摘要：影响山东半岛南岸的海雾可大致分为大范围海雾与近岸海雾,对港口交通运输与近岸作业等造成严重不利影响的主要是后者,但相关研究却相对较少且深度不够.针对2008-2023年山东半岛南岸的近岸海雾事件,基于近岸站点、再分析格点与卫星数据,统计分析近岸海雾的时空分布特征并初步探究其成因.结果表明:(1)近岸海雾按照雾区特征可细分为5种类型,分别受控于5种不同的天气形势,这5种海雾发生次数的月际变化差异明显;(2)近岸海雾的时空演变具有显著的日变化特征,其中快变的天气系统会强烈影响雾区形态的演变,而天气系统变化缓慢时,海面温度与气海温差是雾区变化的重要影响因素;(3)近岸海雾事件中几乎均伴随着海陆风过程,其中海雾发生与陆风环流建立在时间上高度相关且呈现一致的月际变化.研究揭示海陆风环流在山东半岛南岸近岸海雾过程中可能扮演关键性作用,有待于进一步借助高时空分辨率的数值模式进行详细探究.

摘要：西北太平洋是全球海雾频率最高的海域之一,也是海上航运的主要通道所在,目前尚无海雾预报产品,研究该区域海雾发生的特征及其预报具有重要意义.本研究基于2013-2023年国际海洋大气综合数据集(International Comprehensive Ocean-Atmosphere Data Set,ICOADS)和 ERA5 再分析数据,结合机器学习方法,构建西北太平洋海雾预报模型.通过计算互信息(mutual information,MI)值,筛选出与海雾发生密切相关的12个关键因子,包括海面温度(sea surface temperature,SST;以下简称"海温")、相对湿度、海温露点差(tSST-td)和经纬度信息等.为了解决有雾与无雾数据样本不平衡问题,采用重采样技术,并比较不同采样方法对模型性能的影响.结果表明,加入经纬度作为因子并对数据过采样处理后,模型性能显著提升,其中极致梯度提升树(eXtreme Gradient Boosting,XGBoost)TS评分(threat score)最高.模型的特征重要性分析表明,海温露点差和相对湿度是海雾模型中的核心因子.在对比机器学习模型中,XGBoost模型表现最佳,其次是卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)和支持向量机(support vector machine,SVM),二者TS评分均超过0.3.在个例表现上,XGBoost模型表现更好,与雾区范围的吻合度最高.研究可为大洋上空的海雾监测和预报提供参考.

摘要：基于观测数据和多源再分析资料,对1981-2023年冬季(12月—次年2月)西伯利亚—青藏高原偶极型地表温度异常模态的特征及可能影响因子进行探究.结果表明:(1)冬季亚洲表现出西伯利亚—青藏高原偶极型地表温度异常,西伯利亚冷异常源于贝加尔湖低压异常削弱副极地西风导致的冷空气南下;青藏高原暖异常源于高压异常控制下云量偏少导致的短波辐射增加和冰雪反照率反馈加强.(2)秋末(10、11月)巴伦支—喀拉海海冰偏少时,热力作用激发上空高压异常并维持至冬季,进而波动能量南传,贝加尔湖低压异常形成,这有利于西伯利亚冷异常并有助于西伯利亚—青藏高原偶极型温度异常正位相形成.海冰偏多时相反.(3)冬季西地中海—东北大西洋降水偏多(少)时,高空负(正)波源激发副极地、副热带两条波列.贝加尔湖和青藏高原分别受低压(高压)和高压(低压)异常影响,有利于西伯利亚—青藏高原偶极型温度异常正(负)位相形成.本研究阐明了海冰—大气热力动力耦合及波动能量传播对西伯利亚—青藏高原偶极型温度异常的调控作用,为冬季西伯利亚和青藏高原地区温度年际变化预测提供了理论依据.

