河北省雾凇和雨凇气候特征及气象条件分析

利用1980—2009年河北省142个气象站的雾凇、雨凇资料、河北省南部94个气象站的地面观测资料和邢台探空资料,分析了河北省雾凇、雨凇的时空分布特征;利用箱线图分析了河北省南部适宜雾凇、雨凇出现的温度、湿度和风速等气象条件。结果表明:(1)在空间分布上,雾凇、雨凇主要出现在河北省南部,东部平原多,西部山区少;在时间分布上,雾凇、雨凇均出现在11月至次年3月。(2)适宜雾凇出现的气象条件是雾日并且气温在-7.2～-3.1℃之间、相对湿度≥92%、风速≤1.2 m·s^(-1);雾凇出现时,95%的情况出现了逆温层。(3)适宜雨凇出现的气象条件是雨日并且气温在-4.1～0℃之间、相对湿度≥87%;雨凇出现时均有逆温层出现。(4)雾凇、雨凇高值区的相对湿度明显高于低值区,因此相对湿度大是雾凇、雨凇高值区形成的主要原因。

河北省山区地质灾害气象预警系统

介绍了国内地质灾害预报预警方法研究及系统开发现状,阐述了河北省山区地质灾害气象预警系统的设计思路、系统构成、主要功能及特点。该系统利用河北省地质灾害区划信息、地理信息、气象观测和探测信息(稠密区域气象观测站降水、多种多普勒雷达产品、卫星云图、闪电定位等资料)、数值模式降水预报产品等,采用数理统计、天气动力学方法及计算机应用技术,可以方便快捷地生成预报预警产品。经2007年汛期业务应用证明,该地质灾害气象预警系统可以对地质灾害预报进行及时订正,减少空、漏报率。

河北省边界层气象要素与PM_(2.5)关系的统计特征

为了研究河北省边界层气象要素与PM_(2.5)的关系,综合利用常规气象探测资料、逐小时地面自动站气象观测资料、环境监测站逐小时AQI及ρ(PM_(2.5))资料等进行了统计分析.结果表明:1冬季海平面气压低于1 030 h Pa、24 h变压为-3.0^-2.0h Pa、地面相对湿度高于60%、露点温度高于-10℃时发生全省性重污染天气的可能性较大;而海平面气压高于1 040 h Pa、24 h变压在4.0 h Pa以上、地面相对湿度低于40%、露点温度低于-10℃时,有利于清洁天气的出现.清洁天气下边界层的盛行风向多与冷空气活动有关;污染天气下盛行风向有区域性差别,边界层小风(<3.0 m/s)的风速频率高于90%.2过程雨量达到中雨及以上量级的降水对PM_(2.5)具有较明显的清除作用,中雨量级降水对PM_(2.5)清除速率约为2 h,但优良空气质量持续时间短,平均为15 h;大雨及以上量级的降水对PM_(2.5)清除率达67.8%,并且优良空气质量可以持续27 h.3与降水相比,风对PM_(2.5)的清除作用更为显著.较强偏南风对空气质量有一定改善,但优良空气质量仅持续16 h;大于3.0 m/s的系统性偏北风对PM_(2.5)清除率高达85.1%,优良空气质量持续长达32 h,空气质量的改善最为彻底.研究显示,PM_(2.5)与边界层气象要素关系紧密,不同级别的风和降水对PM_(2.5)的清除程度存在显著差异.

“23.7”河北罕见特大暴雨过程降水演变与中尺度特征分析

2023年7月29日至8月2日,受台风“杜苏芮”北上减弱低压影响,河北出现罕见特大暴雨天气过程(以下简称“23.7”暴雨过程),其中位于冀南的邢台市梁家庄自动站52 h累积降水量高达1003.4 mm。利用常规地面与探空资料以及区域自动站资料、雷达拼图与ERA5再分析资料等,对“23.7”暴雨过程的降水演变特征、环流形势与环境条件、中尺度特征进行了初步分析。结果表明:此次暴雨过程具有持续时间长、累计雨量大、覆盖范围广等特征;台风“杜苏芮”登陆北上后,受500 hPa华北北部“高压坝”阻挡而停滞,河北大部地区整层水汽总量达到其气候平均态的2倍以上,环境大气具有低的抬升凝结高度和自由对流高度及一定的对流不稳定能量,以及850 hPa倒槽切变线稳定少动提供的持久辐合抬升条件,使得降水回波长时间维持在河北西南部太行山前和河北中部。边界层东南风急流伴随台风倒槽向北发展,急流核风速在河北中部超过22 m·s^(-1),大暴雨过程中地形作用明显。边界层急流影响河北西南部期间,回波强度30~40 dBz、质心高度低于6 km的多个对流单体先后移过梁家庄站上空,造成梁家庄站累计出现24 h的短时强降水;边界层急流北移后,8 m·s^(-1)左右的偏东风使太行山前层积混合云降水回波继续长时间维持造成雨区重叠,是梁家庄站52 h累积降水量超过1000 mm的主要原因。

