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利用常规气象观测资料、ERA5再分析资料（0.25°×0.25°）对2021年10月4—5日黄土高原秋季连阴雨中的区域性暴雨过程成因及极端性进行分析。结果显示：（1）连续两日的区域性暴雨发生在乌拉尔山阻塞高压建立、太平洋副热带高压（简称副高）强盛并显著北上的环流背景下，大气层结稳定，整层饱和。低空急流发展北上，为半干旱区暴雨的产生提供了持续而充沛的水汽条件，高空急流加强超前强降水10 h左右，对连阴雨中的区域性暴雨预报有较好的指示意义。（2）两日暴雨成因的差异主要来自低层：4日三条水汽输送路径（700 hPa偏南、850 hPa东南、850 hPa东路）为暴雨的形成提供了充沛的水汽条件，5日水汽主要源自700 hPa偏南和850 hPa偏东路径，且强度弱于4日；4日暴雨850 hPa存在西北路和东路冷空气共同影响，具有强的锋生作用，锋区暖空气强烈抬升，上升运动较强，雨强大。5日暴雨源于暖湿气流在深厚的冷垫上爬升，上升运动较弱，雨强小。（3）与陕北地区12次秋季区域性暴雨相对比，10月4—5日700 hPa多项物理量位居历史前列，表明低层异常强的暖湿输送及辐合导致此次降水的极端性。

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利用国家级气象观测站和区域气象观测站数据、MICAPS资料和聊城S波段双偏振多普勒天气雷达资料，分析了2024年8月发生在山东西部的一次黄河气旋引发的暴雨天气过程。此次过程有两个影响系统不同的短时强降水阶段:(1)第一阶段为黄河气旋暖锋影响阶段，短时强降水区产生在低涡暖湿切变线南侧和黄河气旋暖锋南侧的地面辐合线附近；第二阶段为黄河气旋冷锋影响阶段，短时强降水区产生在低涡冷式切变线前侧和黄河气旋冷锋附近。(2)在两个阶段中，雷达组合反射率因子55 dBZ以上强回波区与地面辐合线、短时强降水落区相对应。第一阶段强降水区组合反射率因子呈块状或带状；而第二阶段呈线状，且低层有出流边界。（3）两个阶段短时强降水区都存在45～55 dBZ低层反射率因子区，对应较大的相关系数CC、大的差分反射率因子ZDR和差分相移率KDP，并且KDP与降水强度对应较好，KDP越大，雨强越大。（4）第二阶段在对流风暴上升气流区有略高于0 ℃层高度的ZDR柱和KDP柱，中层有ZDR＞3 dB的高值，上升气流强盛，产生了大范围强降水。

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利用高空、地面观测资料，烟台S波段双偏振雷达资料，威海S波段多普勒雷达资料和第五代欧洲中期天气预报中心再分析资料（ERA5）对2021年10月1日发生在山东半岛的一次大冰雹天气过程的环流背景、环境条件和雷达特征等方面进行分析。分析表明，本次大冰雹过程发生在东北冷涡后部西北气流与地面热低压的共同作用下，前倾槽结构和强垂直温度梯度提供了对流不稳定条件，而强垂直风切变进一步加剧了大气的不稳定性，为大冰雹的发生发展提供了有力的环境条件；强上升气流与“Ω”型假相当位温线重叠，为大冰雹的生成和发展提供了重要的不稳定能量与动力条件。雷达回波特征表明，此次的大冰雹由多个强对流单体引发，这些单体出现了典型的超级单体风暴特征：中气旋、钩状回波、悬垂回波和低层入流缺口等；特别是强回波超过-30 ℃高度层，对预报大冰雹有一定的指示意义。同时，降雹区域有低差分反射率因子（ZDR）、低相关系数（CC）以及差分相移率（KDP）缺失的双偏振参量特征。

