在24 h后递减明显，仅DCOEF较为稳定。对不同地理区域的暴雨及以上等级强降水，陕北是ECMWF预报准确率更高，关中西部和陕南西部则是DCOEF表现最优，而关中东部和陕南南部局地的暴雨及以上量级，SCMOC评分更高。DCOEF对暴雨及以上量级命中率较高，但对暴雨范围预报略偏大；在日变化时间尺度内，对降水趋势把握较准确，但在峰值时间和峰值强度上存在偏差。
利用陕西逐24 h降水站点实况资料，ECMWF、NCEP和CMA-GFS模式降水预报资料、中央气象台预报订正系统（SCMOC）产品、陕西动态交叉最优要素预报（DCOEF）产品等，应用国家气象中心全流程检验程序库Meteva，综合评估各模式在陕西汛期4次暴雨过程中的预报能力。结果表明，当暴雨过程以连续系统性降水为主时，各模式预报准确率整体较高，但对突发性、局地分散性短时强降水，均表现为预报能力不足。总体上，以中央气象台SCMOC产品和陕西智能网格预报DCOEF产品表现较佳，欧洲中心ECMWF次之。随着预报时效的增加，各模式晴雨预报准确率均呈稳定态势，评分较优，而暴雨及以上TS评分在24 h后递减明显，仅DCOEF较为稳定。对不同地理区域的暴雨及以上等级强降水，陕北是ECMWF预报准确率更高，关中西部和陕南西部则是DCOEF表现最优，而关中东部和陕南南部局地的暴雨及以上量级，SCMOC评分更高。DCOEF对暴雨及以上量级命中率较高，但对暴雨范围预报略偏大；在日变化时间尺度内，对降水趋势把握较准确，但在峰值时间和峰值强度上存在偏差。
2022(1):9-16.
摘要:
利用NCEP 1°×1°再分析数据资料、国家气象站常规地面和高空观测资料，安康及汉中多普勒雷达站资料，对2015年6月28日和2016年6月23日发生在陕西南部的由西南涡引发的两次暴雨过程（下文分别简称“6·28”过程和“6·23”过程）进行综合对比分析。结果表明：这两次过程都受地形、西风槽和中低层低涡影响，“6·28”过程系统移动缓慢，低层水汽输送更强，整个过程降水时间长；“6·23”过程中低层的比湿梯度大，除了受低层低涡的辐合作用，还受锋面次级环流的动力抬升作用，垂直上升运动强烈，雨强更强。两次过程中高层都存在干冷空气侵入，从而增大了大气的不稳定度和垂直涡度，使得降水强度增大，中高层干冷空气侵入的强度及时间可作为短时暴雨开始时间的预报着眼点。多普勒雷达图上，两次过程都存在反射率因子强度大于45 dBz的强对流云团，与强回波中心相应的24°仰角基本速度图上在中层都存在风速大于12 m/s的大风速中心或正负速度对而形成的强辐合。
利用NCEP 1°×1°再分析数据资料、国家气象站常规地面和高空观测资料，安康及汉中多普勒雷达站资料，对2015年6月28日和2016年6月23日发生在陕西南部的由西南涡引发的两次暴雨过程（下文分别简称“6·28”过程和“6·23”过程）进行综合对比分析。结果表明：这两次过程都受地形、西风槽和中低层低涡影响，“6·28”过程系统移动缓慢，低层水汽输送更强，整个过程降水时间长；“6·23”过程中低层的比湿梯度大，除了受低层低涡的辐合作用，还受锋面次级环流的动力抬升作用，垂直上升运动强烈，雨强更强。两次过程中高层都存在干冷空气侵入，从而增大了大气的不稳定度和垂直涡度，使得降水强度增大，中高层干冷空气侵入的强度及时间可作为短时暴雨开始时间的预报着眼点。多普勒雷达图上，两次过程都存在反射率因子强度大于45 dBz的强对流云团，与强回波中心相应的24°仰角基本速度图上在中层都存在风速大于12 m/s的大风速中心或正负速度对而形成的强辐合。
2022(1):17-21.
