基于多模式预报的四川盆地强降水订正方法

四川盆地地形地貌复杂,强降水预报难度大,对模式降水预报产品进行订正,是提升强降水预报质量的重要手段。本文选取2018—2019年发生在四川盆地的35次强降水过程,对ECMWF、CMA_MESO和SWC_WARMS三种模式的24 h强降水预报采用常规评分和空间平移两个方法进行检验,并利用最优评分、多模式集成和位移订正三种方法进行订正试验。结果表明:最优评分订正方法可以有效改善各模式降水预报的强度,而多模式集成订正法可以改进降水落区和极值预报,在此基础上计算位移偏差,根据最优的位移偏差值对降水预报进行位移订正,可以进一步改进强降水落区预报效果。然后利用2020—2021年强降水过程进行订正效果验证,结果显示:经订正后的降水极值预报更接近实况,各量级降水预报评分明显优于单一模式,暴雨和大暴雨预报的TS评分提高率较最优单模式分别可达24.3%和42.8%,订正后空报率基本维持,漏报率显著下降,订正效果良好。

四川两次极端暴雨强降水特征及与雷达回波和闪电关系分析

选取了2020年8月四川两次历史性极端暴雨过程,根据量级和持续时间对强降水进行划分,分析其时空分布特征及与雷达回波和闪电的关系。结果表明:短时强降水主要发生在22时—次日03时,降水强度为30~<50 mm/h的站次最多,区域集中在盆地西部。随着降水量级的增加,站点对应的闪电密度均增大,小时平均回波、最强回波、最弱回波均呈增强的趋势。随着降水持续时间的增加,站点对应的负地闪平均强度增强。第一次过程强降水站次与闪电频次的高值中心具有良好的对应关系。第二次过程随着降水量级增大,对应的回波均方根误差减小,而第一次过程则相反。

基于高密度站点的四川复杂地形下大风特征分析

基于四川省2016—2021年4—9月大风事件和闪电资料,将大风类型分为雷暴大风和一般大风,统计分析了两类大风的时空分布特征及与地形因子的关系。结果表明:四川地区两类大风均呈现高原多、盆地少的特征,大风类型普遍以一般大风为主,盆地内部分站点雷暴大风占比较高。各个分区不同类型大风发生频次均存在日变化和月变化。对于风速,盆地南部大风更强,盆地东北部和攀西地区的雷暴大风次之。对于风向,川西高原一般大风以北风和西南风为主,雷暴大风以北风为主,攀西地区和盆地不同分区的两类大风均以北风和东北风为主。大风的发生频次和风速与不同地形因子有一定的关系,不同类型大风总体变化趋势类似。发生频次均随海拔高度的增大逐渐增大,随坡度、粗糙度和起伏度的增大先增大后减小。风速随海拔高度的增大而增大,随坡度增大先增大后减小,而粗糙度和起伏度越小,平均风速和最大风速越大。

多模式对四川盆地强降水过程的预报性能检验

为进一步认识当前数值预报模式的预报能力,选取2018—2020年发生在四川盆地的47次强降水过程进行分型,再基于多源降水融合产品和地面观测资料,通过TS评分、时空滑动等方法对欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)数值预报模式、国家气象中心区域中尺度数值预报模式(China Meteorological Administration Mesoscale Model,CMA_MESO)和西南区域数值预报系统(Southwest Center WRF ADAS Real-time Modeling System,SWC_WARMS)在强降水过程范围、强度、极值、时间和位移偏差等方面的预报能力进行检验评估。结果表明,各模式08:00(北京时,下同)预报优于20:00预报,ECMWF对中雨和大雨预报更优,SWC_WARMS的暴雨量级评分更高。各模式对中雨的预报范围普遍较实况偏大,随着降水量级增大,逐渐转为低估,其中SWC_WARMS更接近实况。对于降水强度,ECMWF和CMA_MESO的平均降水量和极值普遍较实况偏小,SWC_WARMS更接近实况。3种模式时间偏差不明显,仅个别起报时次有-6~3 h的时间偏差;ECMWF的位移偏差最小,纬向上ECMWF和SWC_WARMS以偏北为主,经向上ECMWF以偏西为主,CMA_MESO和SWC_WARMS以偏东为主。

