摘要：中国东南沿海地区台风强降水极易引发严重灾害,造成巨大的经济损失和人员伤亡.本文基于浙江省96个国家级气象观测台站的逐小时降水资料,评估了6个区域及3个全球业务数值天气预报模式在2021-2023年三次对浙江影响最大的台风强降水过程中的预报表现.结果表明,(1)对于24h累计降水量,小雨及以上量级预报ETS、综合评分方面区域模式略优于全球模式.而暴雨预报模式间差异较大,"烟花"和"杜苏芮"过程中ECMWF预报ETS最佳,"梅花"过程则为CMA-TRAMS9最好.(2)10 mm·(3 h)-1及以上强度降水是三次台风过程总降水的主要贡献者,3 km区域模式对该量级降水预报ETS略优于其余模式,其中CMA-MESO3对"烟花"和"杜苏芮"预报表现最好.(3)"烟花"和"杜苏芮"过程中,全球和区域模式均在浙江东部沿海台站预报出过多的降水,主要受模式中降水频率和强度高估的共同影响.各模式基本能预报出"烟花"登陆前降水的清晨峰值,但"烟花"登陆后降水日变化模式间预报差异较大,其中ECMWF、CMA-MESO3和CMA-BJ9对登陆后降水主峰值时间预报更为准确.而"杜苏芮"过程中,仅CMA-GD3对登陆后降水日变化的单峰结构和峰值时间预报最为准确,其余各模式对台风登陆前后降水日变化的预报均相对实况偏差明显.研究结果可为模式改进及台风预报服务提供参考依据.

摘要：为深入认识江苏龙卷形成的机理,提高龙卷监测预警业务精准性.本文以江苏历史上9月份罕见的2023年9月19日阜宁EF3级龙卷(简称"9.19"阜宁龙卷)个例为切入点,从实况与灾情、天气背景和环境条件、多波段雷达协同观测及效果3方面展开讨论.(1)"9.19"阜宁龙卷是梅雨天气背景下发生的强龙卷事件.200 hPa天气形势图出现气流分支和13.3 μm通道红外云图有楔状云,是"9.19"阜宁龙卷深对流强迫和提前研判的重要指标.(2)热力和动力条件急剧变化表明大气的极不稳定和强劲的垂直上升运动,是触发强龙卷的重要潜势指标.CAPE跃增为2 288.7 J·kg-1,CIN骤减至0.2 J·kg-1,LCL骤降为1 005.0 hPa(69 m),K指数骤升为40.2℃;0～1 km风切变跃增为10.9 m·s-1,0～3 km风切变跃增为19.2 m·s-1,0～6 km风切变跃增为21.9 m·s-1.(3)苏北多波段天气雷达网可提供最低探测高度100～350 m为主的超低空资料,为龙卷监测预警提供了有力条件."9.19"阜宁龙卷过程中苏北多波段天气雷达自适应观测效果较好,非人工干预下宝应XD(X-band Dual-polarization Weather Radar)雷达能合理地进行RHI(Range Height Indicater)自适应扫描,较完整地观测到龙卷超级单体的演变过程和垂直流场特征.尤其中低层反射率因子核(RC)和穹隆结构、中高层高悬回波、3～5 km高度后侧"V"型缺口和穹隆的悬挂回波和中高层高悬回波之间的东北-西南走向的弱回波带演变特征,以及前侧入流的涡管环流场、高空下沉气流和后侧入流(急流)分流的流场特征.研究结果为江苏多波段天气雷达监测预警龙卷以及龙卷物理过程的客观认识提供了参考依据.