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利用陕西省区域数值模式系统开展雷达反射率资料同化方案的对比研究，对雷达反射率资料和径向风资料进行质控处理和数据同化，考虑循环方案以及不同控制变量对同化结果的影响，并针对陕西省2021 年7—8 月的10次降水过程开展批量和个例试验，对比了 WRF 3DVAR直接和间接两种不同雷达反射率资料同化方法对降水的预报效果。结果表明：（1）反射率同化试验显示两种同化方法对模式系统降水预报的影响差异较大，其中直接同化基本为负贡献，而间接同化方法和湿度调整的组合对前6 h的降水预报有明显的正贡献，6 h后预报效果逐渐消失。（2）加入雷达径向风直接同化后两种反射率同化方法都有显著的正效果。（3）雷达资料业务同化的效果取决于多因素的综合作用，和数据质控水平、循环方案、控制变量等有密切关系，选择合理的同化方案和同化配置，同化雷达资料能够提升降水的短临预报水平。

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利用1961—2020年黑河流域10个国家级气象站观测资料，采用气候倾向率、M-K检验、Morlet小波分析、相关性分析等方法，分析了黑河流域日照时数的时空分布特征及其影响因素。结果表明：黑河流域的日照时数空间分布呈现北多南少的特征，各站年平均日照时数为2 676.6~3 378.7 h。平均日照时数20世纪60年代最多，21世纪00年代最少。1961—2020年黑河流域平均年日照时数气候倾向率为-12.1 h/10 a，减少趋势显著。日照时数夏季最多，冬季最少，在春季呈增加趋势，夏季、秋季、冬季均为减少趋势，夏季减少趋势显著。周期分析显示，日照时数存在5、12、35 a的周期性震荡。黑河流域全域日照时数与平均水汽压、降水日数、平均总云量呈极显著负相关，与大风日数、沙尘日数呈正相关，降水日数增多是日照时数减少的主要原因。

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利用延安市13个县（市、区）国家气象站2023年3月22日—5月14日日最低气温数据与各县（市、区）146个区域气象站、369个果园气象站数据，分别建立国家气象站与区域气象站、果园气象站的日最低气温线性回归方程，将区域气象站和果园气象站最低气温数据延长，得到1994—2023年528个气象站点4月中旬—5月上旬的最低气温数据；采用数理统计方法分析延安市苹果花期冻害气候特征及冻害风险；依据自然灾害风险理论，选取致灾因子危险性、孕灾环境暴露性、承载体脆弱性和防灾减灾能力等评价因子，利用加权综合评价法构建延安市苹果花期冻害综合风险评估模型，并基于 ArcGIS 技术开展风险区划。结果表明：（1）延安市苹果花期冻害主要出现在4月11—17日、25—28日和5月12—15日，其中4月11—17日出现频次最多，为6.66 次/10 a；（2）苹果花期冻害高风险区种植面积为55 300 hm2，约占种植总面积的25 %；中风险区种植面积为103 900 hm2，约占种植总面积的47%；低风险区种植面积为61 900 hm2，约占种植总面积的28%。

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选取兴安盟乌兰浩特站1994—2023年的逐年逐分钟降雨资料，基于年最大值法滑动提取11个历时逐年最大降雨量建立样本，利用耿贝尔、指数、P-Ⅲ型三种频率曲线拟合，得到重现期-降雨强度-降雨历时的关系曲线，通过最小二乘法与高斯-牛顿法求解暴雨强度公式中的参数，最终构建了乌兰浩特市短历时暴雨强度总公式。结果表明：耿贝尔分布配合最小二乘法拟合的公式精度最高，平均绝对均方差为0.031 mm/min，适用于本地暴雨强度计算。新旧公式差异显著，新公式在5～30 min历时计算的暴雨强度较旧公式偏小，45～180 min历时偏大，且变化率随历时延长而增大。未来可结合更长序列数据和区域气候差异进一步优化公式。

