气象研究与应用

2023年广西暴雨强度极端性分析

2023年12月15 00:00

利用1961-2021年地面气象观测站逐日降水观测资料,建立广西极端暴雨事件强度评估标准,开展2023年广西暴雨强度极端性分析。结果表明:(1)2023年站点极端暴雨具有发生数量多、时间跨度长、空间分布广、时空分布不均、山区多于平原等特点。没有出现区域性极端暴雨日及单日全区性大范围灾害,出现一次区域性极端暴雨过程和全区性持续性灾害。(2)在站点极端暴雨频发背景下,出现了严重局地性暴雨灾害日及其过程。(3)造成主要灾害的天气系统为冷空气、热带扰动、台风及其残涡。热带天气系统多于西风带天气系统,南部灾害频次高于北部。(4)区域性极端暴雨灾害日及其过程分别与单日或持续时间长的大范围暴雨过程有关。

近60年广西夜间降水与暴雨频次的时空特征分析

2023年12月15 00:00

基于1962-2022年广西91个气象站点逐日08-20时、20时-次日08时的降水数据,综合采用趋势分析和Mann-Kendall突变检验方法,从降水量和频次等角度分析广西近60 a夜间降水、夜间暴雨的时空分布特征。结果表明:(1)广西降水日变化明显,夜雨率有明显的空间差异,主要表现为自西北向东南递减,山区明显高于平原。(2)广西近60 a各地年平均夜间暴雨日数在3.7~13.6 d之间。广西西北部夜间降水强度大。广西大部地区的夜间最大降水量在200~250 mm之间。(3)广西近60 a暴雨日数和夜雨量呈显著增加趋势。特大暴雨发生概率在增加。4-9月是广西夜间暴雨的高发期,最多发生在6月。(4)在广西14个地级市中,河池市夜雨率最高,防城港市夜雨量最大,暴雨贡献率最高。广西夜间降水强度大,夜间暴雨现象显著增加,特别是山区夜间暴雨风险极大。各级气象部门需进一步提高山区夜间暴雨监测预警及服务能力。

台风“海葵”残涡长久维持及引发广西极端强降水成因分析

2023年12月15 00:00

基于实况观测数据、欧洲中期天气预报中心全球气候第五代大气再分析数据集(ERA5)、风云气象卫星四号A星(FY4A)红外云图以及玉林双偏振雷达等资料,对2023年台风"海葵"残涡复杂路径、长久维持原因及引发广西极端强降水的成因进行分析。结果表明:(1)残涡前期为三面高压坝阻拦,主要受大陆高压南侧弱偏东气流的引导缓慢西行。后期夹在两个高压之间的鞍型场中,随着大陆高压的减弱以及西南季风的增强,引导气流随之发生转换。这是"海葵"长久维持、一度在桂东南回旋的环流背景。(2)纬向带状弱的垂直风切变,"海葵"涡旋系统结构在中低层保持相对完整,残涡东侧始终与西南季风相连及下游暖区为残涡提供的能量补给,是有利残涡长时间维持的重要因素。(3)多种动力影响因子呈现不对称分布,且随着残涡移动而发生变化,导致残涡强降水落区位置发生相应变化。随着残涡进入广西,其东南侧的辐合渐近线趋于靠近残涡中心,残涡在桂东南长时间的回旋停留,卷入的西南季风与东南风的辐合形成螺旋雨带,"列车效应"长时间影响桂东南是造成该地区极端强降水的主要原因。