摘要：本文利用南海永兴岛气象观测站2020-2022年以及广东省珠海市、广州市和佛山市三站2018-2022年的一维雨滴谱观测数据,分析了中国南海沿海和南海北部前/后汛期降水的雨滴谱特征,包括不同汛期的Dm-Nw分布特征,粒径谱随降水强度和昼夜的变化规律,以及μ-Λ和Z-R关系式等.结果表明:受海洋较低气溶胶浓度和较大蒸发量的影响,海洋汛期降水的小雨滴数浓度低于沿海地区.对于给定的降水强度,当其小于10 mm·h-1 时,海洋和沿海前/后汛期降水中型雨滴的拟合谱变化趋势几乎一致;而随着降水强度的增大,不同类型降水之间的中型和大型雨滴数浓度差异逐渐增大.沿海和海洋汛期降水的大雨滴主要集中在后汛期的傍晚和夜间降水.对于μ-Λ关系,同一区域内其具有相似性,但随着Λ的增大,沿海前汛期和后汛期降水的μ值出现较大差异,其中沿海后汛期降水的μ值大于前汛期.表明前汛期降水中的小雨滴浓度低于后汛期,高浓度的小雨滴是μ相对较小的原因.此外,不同纬度的Z-R关系式存在较大差异,沿海后汛期降水的雨滴直径和数浓度均大于前汛期,海洋前/后汛期降水的雨滴直径和数浓度类似.

摘要：开展城区与郊区雷电参数时空分布特征及其差异研究,对深入认识自然环境改变对雷电活动规律产生的影响以及提高城市雷电灾害防御能力具有重要的现实意义.根据湖北省VLF/LF(Very Low Frequency/Low Frequency)三维闪电定位系统2015年1月—2022年12月的监测资料,采用DBSCAN(density-based spatial clustering of applications with noise)算法开展了雷暴团的识别;在此基础上,采用数理统计方法,对城区与郊区的闪电频次、极性、电流强度、雷暴团等参数时空分布特征进行了对比研究.结果表明:城区云闪比高于郊区,城区与郊区近8年的闪电密度呈增加趋势,电流强度、雷电日均呈减少趋势,地闪参数受城市化效应的影响更加显著.郊区地闪密度明显高于城区,比城区高14.7%,城区云闪与地闪平均电流强度均大于郊区,地闪活动能够产生更大的电流强度.郊区发生小幅值地闪(I≤20 kA)的概率比城区大6.6%,发生雷电绕击的概率大于城区;城区发生大幅值地闪(I>100 kA)的概率比郊区大0.5%,发生雷电反击的概率大于郊区.城区与郊区雷电活动均以小雷暴为主,平均雷暴团面积分别为77.2 km2、81.7 km2,小雷暴发生概率城区比郊区高,大雷暴发生概率郊区比城区高.

摘要：目前,相控阵天气雷达在国内的应用已初具规模,其高效灵活的相控阵电子扫描模式显著提高了雷达的观测效率,使其适应不同的观测任务.然而,相控阵天线性能参数的不稳定性也为数据质控带来了新的挑战.为了检验相控阵雷达多波束扫描模式的合理性及对数据质量的影响,定量对比了广东省广州市三部X波段双偏振相控阵天气雷达和一部S波段新一代双偏振多普勒天气雷达的观测数据,评估了单波束和多波束扫描模式下灵敏度变化、各个仰角观测量的偏差及其原因.研究结果表明,多波束模式下相控阵雷达的ZH和ZDR观测偏差会随着波束指向偏离天线阵面法向而增大;天线增益在宽发射波束内分布不均匀,造成各个仰角的数据呈现出与发射波束宽度一致的周期波动.通过订正,将多波束模式下不同仰角ZH的平均观测偏差控制到-0.6 dB左右,本研究为相控阵雷达的数据质控和深入应用提供了思路和依据.

摘要：台风远距离暴雨(TRP)是极端降水事件的重要成因,但业务预报对其量级和落区的系统性低估亟需进行深入的机制研究.以2017年台风"卡努"(登陆广东)在浙江引发的TRP为例,基于地面观测、雷达资料及NCEP CFSR再分析数据(0.5 °×0.5 °),揭示了暴雨的三维动力-热力耦合机制.结果表明:(1)台风外围环流与低空急流协同构建水汽通道,暖平流显著增强暴雨区大气不稳定能量;(2)低层台风倒槽北伸至浙江后,在涡度垂直输送(水平辐合辐散与扭曲项主导)作用下演变为切断低压,成为暴雨的直接触发系统;(3)500 hPa副高边缘突发短波槽,其与低层切断低压的垂直耦合进一步强化上升运动.涡度收支分析表明,近地层涡度通过垂直运动向中高层(850～500 hPa)输送,形成"低层辐合-涡度增长-上升运动加强"的正反馈循环,最终导致极端降水.研究提出,TRP预报需重点关注低层暖平流强度、涡度垂直输送效率及高低空系统配置的协同作用,为改进业务预报模型提供理论依据.