川西高原和攀西地区不同级别短时强降水环境参量特征对比分析

利用2010—2021年5—9月川西高原和攀西地区62个国家级自动站逐小时观测资料及时间分辨率为1 h的ERA5再分析资料,对比分析了两区域不同级别短时强降水发生发展过程中水汽、热力和垂直风切变等环境参量特征。结果表明:川西高原和攀西地区短时强降水主要集中在6—8月,午后至前半夜是川西高原短时强降水的高发时段,攀西地区则表现出明显的夜雨特征。就川西高原而言,较好的水汽、热力条件和较强的垂直风切变、上升运动均有利于高级别短时强降水的产生;不同级别短时强降水的CAPE值差异显著,1100 J·kg^(−1)可作为判断是否出现20 mm·h^(−1)以上短时强降水的参考阈值。就攀西地区而言,不同级别短时强降水在暖云层厚度、700 hPa比湿、700 hPa假相当位温、CAPE、0~3 km垂直风切变等环境参量的值域分布上均存在明显差异;当700 hPa比湿大于13 g·kg^(−1)、CPAE值超过1100 J·kg^(−1)、0~3 km垂直风切变达到10 m·s^(−1)时,极易出现50 mm·h^(−1)以上的短时强降水。

川西高原冰雹时空分布特征及大冰雹环境条件分析

选取2001—2016年川西高原31个县市气象站逐月冰雹日、3个探空站资料及ERA5逐小时再分析资料,分析川西高原冰雹时空分布特征及冰雹发生的天气背景和环境条件。结果表明:(1)近16 a川西高原冰雹日数总体呈减少趋势,高海拔降雹次数多于较低海拔地区。降雹频率分布曲线呈双峰偏态型,阿坝州的峰值出现在5月和9月,甘孜州出现在6月和9月。降雹主要发生时段为11—21时,占比95.5%,峰值出现在15时和17时。冰雹直径<5 mm冰雹占年降雹的72%以上。(2)连续冰雹天气的发生多伴随有高原低值系统的东移,黄淮低涡西侧的切变是影响夏季阿坝地区的重要天气系统之一。不同季节阿坝北部的大冰雹天气均是在高原低值系统的影响下发生,春、夏季大冰雹个例受明显的冷空气或冷平流的影响。(3)大冰雹个例中,-20℃层高度为7.2~8.6 km,0℃层高度距离地面4 km左右,对流有效位能CAPE≥980 J·kg^(-1)。无论春夏还是秋季,红原大冰雹个例的中低层温差(T600~400 hPa)≥21℃且600~400 hPa垂直风切变达到15~21 m·s^(-1),有利于形成高度组织化的对流风暴。

青藏高原东坡两次暴雨的MCS演变及机理对比分析

受MCS长时间影响下的暴雨天气在复杂地形区容易造成山洪等严重灾害,研究其特征及成因有助于更好地认识和防御类似的灾害天气。利用多源气象观测资料对青藏高原东坡复杂地形区2020年8月10—11日(过程1)和2021年8月4—5日(过程2)两次暴雨过程的降水特征和中尺度对流系统(MCS)演变特征及形成机理进行对比分析,结果表明:(1)两次过程均为弱天气尺度系统影响下的暖区暴雨天气过程,强降水落区均位于罗纯山脉西侧的平坝河谷地带,地形对强降水落区的影响十分明显;相较过程2,过程1降水强度更大、范围更广且降水落区更集中。(2)造成两次暴雨的MCS均在雅安西部的高海拔迎风坡初生,并在罗纯山西侧维持发展,但过程1的MCS尺度和强度更大、维持时间更长。(3)过程1的强降水主要由一尺度更大的对流性(积状云为主)MCS稳定少动造成,过程2则分别为两个相继发展的混合性(积云-层云混合)MCS经过同一地区造成。(4)两次过程中的MCS维持机制不同,过程1的主要机制为罗纯山地形强迫抬升作用下不断形成的深对流单体与原MCS_1A合并,使其长时间维持在罗纯山西侧,形成准静止后向建立型MCS回波带,同时地形对冷池出流的阻挡作用以及对暖湿气流的绕流作用也在一定程度上使得MCS_1A稳定少动。而过程2的MCS维持的主要机制为高海拔迎风坡地形反馈作用。