台风“三巴”期间多种降水融合实况产品适用性评估

李叶晴, 任晓炜, 邓悦 — 2023年12月15 00:00

基于质量控制后的降水观测数据,利用多种指标对中国气象局多源降水融合分析系统的降水实时和近实时产品(CMPAS_RT、CMPAS_NRT)以及广西壮族自治区气象信息中心的降水实况产品(GXPAS)在台风"三巴"于广西过境期间极端暴雨过程进行评估,从时间、空间和降雨强度分析产品在极端天气下的适用性。结果表明:(1)三种实况产品与观测的一致性高,相关系数均超过0.98,平均误差的绝对值均低于0.2 mm,GXPAS在整体评估指标中表现最优。(2)时空分布上,三种实况产品均能较好地反映强降水落区和趋势分布,CMPAS在局地分布上比GXPAS更加精准。(3)0~40 mm区间的降水,三种产品的TS评分均高于0.9,降水频次分布与观测吻合度高;40~80 mm区间,CMPAS整体优于GXPAS;大于80 mm的降水,三者低估现象明显。总体而言,在此次过程中CMPAS对于强降水在大量级降水和细节刻画上比GXPAS更有优势。

台风“三巴”(2316)特大暴雨成因及预报偏差分析

2023年12月15 00:00

基于常规气象观测资料、欧洲中期天气预报中心全球气候第五代大气再分析数据集(ERA5)、卫星、双偏振雷达观测资料和数值模式预报产品,对2316号秋季台风"三巴"造成广西特大暴雨的成因及预报偏差进行分析。结果表明:(1)高空辐散场和低空东南急流的卷入使台风"三巴"进入北部湾后强度增强,广西低层为相当位温大值区。冷空气的加入使得边界层东南急流和偏东气流在台风东北侧和北侧强烈汇合,造成了在冷垫之上的强辐合抬升运动,引发极端强降水。(2)台风"三巴"本体和倒槽旺盛发展的对流云团是造成特大暴雨的直接影响系统,桂东南到沿海上游地区不断有回波生成发展,形成明显的"列车效应",雷达双偏振参量显示大暴雨落区低层存在明显的差分传播相移率(Z_DR)和差分反射率因子(K_DP)高值区。(3)数值模式对此次极端降雨较弱的预报能力,预报员对倒槽特大暴雨的对流特征、强度和持续时间认识的不足,导致预报员对冷空气主体南下速度预报偏快,对累积雨量的预报偏小。

桂北地区前汛期两次极端强降水成因对比分析

2023年12月15 00:00

利用地面高空常规观测资料和欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的全球气候第五代大气再分析数据(ERA5)资料,对2022年4月25-30日("4·25"过程)和2023年5月21-22日("5·22"过程)两个极端强降水过程进行分析,探讨两次过程的触发机制。结果表明:(1)两次过程均发生在500~700 hPa高原东侧有小波动发展的天气尺度下,"4·25"过程具有持续时间久、范围大、短时雨强大和夜雨特征明显的特征;"5·22"过程具有持续时间短、降水中心范围小、短时雨强大和夜雨特征明显的特征。(2)有利的环境条件为暴雨的形成提供较好的水汽和热力不稳定条件。但"5·22"过程环境条件更强,异常强的层结不稳定和抬升作用对"5·22"极端强降水的发展提供有利条件。(3)超低空急流建立强劲的水汽通道,两次过程的强降水中心存在水汽通量辐合大值区,超低空急流输送的暖湿气流为强降水的产生提供稳定持续的水汽条件。

桂林“5·22”大暴雨的MCS特征及对短时强降雨的影响

2023年12月15 00:00

利用常规观测资料、风云气象卫星四号A星(FY4A)资料、欧洲中期天气预报中心全球第五代大气再分析数据集(EAR5)以及桂林和柳州多普勒雷达资料,分析2023年5月22日桂林极端大暴雨过程的中尺度对流系统(MCS)特征及其对短时强降雨的影响。结果表明,此次过程降水时段集中、局地性强、极端性大,强降水时段与对流云团的强烈组织发展阶段基本一致。在"北槽南涡"的环流背景下,高原低涡东移及其切变线诱发MCS生成,地面冷空气和辐合线使其强烈发展。降水回波强度强,质心低,降水效率高,强回波柱在桂林市区维持。MCS具有低层正涡度、负散度,高层负涡度、正散度的垂直结构,上升速度大,利于发展维持。MCS发展前期对流有效位能(CAPE)值迅速增大,桂林处于有利的抬升环境中,大气可降水量峰值出现时间与强降水发生时间对应。