河北省夏季空气污染过程气象条件

利用NCEP再分析格点资料、常规观测资料,统计分析了2005-2007年7-9月河北省典型的10次空气污染过程与气象要素、天气系统的关系。结果表明:河北省夏季典型污染过程的主要天气类型与冬季环流形式差别较大,可分为纬向型、低压槽前型、副热带高压外围型等;空气污染过程发生日多以雾、霾天气为主,05:00-08:00时(北京时)的能见度最小,地面观测资料的温度露点差(T-T_d)小于等于3℃;高空无明显的垂直运动或系统性弱下沉运动,近地层弱气压场、风场,不利于空气中污染物的扩散;近地层存在逆温,稳定的层结使空气污染得以持续;过程后期,因冷空气活动产生降水,空气污染减弱、结束。

2014年8月河北省空气质量与气象条件分析

利用空气质量监测和气象资料,分析得到2014年8月河北全省各市平均AQI(空气质量指数)普遍在200以下;温度、相对湿度、平均风速和降水对局地污染物浓度增加有一定贡献;在无显著降水期间,混合层高度的高/低对应着AQI值的低/高;与2013年同期相比,全省空气污染物浓度有所下降。

河北省层状云降水系统微物理结构的飞机观测研究

对4架次飞行个例的PMS资料进行综合分析, 发现河北省春季层状云降水系统存在不均匀性, 表现之一为较强降水云带。1991年5月25日的个例在飞机上升和下降过程中两次在 2000 m左右探测到较强的云内逆温, 逆温层顶下方存在云水含量的峰值。对 1992 年 6 月 20 日两次个例的冷云的冰晶尺度、冰水含量(IWC)、冰晶浓度和液水含量(LWC)的垂直分布进行了分析。对两次个例的云中可播性进行判别, 发现潜力区占云区的1/2左右, 有时存在大片强可播区。

河北省雷暴大风的雷达回波特征及预报关键点

应用河北省石家庄新乐CINRAD-SA雷达资料对2006—2008年河北省中南部地区262个站雷暴大风的雷达回波特征进行统计。分析发现,雷暴大风的主要雷达回波特征有弓形回波、阵风锋和径向速度大值区,出现其中一个或多个特征均可发布雷暴大风预警。根据以上雷达回波特征能够对66%的雷暴大风发布预警,34%的雷暴大风仅仅依据雷达资料无法预警,其中孤立块状回波占39%,带状回波占61%。弓形回波仅占雷暴大风的19.8%,能够观测到的阵风锋回波仅占16.8%,65.3%的雷暴大风观测到径向速度大值区,径向速度大值区是雷暴大风最重要的雷达回波特征。径向速度大值区的形成一般早于弓形回波和阵风锋回波,依据径向速度大值区可更早发布雷暴大风预警。

河北省近年地闪特征分析

利用河北省电力部门提供的2003年1月至2007年12月5年的地闪定位资料,对河北省地闪活动的时空分布进行了分析。结果表明:河北省地闪高密度区主要位于太行山中南部的迎风坡、燕山东部迎风坡以及平原的局部地区。地闪高密度区的分布,大部分与山脉峡谷地带、山脉迎风坡、地面水源丰富区及铁矿区较为对应;河北省的地闪活动呈现出明显的月季变化和日变化。地闪活动主要发生在4-10月,其中以6-8月最为频繁。地闪的月、季变化与副热带高压脊线位置的月季变化密切相关。河北省地闪活动的峰值出现在15-17时,谷值出现在10-11时。

应用三维冰雹云模式制作河北省11地市冰雹预报

应用中国科学院大气物理研究所发展的完全弹性三维冰雹云模式,使用河北省内三个探空站(张家口、北京、邢台)的探空资料,制作了河北省冰雹区域客观预报。在此基础上,应用MM5中尺度模式的预报资料制作河北省11地市的冰雹预报。预报结果表明,该方法对冰雹等强对流天气的预报具有一定的参考价值和指导作用。

