年际增量法在重庆汛期降水预测中的应用摘要:利用重庆34个气象台站降水、NCEP/NCAR再分析资料、CFSv2模式产品等数据,通过对重庆汛期5-9月降水的时空分布特征和降水典型异常年的环流特征分析,发现5-9月的旱、涝敏感区和影响降水的典型环流特征存在明显差异.因此,分月选取前期和同期的关键影响因子,结合年际增量法,分别建立针对重庆34个站点汛期5-9月降水的统计降尺度预测模型.降尺度模型2012-2020年5-9月平均Ps评分为74.2,较CFSv2模式的提高13.1,体现了降尺度模型对重庆汛期降水预测的优势.同时,降尺度模型在少雨年和多雨年基本能预测出降水相对高值区和低值区,对降水空间分布特征均有一定的反映能力.
年际增量汛期降水CFSv2
多源气象数据融合格点实况产品研究与应用摘要:基于多种不同来源观测资料,利用资料同化与数据融合技术,研制高精度、高质量、时空连续的多源气象数据融合格点产品成为气象数据研究工作的重点.为此基于LAPS模式进行多源数据融合,搭建河南省级融合分析系统,通过融合地面、探空、雷达数据,制作河南省格点实况数据产品,包含降水融合分析产品、三维格点实况产品(气温、风、相对湿度)和精细化网格土壤水分数据产品;对国家级下发和本省制作的格点实况产品开展系统化评估,根据常规评估、特色评估、精细化评估等方案,实现对任意时段、任意区域的实况数据评估,提供更加准确与细化的评估结论;基于B/S架构,采用面向服务架构的技术路线,搭建了河南省多源气象数据融合系统平台,实现国家级和省级格点实况产品展示和评估,充分发挥了格点实况产品、融合数据产品的应用价值.
格点实况产品数据融合数据同化检验评估
黄冈市2015-2020年PM2.5传输轨迹及潜在源区分析摘要:利用2015-2020年黄冈市逐小时PM2.5实况数据,分析了黄冈市PM2.5浓度变化;结合NCEP全球资料同化系统数据及MeteoInfo软件,运用轨迹聚类分析模拟了 PM2.5传输路径及其特征,此外还采用潜在源贡献法(PSCF)和浓度权重轨迹分析法(CWT)对黄冈市PM2.5潜在源区进行了研究.结果表明:2015-2020年黄冈市PM2.5浓度整体较低,空气质量以良为主,且呈逐年下降的变化趋势,PM2.5作为首要污染物的占比明显下降.结合风玫瑰图和后向轨迹聚类分析发现,黄冈市大体上有3条气团轨迹,分别为西北方向、东北方向和偏南方向,其中偏南方向的短距离气团轨迹占比最高,西北方向的长距离气团轨迹造成的PM2.5污染浓度最高,同时北方路径较南方路径能传输更远距离,传输对污染物浓度的影响明显大于本地累积对污染物浓度的影响.逐年PSCF和CWT分析结果显示,黄冈市主要PM2.5潜在源区和浓度权重区分布较为一致,大体在两个方向:西北或偏北方向的鄂西北、河南、山西、陕西及偏东南方向的鄂东南、江西、湖南,其中西北或偏北方向更为显著.同时潜在源分析结果也表明,近年来黄冈市PM2.5浓度不断下降,潜在源区范围明显收缩,且浓度权重也有所下降,其中2019年略有反弹.
PM2.5污染特征后向轨迹潜在源贡献分析浓度权重轨迹
DeepSeek对气象行业的影响摘要:近期,DeepSeek国产开源大模型引起了国内外各界的广泛关注,并借助其技术优势和开源策略,迅速在通信、金融、医疗、环保、教育和政务服务等垂直领域得到应用.DeepSeek在气象部门的部署应用,有助于夯实气象科技自立自强基础,促进业务全面智能化转型;促进供给与需求精准对接,助力实现智慧气象服务;提供新的管理工具;带动气象产业规模型长和效率提升.同时,也对气象专业化应用、气象治理、风险管理带来新的挑战.因此,在部署和应用DeepSeek时,应加强政策引导和机制建设:构建自主可控、弹性可扩展的人工智能气象应用技术支撑体系;结合DeepSeek技术特点和气象业务服务需求,有序推广应用;灵活运用多种政策工具,强化人工智能大模型气象应用治理;借鉴杭州政府和DeepSeek企业成功经验,营造完善的气象科技创新生态.
