2024年第0卷第2期文章目次
2024(2):1-7.
摘要:
利用高空、地面气象观测资料和相控阵双偏振天气雷达探测资料，对2022年7月15日夜间发生在西安地区一次短时暴雨天气过程进行分析。结果表明：（1）短波槽东移、中低层切变线和地面辐合线是此次短时暴雨的主要影响系统。（2）强降水回波为快速移动的带状和和片状强回波，均以积状云降水回波为主，50 dBz以上的强回波上升到7 km高度，为大陆型对流降水。速度图上有中尺度辐合区，有利于强降水的加强及维持。（3）强降水期间差分反射率因子（ZDR）值为1.5~2.8 dB，差分传播相移率（KDP）值为1.0~9.0 （°）/km，且在强回波前沿KDP集中在2~7 （°）/km，说明雨滴直径大且数密度相当大。当KDP维持在2.8 （°）/km时，1 min降水量将达到1 mm以上。
利用高空、地面气象观测资料和相控阵双偏振天气雷达探测资料，对2022年7月15日夜间发生在西安地区一次短时暴雨天气过程进行分析。结果表明：（1）短波槽东移、中低层切变线和地面辐合线是此次短时暴雨的主要影响系统。（2）强降水回波为快速移动的带状和和片状强回波，均以积状云降水回波为主，50 dBz以上的强回波上升到7 km高度，为大陆型对流降水。速度图上有中尺度辐合区，有利于强降水的加强及维持。（3）强降水期间差分反射率因子（ZDR）值为1.5~2.8 dB，差分传播相移率（KDP）值为1.0~9.0 （°）/km，且在强回波前沿KDP集中在2~7 （°）/km，说明雨滴直径大且数密度相当大。当KDP维持在2.8 （°）/km时，1 min降水量将达到1 mm以上。
2024(2):8-15.
摘要:
利用常规观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料以及HYSPLIT气流轨迹模式，对2021年11月6—7日山东西北部一次极端暴雪过程的水汽来源、动力和热力特征进行了综合分析。结果表明：（1）此次暴雪是发生在横槽转竖型寒潮天气过程中的回流性降雪，具有降水量大，初雪时间早，积雪深度深等特征，属于一次极端天气事件。（2）HYSPLIT模式水汽轨迹后向追踪显示，低空西南和东南暖湿气流对暴雪的水汽输送占比较大，两者对降水的水汽贡献分别为39%和59%，是暴雪的主要水汽来源。（3）低层由北向南“楔入”的冷空气，一方面将暖湿气流抬升，为暴雪的发生提供“冷垫”，另一方面与中低层的西南急流形成深厚的锋区和次级环流，锋生与次级环流的正反馈有利于暴雪的发展和维持。（4）湿位涡在暴雪区内呈现出MPV1>0且MPV2<0的配置，有利于中尺度对称不稳定能量的积累和释放，是暴雪发生发展的重要物理机制。
利用常规观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料以及HYSPLIT气流轨迹模式，对2021年11月6—7日山东西北部一次极端暴雪过程的水汽来源、动力和热力特征进行了综合分析。结果表明：（1）此次暴雪是发生在横槽转竖型寒潮天气过程中的回流性降雪，具有降水量大，初雪时间早，积雪深度深等特征，属于一次极端天气事件。（2）HYSPLIT模式水汽轨迹后向追踪显示，低空西南和东南暖湿气流对暴雪的水汽输送占比较大，两者对降水的水汽贡献分别为39%和59%，是暴雪的主要水汽来源。（3）低层由北向南“楔入”的冷空气，一方面将暖湿气流抬升，为暴雪的发生提供“冷垫”，另一方面与中低层的西南急流形成深厚的锋区和次级环流，锋生与次级环流的正反馈有利于暴雪的发展和维持。（4）湿位涡在暴雪区内呈现出MPV1>0且MPV2<0的配置，有利于中尺度对称不稳定能量的积累和释放，是暴雪发生发展的重要物理机制。
2024(2):16-22.