摘要：2025年3月2日山东出现一次极端雨雪天气过程,有53站日降水量突破本站3月历史极值.基于垂直探测网、气象观测站与ERA5资料,对该日发生相态转换时降水粒子的微物理特征进行分析,对新型探测资料在相态转换中的监测指标进行总结.结果表明:(1)此次过程的影响系统为江淮气旋.在前期降雨阶段,主要影响系统是高空槽、切变线与地面倒槽;在对流层低层转为偏东风后,气温下降,降水相态由雨转为雨夹雪或冰粒,最后转为纯雪;转成纯雪后,对流层低层为冷垫,中高层为暖湿空气沿冷垫爬升的回流形势,当冷垫增厚至近5 km时,降雪结束.(2)在降雨阶段,2 km高度附近存在融化层,融化层之下径向速度一般大于5m·s-1,随着径向速度逐渐减小,相态转为雨夹雪或冰粒;当径向速度降至2 m·s-1以下时,相态为雪.另外在雨转雪时,融化层高度会急剧下降至地面,这与近地层冷空气入侵的强度有关,双偏振雷达、毫米波测云仪和风廓线雷达的观测上均有表征.同时,1 km以下水平极化反射率因子(ZH)大值区和差分反射率(ZDR)小值区一般对应强降雪时段.(3)降水相态为雨、冰粒或雨夹雪时,粒子直径和下落末速度的联合分布形态相似,均接近雨滴的经验关系,在转成雪后,粒子谱变宽,粒子直径达到最大,众多粒子下落末速度集中在4m·s-1以下.降水量的大小可以通过粒子浓度、粒子谱宽度与ZH强度加以判断.

摘要：2306号台风"卡努"在生命史中后期两次发生路径突变,对预报业务提出了巨大挑战.本文基于中央气象台预报数据、确定性预报数值模式及ERA5再分析资料,分析其路径突变的原因和预报偏差成因.结果表明:在第一次路径突变阶段,"卡努"南侧西南季风加强并且北抬,东侧西北太平洋副热带高压(以下简称"副高")加强并延伸至"卡努"南侧,两者叠加形成深厚的西南风引导环境场,从而导致"卡努"路径突变(近海停滞然后西折);第二次路径突变的原因是"卡努"东侧副高再次加强并西伸,使得"卡努"先减速然后北折.首次路径突变前数值模式低估了副高核心区强度,导致南侧季风通道气压梯度偏小,风速偏弱,而"卡努"因移速偏快导致过早脱离了季风通道,从而导致"卡努"第一次路径突变预报的失败;第二次路径突变期间,模式对东北侧高空冷涡的强度预报偏强,抑制了副高西伸,使得预报路径转向失败.研究结果为台风路径主观预报启发了新的思路,即结合台风移速订正与引导流变化,同步订正台风移向,从而改进台风路径预报.

摘要：为对不同设施农业类型信息进行识别分类和精细化提取,以潍坊日光温室和塑料大棚为研究对象,基于Google Earth Engine(GEE)云计算平台,利用Sentinel-1雷达卫星数据、Sentinel-2光学卫星数据和SRTM DEM数据,提取光谱特征、指数特征、雷达特征、纹理特征和地形特征共41个特征变量并进行特征优选,其中,通过累计差法对比14种不同尺寸窗口,计算得到Sentinel-2影像最佳纹理特征.采用随机森林分类算法,根据不同特征设计6种组合方案开展实验,得到潍坊2023年10 m分辨率设施农业空间分布情况,探讨不同特征组合对设施农业信息提取精度的影响.结果表明:(1)Sentinel-2提取设施农业的最佳纹理特征窗口是27×27,最佳纹理特征组合为均值、熵、方差、相异性和对比度.(2)在光谱特征、指数特征的基础上加入纹理特征、雷达特征和地形特征对设施农业进行分类,不同类型特征对设施农业提取的有利程度由大到小依次为纹理特征、地形特征、雷达特征,与单一光谱和指数特征相比,分类精度分别提升4.08％、1.40％、0.80％.(3)特征优选后的方案提取精度最高,设施农业的总体精度为91.03％,Kappa系数为0.86.其中,塑料大棚的生产者精度和用户精度分别为92.21％和91.83％;日光温室的生产者精度和用户精度分别为88.54％和89.47％.(4)利用Sentinel系列影像和SRTM DEM地形数据,构建的潍坊多种设施农业类型遥感提取方法,可为设施农业灾害风险管理提供决策支撑.