DeepSeek气象人工智能大模型
近5年昆明市近地面臭氧浓度气象要素特征及天气分型摘要:采用2017-2021年昆明市臭氧(O3)监测数据和相关气象要素数据,分析了昆明市近5年 O3 浓度变化特征及主要气象影响要素,并对臭氧非优日(等级"优"以下)天气系统进行主观分型,结果表明:近5年昆明市 O3 非优日呈增多趋势;O3 平均浓度和非优日数干季的高于雨季的,春季3-4月是年内非优日高峰期,夏季8月是年内第二非优日小高峰.O3浓度与日照时数和日最高温度呈显著正相关,与相对湿度呈显著负相关,高温、低湿、强日照天气易引起O3 浓度攀升.昆明市O3非优日的500 hPa高度场形势主要有平直西风型(X,占比35.0%,为最多)、干南支槽前西南气流型(N,次多)、槽后西北气流型(B)、副高外围偏西气流型(G)、南海低压外围偏东风型(D)和青藏高原高压底部型(Q,占比最少为5.7%,但 O3 浓度最大)共6种.干季以 X、N、B型为主,主导偏西风,属"干暖晴"模式;雨季以 D、Q型为主,主导偏东风,属"湿热晴"模式.
臭氧浓度气象条件天气形势天气分型昆明市
枣庄市大气污染特征与潜在源区分析摘要:根据2017-2021年枣庄市空气质量历史数据,统计分析空气质量指数(AQI)与首要污染物的年际与季节变化特征.利用 HYSPLIT轨迹模型模拟到达枣庄的后向轨迹,通过聚类方法分析不同输送路径对 AQI、PM10、PM2.5 和 O3 质量浓度的影响,并采用潜在源贡献因子(PSCF)分析法和浓度权重轨迹(CWT)分析法模拟各季节导致枣庄空气污染的潜在贡献源区.结果显示:枣庄市的空气质量以优、良和轻度污染为主,其中 5 年内优良日数占比达到 57%.O3 和 PM2.5 分别为夏季和冬季占比较高的首要污染物,占比分别为 88%和 73%,而春季和秋季首要污染物以 PM10 为主.到达枣庄的后向轨迹反映其季风型气候特征,春、秋和冬季到达枣庄的后向轨迹均来自西北和东北方向,夏季的轨迹以东南和西南方向为主,其中来自海洋的第 3 类和第 5 类轨迹对应的 AQI 和各项污染物浓度低于其他 3 类轨迹的.冬季影响枣庄市 AQI的潜在源高值区面积明显大于春季、夏季和秋季的.各季节 AQI的潜在源区包括除青岛、烟台、威海以外的山东大部分地区、河南东部、安徽北部与江苏.其中,WCWT 值大于 70 μg/m3 的区域春季集中于泰安、济宁、商丘、淮北、宿州和徐州,夏季集中于济宁、淮北、徐州和蚌埠等地,秋季则集中于泰安、济宁、菏泽和徐州等地,冬季则涵盖济南、济宁、淮北、徐州、宿迁和临沂.
首要污染物后向轨迹聚类分析潜在源贡献因子浓度权重轨迹
黑龙江省高速公路风速预报产品检验与订正研究摘要:应用滑动平均和卡尔曼滤波两种订正方法,对黑龙江省高速公路风速预报产品(来源中国气象局公共气象服务中心)进行检验与订正.研究结果表明,最大风速预报值在各预报时效上均与实际风速接近,但仍普遍存在系统性偏低现象.订正后的风速预报值,能降低模式的系统误差,总体呈现正的订正效果,预报误差类(平均误差、平均绝对误差和均方根误差)在各预报时效上均有所递减.从地理空间分布来看,订正后大部分站点的均方根误差减小至 0.5~1.0 m/s,白天的订正效果比夜间的更优,且订正后预报评分更稳定,波动减小.进一步分析发现,不同高速路段的订正效果存在显著差异,平原地区的订正效果优于山区的,主要由于山区地形复杂,风速变化较大,订正算法的适应性较差.不同风速等级状况下,随着实况风速的增加,订正前后的预报平均误差呈现先减小后增大的趋势,其中山区路段的风速预报误差随实况风速增大而增大的趋势更为明显.