“8·24”百色特大暴雨过程成因和预报难点分析

2023年12月15 00:00

利用常规高空和地面气象观测数据、自动站气象观测数据及欧洲中期天气预报中心全球第五代大气再分析数据集(ERA5)等资料,对2023年8月22-25日百色市特大暴雨过程进行分析。结果表明:(1)此次过程具有一定的极端性。最大累计降雨量和日降雨量250 mm以上的特大暴雨出现在岑王老山东南侧。(2)强降雨发生在中、低层低涡受副热带高压阻挡在桂西停滞的形势下,湿层深厚、对流不稳定较强、抬升凝结高度和自由对流高度较低,适当的0℃层高度使暖云层较厚,在弱的垂直风切变下提高了降水效率。(3)在无低空急流的情况下,低层偏南风风速夜间加大,增强水汽输送和低层的辐合及垂直运动,导致强降水具有明显的夜雨特征。(4)低层东南风与岑王老山迎风坡耦合产生强烈上升运动,并在迎风坡以南形成垂直环流,利于产生对流;山脉的阻挡作用使雨带停滞,导致特大暴雨的发生。(5)数值模式降水产品的预报差异,无低空急流情况下水汽条件能否满足特大暴雨发生,地形的复杂机制等因素给此次过程的预报造成很大难度。

“23·6”北海极端暴雨特征与成因分析

2023年12月15 00:00

利用地面、高空气象观测资料、欧洲中期天气预报中心(ECWMF)0.25°×0.25°模式、风云气象卫星(FY-4)遥感信息、双偏振多普勒天气雷达探测数据等资料,对2023年6月7-10日北海暴雨过程的极端性特征与成因进行分析。结果表明:(1)此次暴雨过程由两个阶段的短时强降水组成,具有阶段性雨强大、过程积雨量大、强降雨集中等显著极端性特征。(2)高层辐散、中层副高位于两广交界、低层偏南急流强、季风低压停滞少动及地面弱冷空气入侵是极端暴雨形成的主要天气系统。(3)极端暴雨主要是由中尺度对流系统造成,云团稳定少动,对应的雷达回波为层积混合型降水回波,"列车效应"和低质心强回波长时间维持是造成极端降雨的直接原因。(4)风廓线VWP产品超低空急流的形成对强降水有一定的指示作用。

陆川县台风“三巴”强降雨过程气象服务复盘分析

刘文钊 — 2023年12月15 00:00

通过对2023年10月19-21日期间台风"三巴"强降雨过程陆川县气象服务、应急响应、预警信号发布、叫应工作进行复盘分析,反思不足之处,总结经验,为未来的重大天气过程气象服务提出几点建议:(1)县气象局基层台站应加强预报员培训学习,夯实预报基础知识,强化预报人才队伍建设。(2)业务员应熟练掌握应用各类预报产品和综合气象数据产品,提高气象服务精细化水平。(3)县气象局基层台站要完善以气象预警信息为先导的应急联动机制,筑牢防灾减灾第一道防线。

我国极端降水时空分布及大气环流背景研究进展

张辛, 张凌云 — 2023年12月15 00:00

文章较系统回顾国内研究领域中有关极端降水阈值确定、时空分布特征和大气环流背景的研究进展,并将有关研究进行分类,总结研究涉及的主要成果。在此基础上展望今后极端降水在时空分布特征和大气环流背景等方面研究的可能方向。

冬季北大西洋涛动对青藏高原水汽输送的影响

谢晨旭 — 2023年12月15 00:00

基于1979-2014年欧洲中期天气预报中心全球大气再分析数据集(ERA-Interim)资料,分析冬季青藏高原(以下简称高原)水汽分布及输送特点,并探讨北大西洋涛动(NAO)对冬季高原水汽输送的影响。结果表明,冬季高原主体水汽分布特征呈南湿北干的形势,且高原主体区域东、西边界的水汽输送量与北大西洋涛动密切相关,NAO指数与西边界呈现正相关,与东边界呈现负相关。NAO对高原边界地区水汽输送的影响要强于高原主体区域,尤其NAO与高原西南及东南两区域的四个边界的水汽输送均有显著相关关系。