摘要:
利用榆林市12个国家气象观测站2016—2020年逐小时地面观测资料，统计分析了榆林地区雾的变化特征及地面气象条件。结果表明：（1）榆林地区各等级雾中强浓雾出现时数最多，特强浓雾鲜少出现；各等级雾都呈现显著的季节变化和日变化特征，多出现于秋季，10月最多，日变化呈单峰型，07:00前后达到峰值。（2）雾整体呈现“东多西少”的空间分布，大雾和浓雾主要出现在东南部的吴堡、绥德、清涧等地，西部的定边、靖边出现最少，强浓雾和特强浓雾主要出现在东南部的绥德、米脂等地，北部的府谷次之。（3）大雾和浓雾天气过程持续时间短，大多为1 h，强浓雾一旦生成，很难在短时间内消散；雾主要在夜间到凌晨生成，在日出后消散，强浓雾的生成和消散时段均比大雾和浓雾偏早且集中。（4）雾强度越强，对应地面相对湿度越高，温度露点差越低，气温和露点温度的降幅越大，风速越小；雾在地面各风向均可出现，但较盛行东南风和西北风。（5）强浓雾由于发生时数多、持续时间长，是榆林市影响最严重的大雾天气，95%强浓雾出现条件为相对湿度大于95%和温度露点差小于1 ℃，风速基本小于2 m/s，这对强浓雾的预报具有很好的指示意义。
利用榆林市12个国家气象观测站2016—2020年逐小时地面观测资料，统计分析了榆林地区雾的变化特征及地面气象条件。结果表明：（1）榆林地区各等级雾中强浓雾出现时数最多，特强浓雾鲜少出现；各等级雾都呈现显著的季节变化和日变化特征，多出现于秋季，10月最多，日变化呈单峰型，07:00前后达到峰值。（2）雾整体呈现“东多西少”的空间分布，大雾和浓雾主要出现在东南部的吴堡、绥德、清涧等地，西部的定边、靖边出现最少，强浓雾和特强浓雾主要出现在东南部的绥德、米脂等地，北部的府谷次之。（3）大雾和浓雾天气过程持续时间短，大多为1 h，强浓雾一旦生成，很难在短时间内消散；雾主要在夜间到凌晨生成，在日出后消散，强浓雾的生成和消散时段均比大雾和浓雾偏早且集中。（4）雾强度越强，对应地面相对湿度越高，温度露点差越低，气温和露点温度的降幅越大，风速越小；雾在地面各风向均可出现，但较盛行东南风和西北风。（5）强浓雾由于发生时数多、持续时间长，是榆林市影响最严重的大雾天气，95%强浓雾出现条件为相对湿度大于95%和温度露点差小于1 ℃，风速基本小于2 m/s，这对强浓雾的预报具有很好的指示意义。
2024(2):23-29.
摘要:
利用新疆99个国家气象观测站1961—2020年逐日平均气温数据，结合中国气象局《气候季节划分》（GB/T 42074—2022）和本区季节划分标准研究新疆四季起始期和四季长度时空分布特征，为该区农牧业生产、防灾减灾提供决策参考。结果表明：新疆常年四季分明区春季起始期为2月上旬至3月下旬，空间上呈由南向北逐渐推迟的纬向分布；夏季起始期为4月中旬至7月上旬，吐鲁番市和南疆塔里木盆地最早入夏，北疆大部比南疆晚；秋季起始期为8月上旬至10月上旬，北疆入秋早，吐鲁番市和南疆大部入秋晚；冬季起始期为10月下旬至12月上旬，北疆入冬早，南疆较晚。常年新疆四季分明区春、夏、秋、冬四季平均长度分别为78、113、74、106 d。新疆无夏区位于天山山区、南疆西部山区等高山地区，相较四季分明区入春晚，入秋和入冬早，常年春季、秋季、冬季平均长度为118、100、148 d。1961—2020年新疆四季分明区入春期和入夏期呈显著提前趋势，入秋期和入冬期则显著推后，春、夏、秋三季起始期转折点在2000年前后，冬季转折点在1988年，气候季节长度夏季延长，冬季缩短；无夏区入春期显著提前，入冬期显著延后，春季延长，冬季缩短。春季、夏季、秋季、冬季起始期分别与2、5、9、11月平均气温相关性最强，可为当年各季起始期偏早、偏晚形势的预估提供一定的依据。
利用新疆99个国家气象观测站1961—2020年逐日平均气温数据，结合中国气象局《气候季节划分》（GB/T 42074—2022）和本区季节划分标准研究新疆四季起始期和四季长度时空分布特征，为该区农牧业生产、防灾减灾提供决策参考。结果表明：新疆常年四季分明区春季起始期为2月上旬至3月下旬，空间上呈由南向北逐渐推迟的纬向分布；夏季起始期为4月中旬至7月上旬，吐鲁番市和南疆塔里木盆地最早入夏，北疆大部比南疆晚；秋季起始期为8月上旬至10月上旬，北疆入秋早，吐鲁番市和南疆大部入秋晚；冬季起始期为10月下旬至12月上旬，北疆入冬早，南疆较晚。常年新疆四季分明区春、夏、秋、冬四季平均长度分别为78、113、74、106 d。新疆无夏区位于天山山区、南疆西部山区等高山地区，相较四季分明区入春晚，入秋和入冬早，常年春季、秋季、冬季平均长度为118、100、148 d。1961—2020年新疆四季分明区入春期和入夏期呈显著提前趋势，入秋期和入冬期则显著推后，春、夏、秋三季起始期转折点在2000年前后，冬季转折点在1988年，气候季节长度夏季延长，冬季缩短；无夏区入春期显著提前，入冬期显著延后，春季延长，冬季缩短。春季、夏季、秋季、冬季起始期分别与2、5、9、11月平均气温相关性最强，可为当年各季起始期偏早、偏晚形势的预估提供一定的依据。
2024(2):30-37.