摘要:
以陕西省99个地面自动气象站和1台测风塔作为检验站点，评估了2018年1月1日至2020年12月31日中国气象局陆面数据同化业务系统（CLDAS）的10 m风产品在陕西省的质量。结果表明：CLDAS 10 m风速产品能够较好地反映陕西省风速的时间和空间分布特征，陕西大部分地区风速的准确率为55%~75%、平均绝对误差小于0.8 m/s，风向的准确率为30%~75%；实况风速越大，CLDAS风速的质量越差。偏弱率是影响CLDAS风速质量的主要因子，当实况风速在8级以上时，CLDAS风速的偏弱率达到100%，平均绝对误差达到14.1 m/s。以测风塔资料作为检验数据，利用递减平均方法对CLDAS风速进行订正，订正后CLDAS风速的逐月和日变化曲线较订正前更接近实况，平均绝对误差从订正前的1.9～2.8 m/s降低到1.1～1.3 m/s。
以陕西省99个地面自动气象站和1台测风塔作为检验站点，评估了2018年1月1日至2020年12月31日中国气象局陆面数据同化业务系统（CLDAS）的10 m风产品在陕西省的质量。结果表明：CLDAS 10 m风速产品能够较好地反映陕西省风速的时间和空间分布特征，陕西大部分地区风速的准确率为55%~75%、平均绝对误差小于0.8 m/s，风向的准确率为30%~75%；实况风速越大，CLDAS风速的质量越差。偏弱率是影响CLDAS风速质量的主要因子，当实况风速在8级以上时，CLDAS风速的偏弱率达到100%，平均绝对误差达到14.1 m/s。以测风塔资料作为检验数据，利用递减平均方法对CLDAS风速进行订正，订正后CLDAS风速的逐月和日变化曲线较订正前更接近实况，平均绝对误差从订正前的1.9～2.8 m/s降低到1.1～1.3 m/s。
2022(1):22-27.
摘要:
基于2012—2018年风云系列卫星云图资料（红外图像、水汽图像、TBB图像），区域自动站小时降雨资料，高空、地面常规观测资料，统计分析阿克苏地区短时强降雨的时空变化和卫星云图特征。结果表明：（1）短时强降雨主要出现于6—8月的16—20时，空间分布为北部山区最多、浅山区次之、平原及南部沙漠地区最少，降雨强度多为100～199 mm/h，小时最大降雨量出现在乌什北部山区；（2）区域性短时强降雨卫星云图环流分型为西南气流型和西北气流型；（3）主要影响云系为低槽锋面云系、雷暴云团（以此为主）；（4）雷暴云团主要生成方式为低涡外围分裂以及多雷暴云单体，主要生成于拜城县北部山区、温宿县北部山区，生成时段集中在13—16时，形状大多呈团状，主要路径为自西向东，强降雨往往发生于云团发展的中后期；（5）水汽边界主要有斜压叶急流边界、底涌边界对应于西南气流和西北气流型；（6）强降雨多出现在TBB边缘密集带及TBB中心最低温度区域。
基于2012—2018年风云系列卫星云图资料（红外图像、水汽图像、TBB图像），区域自动站小时降雨资料，高空、地面常规观测资料，统计分析阿克苏地区短时强降雨的时空变化和卫星云图特征。结果表明：（1）短时强降雨主要出现于6—8月的16—20时，空间分布为北部山区最多、浅山区次之、平原及南部沙漠地区最少，降雨强度多为100～199 mm/h，小时最大降雨量出现在乌什北部山区；（2）区域性短时强降雨卫星云图环流分型为西南气流型和西北气流型；（3）主要影响云系为低槽锋面云系、雷暴云团（以此为主）；（4）雷暴云团主要生成方式为低涡外围分裂以及多雷暴云单体，主要生成于拜城县北部山区、温宿县北部山区，生成时段集中在13—16时，形状大多呈团状，主要路径为自西向东，强降雨往往发生于云团发展的中后期；（5）水汽边界主要有斜压叶急流边界、底涌边界对应于西南气流和西北气流型；（6）强降雨多出现在TBB边缘密集带及TBB中心最低温度区域。
2022(1):28-34.