抑郁症患者脑小血管病共患率及相关因素

目的:了解抑郁症患者脑小血管病的患病情况,探讨抑郁症与脑小血管病的关联性,为早期防治提供依据。方法:纳入病情稳定且符合疾病及有关健康问题的国际统计分类第十次修订本(ICD-10)抑郁发作和复发性抑郁障碍诊断标准的患者80例,正常对照97例,采用蒙特利尔认知评估量表(Mo-CA)、简明精神状况测查(MMSE)、汉密顿抑郁量表、汉密顿焦虑量表测评两组被试的认知功能和情绪状态,并收集相关病史资料。用头颅磁共振成像(MRI)数据评估脑小血管病阳性检出率和MRI诊断特征,采用logistic回归分析抑郁症与脑小血管病的关联关系。结果:抑郁症组与正常对照组年龄分别为(59±9)岁和(58±8)岁(P>0.05)。抑郁症组有高血压病史者比例高于正常对照组,MoCA总分低于正常对照组(均P<0.05)。抑郁症组符合脑小血管病诊断者比例高于正常对照组(83.8%vs.64.9%,P<0.01)。Logistic回归结果显示腔隙性脑梗死(OR=4.4,95%CI:1.07~18.23)、额叶脱髓鞘(OR=2.4,95%CI:1.05~5.42)及MoCA<26分(OR=2.3,95%CI:1.16~4.47)是抑郁症的危险因素。结论:共患脑小血管病在中老年抑郁症患者中较常见,腔隙性脑梗死和额叶脱髓鞘可能是中老年抑郁的危险因素。

“干细胞生物学”课程的教师团队讲座式教学方法探索

初步探索教师团队讲座式教学方法在“干细胞生物学”课程中的应用。课程特色地引入干细胞领域高水平教师团队联合授课,紧跟干细胞国际科技前沿动态,提高学生的科研敏锐度,并融合思政元素,培养具有创新思维的高素质人才。经过课堂实践,证明该教学方法对于引导学生具备创新思维、树立正确的“三观”及提高科研能力有良好的效果。教师团队讲座式教学方法是一种行之有效的教学模式,可优先在学院其他课程教学中试点推广,采集充足的样本及数据后,可对该教学方法进一步优化。

台风对四川暴雨影响的环境场对比分析

通过统计2000—2010年5—9月在15°～35°N、103°～130°E区域内活动的台风与相应时段四川逐日降水量之间的关系,指出与四川暴雨统计关系最密切的台风路径分别为偏西路径、转向路径和西北路径。对比相似台风路径背景下四川有无明显暴雨出现的环境场特征,指出西风带低槽在40°N以北活动,中亚地区为高脊,中纬度大陆高压控制西藏东部到四川大部或我国中东部为宽广低槽是不利四川产生明显暴雨的环境场特征;巴尔克什湖到贝加尔湖为宽广低槽,副热带锋区密集,到达36°N附近,中纬度带状高压脊线位于30°N以南以及我国中高纬度呈现出东高西低的态势,西部为经向度大的斜压性低槽是有利四川产生暴雨的环境场特征。分析指出:台风对四川天气的影响主要有三方面,一是通过影响副热带高压(大陆高压)产生间接影响;二是台风低压外围环流直接影响;三是作为载体向四川输送暖湿空气,与中高纬低值系统及副热带高压相互作用共同影响。

四川盆地一次极端大风天气过程成因及预报着眼点分析

利用常规观测资料、FY-2E卫星云图、多普勒雷达产品、闪电定位资料、自动气象站资料等,分析了2015年4月4日傍晚到夜间发生在四川盆地的极端大风天气过程。分析指出:本次雷暴大风过程是由冷锋对暖湿气团的强迫抬升及干冷空气进入暖湿区域触发形成.中空干层、大的温度直减率、高低空急流耦合区、低层温度脊附近是利于极端雷暴大风出现的潜势区域。该区域为雷暴形成提供了条件不稳定、水汽、动力抬升等有利环境条件。冷空气首先从盆地西北部中低层入侵,在低层切变线上触发生成了一系列雷暴单体,在最有利于对流发展的潜势区域迅速发展。潜势区域中线状回波北段的中尺度涡旋环流、前侧入流和后侧入流的相互作用形成单体弓形回波,该弓形回波具有比普通雷暴更高的反射率因子、垂直液态含水量.根据雷达回波演变特征推断,本次极端大风是由单体弓形回波带来的湿下击暴流所导致。弓形回波中高反射率因子的高度连续下降意味着下沉气流伴随降水粒子下降,干空气被夹卷进入下沉气流使得雨滴被迅速蒸发,大大加强了下沉气流强度,因而显著增加了大风强度。分析还指出:通过分析对流发展背景条件,确定最有利对流发展的潜势区域,关注该区域中回波的生成、形态特点、演变特征,可提前预警大风天气。