摘要：利用高空和地面气象观测资料以及风云卫星(FY-2F)、S波段双偏振雷达和ERA5再分析资料,对2020年5月17日发生在山东一次极端强对流天气的环流背景、环境参数、双偏振雷达特征及触发机制进行分析.结果表明:(1)此次极端强对流天气产生在东北冷涡背景下,低空急流和对流有效位能在17日夜间显著增强,大气可降水量和垂直风切变均超过山东阈值,0℃层高度和融化层高度适宜,为此次强对流天气的产生提供了有利的环境条件;降雹区位于干线、强上升运动和水汽辐合三者叠加的区域.(2)潍坊昌邑大冰雹和青岛平度特大冰雹均由形成于潍坊境内的超级单体造成,其成熟阶段垂直累积液态水含量的迅速减小及风暴顶高和单体质心的下降对冰雹预报有较好的指示意义.(3)造成昌邑和平度冰雹大小不同的超级单体风暴双偏振特征差异明显,二者均有大的ZH对应小的ZDR、Cc和KDP,强冰雹衰减和波束非均匀填充,入流区和中气旋附近存在ZDR弧,上升气流区有较高ZDR柱等共同特征;不同之处为平度冰雹的ZH大于昌邑,ZDR和Cc的最小值小于昌邑.(4)此次强对流天气过程主要由干线触发,特别在地面辐合线与干线交汇处,对流风暴剧烈发展.

摘要：2023年山东夏季降水量为414.4 mm,较常年偏少1.0％,季内降水过程少,降水量受台风"杜苏芮"影响较大,如果去除台风降水,夏季降水量较常年偏少15.9％.利用1961-2023年山东122个国家级气象观测站逐日降水观测资料以及ERA5逐月再分析资料分析2023年山东夏季降水特征,并探讨分析厄尔尼诺早发年的环流形势.结果表明:2023年西太平洋副热带高压西段位置偏南、水汽输送条件差,贝加尔湖上空为高度场正距平,影响山东的冷空气势力偏弱,使得夏季降水略偏少.2023年为早发型厄尔尼诺年,早发型厄尔尼诺年西太平洋海面温度异常偏冷导致沃克环流异常,进而导致哈得来环流减弱且位置偏南,并伴随费雷尔环流增强,山东上空盛行下沉气流,西太平洋副热带高压位置偏南,水汽输送条件差,不利于夏季降水发生.

摘要：短时强降水是我国暖季最主要的灾害性天气.为更深入地了解短时强降水的中小尺度特征与三维风场的空间配置情况,以2022年6月29日发生于上海的一次弱天气扰动局地短时强降水过程为例,基于X波段相控阵阵列天气雷达、S波段双偏振多普勒天气雷达数据及地面与探空资料,详细分析此次强降水的触发机制及系统的发展演变过程.结果显示:(1)此次短时强降水属于冷锋前暖区暴雨过程,近地层侵入的浅薄冷空气与暖湿气流相遇产生地面中尺度辐合线,从而触发对流.(2)此次强降水过程中雷达回波共经历了 3次合并增强.单体第一次合并后回波强度增强.第二次合并为多单体并向东南方向移动,多单体中下沉气流在低层的扩散增强了近地层的偏北气流,在雷暴南侧前沿不断触发新生单体.第三次合并后形成的多单体向东北方向移动,雷暴中流出的气流使得近地层的偏北气流维持,在回波南侧触发新生单体.(3)环境西南气流的增强及偏北气流的减弱导致雷达回波强度迅速减小,此次短时强降水过程基本结束.

摘要：利用临沂市平邑县1998-2024年金银花产量和气象资料,以金银花降水适宜度为气象指数,构建金银花降水适宜度-减产率模型,基于拟合优度检验法确定减产率概率和等级,进行金银花保险纯费率厘定.结果表明:(1)受气象条件年际差异影响,平邑金银花2001-2024年气象产量波动较大,减产年概率达41.7％.(2)金银花降水适宜度-减产率最佳关系为二次多项式回归模型,金银花降水适宜度越小,金银花减产率越大,当降水适宜度为0时,金银花减产率最大,达68.874％.(3)利用减产率分布模型法和经典燃烧分析法厘定平邑金银花保险纯费率为4.01％,可为农业保险产品设计提供科学依据.

