冰雹云降水过程中微波亮温的变化特征
摘要：通过冰雹云模式模拟的一次冰雹云降水过程中降水粒子廓线和微波辐射传输模式结合,分析了冰雹云发展的不同阶段的微物理含量垂直结构变化及其对微波亮温的影响,得到以下几点结论：1）如果微波通道受到降水粒子散射和辐射的共同作用,如降水云早期的85 GHz亮温,成熟期的19 GHz亮温及消散期的37 GHz亮温,由于辐射和散射信息互相抵消,致使亮温随雨强的变化较复杂,这些通道亮温和雨强的相关性明显降低,不宜被用来反演地面雨强。2）根据19 GHz亮温随地面雨强或冰相粒子柱含量的改变,可以大致确定降雨云的不同阶段：在发展阶段,主要是降雨层以上的冰相粒子,尤其霰粒影响19 GHz亮温,致使其亮温与冰相粒子柱含量具有较好的负相关,而与地面雨强相关性较差;在成熟阶段,主要受雨水上层逐渐增加的辐射和冰相粒子散射共同作用,使得19GHz亮温与地面雨强和冰相粒子柱含量的相关性都不太好;在消散阶段,19 GHz亮温主要受较强的雨水辐射影响,与地面雨强和冰相粒子柱含量均有着较高的正相关。3）37 GHz是相对比较稳定的通道,其亮温与地面雨强有较好的线性关系,尤其与冰相粒子柱含量相关性更好,因此是反演地面雨强和冰相粒子柱含量的最佳通道。85 GHz亮温对降雨云体的中高层结构较为敏感,使得其亮温随地面雨强增加而降低的变化比较离散,不如37 GHz的集中。地基探测与NCEP GFS模式预报云量在ARM SGP站点对比
摘要：使用大气辐射测量实验（Atmospheric Radiation Measurements：ARM）在美国南部大平原站点（Southern Great Plains：SGP）长时间序列（2001 2010年）的地基主动遥感云（Active Remote Sensing of Clouds：ARSCL）和美国国家环境预报中心（National Centers for Environmental Prediction：NCEP）全球预报系统（Global Forecast System：GFS）模式预报资料,对比分析了两者云量在不同时间尺度内（年际、月份和季节）的差异。结果表明,GFS模式预报总云量为83.8%,略高于地基观测结果（78.1%）;两者总云量差异在秋季最大（8.8%）,春季最小（2.2%）。在低垂直高度分辨率（≥3 km）时,地基探测低云、中云和高云的云量分别为46.1%、43.5%和61.2%;模式预报三类云的云量均要高于地基探测的云量,差异分别为9.6%、17.2%和9.1%。但是,在高垂直分辨率（250 m）时,地基探测云量在大多数高度层上要高于模式预报结果。这应该是两种资料廓线中有云出现的高度层数目存在差异引起的。地基观测和GFS模式预报同时表明,SGP站点上空云量垂直廓线呈现双峰结构,在边界层附近（1 km）和上对流层区域（8-12 km）云量较大,2-3 km高度范围内云量较小。在春夏秋冬四个季节内,两种资料在低层边界层附近的最大云量偏差分别为9.5%、8.8%、7.8%和11.2%。京津冀4次重度污染过程的气象要素分析
摘要：利用2014年京津冀地区4次重度污染过程中的AQI数据及相关气象资料,分析了4次重度污染过程中相对湿度、平均气温、平均风速和海平面气压的一些特征。结果发现：京津冀中南部是重度污染发生的主要区域,是这4次过程中的共同点;就目前的排放水平而言,相对湿度持续高于60%时是出现重度污染并维持的重要指标;平均气温对于出现重度污染过程的指示意义不足;无论是在冬季、春季还是秋季出现的重度污染过程,平均风速小于2.0 m·s^-1是污染物堆积的必要条件;海平面气压的高压和低压区位置对于污染范围有着明显影响,高压区位于京津冀地区的偏东位置时,有利于该地区污染出现或维持重度水平。华北地区气溶胶垂直分布特征的观测与分析