卒中后抑郁患者心理社会影响因素的对照研究

目的：探讨卒中后抑郁（post-stroke depression，PSD）的主要心理社会影响因素。方法应用复合性国际诊断问卷-3.0中文版对405例住院脑卒中患者进行筛查与诊断，其中符合抑郁障碍诊断标准的22例患者为抑郁组，在383例无抑郁障碍的患者中按性别、年龄匹配原则以1：2比例抽取44例作为非抑郁组。采用生活事件量表、简易应对方式问卷、社会支持评定量表、日常生活活动能力量表和简明幸福与生活质量满意度问卷对两组进行测评。结果抑郁组的简易应对方式问卷中消极应对维度分高于非抑郁组[（1.2±0.5） vs.（0.8±0.7）]，抑郁组的社会支持评定量表中主观支持分低于非抑郁组[（17.5±4.0） vs.（20.7±4.6）]，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。Logis-tic回归分析显示，少数民族（OR=2.564，95%CI：1.039～6.327）和消极应对（OR=2.223，95%CI：1.052～5.192）是PSD的危险因素，主观支持是PSD的保护因素（OR=0.884，95%CI：0.793～0.986）。结论消极应对方式和主观社会支持不足可能是PSD重要的心理社会因素。

一次川渝大暴雨的中尺度分析

利用逐时FY-2CTBB资料、闪电资料、自动站雨量资料和经过再分析的中尺度格点分析场资料,分析2007年7月16—20日发生在川渝地区的暴雨天气过程中尺度特征,为评估、预报此类暴雨天气过程提供有价值的信息。分析结果表明:本次降水过程是高原涡和西南涡两个中尺度系统逐步耦合的结果,与上升气流相伴的强而深厚的正涡度柱是造成对流辐合体反复在相近区域生、消和暴雨反复在临近区域发生的重要因素之一;西南低涡环流中的三个中尺度云团系统(MCS)直接产生了本次暴雨过程的强降水,MCS的生消和青藏高原东部的对流云系具有翘翘板效应;对卫星云图Tbb值、闪电资料和强降水的综合分析表明闪电发生于降水之前约1～3小时,强降水基本出现在闪电密集区和低Tbb值重合区;闪电的移动方向基本可以代表对流旺盛区的移动方向,也就是未来可能出现强降水的方向。闪电突然增强或减弱对于追踪对流降水的发生和移向、判断强降水的增强或减弱、强降水出现时间、位置、变化趋势具有一定的指示意义。

引发暴雨的西南低涡特征分析

利用NCEP1°×1°再分析资料、逐时卫星云图资料和自动站资料,分析了与4次暴雨过程密切相关的中尺度系统西南低涡。结果表明,引发暴雨的西南低涡相对于环境场是湿涡,南边界是主要水汽输送方向。在西南低涡形成阶段,整层均为正涡度,一般维持深厚的上升气流,具有较为深厚的暖心结构。在其发展旺盛阶段,正涡度呈上升趋势,对流层中低层转为冷心结构,中高层则以暖心结构为主。当西南低涡在原地反复生消或长时间维续,高低层低涡中心位置趋于垂直且移速缓慢时,对流单体通常独立于上游斜压系统发展成中尺度对流辐合体或接近于中尺度对流辐合体的中尺度对流云团系统;当低涡中心移动较快时,对流单体发展不旺盛,通常并入上游斜压云系且向东移。

1002号台风对四川盆地大暴雨的影响分析

利用逐日NCEP再分析常规观测资料、逐小时自动站资料和卫星云图资料,对2010年7月14—18日发生在四川盆地的大暴雨天气过程进行诊断分析,重点探讨了台风活动对大尺度环流背景、西南低涡形成与维持、水汽及能量输送的作用。结果表明:(1)本次暴雨是在副热带高压、台风、西南低涡等多个不同尺度系统相互作用下发生的;(2)台风环流东侧偏南气流和副高西侧偏南气流长时间的融合贯通,一方面有利于"鞍"型场大尺度环流背景稳定和低层西南涡的发展及维持;另一方面两支气流叠加构成输送带,将低纬大量水汽和热量向暴雨区上空输送,有利于暴雨区上空水汽的积聚及形成高能不稳定区;冷暖空气交绥于暴雨区,促使不稳定能量释放,形成大暴雨天气。