摘要：为了分析贵州省夏季最高气温的气候特征及其影响因子,利用贵州省84个国家气象站1972-2021年6-8月的日最高气温资料、国家气候中心提供的副高指数和7项大气环流指数资料及NCEP/NCAR第二套再分析资料,采用统计分析、经验正交函数(EOF)展开、Mann-Kendall非参数统计检验、Morlet小波分析及合成分析等方法进行分析.结果表明:贵州省夏季平均最高气温存在准2～4 a、准8a及准16a的多时间尺度振荡周期,有8a异常偏高,6 a异常偏低;夏季最高气温的空间分布特征为东高西低、南高北低,其EOF的展开模态主要空间分布型为全省一致变化型,解释方差为78.67%,其次是南北反向型,解释方差为5.95%;夏季最高气温的第一模态型与副高的脊线位置和西藏高原-1指数呈显著正相关,与亚洲纬向环流指数和东亚槽位置指数呈显著负相关,第二模态型与副高的面积指数和强度指数呈显著负相关,与西藏高原-1指数、西藏高原-2指数及印缅槽强度指数呈显著正相关;夏季最高气温异常偏高年500 hPa位势高度距平场上亚洲中高纬地区主要表现为"+、-、+"的南北结构特征,中国中高纬的大部分地区为正距平,30 °N以南的地区为负距平,异常偏低年500 hPa位势高度距平场上亚洲中高纬地区主要表现为"-、+、-"的南北结构特征,除华南地区外,中国大部分地区为负距平.

摘要：CMIP6全球气候模式是预测未来气候变化的重要工具之一,然而其输出数据的空间分辨率较为粗糙(通常大于1 °),难以直接应用于区域尺度气候变化研究.为此,本文提出一种地形引导的多尺度残差密集网络(Terrain-Guided Multi-Scale Residual Dense Network,TGMSRDN)降尺度模型,旨在提高应用于中国西南地区全球气候模式日平均气温数据的空间分辨率和精度.具体而言,该模型构建一种多尺度残差密集块,用于从粗分辨率气温数据中提取多尺度特征信息.此外,为充分利用地形信息,本文提出一种地形引导网络,该网络采用注意力机制有效聚合气温数据与地形信息,从而更精细地恢复了气温数据的空间细节.在中国西南地区进行的对比实验表明,TGMSRDN能够有效地将全球气候模式日平均气温空间分辨率由1 °提升到0.1 °,效果优于其它对比方法.最后,本文应用所提模型对研究区域2015-2050年在四种预估情景下(SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0、SSP5-8.5)气温预估数据进行降尺度分析.结果显示,四种情景下研究区域年平均气温均呈上升趋势,特别是在SSP5-8.5情景下,至2050年研究区域的升温幅度将超过1.5℃.

摘要：为探究登陆广东空心台风基本特征规律,本文构建一种基于实况风场和热带气旋路径数据的空心台风客观识别算法,利用该算法识别2008-2022年登陆广东的空心台风并进行基本特征统计.研究发现,近15年登陆广东的空心台风均在南海中北部和西太平洋偏西地区生成,其在粤西登陆的比例最高(68%),且容易集中出现在夏末-秋季时段(75%).空心台风可分为西北行、偏西行、偏北型和复杂型4类,其中西北行路径占比最高(62.5%).进一步统计发现,在珠江口东侧、雷州半岛东北部-茂名登陆的空心台风,其主要大风区常分布在距离台风中心80～160 km的范围;而对于雷州半岛南部登陆的空心台风,其大风区则常分布在距中心约100～260 km的范围.研究还表明,空心台风相较于一般热带气旋具有尺寸偏大的倾向,且强度偏弱的热带气旋更有利于产生空心结构.此外,空心台风内圈风力与中心风力差值有随登陆强度增强而增大的趋势.最后,合成分析显示,空心台风对应的大尺度环流背景与非空心台风相比并无显著差异.