摘要：利用2006 2013年CALIOP激光雷达Level 1B数据的气溶胶衰减后向散射系数、退偏比和色比观测,分析了华北地区大气气溶胶光学特性的垂直分布特征。统计结果显示：2010-2013年,华北地区4-8 km高度范围内衰减后向散射系数均值呈减小的趋势,而0-4 km高度范围内衰减后向散射系数均值呈增长趋势。说明2010年以后近地面层（0-2 km）气溶胶散射作用逐渐增强,高层（4-8 km）气溶胶散射作用逐渐降低,这与近年华北地区霾天气（颗粒物主要聚集在近地层）日趋增加、沙尘天气（沙尘气溶胶层经常存在于4-8 km的范围）有所减少相吻合。20062013年,华北地区冬季0-4 km高度范围内衰减后向散射系数均值最大,近地面层气溶胶散射作用最大,这与该地区冬季取暖燃烧排放增加有关。春、秋两季4-8 km高度范围内衰减后向散射系数均值较大,夏季0-8 km各高度范围内衰减后向散射系数均最小,说明春、秋季节的气溶胶散射贡献主要来自4-8 km的对流层上部大气。春季对流层上部的高后向散射系数与华北地区春季频发的沙尘天气有关,秋季对流层上部的高后向散射系数与华北收获季节的生物质燃烧有关。2008年以后,华北地区2-8 km范围内各高度层的退偏比均值逐年减小,这说明规则的球形气溶胶粒子在近几年有所增加。0-4 km范围的低层大气,2009年后色比均值缓慢增加。而6-8 km范围内的色比均值从2008年后一直都是减小的,说明2008年后对流层上部大气（4-8 km）气溶胶粒子的尺度在减小,这也与近几年沙尘天气减少、霾天数增加的现象是一致的。0-8 km各个高度范围内的退偏比和色比均值春季最大,且退偏比随着高度的增加而增加,再次证明春季华北受沙尘天气影响,不规则的粗粒子气溶胶最多。夏、冬季节近地面层（0-2km）退偏比和色比均值略大于2-4 km高度层的,夏、冬两季近地面主要以人为活�2014年京津冀空气污染时空分布特征及主要成因分析
摘要：为进一步了解京津冀区域空气污染状况与工业排放、气象条件的相互关系,运用统计分析方法,使用环保部2014年空气质量日报数据对京津冀地区13个城市空气质量指数（Air Quality Index,简称AQI）、首要污染物的时空分布特征进行了分析,并与各城市的城市建设、经济发展、工业排放及相应时段主要气象因子的影响进行了对比分析。结果表明：总体上,2014年京津冀地区空气质量呈北优南劣分布,即北部优于中部、中部优于南部。京津冀地区空气质量以良和轻度污染的天数居多,其中位于北部的张家口、承德和秦皇岛3市空气质量最好,优良的天数达到67%-86%;北京、天津的占46%,保定、衡水和邢台的仅占23%。各城市AQI具有相似的季节变化特征,1-2月AQI值最大,9月份达到最小,10月份起AQI开始回升。各市首要污染物1-3月、7月、9-12月以PM（2.5）为主,4、5月以PM（10）和PM（2.5）为主,6、8月以O3为主。影响京津冀地区的首要污染物来源不同,北京市、河北省分别以机动车尾气排放和燃煤排放为主,天津以工业二氧化硫排放及燃煤影响显著。各地空气质量的首要污染物多为原地生成。秋冬季节空气污染加重与燃煤用量加大、静稳天气增多关系密切;而春夏季节空气污染减轻依赖于风力加大、降水频繁、大气不稳定等气象因素。机动车尾气、工业排放、燃煤排放、人口数量等因素与空气污染关系密切,气象条件（风、雨、不稳定大气层结等）对空气污染扩散起着重要作用。1961-2010年中国AngstrOm-Prescott系数时空变化特征