高速公路最大风速滑动平均卡尔曼滤波
湖北省多层逆温特征及其对主要大气污染物浓度的影响摘要:利用湖北省2017-2021年探空数据,结合空气质量监测数据,分析了湖北省多层逆温特征及其对主要大气污染物浓度的影响.结果表明:(1)湖北省多层逆温频发,频率达71.12%,远高于单层逆温的发生频率.(2)多层逆温频率和逆温层厚度08时的大于20时的,逆温强度20时的大于08时的.(3)多层逆温总频率、厚度、强度月变化曲线均呈"V"形,且1-7月下降速率均小于8-12月上升速率.(4)第Ⅳ类逆温(贴地+脱地+对流层低层逆温)对颗粒物增长作用最明显,第Ⅲ类逆温(脱地+对流层低层逆温)对 O3抑制作用最强.(5)颗粒物浓度与逆温层厚度和强度正相关,08时相关性更明显.O3浓度与逆温层厚度和强度负相关,20时相关性更明显.
多层逆温逆温频率逆温强度逆温层厚度大气污染
《气象与环境科学》征稿简则基于多种气象要素的小流域短期入库径流预测模型研究摘要:提高短期径流预报精度,对于提高水电系统短期运行计划的可靠性具有重要意义.为此,应用随机森林、GBDT、AdaBoost、Stacking 4个集成学习模型,进行小流域日径流预报模拟,对比分析温、压、湿等气象要素对径流预测模拟的影响效果.结果表明:(1)基于多气象要素构建的随机森林、GBDT和Stacking模型,对小流域短期入库径流具有较好的模拟预测能力,验证期各模型达标率均在70%以上,满足了发布正式预报的精度要求,其中预测与实测吻合度以GBDT最佳,准确度以随机森林最优,在实际业务中可以综合决策应用.(2)温、压、湿等气象要素的引入,显著提高了各集成学习模型对短期径流的预报精度,随机森林、GBDT和Stacking模型对基流和中等流预测的达标率由40%左右提升至80%以上,效率系数提升至0.85左右,平均绝对误差下降了 50%左右,平均相对误差下降了 60%左右,这对于非汛期径流预报模拟具有较高的参考价值.
气象要素集成学习梯度提升树随机森林径流量预报
豫西烤烟大田期干旱特征及其对气象产量的影响摘要:利用河南省西部(豫西)12个气象站点1981-2022年烤烟大田期逐日气象数据,以标准化前期降水蒸散指数(SAPEI)为烤烟干旱指标,分析了豫西烤烟大田期的干旱时空分布特征,划分了不同等级干旱气候风险区,并根据2个代表性站点1981-2022年烤烟单产数据,分析了不同时段干旱对其气象产量的影响.结果表明:豫西烤烟伸根期轻、中、重度干旱的发生频率分别为20%、16%、6%,旺长期轻、中、重度干旱的发生频率分别为13%、12%、11%,成熟期轻、中、重度干旱的发生频率分别为12%、7%、6%.在空间上,干旱频率在伸根期呈东高西低、旺长期和成熟期呈西高东低的分布特征.干旱气候风险指数在伸根期、旺长期、成熟期分别为44.4、44.1和27.8,在年际变化上伸根期和成熟期分别以7.5/10a、4.8/10a的速率呈上升趋势,旺长期以-1.1/10a的速率呈下降趋势.依据干旱气候风险指数,将研究区划分出不同级别的干旱气候风险区:伸根期高风险区主要在新安和孟津一带,渑池、宜阳南部、嵩县和汝阳为次高风险区,其他基本上为中风险区;旺长期内灵宝为高风险区,陕县、汝阳、卢氏北部、洛宁西北部为次高风险区,其他为中风险区;成熟期内各地为低风险和次低风险区.5月中旬、6月下旬-7月上旬SAPEI与烤烟气象产量呈显著性正相关(P<0.05),这两个时段干旱对烤烟气象产量影响最为显著.