摘要：FY-3降水星搭载的降水测量雷达是我国新一代的主动降水测量载荷,能提供台风、暴雨等灾害性天气系统的监测.降水测量雷达包含Ku和Ka两个波段的观测数据,幅宽较窄但精度高.同平台所搭载的微波成像仪同样具有很好的降水测量的效果,其宽刈幅能够大大提高降水测量的地面覆盖率.本文研究提出了结合DNN模型的方法,通过构建微波成像仪亮温与降水测量雷达反射率因子之间的关系,模拟降水测量雷达的主要测量通道反射信号.同时,通过宽幅观测几何模拟技术,建立与微波成像仪同幅宽的观测几何特性,从而拓宽降水雷达的观测范围,最终获得与微波成像仪同幅宽的降水测量雷达模拟数据.以台风"杜苏芮"和"苏拉"为例的试验测试表明,该方法可将观测幅宽提升1.6倍(300 km提升至800 km),且在降雨区的观测拟合精度均超过85%.试验证明,该方法拟合精度高,能极大拓宽了PMR的视场范围,为降水的观测和反演提供了大量有效的数据.

摘要：近年来,多个热带气旋(Tropical Cyclone,TC)接连影响同一地区并造成严重经济损失的现象频发.以TC路径为中心划定50 km影响区,将多个TC影响区在空间上有交叠且影响时间相距不超过10日的事件定义为一个复合型TC事件.基于1949-2022年西北太平洋TC数据集与1984-2022年中国的TC灾情数据,对复合型TC事件进行识别并开展对其经济损失时空变化特征的研究.(1)1949-2022年每年代约有6.9个复合型TC事件发生,不同年代间复合型TC事件频数差异显著,1960s为频发期.全国范围内约14.8%地区受到复合型TC事件影响,除传统易受TC影响地区(如东南沿海)外,中高纬度沿海及邻近内陆地区也暴露于其影响范围内,2010s受影响面积最大.(2)在1984-2022年有复合型TC事件发生的年份中,复合型TC事件产生直接经济损失约占TC总损失的39%,以9.6%(10 a)-1的速度增加,表明复合型TC事件的破坏力不断增强.高强度复合型平均经济损失约为低强度复合型的2.2倍.(3)复合型TC事件产生的经济损失明显高于单一TC,灾害叠加效应显著.传统TC受灾区易受高强度复合型影响,中高纬度地区暴露于低强度复合型影响下易产生严重经济损失,需提升防台减灾能力建设.

摘要：台风引起的极端天气给内陆城市人民生命财产安全造成重大威胁,因此研究影响内陆城市的台风登陆特征十分重要.利用1959-2023年CMA热带气旋最佳路径数据集及地面观测资料,系统分析了影响合肥地区的台风登陆特征,并依据风雨影响差异将其划分为三类:仅降雨高影响型(OP)、仅大风高影响型(OW)和严重风雨复合型(PW).研究结果表明:(1)65年间共89个台风影响合肥,其中OP、OW和PW占比分别为17%、20%和8%,合计占45%,凸显高影响台风的重要地位;(2)时间分布显示,台风活动呈阶段性变化,20世纪80年代—20世纪90年代及2016年后为活跃期;2000年前以OW为主,之后OP占比显著上升,而PW重现期为10～20年;季节上,7-9月为集中影响期(8-9月PW频次增加);(3)登陆特征上,福建为最频登陆省份(31.2%),43.7%的台风存在二次登陆,其中94%首次登陆台湾后再次登陆同闽浙;登陆强度以台风级为主,但OW强度普遍弱于OP;(4)移动路径中,48%的台风遵循第Ⅳ类路径(30 °N以南转向),而OP/PW和OW的第二主导路径分别为第Ⅱ类(西北型)和第Ⅲ类(北上转向型).值得注意的是,江西省和苏浙皖交界区是高影响台风移动路径的关键过渡区,分别对应OP和OW的主要影响通道.研究结果为合肥市台风灾害风险评估和防御策略制定提供了数据支撑.