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为检验评估风云三号D星（FY-3D）地表温度（LST）遥感数据在陕西省的适用性，以CLDAS地表温度分析产品、MODIS地表温度遥感产品及气象站点地表温度观测数据为参照基准，采用站点和格点相结合的检验方法，通过相关性分析、误差分析等指标，定量化评估了该数据在不同季节和不同区域的性能表现。结果表明：（1）站点检验中，FY-3D LST与CLDAS LST相关系数秋季最高、春季最低，平均绝对误差和均方根误差秋冬季小于春夏季，CLDAS LST观测精度优于FY-3D LST，两者在陕北表现较好且一致性高；格点检验中，FY-3D LST在春夏季的陕北表现效果最佳，秋季关中最优，冬季关中和陕南优于全省水平。（2）站点检验中，FY-3D LST与MODIS LST相关系数秋季最高、夏季最低，平均绝对误差和均方根误差介于3～5 ℃之间，陕北和关中略优于其他地区，秋季精度最高；格点检验中，不同季节全省大部分地区均方根误差集中在 4 ℃以内，FY-3D LST在关中的精度略高于其他地区。（3）FY-3D LST能够一定程度反映陕西省地表温度空间分布和季节变化特征，尤其在关中和陕北地区表现出更高的精度。

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在WRF（3.4.1）数值模式理想试验模块下，模拟分析超级雷暴单体雷暴云内不同阶段电荷结构和微物理演变特征。结果表明：雷暴云电场强度达120~160 kV/m，闪电频次达1200 fl/5 min，不同发展阶段对应不同电荷结构特征。发展阶段表现为偶极性结构，电荷密度及高度均较低；成熟阶段演变为三极性结构，中低层电荷密度和范围明显增大，同时顶层出现密度及范围均较小的负电荷区；消散阶段再次转变为偶极性，但低层负电荷区的密度和范围特征不明显。对云微物理过程的模拟表明，在适当的温度层和高液态水含量区，浓度较大且范围深厚的霰粒子对负电荷区的形成起主要作用，冰与雪粒子则是促进正电荷区形成的前提。而在特殊的温湿层结下，部分霰粒子和冰粒子电荷极性反转，在上升气流和粒子沉降等作用下积聚停留，对云体内电荷结构和起电过程产生影响。

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基于陕西及周边省的21部多波段（C/S）天气雷达，采用双雷达反演技术，对陕西及周边区域的风场进行反演分析。通过评估26组雷达在1.5 km、3.0 km、5.0 km和7.0 km四个高度上的风场反演能力，得出以下主要结论：在理想条件下，风场覆盖率随高度增加而提高，其中1.5 km高度覆盖率较低（仅为195%），而3.0 km及以上高度覆盖率均超过74%，能有效覆盖大部分研究区域。在特定天气过程中，受雷达站海拔及其他因素影响，1.5 km高度风场反演能力有限，高层反演能力较强，但仍存在反射率因子覆盖区域内无风场反演点的现象，原因包括雷达站海拔较高、风场反演区域受限、低仰角径向速度有效点较少、雷达间距过大及数据异常等。实际风场范围与径向速度有效点的分布基本一致。在3.0～7.0 km高度范围内，雷达风场的平均反演率随高度增加而递增，其中固原-西峰、天水-陇南、天水-固原、西安-商洛和银川-吴忠五组雷达表现优异，尤以西安-商洛雷达的风场反演能力与稳定性突出。此外，雷达组的风场反演率与雷达间距呈负相关，表明雷达间距是影响风场反演能力的关键因素。

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为实现不同型号称重式降水传感器现场校准数据的自动处理，依据山东省气象工程中心编写的全省称重式降水传感器校准规范，开发了称重式降水传感器现场校准软件。该软件以上位机输出控制指令，连接称重式降水传感器的数据采集模块进行数据交互，当对校准过程中筛选的数据记录采用滑动平均法求算数据记录间的最大差值绝对值小于软件预设阈值，便可自动挑取校准数据，并生成校准记录表及测试报告。相较于人工校准方式，采用该软件自动校准中判识设备稳定状态更准确，筛选的数据更稳定，可有效提升现场校准效率。