烤烟SAPEI干旱频率干旱风险气象产量
《气象与环境科学》征订、征稿启事环境科学气象与环境征稿启事
基于多种机器学习算法的冰雹识别方法研究摘要:基于内蒙古自治区1959-2020年119个观测站资料,时空匹配 ERA5再分析资料,构建标签数据集;利用支持向量机、K 近邻算法、逻辑回归模型,以及集合模型进行训练、测试和优化,构建冰雹识别模型,并评估模型指导能力.研究结果表明,支持向量机和 K 近邻算法所构建的模型冰雹预报精度更高,两者基于测试集的冰雹命中率均>82%,TS评分达到了0.70以上;基于3种模型融合构建的集合模型评分为0.74,也能够较好地进行冰雹预报.对比3种优化后的模型和集合模型的性能,支持向量机和 K 近邻算法两种模型对冰雹和非冰雹的识别准确率较高,逻辑回归模型的识别准确率最低;集合模型命中率和空报率均高于 K 近邻算法的,更能够给出冰雹样本正确的识别结果.针对2021年和2023年136次有具体时间记录的冰雹过程进行预测,K 近邻算法的命中率最高,逻辑回归模型预报效果最差.
冰雹识别人工智能机器学习算法ERA5再分析数据
基于随机森林的中国野火面积年际变化及气象条件分析摘要:野火频发严重影响生态系统和气候变化,研究其年际变化及机制可完善对野火发生规律的认识,为中国防火决策提供科学依据.为此,基于 GFED4 和 MODIS两种卫星遥感火灾面积数据和 ERA5 再分析气象资料,采用功率谱研究中国野火面积的年际变化,并利用随机森林模型和相关/回归分析确定主导年际变化的关键气象因子及背后的环流特征.结果表明:(1)1-3月华南、2-4月西南和3-5月东北地区为中国野火面积年际变化显著区,各显著区年际周期不同.华南地区野火面积存在 4~6 年的年际周期,东北地区存在 3 年的年际周期.(2)相对湿度是华南和东北地区野火年际变化的关键气象因子,且与野火面积呈显著负相关关系;风速是西南地区的关键气象因子,与野火面积呈显著正相关关系.(3)各显著区有独自的环流特征.西南地区海平面异常低压南侧的西(西南)风正异常,增加了气候态风速,有利于火灾蔓延;东北地区在局地异常高压的控制下,下沉气流降低近地面相对湿度,导致火灾面积增加;而华南地区环流异常不显著.
野火面积随机森林年际周期相对湿度风速环流特征
1990-2022年四川省气候年景指数变化特征摘要:基于1990-2022年四川省国家气象观测站气温、降水资料和气候年景指数,采用百分位数法、旋转经验正交函数和线性趋势方程等方法,研究了四川省气候年景指数变化特征.结果表明:(1)四川省各地气候年景指数平均态差异大,阿坝州和盆地大部气候年景指数较高,盆地中部是高值中心,甘孜州和攀西地区的相对较低.(2)近 33 年四川省气候年景指数增加趋势显著,年景评价等级偏差态势明显,偏好年景均出现在 2010 年以前,偏差年景大多出现在近 20 年.盆地西部和川西高原北部气候年景指数增加趋势显著,气候年景可能越来越差.(3)四川省气候年景指数变化的区域特征主要分为盆南型、盆西型、盆中型和攀西型.盆西和攀西地区呈明显增加趋势,进入 21 世纪以来偏差年景多发;盆南和盆中表现为弱增长或变化不明显特征.(4)四川省气候年景定量评价结果与业务实况评估比较一致,气候年景指数对气候异常事件具有较好表征能力,但与灾损率大小为负相关,呈相反变化趋势,在实际业务中注意综合考虑.
气候年景评价变化特征本地化应用四川省
SC型多普勒天气雷达探测性能及反射率因子一致性评估分析摘要:在前人研究的基础上,提出一种清晰高效的双雷达反射率因子一致性评估算法,对江西省赣州 SC 型多普勒天气雷达升级双偏振雷达前后的探测性能进行评估.结果表明,赣州雷达完成升级改造后,雷达距离分辨率由 1000 m提升至 250 m,在 50 km处雷达最小可测回波强度由-7 dBZ提升至-10 dBZ,具有晴空探测能力.升级后的赣州雷达无论是在弱降水还是强降水条件下,与吉安和韶关雷达在观测重叠区探测到的反射率因子变化趋势基本一致,但会受到距离及山脉的影响.消除山脉影响后,在观测重叠区赣州雷达反射率因子与吉安雷达反射率因子相关系数为 0.93,与韶关雷达反射率因子相关系数达 0.96.