摘要：利用广东省5 634个气象和水文站降水观测,使用概率密度匹配和最优插值方法融合雷达降水估测产品,使用多重网格变分分析方法订正ART_1km降水融合产品,将结果与国内同类产品ART_1km进行对比评估,结果表明:融入更多地面降水观测后,2种方法均可有效提升产品质量,表现在对小时雨强2mm以下量级降水的空报率和小时雨强20 mm以上量级降水的误差降低,在夏季主汛期时段的误差降低,在雷州半岛西部、粤西沿海一带、粤北山区这些站点稀疏或地形复杂区域的误差降低;据降水过程的独立检验结果,概率密度匹配和最优插值实现站点观测和雷达信息融合,整体质量更高,尤其在站点稀疏、降水极端性和局地性强等站点空间代表性较差的场景下更有优势,但空报率相对高;多重网格变分分析能够很好解析站点观测的短波信息,在站点密集、降水结构连续稳定、极端性不强等站点空间代表性较好的场景下有不错效果,但漏报率相对高;两种方法在复杂地形下都出现一定程度的质量下降.

摘要：基于广东省中山市气象资料以及水产养殖品种规模与灾损资料,遴选风灾、强降水及寒害致灾因子,厘定保险触赔阈值和费率,设计分层保险赔付结构,研发水产养殖气象指数保险产品,编制中山市特色农业气象指数保险方案并实践,结果表明:(1)分镇厘定中山市水产养殖保险费率、遴选保险赔付气象站和分层级设计保险赔付结构,研发的保险产品能够将赔付精细到镇,体现中山市各镇的不同受灾情况,有效消减了农业保险空间基差风险;(2)"一地一策"的中山市特色农业保险方案涵盖了水产养殖全生产链的主要气象灾害,替代了单灾种水产养殖保险产品,显著提高了农户、保险公司与政府三方的满意度;(3)从政策和制度上有力保障气象指数型保险产品的落地实施,在实践中形成了可复制、可推广的"农业+气象+保险"联动模式,可为同类地区的水产养殖气象指数保险业务提供重要参考.

摘要：华南前汛期降水量大,且常出现持续3天以上、甚至长达10天以上的持续性强降水事件(Persistent Heavy Rainfall Event,PHRE),给该地区带来严重的洪涝灾害,提升前汛期降水的延伸期(提前10～30天或2～6候)预报水平至关重要.重点论述华南降水延伸期预报可预报性的来源,以及当前数值模式、动力-统计释用和机器学习在延伸期预报领域的应用情况,以期了解华南前汛期降水延伸期预报的主要进展.

摘要：利用国家级气象站和探空站的观测数据,对2014-2018年4-6月期间粤港澳地区9km和3km分辨率区域数值天气模式的降水及低层流场预报结果进行了综合评估.研究采用传统降水评分、邻域法,并利用多种统计指标评估了不同分辨率模式在前汛期的降水与低层流场预报技巧的差异及其时间、空间变化特征,分析了不同分辨率的适用性;进一步探索降水预报与低层流场预报技巧之间的相互联系,为未来中尺度模式在区域预报中的优化提供参考.(1)9 km、3 km分辨率模式对南海夏季风爆发前降水、低层流场预报水平均相对稳定;两种分辨率模式预报降水、低层流场预报能力均具有一定日变化,两者对08:00-12:00时段的预报更准确,而对物理过程更复杂的午后和夜间预报技巧相对不足.(2)9 km分辨率模式常高估降水量,而3km模式的整体预报结果时间和空间偏差更小,具体表现为这一分辨率模式对季风爆发后及午后时段的降水预测更精准,且对珠江三角洲和广东省北部山区等复杂地形的降水预报误差更小;此外,3 km分辨率模式预报技巧更加稳定,尤其对小雨、中雨及强降水的预报精度更高.(3)与降水预报评估结论相似,3 km分辨率模式对低层流场的预报同样更出色;尤其是近地面温度场和比湿的预报中,能够更好地捕捉午后近地面温度和湿度条件的变化;在复杂地形区域对近地面温湿度的预报更精准.

摘要：为更好地对S/X波段天气雷达组网融合在广西区域的应用能力进行评估,利用雷达观测资料,依次进行基数据解析、ZH-KDP综合法衰减订正、单站雷达网格化及多部雷达组网拼图,最终利用组合反射率、等高平面反射率对广西现有雷达组网覆盖能力在2023年第4号台风"泰利"影响过程进行初步应用分析.结果显示:结合径向廓线对比、网格化对比及多个连续体扫得到的反射率对比分析,经过ZH-KDP综合法订正后的X波段天气雷达反射率在一定范围内具有较高的可靠性;将组网拼图结果应用于台风"泰利"暴雨过程分析,对比S波段和S/X波段天气雷达组网后的 0.5 km、0.75 km、1.0 km和 2.0 km CAPPI(Constant Altitude Plan Position Indicator)组网反射率因子覆盖区域,结果显示X波段加入雷达组网后,得到了空间结构连续、覆盖更广的资料,有效补充了广西新一代天气雷达的低层盲区、阻挡空缺区等.