摘要:
基于1960—2020年山东省逐日气象观测资料，采用高温热浪等级国家标准，分析了近60年山东省高温热浪日数、强度的时空变化特征，对各月干、湿型热浪强度和区域性热浪进行了研究。结果表明：山东省高温热浪日数和强度均表现出明显的区域差异，热浪临界温度和日数表现为由东向西、由沿海向内陆、由丘陵向平原逐渐增高/多，鲁西南和鲁西北地区年均热浪日数较多，鲁中山区和半岛南部沿海地区较少；年际变化总体呈增多趋势，其中鲁中和鲁南地区增多趋势最明显；年均热浪强度以轻度为主，鲁南地区年均热浪强度最高。山东省热浪主要发生在6、7月，5、6月以干型和轻度热浪为主，7、8月以湿型和中等强度以上热浪为主；区域性高温热浪在6月中旬和7月下旬发生频次最高，更大影响范围的区域性热浪则出现在7月中旬至8月上旬。
基于1960—2020年山东省逐日气象观测资料，采用高温热浪等级国家标准，分析了近60年山东省高温热浪日数、强度的时空变化特征，对各月干、湿型热浪强度和区域性热浪进行了研究。结果表明：山东省高温热浪日数和强度均表现出明显的区域差异，热浪临界温度和日数表现为由东向西、由沿海向内陆、由丘陵向平原逐渐增高/多，鲁西南和鲁西北地区年均热浪日数较多，鲁中山区和半岛南部沿海地区较少；年际变化总体呈增多趋势，其中鲁中和鲁南地区增多趋势最明显；年均热浪强度以轻度为主，鲁南地区年均热浪强度最高。山东省热浪主要发生在6、7月，5、6月以干型和轻度热浪为主，7、8月以湿型和中等强度以上热浪为主；区域性高温热浪在6月中旬和7月下旬发生频次最高，更大影响范围的区域性热浪则出现在7月中旬至8月上旬。
2024(2):38-44.
摘要:
利用淮河流域1914—2013年标准化降水蒸散指数(SPEI)研究流域的气候干湿变化、干旱的时空分布和周期特征，结果表明：流域的年际和年代际变化均呈湿润化趋势；四季中，除秋季外均通过了Mann-Kenddall趋势检验（005显著性水平），秋旱最易发生。干旱空间分布非常不均匀，不同程度的干旱频率有较大的地区差异，中旱频率高值区位于流域西北以及东北部，重旱频率由北向南递增，极旱频率在流域内较小，高值区域位于流域的东南角。流域均呈湿润化趋势，但西部、东部和北部边界一带湿润化趋势不明显。淮河流域存在35～65 a、17～30 a、3～7 a的三类尺度的干旱周期，以55 a为第一主周期。
利用淮河流域1914—2013年标准化降水蒸散指数(SPEI)研究流域的气候干湿变化、干旱的时空分布和周期特征，结果表明：流域的年际和年代际变化均呈湿润化趋势；四季中，除秋季外均通过了Mann-Kenddall趋势检验（005显著性水平），秋旱最易发生。干旱空间分布非常不均匀，不同程度的干旱频率有较大的地区差异，中旱频率高值区位于流域西北以及东北部，重旱频率由北向南递增，极旱频率在流域内较小，高值区域位于流域的东南角。流域均呈湿润化趋势，但西部、东部和北部边界一带湿润化趋势不明显。淮河流域存在35～65 a、17～30 a、3～7 a的三类尺度的干旱周期，以55 a为第一主周期。
2024(2):45-49.