摘要：针对贵州复杂地形区人工增雨作业中云模式预报产品的适用性难题,基于中国气象局(China Meteorological Administration,CMA)人工影响天气中心研发的云降水显示预报系统(Cloud and Precipitation Explicit Forecasting System,简记为"CMA-CPEFS")模式的定量预报产品,采用地基雷达、静止卫星、探空廓线等多源观测数据融合诊断方法,对2020-2021年贵州地区30次飞机增雨个例的模式预报性能开展检验.结果表明:(1)模式云系相态判别的准确率达93％(28/30),作业高度层与催化剂类型配置的匹配度分别为93％(28/30)和100％(30/30),证实模式对云物理参量场的表征能力达到业务实用标准.(2)0 ℃层高度出现系统性正偏差,平均偏差误差为+108 m,通过95％的置信水平检验,置信区间为(+108±97)m,p＜0.01,平均绝对误差为+205 m;云系水平移向预报准确率为80％,略高于云系水平移速准确率(77％).(3)增雨潜力区TS(threat score)评分达0.67,但存在显著空间外延偏差(预报范围较实况扩大18％±3％),与主观分析误差和模式过高预估云水含量(偏差为+0.15 g·m-3)显著相关(R2=0.82,p＜0.001).此研究可为分布在贵州的喀斯特地貌区人工影响天气数值模式优化提供关键物理约束.

摘要：2023年3月22日山东出现沙尘暴天气,此次过程范围广、强度大、持续时间长,近年来少见,入选2023年山东省十大天气气候事件.利用气溶胶激光雷达、L波段边界层风廓线雷达、中国环境监测总站空气质量数据、常规地面高空观测和ERA5再分析资料,对此次沙尘暴天气特征进行分析.结果表明:(1)2023年1-3月蒙古国和中国西北地区等沙源地气温显著偏高,沙漠地区降水稀缺,是此次山东沙尘暴发生的气候背景;沙尘暴发生在西伯利亚冷高压和蒙古气旋强烈发展的天气背景下,二者最强阶段气压差超过52hPa.(2)蒙古气旋是沙尘暴的触发机制.20-21日西北和华北地区低层暖中心发展,850 hPa与500 hPa温差为33～35 ℃,大气层结不稳定发展,气旋引发热力不稳定和强风,扰动疏松地表,并通过上升运动将地面尘土和沙源地沙石卷扬至空中.气旋冷锋过境山东时,锋后东北风的水平传输与动力沉降是沙尘暴产生的直接动力因素,风速增大、PM10质量浓度骤增与3 h正变压加大有较好的对应关系.(3)风速影响颗粒物的垂直扩散.气溶胶激光雷达监测表明,山东的沙尘传输高度小于2.5 km,但高浓度沙尘粒子集中在1 km以下,并且在向东向南推进过程中传输高度逐渐降低;风速减小时,沙尘粒子向高空逸散,影响高度再次增加.

摘要：为分析佛山新机场场址下垫面改造对造成低能见度天气的局地雾及低云的影响,利用数值模拟和观测资料相结合的方法,分析机场场址下垫面改造前后能见度、低云、相对湿度的演变特征.结果得出:(1)预选场址的低云与低能见度主要出现在凌晨至清晨,二者的日变化分布特征类似,低云和低能见度出现的日数分别占全年总日数的11.0％和19.7％;(2)模拟结果表明机场建成后改变下垫面类型和地形高度,会造成局地气温升高,相对湿度降低,尤其是夜间相对湿度的降幅可超过10％,进而抑制雾的形成,改善能见度,能见度改善幅度最大可超过10 km,且由于高湿层的明显抬高,难以凝结成云,低云的出现频次减少.研究定量揭示了下垫面改造对低能见度的抑制效应,直接服务于飞行安全阈值设计,为机场安全运行提供气象风险预判,也可为同类交通枢纽等重大基建项目选址提供气候效应研判参考.