摘要:
利用陕西省94个气象站1981—2020年气象观测资料计算了全省风蚀气候因子指数，采用气候趋势分析、空间插值、敏感性分析等方法，分析了陕西省风蚀气候侵蚀力演变特征及其对风速变化的响应。结果表明：（1）陕西省1981—2020年平均风蚀气候侵蚀力为318，侵蚀力较小，年际变化显著，但变化趋势不明显；风蚀气候侵蚀力在20世纪90年代最强，2010年代最弱；其季节变化特征为春季最大，冬季次之，夏秋季较小。（2）风蚀气候侵蚀力呈现北高南低的分布特征；大部分地区风蚀气候侵蚀力较弱，仅有10%左右的地区风蚀气候侵蚀力较强，主要分布在榆林地区。（3）风蚀气候侵蚀力与平均风速空间分布较为一致，且在风蚀较强的冬、春两季二者空间一致性更高；敏感性分析显示，陕北地区春季风蚀气候侵蚀力对平均风速更为敏感，关中地区冬季敏感性高于春季。
利用陕西省94个气象站1981—2020年气象观测资料计算了全省风蚀气候因子指数，采用气候趋势分析、空间插值、敏感性分析等方法，分析了陕西省风蚀气候侵蚀力演变特征及其对风速变化的响应。结果表明：（1）陕西省1981—2020年平均风蚀气候侵蚀力为318，侵蚀力较小，年际变化显著，但变化趋势不明显；风蚀气候侵蚀力在20世纪90年代最强，2010年代最弱；其季节变化特征为春季最大，冬季次之，夏秋季较小。（2）风蚀气候侵蚀力呈现北高南低的分布特征；大部分地区风蚀气候侵蚀力较弱，仅有10%左右的地区风蚀气候侵蚀力较强，主要分布在榆林地区。（3）风蚀气候侵蚀力与平均风速空间分布较为一致，且在风蚀较强的冬、春两季二者空间一致性更高；敏感性分析显示，陕北地区春季风蚀气候侵蚀力对平均风速更为敏感，关中地区冬季敏感性高于春季。
2022(1):35-40.
摘要:
利用2011—2020年5—9月新乡市国家级自动气象站逐小时降水量观测数据，对新乡市短时强降水的时空分布特征及过程发生前的环境背景场进行分析，结果表明：新乡市短时强降水空间分布与局地地形关系密切，短时强降水频次和极值雨强均呈现由西至东递减的趋势。短时强降水频次年变化差异显著，多的年份可达52次，少的年份仅3次，月变化呈单峰型，7月最大，极值雨强、短时强降水日数的年、月变化趋势与短时强降水频次一致；短时强降水频次最多出现在午后到傍晚，但极值雨强易出现在凌晨。新乡市短时强降水概念模型分别为副高边缘型、低槽型、华北低涡型、东北低涡槽后型、切变型，其中，副高边缘型占比最多，多发生在7月—8月中旬，低槽型常产生小范围短时强降水，主要出现在6—8月，华北低涡型以大范围短时强降水为主，主要出现在7月，东北低涡槽后型对流特征最为明显，6月上旬多发，切变型较少出现，主要出现在7月下旬至8月上旬。
利用2011—2020年5—9月新乡市国家级自动气象站逐小时降水量观测数据，对新乡市短时强降水的时空分布特征及过程发生前的环境背景场进行分析，结果表明：新乡市短时强降水空间分布与局地地形关系密切，短时强降水频次和极值雨强均呈现由西至东递减的趋势。短时强降水频次年变化差异显著，多的年份可达52次，少的年份仅3次，月变化呈单峰型，7月最大，极值雨强、短时强降水日数的年、月变化趋势与短时强降水频次一致；短时强降水频次最多出现在午后到傍晚，但极值雨强易出现在凌晨。新乡市短时强降水概念模型分别为副高边缘型、低槽型、华北低涡型、东北低涡槽后型、切变型，其中，副高边缘型占比最多，多发生在7月—8月中旬，低槽型常产生小范围短时强降水，主要出现在6—8月，华北低涡型以大范围短时强降水为主，主要出现在7月，东北低涡槽后型对流特征最为明显，6月上旬多发，切变型较少出现，主要出现在7月下旬至8月上旬。
2022(1):41-46.
摘要:
利用1953—2020年华山气象站逐年、月、日和小时地面气象观测资料，采用线性趋势分析、小波分析及MannKendall突变检验等方法，分析了华山大风的气候特征和变化趋势。结果表明：华山每个月都有大风出现，7—9月出现次数较少，8月最少，平均71 d；春季3—5月是华山大风的高发期，4月增至最多，平均126 d；大风强度春季最大，月平均最大风速和月平均极大风速最大值均出现在春季；大风具有明显的日变化，傍晚（20时前后）出现大风的次数最多，早晨（08时前后）出现大风的次数最少。华山6级以上风以6～7级SSW为主，SW、WNW次之。近68 a华山大风日数呈波动减少趋势，存在28 a的长周期变化特征。
利用1953—2020年华山气象站逐年、月、日和小时地面气象观测资料，采用线性趋势分析、小波分析及MannKendall突变检验等方法，分析了华山大风的气候特征和变化趋势。结果表明：华山每个月都有大风出现，7—9月出现次数较少，8月最少，平均71 d；春季3—5月是华山大风的高发期，4月增至最多，平均126 d；大风强度春季最大，月平均最大风速和月平均极大风速最大值均出现在春季；大风具有明显的日变化，傍晚（20时前后）出现大风的次数最多，早晨（08时前后）出现大风的次数最少。华山6级以上风以6～7级SSW为主，SW、WNW次之。近68 a华山大风日数呈波动减少趋势，存在28 a的长周期变化特征。
2022(1):47-52.