摘要：利用中国51个站1961-2010年和94个站2001-2010年的逐日总辐射和日照时数资料,基于目前最常用的AngstrOm-Prescott公式,采用最小二乘法计算各站历年逐月a、b系数,分析其时空变化规律,主要结果表明：各地a、b系数均存在不同程度年变化,a系数与b系数呈反向变化,b系数的年变化幅度大于a系数;我国不同季节的多年平均a＋b系数随海拔升高而增加;近50 a来,全国不同季节多数站的b和a＋b系数呈减少趋势,a系数呈增加趋势（春季除外）,37%-63%的站,其变化趋势通过0.05的显著性检验;华北地区四季的a＋b系数均呈减少趋势,海口站四季的a、b和a＋b系数均呈增加趋势;全国各区域逐月a、b系数近50 a平均值与近10 a平均值存在一定的差异,其中华北地区a＋b值10月至下一年4月近10 a平均值小于近50 a平均值;全国大部分地区雾霾天气在加重,尤其是华北地区。给出了我国不同区域不同年代逐月的a、b系数参考值,为相关领域的理论研究和实际应用提供基础信息支撑。《气象与环境科学》核心影响因子进入前500名
摘要：据2015年版《中国科技期刊引证报告（核心版）》显示：《气象与环境科学》核心影响因子为0.801,排名424名。根据《中国气象局人事司关于开展2016年气象正研级专业技术职务任职资格评审工作的通知》（气人函[2016]10号）的说明,《气象与环境科学》视为二级核心期刊。2013年北京地区一次强对流降水天气成因分析
摘要：通过对2013年6月6日20时-7日20时北京地区出现的中到大雨、局地暴雨的天气过程的大尺度天气环流背景、物理量场、北京多普勒雷达产品和海淀风廓线探测数据、VDRAS反演物理量等多种资料详细分析,得出如下结论：1）本次过程500 h Pa北京处于从河套以东至长江中下游地区的低槽槽前,温度槽落后于高度槽,地面处于东高西低的形势场中。2）北京处于850 h Paθ（se）高能舌的前部,为对流性天气的出现提供了良好的能量条件。3）强回波在单点稳定少动或多个降水云团先后经过同一地区,造成该地区降水偏大。4）超低空急流加强,且风向由东南转为偏南,南风分量明显加大,有利于水汽的输送和辐合,有利于出现短时强降水。5）据VDRAS反演物理量场的分析,某地区较长时间处于扰动温度相对大值区（0.9-1.2℃）,与该区域降水较大相对应。强回波的合并与维持和其位于东南风和偏南风的辐合区中相关联。6）对EC、T639数值模式降水预报的检验表明,数值模式对明显大尺度系统影响的降水过程预报效果较好,EC对本次过程的预报能力优于T639。重庆一次暴雨过程的诊断分析
摘要：为揭示2012年5月11-12日重庆暴雨过程的发生发展机制,寻找重庆地区暴雨预报方法,利用国家卫星气象中心的降水量产品数据集和NCEP格点再分析资料,对这次暴雨进行了天气形势分析,并从动力和水汽条件、水汽螺旋度和水汽散度通量及不稳定指数等方面进行了诊断分析。结果表明,短波槽东移南下和西南涡东移北上是造成此次暴雨过程的主要原因;高空槽前脊后的正涡度平流,有利于大气的抬升运动;中层（700 h Pa）的西南暖湿气流为此次暴雨过程提供了水汽和能量,促进并维持对流的强烈发展;水汽螺旋度高值区和水汽散度通量低值区都与强降水区域有较好的对应关系,且有较好的时间相关性,这对强降水落区和降水系统的移动发展有一定的指示意义;低层暖湿气流抬升与高层冷空气交汇触发了此次暴雨天气过程;K指数和A指数对于暴雨的形成和发展有一定的预报意义。河南一次局地强降水过程的中尺度分析