摘要：面向风云三号E星(FY-3E)风场测量雷达(wind radar,WindRAD)海面风场数据精度分析的需求,此文利用浮标站实地观测、数值预报模式和同类卫星观测多源数据,多维度评估全风速情况下的FY-3E WindRAD风场产品质量.利用三重匹配(triple collocation,TC)分析方法,同时分析4个风速独立观测源的加性、乘性和随机误差.从综合分析结果来看,以浮标作为无偏观测源,加性误差方面FY-3E WindRAD的C波段风速产品存在略高的负偏差,Ku和双波段产品偏差水平近似,C波段乘性误差最优,3个产品随机误差相近.各独立观测源相比,浮标的均方根误差(root mean square error,RMSE)最小,数值预报模式的RMSE最大,2种卫星产品介于其中,且二者精度相近.综上,FY-3E WindRAD产品能够提供较高精度的风场观测,目前存在的问题主要是需继续优化3个产品数据集的一致性.此文基于多源数据的卫星产品精度分析,能够为卫星产品用户提供较为全面的可靠性信息,并为数值模式预报海上风场的客观订正方法提供依据.

摘要：2024年5月22-25日,青岛近海发生一次平流雾过程,同时在八关山和小麦岛2个沿海站点使用FM-120型雾滴谱仪开展海雾微物理特征观测,并结合地面自动气象观测站资料和ERA5再分析数据,分析此次海雾过程的微物理特征.结果表明:(1)此次海雾过程具有稳定的天气形势、东南暖湿气流及较强的逆温结构.(2)整个海雾过程中,八关山平均数浓度为277.02 cm-3,平均液态水含量为0.051 g·m-3,平均有效半径为4.92 μm,平均半径为2.65 μm;小麦岛平均数浓度为77.58 cm-3,平均液态水含量为0.027 g·m-3,平均有效半径为7.39 μm,平均半径为2.78 μm.(3)2个观测点的微物理特征随时间同步演变,在海雾的发展成熟阶段雾滴谱分布具有明显双峰结构,尤其在15 μm以上的大粒径段上抬明显.(4)此次海雾过程中,基于数浓度和液态水含量共同建立的能见度参数化方案预测效果最佳.

摘要：利用中央气象台业务实时资料、中国气象局台风最佳路径资料、风云卫星和常规观测资料等,对2024年发生在西北太平洋和南海的台风活动特征及对中国产生重大影响的台风路径、强度、风雨情况等进行概述和统计分析.结果显示:(1)2024年西北太平洋和南海共有26个台风生成,与气候平均值基本持平,生成源地较多年平均偏北偏西,生成时间较为集中,秋季台风活跃.(2)2024年共有8个台风在中国沿海登陆,较气候平均值偏多.登陆地点集中在华东和华南沿海,其中登陆台湾和上海的台风数较多年平均明显偏多.初次登陆平均强度偏强,且总登陆次数偏多;台风"摩羯"是有气象记录以来秋季登陆中国的最强台风.(3)全国有25个省份的468条河流发生超警以上洪水,其中,台风"格美"造成的影响范围最大,导致东北、华北、江南、西南等地区出现大范围长时间的强降水过程.

摘要：2024年冬季(2024年12月-2025年2月)北半球大气环流特征为:极涡呈偶极型分布,中高纬环流呈3波型分布;西伯利亚高压脊较常年平均存在显著正距平,有利于冷空气堆积;东亚大槽有弱负距平,槽较常年平均偏强,利于引导冷空气南下.西北太平洋和南海共生成1个热带气旋,全球其他海域共生成15个热带气旋.我国近海出现11次8级以上大风过程,其中冷空气大风过程9次,冷空气和温带气旋共同影响的大风过程1次,冷空气和台风共同影响的大风过程1次;近海出现2.0 m以上大浪过程的日数达54 d,约占冬季总日数的60％.我国近海出现4次比较明显的海雾过程.2024年冬季,我国近海海域海面温度呈明显下降趋势,北部海域的降温幅度明显大于南部海域.2024年12月我国近海海面温度较常年总体偏高,而2025年1-2月较常年整体偏低.