摘要:
选用海南岛18个市县气象观测站1981—2017年日降水资料，利用线性趋势、相关分析等方法研究了海南岛汛期降水变化特征及其与旱涝之间的关系，结果表明：汛期小雨日数的大值区主要分布在中部山区，中雨、大雨日数的大值区主要分布在中部、东南部地区，暴雨、大暴雨日数的大值区主要分布在中部、东部地区，而特大暴雨日数的大值区主要分布在西部的临高、昌江一带；小雨、中雨、大暴雨日数月变化为单峰结构，大雨、暴雨、特大暴雨日数呈现出双峰结构；暴雨和特大暴雨日数的变化呈明显的增多趋势，且暴雨日数在2005年前后出现增多的突变；各等级降水日数与汛期总降水量相关性由高到低依次为暴雨、大暴雨，特大暴雨、大雨、中雨、小雨；暴雨、大暴雨无论是涝年还是旱年均有显著影响，特大暴雨仅对涝年影响较大，大雨对旱年影响较大。
选用海南岛18个市县气象观测站1981—2017年日降水资料，利用线性趋势、相关分析等方法研究了海南岛汛期降水变化特征及其与旱涝之间的关系，结果表明：汛期小雨日数的大值区主要分布在中部山区，中雨、大雨日数的大值区主要分布在中部、东南部地区，暴雨、大暴雨日数的大值区主要分布在中部、东部地区，而特大暴雨日数的大值区主要分布在西部的临高、昌江一带；小雨、中雨、大暴雨日数月变化为单峰结构，大雨、暴雨、特大暴雨日数呈现出双峰结构；暴雨和特大暴雨日数的变化呈明显的增多趋势，且暴雨日数在2005年前后出现增多的突变；各等级降水日数与汛期总降水量相关性由高到低依次为暴雨、大暴雨，特大暴雨、大雨、中雨、小雨；暴雨、大暴雨无论是涝年还是旱年均有显著影响，特大暴雨仅对涝年影响较大，大雨对旱年影响较大。
2022(1):53-58.
摘要:
基于2014—2018年关中区域西安、咸阳、渭南、铜川、宝鸡等5个主要城市6种大气污染物（PM10、PM25、SO2、CO、NO2、O3）的逐日平均质量浓度和气象探空资料，分析了关中地区大气污染物时空分布特征、重污染过程持续性特征及逆温发生频率。结果表明：关中地区大气污染超标日达31%以上，西安最多为47%，其中颗粒物的污染程度高于气态污染物，盆地底部西安、咸阳的年均颗粒物质量浓度较盆地边沿的铜川高10~15 μg/m3；首要污染物在冬季以PM25为主，频率达84%以上，夏季以O3为主；与北京、上海和广州相比，西安重污染过程持续时间最长，平均为94 d，这与冬半年频繁的逆温现象相关，西安08时逆温出现频率达69%。
基于2014—2018年关中区域西安、咸阳、渭南、铜川、宝鸡等5个主要城市6种大气污染物（PM10、PM25、SO2、CO、NO2、O3）的逐日平均质量浓度和气象探空资料，分析了关中地区大气污染物时空分布特征、重污染过程持续性特征及逆温发生频率。结果表明：关中地区大气污染超标日达31%以上，西安最多为47%，其中颗粒物的污染程度高于气态污染物，盆地底部西安、咸阳的年均颗粒物质量浓度较盆地边沿的铜川高10~15 μg/m3；首要污染物在冬季以PM25为主，频率达84%以上，夏季以O3为主；与北京、上海和广州相比，西安重污染过程持续时间最长，平均为94 d，这与冬半年频繁的逆温现象相关，西安08时逆温出现频率达69%。
2022(1):59-65.