摘要:
利用铜川市1964—2021年国家气象观测站玉米生长季逐日平均气温、降水量、日照时数等资料及1990—2020年各区县玉米产量资料，采用气候倾向率方法、累积距平法及滑动平均法分析≥10 ℃积温、降水量、日照时数变化特征及其对玉米气象产量的影响。结果表明：近58 a来各区县≥10 ℃积温随时间均呈显著上升趋势（P<001），且均在1993年发生了由偏冷到偏暖的转折；空间上南部耀州多，北部宜君少。降水量随时间变化趋势不明显，空间上降水量丰富区位于北部宜君县。耀州日照时数随时间呈显著减少趋势（P<001），其余区县变化不明显；空间上各区县日照时数差别小。气象因子中，降水量对玉米气象产量影响最大，日照时数影响次之，≥10 ℃积温影响最小，其中降水量和玉米气象产量呈显著正相关（P<001）。
利用铜川市1964—2021年国家气象观测站玉米生长季逐日平均气温、降水量、日照时数等资料及1990—2020年各区县玉米产量资料，采用气候倾向率方法、累积距平法及滑动平均法分析≥10 ℃积温、降水量、日照时数变化特征及其对玉米气象产量的影响。结果表明：近58 a来各区县≥10 ℃积温随时间均呈显著上升趋势（P<001），且均在1993年发生了由偏冷到偏暖的转折；空间上南部耀州多，北部宜君少。降水量随时间变化趋势不明显，空间上降水量丰富区位于北部宜君县。耀州日照时数随时间呈显著减少趋势（P<001），其余区县变化不明显；空间上各区县日照时数差别小。气象因子中，降水量对玉米气象产量影响最大，日照时数影响次之，≥10 ℃积温影响最小，其中降水量和玉米气象产量呈显著正相关（P<001）。
2024(2):50-53.
摘要:
利用陕西省咸阳国家一级农业气象试验站1992—2021年的土壤湿度资料，采用线性评估、回归分析等方法分析了咸阳30 a来土壤湿度在自然状态下的变化规律。结果表明：三个层次土壤湿度均呈现明显下降趋势，0～10 cm年平均土壤湿度的变化趋势率为-099％/10 a，20～30 cm为-103％/10 a，40～50 cm为-087％/10 a；各季节三个层次土壤湿度也呈下降趋势, 其中春季降幅最大，其次为冬季、夏季，秋季降幅最小。0 cm土壤解冻有推迟趋势，平均变化趋势率-292 d/10 a；0 cm土壤冻结有提早趋势，平均变化趋势率为-181 d/10 a。土壤湿度影响因子中，气压、降水量与土壤湿度成正相关，地温、气温与土壤湿度成负相关；某些年份在降水量增加的前提下，由于地面温度和地温增加的影响，也会造成土壤湿度下降。
利用陕西省咸阳国家一级农业气象试验站1992—2021年的土壤湿度资料，采用线性评估、回归分析等方法分析了咸阳30 a来土壤湿度在自然状态下的变化规律。结果表明：三个层次土壤湿度均呈现明显下降趋势，0～10 cm年平均土壤湿度的变化趋势率为-099％/10 a，20～30 cm为-103％/10 a，40～50 cm为-087％/10 a；各季节三个层次土壤湿度也呈下降趋势, 其中春季降幅最大，其次为冬季、夏季，秋季降幅最小。0 cm土壤解冻有推迟趋势，平均变化趋势率-292 d/10 a；0 cm土壤冻结有提早趋势，平均变化趋势率为-181 d/10 a。土壤湿度影响因子中，气压、降水量与土壤湿度成正相关，地温、气温与土壤湿度成负相关；某些年份在降水量增加的前提下，由于地面温度和地温增加的影响，也会造成土壤湿度下降。
2024(2):54-60.
摘要:
以四川省为例开展复杂地形下气温插值方法的研究，结合遥感数据、DEM数据与气象站点数据，基于符号回归分别构建多因子气温插值模型、少因子气温插值模型，并与多元线性回归模型和传统插值方法（反距离权重法、普通克里金法、协同克里金法）进行对比。结果表明：基于符号回归的两种模型与多元线性回归模型在四季插值精度均显著优于传统插值方法，其中多因子气温插值模型在四季精度皆为最高；评估基于符号回归的两种模型与多元线性回归模型在简单与复杂地形区域下的气温插值精度，多元线性回归模型在夏季整体精度最差，少因子气温插值模型在冬季的复杂地形区域插值精度最低，而多因子气温插值模型在两种地形区域的全年插值精度皆最优；多因子气温插值模型的气温空间分布特征与遥感气温产品最相近，整体误差较小，可精准反映气温空间分布特征。基于符号回归的多因子气温插值模型可以提升复杂地形区域气温插值精度。
以四川省为例开展复杂地形下气温插值方法的研究，结合遥感数据、DEM数据与气象站点数据，基于符号回归分别构建多因子气温插值模型、少因子气温插值模型，并与多元线性回归模型和传统插值方法（反距离权重法、普通克里金法、协同克里金法）进行对比。结果表明：基于符号回归的两种模型与多元线性回归模型在四季插值精度均显著优于传统插值方法，其中多因子气温插值模型在四季精度皆为最高；评估基于符号回归的两种模型与多元线性回归模型在简单与复杂地形区域下的气温插值精度，多元线性回归模型在夏季整体精度最差，少因子气温插值模型在冬季的复杂地形区域插值精度最低，而多因子气温插值模型在两种地形区域的全年插值精度皆最优；多因子气温插值模型的气温空间分布特征与遥感气温产品最相近，整体误差较小，可精准反映气温空间分布特征。基于符号回归的多因子气温插值模型可以提升复杂地形区域气温插值精度。
2024(2):61-68.