摘要：利用CMIP6和PMIP4模式资料,在厄尔尼诺-南方涛动(El Niño-Southern Oscillation,ENSO)充放电振子视角下使用线性逆模型方法提取中全新世ENSO的本征模态,对该时期ENSO振幅减弱的动力机制进行解释.研究揭示该时期ENSO振幅减弱源自于ENSO本征模态增长率的减小,且与温跃层反馈和纬向平流反馈的减弱有关.结果表明:(1)温跃层的纬向坡度对赤道中太平洋纬向风应力的响应强度在中全新世秋冬季的明显减弱主导了温跃层反馈的减弱.(2)赤道东太平洋异常纬向海流对赤道中太平洋纬向风应力的响应强度在夏秋冬季的明显减弱致使纬向平流反馈减弱.这两种至关重要的正反馈减弱致使中全新世夏季出现的ENSO初始海温在秋季的发展速率变慢,进而使冬季最终的振幅减弱.(3)部分模式模拟的中全新世ENSO振幅增强则与温跃层反馈的显著增强有关,尽管纬向平流反馈仍然小幅度地减弱.

摘要：基于中尺度天气研究与预报(Weather Research and Forecasting,WRF)模式和区域多尺度空气质量(Community Multiscale Air Quality,CMAQ)模式(WRF-CMAQ),探究 21 世纪中叶(2056-2060年)中国硫酸盐气溶胶的演变特征.结果表明:(1)在历史情景(2015-2019年)下,中国硫酸盐气溶胶质量浓度呈明显时空差异特征.典型高质量浓度区在中国北方如华北地区,冬季最高,夏季一般质量浓度较低.(2)未来情景模拟选取近似碳中和目标的可持续发展路径(SSP126)和温室气体持续增加、污染物轻度减排的SSP585情景.在SSP126情景下,全国4个季节硫酸盐气溶胶平均质量浓度相较历史情景分别变化-3.1、-2.7、-3.5和-4.1 μg·m-3;SSP585情景下相较历史情景分别变化-1.8、-1.5、-2.0和-2.2 μg·m-3;均在冬季降幅最多.(3)分离人为源与气候变化分别对硫酸盐气溶胶的影响.由于人为排放源减少,在SSP126情景和SSP585情景下硫酸盐气溶胶质量浓度分别变化-3.5和-2.1 μg·m-3.为探究气候变化的影响,设置两个仅改变气候、维持排放在历史情景不变的数值模拟试验,在气候变化程度较大的SSP585情景下中国硫酸盐气溶胶平均质量浓度变化幅度(+0.4 μg·m-3)比在气候变化程度较小的SSP126情景下(+0.2 μg·m-3)大.研究表明,人为源减排对中国硫酸盐气溶胶质量浓度的影响比气候变化大,尤其在冬季高质量浓度区域(如京津冀)降幅超过14 μg·m-3,但气候变化依然有不可忽视的影响.

摘要：为分析上海地区弱强迫天气背景下微下击暴流的演变过程、揭示双偏振雷达的共性特征,利用S波段双偏振多普勒天气雷达和常规观测资料等,对2022年8月6日与12日上海两次弱强迫背景下局地强对流过程中的6个微下击暴流风暴单体演变特征开展分析,结果如下.(1)环境背景和触发条件:两次过程均发生在副热带高压控制下,不稳定能量高,垂直风切变小,雷暴的主要触发机制为边界层辐合线(海风锋、水平对流卷、雷暴出流等及其相互作用).脉冲风暴合并加强或者在前期雷暴出流碰撞下,发展迅速,造成短时强降水和微下击暴流等强对流天气.(2)微下击暴流物理机制:两次过程夹卷层平均风速较小,动量下传机制较弱,微下击暴流形成的主要物理机制是水凝物粒子的相变冷却(蒸发、融化等)以及降水粒子的拖曳作用.(3)关键双偏振雷达先兆特征:融化层(湿球0℃层)附近以及其下1 km左右的差分相移率(KDP)核能直接指示冰相粒子在融化层附近融化并下降产生负浮力的过程,KDP核最大值增加,可预示在未来12～6 min下沉气流爆发.(4)其他双偏振雷达特征:体现降水粒子下落的强基本反射率因子(ZH)核下降及KDP核下沉、表征强上升气流的差分反射率因子(ZDR)柱减弱下降以及有大冰雹粒子过程中观测到的ZDR槽等,均可以作为微下击暴流发生的前兆特征.