摘要：利用NCEP/NCAR再分析资料、常规观测资料,采用常规中尺度分析方法和Barnes滤波方法,对2013年6月7日14-20时林州站出现的一次局地强降水过程进行分析,结果发现此次降水过程是发生在东高西低的环流形势下,降水主要发生在500 h Pa低槽槽前;江淮气旋北端不断增强的偏东气流为降水区提供了充足的水汽条件;地形抬升有利于触发对流,并对降水有增幅作用。通过滤波分析发现,此次过程林州处于鞍型场中,且处于风向辐合线和风速辐合线附近;局地强降水发生在水汽通量负散度绝对值大值区与负散度绝对值大值中心重叠区。经过滤波前后对比发现,此次过程分析原始场得出的辐合上升运动区、水汽辐合中心、层结不稳定区与局地强降水落区有一定的偏差,而滤波场特征比较有指示意义。负散度绝对值大值区和地面中尺度辐合线附近有利于回波生成和发展;两回波带合并容易加强;短历时强降水发生前,垂直累积液态水含量迅速跃增;雷达径向速度辐合区有利于回波发展加强。1999年北京持续高温天气过程的诊断分析
摘要：利用北京观象台观测资料和NCEP/NCAR再分析数据,对1999年6月24日至7月2日北京一次持续性高温天气的演变和发展过程及非绝热加热作用对系统的影响进行诊断分析,结果表明：在此次高温天气发生前,欧亚大陆中高纬度环流经向度很大,欧洲北部和贝加尔湖以南为高压脊控制,中亚和我国东北地区则处于低压槽内。贝加尔湖南部的高压脊纬向延伸范围较广,在东移过程中长时间影响北京。随着贝加尔湖以南的高压脊逐渐东移,北京上空下沉增温与非绝热加热作用有所增强,北京逐渐受到高温天气影响。在高温天气发生的后半阶段,我国东北的低压槽入海后在120-130°E附近维持并发展,槽前非绝热加热率很大。从垂直方向来看,加热率在500h Pa以下随高度迅速增加,根据全型涡度方程,强烈的非绝热加热率垂直分布不均作为一个明显的涡度源区,对入海低压槽的稳定维持有显著的作用。而入海低压槽的稳定维持,又阻碍了华北高压脊的东移,使其在北京地区长时间稳定少动,为北京带来多日的持续性高温天气。一次寒潮背景下降水相态变化特征分析
摘要：利用常规气象观测资料和NCEP再分析资料,对2013年4月18日到20日河南出现的一次区域性寒潮天气过程的环流背景、影响系统及寒潮期间降水多相态转换的成因进行了分析。结果表明：本次寒潮过程属于横槽转竖型,冷锋迅速南下,导致寒潮暴发;此次寒潮天气的大气温度层结存在逆温层结构特征,温度廓线的变化会导致降水相态发生变化;受低层冷空气持续影响,暖层强度即融化层遭到一定程度的破坏或消失,冷层即冻结层强度增强,0℃层高度下降,以致降水相态发生相应的改变;降水相态的变化与暖层温度及0℃层高度密切相关。根据本次寒潮过程中NCEP再分析数据得到：当降水相态为雨时,暖层温度≥2℃,0℃层高度≤975 h Pa;当降水相态为雪时,暖层温度≤-1℃,0℃层高度≌1000 h Pa;当降水相态为冰粒时,2℃≥暖层温度≥-1℃,1000 h Pa≥0℃层高度≥975 h Pa。慢特征分析法在气象上的应用进展