2022年广西两次低温雨雪冰冻过程分析

李生艳, 梁嘉颖, 覃皓, 董雪晗, 黄晴, 刘国忠 — 2023年12月15 00:00

利用常规观测资料和美国国家环境预报中心(NCEP)、美国国家大气研究中心(NCAR)再分析资料,通过天气诊断分析方法,对2022年初广西两次低温雨雪冰冻天气过程进行分析。结果表明:(1)两次过程共同点是亚洲中高纬稳定的西高东低异常经向环流和活跃的南支波动,使冷暖气团长时间在广西交绥,造成持续低温雨雪冰冻天气;特殊温湿层结导致降水相态复杂;冬季强降水发生在弱对称不稳定层结条件下。(2)2月18-25日比1月28-2月5日过程雨雪范围广、强度强,主要由于2月18-25日过程具有更强的动力、水汽条件和冷空气势力偏强。(3)两次过程降温主要受冷平流和垂直输送的共同作用,非绝热加热项均起到增温的作用,2月18-25日过程冷空气更为深厚,垂直输送项在降温前期贡献较大,中层潜热加热作用较明显,与水汽相变有一定联系。

贺州市一次低温雨雪冰冻天气成因及预报效果分析

欧阳家萌, 韦小雪, 廖志朗, 黄远盼 — 2023年12月15 00:00

利用常规观测资料和数值模式预报产品,对2022年2月19-23日贺州市低温雨雪冰冻天气成因及预报效果进行分析。结果表明,此次过程是500hPa高空槽槽后偏北气流引导地面冷空气南下,配合中低层切变线影响造成;欧洲中心数值预报模式(EC)和中国气象局全球同化预报系统(CMA-GFS)模式预报产品与实况相比均有一定的偏差,其中EC细网格模式对此次低温雨雪冰冻天气过程的温度和降雨预报效果较好。

2021年3月广西一次罕见浮尘天气成因分析

2023年12月15 00:00

利用气象探测资料、环境观测资料和高空地面天气图,对2021年3月22-24日广西近30a最强的浮尘天气过程的气候背景、天气形势、形成原因进行分析,并运用后向轨迹方法诊断其传输过程。结果表明,此次沙尘(浮尘)天气源于内蒙古西部阿拉善高原和甘肃西北部河西走廊,随着中路冷空气先自西向东、后自北向南传输,沙尘在传输过程中逐渐减弱,最后进入广西境内形成浮尘天气。由于广西处于弱气压场中,整层大气稳定,大气垂直湍流运动弱,地面平均风速小于1.4 m·s^-1,大气水平扩散条件差,空气干燥、没有降水,不利于沙尘粒子扩散、稀释、沉降和清除,这是造成浮尘天气在广西境内长时间维持的主要原因。

1971-2020年广西喀斯特地区高温灾害时空变化特征

2023年12月15 00:00

利用线性趋势分析和GIS空间插值等方法,对广西喀斯特地区1971-2020年 ≥ 35℃高温日数、≥ 35℃有效积温进行分析,初步探究其时空分布规律。结果表明,1971-2020年广西喀斯特地区年平均 ≥ 35℃高温日数、≥ 35℃有效积温均呈上升变化趋势,气候倾向率分别2.8 d·(10a)^-1、3.5℃·(10a)^-1;7-8月高温更为集中。空间分布上, ≥ 35℃高温日数和 ≥ 35℃有效积温南北差异明显,呈现西南高、东北低的特点,崇左市为主要的高值区。从高温变化趋势空间分布来看,西南和东北均呈增多变化趋势,崇左市和桂林市增多趋势明显。