反射率因子一致性弱降水强降水
广西龙舟水期间一次暖区暴雨的动、热力诊断分析摘要:2022 年 6 月3-4日广西东北部遭遇一次暖区暴雨过程,过程雨势强、累计雨量大,造成洪涝并引发滑坡等次生灾害.为丰富对广西暖区暴雨机理的认识,为预报服务提供参考,利用多源资料结合动能方程和层结稳定度倾向方程,对此次过程的动、热力过程进行了诊断分析,得出以下结论:高层南亚高压东侧辐散、中层低槽及低层低涡的维持,为强降水提供了有利的环流背景.西南季风强盛暖湿输送,为暴雨发生发展提供充足水汽.准静止 α中尺度对流系统及列车效应造成强降水在局地累积,落区主要位于 TBB 梯度大值区.925 hPa 急流出口区与850 hPa急流左侧正涡度区相重合,以及地形作用,为强降水发展提供动力条件.低涡东南侧位势高度自南向北减小配合偏南风,导致局地动能增长,是夜间低空急流发展的主要原因.急流发展一方面增强低层辐合,促进上升运动发展;另一方面低空急流偏南风流场与等 θse 线配置形成局地锋生强迫,有利于暴雨的触发及加强维持.整个过程都伴随显著的低层对流不稳定:强降水发生前期,不稳定层结主要由水平平流项和位势散度项共同维持;最强降水阶段,强暖湿输送及上升运动使900-700 hPa上对流不稳定持续发展,位势散度项促进 925 hPa边界层附近不稳定维持.
暖区暴雨低空急流动能锋生强迫层结稳定度倾向
京津冀10例典型飑线地闪特征及其与灾害性天气的关系分析摘要:利用多种资料分析了2007-2013年京津冀 10 例典型飑线各个阶段地闪特征及其与灾害天气的关系,结果显示,地闪主要分布在飑线前沿 35~55 dBZ强回波中.地闪时序演变显示,正地闪频次的演变最能体现飑线的生消、强弱变化.正地闪占优案例中,正、负地闪数量差异较小;负地闪占优案例中,正、负地闪数量差异较大.负地闪占优案例中,飑线平均尺度更大,且维持时间更长,飑线所产生的地闪、大风和短时较强降水站次更多,雨强也更大.无论是正地闪占优还是负地闪占优的飑线案例,正地闪的高发均预示着或伴随着灾害性天气的频发.就飑线系统整体而言,地闪时序演变显示,正地闪频次的演变最能够体现飑线系统中大风、短时较强降水的生消和多发趋势,以及雨强的强弱.正地闪频次的持续上升对飑线的形成和加强,以及灾害性天气的出现和频发具有指示意义.
飑线地闪大风冰雹短时较强降水
风廓线雷达资料在河南省平顶山市污染天气监测预警中的应用摘要:利用河南省平顶山市边界层风廓线雷达产品,基于 2019 年 12 月17-28日的重污染天气过程,分析风廓线雷达在污染天气中的变化特征,通过相关性分析、回归分析方法,筛选典型物理量作为风廓线雷达污染监测预警指标.结果表明:(1)水平风速较弱,存在下沉运动时,污染物浓度迅速上升.局地环流较小、边界层高度较低的条件下,不利于污染物的扩散,导致污染的持续.(2)水平风速、垂直风切变、边界层通风量、大气稳定度变率均与AQI有较好的时空相关性.时间上,AQI与超前 4 h的上述因子相关性最强.空间上,边界层通风量与 AQI呈负相关;边界层以内,低层的水平风速、垂直风切变、大气稳定度变率与 AQI呈负相关;边界层以外,高层的则呈正相关.(3)回归分析与检验结果表明,边界层内外风廓线雷达变量超前污染 4 h 时,对 AQI 的预测效果最好,其中水平风速、边界层通风量、大气稳定度变率及垂直风切变可作为风廓线雷达污染监测预警指标.
风廓线雷达污染天气响应特征预警指标
《气象与环境科学》征稿简则环境科学气象与环境征稿简则