摘要:
以陕西关中为研究区域，利用杨凌和长武的玉米试验数据校正和验证了APSIM模型，结合1971—2010年的气象数据，模拟了不同播期和种植密度情形下的玉米潜在生产力。结果显示：APSIM模型在关中地区适应性较好。夏玉米潜在产量和雨养潜在产量分别为8 756和4 236 kg/hm2，春玉米分别为13 138和6 163 kg/hm 2，通过灌溉最高可分别增产52%和53%，而降雨量是制约该地区玉米生产的主要气候因子。适当推迟播期和提高种植密度可以有效提高玉米潜在产量和水分利用效率（water use efficiency, WUE）。其中，夏玉米潜在产量和雨养潜在产量最高可分别提高200%和242%，春玉米可分别提高217%和228%；夏玉米潜在WUE和雨养潜在WUE可分别提高227%和208%，春玉米可分别提高144%和200%。因此，同时优化播期和种植密度可以有效提高关中玉米的气候生产潜力。
以陕西关中为研究区域，利用杨凌和长武的玉米试验数据校正和验证了APSIM模型，结合1971—2010年的气象数据，模拟了不同播期和种植密度情形下的玉米潜在生产力。结果显示：APSIM模型在关中地区适应性较好。夏玉米潜在产量和雨养潜在产量分别为8 756和4 236 kg/hm2，春玉米分别为13 138和6 163 kg/hm 2，通过灌溉最高可分别增产52%和53%，而降雨量是制约该地区玉米生产的主要气候因子。适当推迟播期和提高种植密度可以有效提高玉米潜在产量和水分利用效率（water use efficiency, WUE）。其中，夏玉米潜在产量和雨养潜在产量最高可分别提高200%和242%，春玉米可分别提高217%和228%；夏玉米潜在WUE和雨养潜在WUE可分别提高227%和208%，春玉米可分别提高144%和200%。因此，同时优化播期和种植密度可以有效提高关中玉米的气候生产潜力。
2022(1):66-71.
摘要:
天气雷达主要用于探测降水的演变过程，但它也可监测爆炸事件的回波。为研究多普勒天气雷达探测爆炸燃烧事件的回波特征和散射机理，利用位于天津滨海新区西南部的沧州多普勒天气雷达，对2015年8月12日23:30左右天津塘沽发生的重大爆炸事故进行分析研究。结果发现：在爆炸前期和后期，回波的形成机理分别为粒子散射和湍流衍射；爆炸具有区别于气象回波的孤立回波特征，回波呈水平尺度较小、突然出现且强度较大的特点；回波的生消演变与爆炸情况相吻合，在反射率因子垂直剖面图上有蘑菇云特征。多普勒天气雷达的回波资料可以作为一种补充资料，为爆炸燃烧后的灾情监测和灾后调查提供参考依据。
天气雷达主要用于探测降水的演变过程，但它也可监测爆炸事件的回波。为研究多普勒天气雷达探测爆炸燃烧事件的回波特征和散射机理，利用位于天津滨海新区西南部的沧州多普勒天气雷达，对2015年8月12日23:30左右天津塘沽发生的重大爆炸事故进行分析研究。结果发现：在爆炸前期和后期，回波的形成机理分别为粒子散射和湍流衍射；爆炸具有区别于气象回波的孤立回波特征，回波呈水平尺度较小、突然出现且强度较大的特点；回波的生消演变与爆炸情况相吻合，在反射率因子垂直剖面图上有蘑菇云特征。多普勒天气雷达的回波资料可以作为一种补充资料，为爆炸燃烧后的灾情监测和灾后调查提供参考依据。
2022(1):72-76.
摘要:
为了探究近10年福州发展对城市热环境产生的影响，利用Landsat TM/OLI/TIRS卫星影像资料开展福州市城市热岛效应卫星遥感监测，分析福州市城市热环境变化特征。结果显示，2010—2020年福州市城市热岛面积有所扩大，特别是长乐区、福清市、闽侯县上街镇等区域扩大明显。城市热岛强度统计显示，强热岛和较强热岛面积均有扩大，弱热岛面积有所减小。
为了探究近10年福州发展对城市热环境产生的影响，利用Landsat TM/OLI/TIRS卫星影像资料开展福州市城市热岛效应卫星遥感监测，分析福州市城市热环境变化特征。结果显示，2010—2020年福州市城市热岛面积有所扩大，特别是长乐区、福清市、闽侯县上街镇等区域扩大明显。城市热岛强度统计显示，强热岛和较强热岛面积均有扩大，弱热岛面积有所减小。
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