基于自动站资料的梧州市短时强降水时空特征分析

2023年12月15 00:00

基于2013-2022年梧州市153个加密自动站的逐小时降水资料,分析梧州市短时强降水时空分布特征。结果表明:(1)梧州市短时强降水年发生频次呈现"W"式波动变化,主要出现在3-9月。月际分布总体呈现"双峰"结构特征,主峰出现在5-6月,次峰出现在8月。(2)短时强降水发生频次有明显的日变化特征,高频发时段出现在13:00-20:00。(3)梧州市短时强降水频次前汛期要多于后汛期,且空间分布有较大的差异性,南北多中部少,主要分布在大瑶山、大桂山以及云开大山附近,可能受地形影响有关。

柳城中回山云海的影响天气系统特征及其气象条件分析

2023年12月15 00:00

运用美国气象环境预报中心再分析数据(NCEP FNL)、柳城国家基本气象站观测资料,从主要影响系统、降水、湿度、风速等要素分析2019-2023年柳城中回山出现8次云海的形成条件。结果表明:(1)中回山云海出现时间为10月至次年5月,冬、春季节出现频次较高,大多出现在早晨时段。(2)中回山云海为辐射雾或平流雾发展形成,辐射雾更易发展形成云海。(3)中回山辐射雾云海出现时无降水,云海出现前一日有时会有降水,平流雾云海有时会伴有降水。相对湿度达到95%以上时,云海出现的概率明显增加。当风速 ≤ 3 m·s^-1时,平流雾与辐射雾云海出现的几率均较大。

基于关键气象因子的茂名市早稻产量预报模型

2023年12月15 00:00

利用茂名市农业气象观测站早稻观测资料、地面气象观测资料,采用统计分析法,确定茂名市影响早稻产量的关键气象因子,运用多元线性回归方法建立茂名市早稻产量预测模型。结果表明,影响茂名市早稻产量的关键气象因子为6月下旬相对湿度、6月上旬日照和5月中旬雨量。经检验,建立的茂名市早稻产量模型对近两年预报准确度分别为95.8%和85.7%,可满足农业气象服务需求。

基于GIS的梧州菜瓜主要生育期气候适宜度区划

叶瑜, 徐芳, 蒋遇, 卢建壮 — 2023年12月15 00:00

基于梧州市5个国家气象站和49个区域自动气象站1993-2022年的气象数据,结合菜瓜生长发育不同时期所需的气象条件,建立适宜度模型,采用GIS技术对梧州菜瓜各个生育期进行气候适宜度区划。结果表明,菜瓜定植期气候最适宜区为梧州市大部地区;菜瓜开花期气候最适宜区主要分布在蒙山县苍梧县大部、长洲区北部、万秀区北部、藤县中部和东南部;菜瓜结果熟收期气候最适宜区主要分布在蒙山县、藤县西北部和东南部、苍梧县中部等区域。梧州市的气候条件基本满足菜瓜的生长发育需求,可以大力推广菜瓜种植。

崇左市澳洲坚果种植气候适宜性区划研究

2023年12月15 00:00

采用崇左市及周边地区共20个国家气象观测站1991-2020年气象资料,根据澳洲坚果的生长特性及前人的研究结果确定澳洲坚果的气候区划指标,运用回归分析法建立崇左市澳洲坚果种植气候区划指标模型,采用GIS 技术对崇左市澳洲坚果种植进行气候区划,分析澳洲坚果在不同气候条件下的种植适宜性。结果表明,崇左市及周边地区的年平均气温、年降水量、最冷月平均气温、日平均气温 ≥ 10℃年积温等气候区划指标与经度、纬度和海拔等地理因子的相关性较高,受地形影响较明显。崇左市大部分区域处于澳洲坚果种植气候最适宜区,其中龙州县、凭祥市、江州区、扶绥县、天等县县域附近区域、宁明县及大新县大部分区域处于澳洲坚果种植的气候最适宜区。

X波段双极化相控阵天气雷达防雷工程实践

2023年12月15 00:00

基于某X波段双极化相控阵天气雷达项目的防雷工程实践,总结介绍天气雷达防雷的设计思路和施工做法,以期为此类项目安全运行提供科学有效的防雷措施参考。

《气象研究与应用》2023年总目次

2023年12月15 00:00