摘要:
Suomi NPP卫星可见光红外探测仪（VIIRS）监测数据应用广泛，但重庆针对该卫星数据的智能化再处理能力有待加强。利用Python的h5py和GDAL库，研究一种面向Suomi NPP VIIRS L1数据的智能再处理技术，实现数据检测读取、辐射定标、反射率/亮温计算、等经纬投影、区域裁剪、栅格图像生产及归档等功能耦合衔接和自动运行。结果表明，该技术提高了数据处理效率，自动生成750 m和375 m空间分辨率的等经纬投影栅格图像产品，与原处理方法相比，图像误差小、质量高，能够应用于重庆区域遥感监测业务中。
Suomi NPP卫星可见光红外探测仪（VIIRS）监测数据应用广泛，但重庆针对该卫星数据的智能化再处理能力有待加强。利用Python的h5py和GDAL库，研究一种面向Suomi NPP VIIRS L1数据的智能再处理技术，实现数据检测读取、辐射定标、反射率/亮温计算、等经纬投影、区域裁剪、栅格图像生产及归档等功能耦合衔接和自动运行。结果表明，该技术提高了数据处理效率，自动生成750 m和375 m空间分辨率的等经纬投影栅格图像产品，与原处理方法相比，图像误差小、质量高，能够应用于重庆区域遥感监测业务中。
2024(2):69-75.
摘要:
按照“云+端”技术架构对气象数据、算力、算法资源进行集约管理的思路，基于气象大数据云平台（“天擎”）提供的“数算一体”服务能力，研究省级多源融合实况分析系统的业务产品融入“天擎”的关键技术。梳理省级数据产品注册、发布和共享的基本流程，归纳并阐述了通信系统分发入库、算法改造写入、调用标准化接口写入等三种实时数据接入方案与实现方法。通过对比各方案的优缺点，给出不同应用场景下的最优接入策略，为其他各类本地化特色数据产品融入“天擎”提供借鉴。
按照“云+端”技术架构对气象数据、算力、算法资源进行集约管理的思路，基于气象大数据云平台（“天擎”）提供的“数算一体”服务能力，研究省级多源融合实况分析系统的业务产品融入“天擎”的关键技术。梳理省级数据产品注册、发布和共享的基本流程，归纳并阐述了通信系统分发入库、算法改造写入、调用标准化接口写入等三种实时数据接入方案与实现方法。通过对比各方案的优缺点，给出不同应用场景下的最优接入策略，为其他各类本地化特色数据产品融入“天擎”提供借鉴。
2024(2):76-82.
摘要:
针对原有陕西气象移动业务用户粘度不高、个性化产品缺乏、集约管理程度低等问题，开展基于智能终端的智慧气象服务技术研究，研发陕西气象智能终端移动业务平台。平台采用多触点渠道技术和“微服务+应用管理”框架技术，构建多触点渠道统一用户体系，建立多级气象产品靶向差异化服务体系，实现了跨渠道、跨终端的统一用户管理服务，提高了陕西气象移动业务的服务和管理水平，提升了陕西气象移动业务的全流程精细化、智能化程度。
针对原有陕西气象移动业务用户粘度不高、个性化产品缺乏、集约管理程度低等问题，开展基于智能终端的智慧气象服务技术研究，研发陕西气象智能终端移动业务平台。平台采用多触点渠道技术和“微服务+应用管理”框架技术，构建多触点渠道统一用户体系，建立多级气象产品靶向差异化服务体系，实现了跨渠道、跨终端的统一用户管理服务，提高了陕西气象移动业务的服务和管理水平，提升了陕西气象移动业务的全流程精细化、智能化程度。
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