摘要：气候系统具有非平稳特征,根本原因在于其外强迫随时间发生改变,因此外部驱动力的分析对于理解气候系统的动力学特征至关重要,而如何有效提取系统外部驱动信息是一个亟待解决的前沿科学问题。最近几年,在生物神经学领域中应用的一种提取非平稳信号中外强迫信息的方法——慢特征分析法（Slow Feature Analysis,SFA）,在气象领域中也得到了初步成功的尝试,结果显示出此方法对气候系统的外强迫信息分析及有关动力学机制的探究有较好的应用前景。本文主要介绍SFA方法的理论思想及实施步骤,并通过一个理想的非平稳时间序列检验其提取外强迫信息的能力,结果证明在衰减的Logistic模型中,可利用SFA算法提取出模型中的外强迫,且与真实外强迫的相关系数可达0.99;此外,还介绍将该方法应用于Arosa臭氧时间序列,分析其提取的外强迫信息的动力学特征;并介绍了在气候时间序列建模中引入外强迫因子的预测效果。边界层微型火箭气象探空系统研制与应用
摘要：首次介绍了国内自主研制的边界层微型火箭气象探空系统,系统包括火箭发射装置、探空仪、降落伞、地基接收设备和数据接收处理软件,其温度、湿度和气压测量采用数字式传感器,风速和风向由北斗/GPS全球定位信息获得。火箭升空至顶点后,将探空仪和降落伞从仪器舱弹出,在下降过程中测量大气的温度、湿度、气压和风速、风向等参数,通过无线发射机传送至地面接收机,由处理软件实现数据存储和参数分析。不同地区、不同气象条件下多次外场比较试验和实际应用结果表明,该系统性能稳定,探测技术指标和功能满足使用单位的设备研制要求,可应用于气象保障、大气探测、环境监测及海洋气象要素廓线的观测。海南省芒果寒害气象指数保险费率厘定及保险合同设计研究
摘要：寒害严重影响和制约海南芒果种植业的发展,芒果寒害气象指数保险费率的厘定及其合同设计对于转移灾害风险、减少农民损失、促进海南经济发展具有重大意义。利用海南省18个市（县）1990-2010年的芒果产量数据和1961-2010年的气象数据,基于极值理论构建产量风险分布模型,厘定了各市（县）的纯保险费率及其空间分布。结果表明：纯保险费率高值区主要分布在中部山区的五指山、琼中和白沙,以及北部的澄迈,其中白沙最高,这些地区芒果寒害风险较高,且种植技术或防灾减灾能力较差,建议采用高免赔额费率;纯保险费率低值区主要分布在南部和东部,其中南部三亚和陵水无寒害,其他市（县）寒害风险较低,建议实行低免赔额费率。同时,设计了基于不同免赔额的保险产品及合同,可为海南建立和完善芒果政策性农业保险方案提供技术支撑。河南省县级综合气象业务平台的建设及应用
摘要：河南省气象局组织开发的以标准化、规范化、统一数据环境和信息网络为支撑,集气象综合观测、气象预警预报、公共气象服务、农业气象服务、一键式和业务管理为一体的＂河南省县级综合气象业务平台＂,为县级综合气象业务的开展提供集约高效的工作平台,为加快基层气象业务现代化建设、全面推进县级气象机构综合改革提供坚实的支撑。平台采用集约化的数据环境和B/S架构,利用跨平台的Java语言开发,采用开源框架结构设计,平台的运维在省级信息中心,减轻了基层业务人员的运维工作量。《气象与环境科学》征稿简则
摘要：《气象与环境科学》主要刊载有关大气科学、应用气象、生态与环境科学等领域的具有创新性和应用性的研究成果和有独到见解的综述性论文。本刊旨在促进大气科学、应用气象及生态与环境科学的繁荣,发挥其在社会发展、经济建设、防灾减灾及人民生活中的作用,为气象、农业、环保、水利、林业、民航等部门及相关高校搭建一个高层次的学术交流平台。欢迎国内外专家、学者,气象及农业、环保、水利、林业、民航等部门专业技术人员,高等院校师生赐稿。