对两次持续性暴雨过程落区预报的探讨

通过对比模式预报落区相似,实况落区有明显差异的两次持续性暴雨过程,重点探讨了环流背景、环境场条件、云图特征、地面观测资料演变与强降水落区之间的关系。结果表明：通过分析实况探空资料中副热带高压形态、脊线位置及其与中低纬度系统之间的相互作用、过程开始前卫星云图特征,可以判断影响系统移动速度,修正模式形势预报,订正模式强降水落区。在此基础上,综合分析时空密度相对高的卫星云图和地面观测资料,追踪暖湿气流中具备抬升条件的位置及其演变趋势,可以判断1~3 h内云团的生、消、发展及移动路径,有助于从短时临近预报角度确定1~3 h的强降水落区,订正短期预报。

四川中尺度对流复合体特征分析

依据2012年5-10月实况观测资料,逐小时自动站资料,雷达资料,闪电资料以及红外云图资料,统计分析了四川MCC特点.四川MCC主要分布在盆地,具有典型的夜发性特征,在发展初期具有闪电频次突增的特点;移动方向与500~700hPa引导气流密切相关;不同的MCC,云顶亮温与小时雨强及强降水面积没有必然的联系;同一MCC,云顶亮温达到最冷前后,小时雨强及强降水面积也趋于最大.显著西南气流、低层辐合流场以及地面暖低压有利于MCC的形成;在其形成、发展期间,200hPa在35-45°N范围内有东西向带状高空急流,南压高压脊线多数位于29-30°N,副高脊线普遍位于26°N及以南区域;MCC维持期间,具有辐合层次深厚的特点.MCC形成时段是由一系列对流高度不同,质心高度分布不均、水平尺度差异较大的中-γ、中-β对流单体组成;发展旺盛阶段主要由中-β尺度系统构成,质心低,对流旺盛;消亡阶段则表现为对流高度降低,强度迅速减弱,以层状云降水回波为主要特征.

四川地区暴雨天气的卫星云图特征分析

通过分析2005-2010年6-9月四川地区暴雨天气的卫星云图,指出四川暴雨天气过程基本上是由中高纬西风带云系、中纬度云系以及低纬度热带云系相互作用的结果。结合探空资料、1°×1°NCEP再分析资料、卫星云图资料分析表明,高湿高能区域是有利于对流云团生成、发展的区域;进入四川的斜压叶状云、带状冷锋云系以及低槽云系是有利于对流云团发展的系统云系;卷云羽、出流边界所在的位置有利于对流云团的生成和发展。合并、发展的对流云团有向系统云系移动的趋势。

Grapes模式预报西南地区夏季2m温度的检验评估

利用西南地区2004、2005年夏季的实况温度对G rapes模式输出的2m温度预报产品进行检验,结果表明,不管是单日预报误差还是月平均预报误差,都没有随预报时效的延长而增大,对四川盆地大部分地区,模式预报温度偏高,对重庆、云南、贵州及川西高原南部的温度预报,基本上表现为14时偏高,02时偏低,对川西高原北部和西藏则表现为预报温度偏低。分析表明,模式中对高原地形处理的不真实是温度预报产生误差的重要原因之一,利用回归分析方法能对模式温度预报进行有效的订正。检验分析结果为进一步改进模式,提高要素预报产品质量提供了一定的依据。

青藏高原东侧一次典型暴雨过程的数值模拟试验

利用单向嵌套中尺度非静力数值模式MM5,对1998年7月4～5日发生在青藏高原东侧一次典型暴雨过程进行数值模拟和敏感性试验,结果表明:该模式能较好地模拟这次过程,并成功地模拟出了与这次过程密切相关的中尺度系统;去掉冷空气的影响后,低层辐合气流减弱,造成降水明显减弱;而盆地内能的增加则能促进中尺度系统的形成;改变初始时刻不同地区低层水汽含量的试验证明,暴雨过程前水汽的聚集程度和暴雨过程中是否维持水汽输送机制是判断一次暴雨过程雨量大小的关键因素之一.地形试验证明,大地形发生显著改变后,影响系统、低空急流的位置和强度、冷空气路径等也都发生了显著改变.由此推断,四川特殊的气候特征就是由其独特的地理环境决定的.