摘要：使用中国气象局1990-2019年《热带气旋年鉴》、ERA5 0.25 °×0.25 °逐小时再分析资料、粤东地区国家气象站24小时(20-20时)日雨量,利用统计分型和合成分析方法对登陆福建后西行路径台风对粤东造成暴雨的环流特征进行分类统计,结果表明:台风登陆后一天导致的暴雨频次较登陆当天更高.中层处在强盛的副高边缘是出现暴雨的有利形势.将粤东是否出现暴雨的低层风场特征分为三类,一是台风槽型,降水持续时间较长;二是西南急流型,此类多于急流上岸时开始影响,急流强度越强,暴雨强度越大;三是东南气流型,此类型暴雨强度与地形有密切关系,山脉的迎风坡对暴雨起到增幅作用;弱降水台风主要是本体环流较弱,难以造成强降水.分析造成强弱降水台风的物理量配置特征,发现强降水台风的各种条件均明显优于弱降水台风.西南急流型的暖湿条件最好,即便动力条件一般,也能造成大范围的暴雨;台风槽型和东南急流型的动力条件最好,热力条件稍差,超过100 mm的强降水区域与高层辐散中心有很好的对应关系.在分析水汽条件时,当台风环流的东西方向水汽输送较强时,更有利于粤东地区的水汽输送;同时需注意是否有其他正在发展的热带系统,有可能会削弱或截断水汽的输送.

摘要：基于ERA5再分析资料和中国气象局(CMA)热带气旋(TC)最佳路径资料,统计分析1981-2022年中国近海北上TC造成上海沿岸水域大风特征,并进一步利用动量收支诊断方程对其进行定量化成因分析,结果表明:(1)不同TC最大影响风力存在较大差异,且TC到上海沿岸水域距离对其具有显著影响;(2)气压梯度力项(PGA)和垂直平流项(VA)是造成上海沿岸水域TC大风的主要动力机制,其中PGA项贡献最大,VA项次之,且风力越大,PGA和VA项的强度越强;(3)气压梯度增强引起PGA项增强,同时,边界层急流内高动量通过动量下传作用引起边界层上方VA项的增强,最终导致上海沿岸水域产生TC大风.本研究结果对TC大风的预报有重要指导意义,并具有重要实际业务应用价值,从而为防灾减灾提供科学依据.

摘要：基于1968-2022年后汛期登陆广东热带气旋(TC)频数、再分析资料和海温数据,采用小波分析、合成分析等方法,探讨了登陆广东TC频次的年际变化特征,重点揭示了其年际变率中存在的双模态特征及其与海表温度的非对称关系.(1)登陆广东TC频数存在显著的准3年和准8年双模态周期振荡,两者变化幅度相当.(2)不同模态下,影响TC登陆的大气环流配置存在显著差异.在两个模态的登陆广东TC频数异常偏多年,西太平洋副热带高压(简称"副高")皆表现为偏西偏强,有利于TC登陆广东.而在TC频数异常偏少年,两种模态对应的副高形势明显不同:准3年模态下的副高偏弱偏东,易导致TC过早北上;准8年尺度上副高偏西偏强,但其南侧的显著异常东风引导TC西行.(3)登陆广东热带气旋频数与海表温度的关系呈非对称性.在准3年时间尺度上,登陆广东TC频数偏多年冬季SST主要显著正距平出现在赤道东太平洋和热带北印度洋至南海.在准8年时间尺度上,登陆广东TC频数偏多年冬季SST主要显著正距平出现在赤道中太平洋;而频数偏少年冬季热带印度洋SST整体异常偏高.从冬季厄尔尼诺事件向夏季拉尼娜事件转换的年份,登陆广东TC频数偏多.本研究有助于加深对登陆广东TC变化特征的认识,其与海表温度关系的非对称性对做好登陆广东热带气旋频数的短期气候预测有一定指导意义.