2009年深秋河北省特大暴雪天气成因分析

利用多种资料对2009年11月10—11日河北省特大暴雪天气过程进行了分析。结果表明:冷锋系统长时间影响河北,并产生正、逆双向次级环流,其强上升运动与中层强辐合及正涡度柱耦合,为暴雪提供了很好的动力条件;由于锋面附近强温度梯度及风的垂直切变作用,在暴雪区形成条件性对称不稳定和对流不稳定;另外西南暖湿气流为暴雪提供了充沛的水汽条件,强上升运动可将水汽输送到高空冷区凝华、冻结为雪及冰晶;向东开口的喇叭口地形使得干冷空气在低层堆积,增强了回流降雪的低层冷垫作用;在低层由于地形作用产生的弱上升运动与锋面次级环流上升运动叠加,有利于强对流天气发展和增强。

河北省地质灾害分布特征及预报

利用河北省近40a的地质灾害发生个例资料,分析了地质灾害时空分布特征;进行预报分区,分别找出了各区泥石流临界雨量指标;采用数学决策模型-权重分布集成法,对未来24h降水预报产品、中央台下发的降水指导预报产品、河北省气象台MM5模式降水预报产品、河北省气象台下发的降水指导预报产品等进行降水集成,将各区的降水集成结果及前期降雨量分别与临界雨量指标进行比较,作出地质灾害预报。

用PP方法做河北省雾的分县预报

利用 1 96 0～ 1 999年 4 0年的气候资料 ,运用天气学原理和气候统计学方法 ,分析了雾与气象要素的关系。使用常规气象资料、利用T1 0 6数值预报产品和PP方法 ,分别制作了 2 4小时、4

河北省霾日变化及成因

利用1981—2010年河北省142个气象站地面观测资料,按照霾的观测和预报等级行业标准,分析河北省霾日空间分布特征,以石家庄为例对多霾日成因进行探讨。结果表明:河北省霾日主要分布在太行山东麓地区,霾日大值中心随时间范围扩大,日数呈增加趋势;典型代表站霾日随时间呈增加、减少和平稳变化3种趋势,单站变化差异明显;河北省霾日主要以能见度大于5 km轻微霾为主,代表站中度和重度霾日季节变化显著,64%以上出现在秋冬季节;霾的形成是多种因素综合作用的结果,区域霾日分布主要与地理环境有关,逆温层、风速、相对湿度、年降水日数与霾的形成有关。此外,地方经济发展和人类社会活动对大气污染物的排放起一定作用。

应用GPS可降水量分析河北省一次回流降雪天气

利用地基GPS反演的可降水量资料、地面加密自动站和常规天气资料,对2011年2月发生在河北省的一次回流降雪天气过程进行了分析。结果表明:①降雪过程前期,GPS可降水量由西南向东北逐渐增大,后期自北向南减小,与西南暖湿气流的输送和地面冷高压的南压对应。②第1阶段降雪的主要影响系统为高空槽,GPS可降水量不断增加,对应的实际降水也是先增后减;第2阶段的降雪主要表现为回流降雪,降雪前期GPS可降水量迅速增长,实际降水出现在GPS可降水量峰值及下降阶段。随着地面冷高压逐渐南压,GPS可降水量逐渐下降,实际降水也逐渐减弱至停止。③在探空层结曲线上,高湿层位于地面附近和700hPa附近,而二者之间的近地层存在着低湿层。

基于小波变换的河北省GPS PWV与PM_(2.5)的相关性分析研究

以2014-01~03的河北省GPS和PM_(2.5)观测数据为例,利用小波变换方法开展GPS水汽和PM_(2.5)浓度的相关性分析。结果表明,低频系数重构的GPS水汽与PM_(2.5)浓度序列较好地反映了两者之间的正相关特性;D7高频信号(128~256h)及D7与D6高频信号(64~256h)重构的GPS水汽与PM_(2.5)浓度的相关性较原始序列的相关性有较大提高;对于持续7d的重度雾霾过程,由第7层和第6层高频系数重构的GPS水汽序列与PM_(2.5)浓度序列的相关性达到0.890;不同时刻水汽变化对PM_(2.5)浓度观测的影响,在水汽变化波动较大时段,水汽与PM_(2.5)浓度的相关性为正;对于水汽变化波动较小时段,由于水汽与PM_(2.5)浓度峰值时刻的差异,水汽与PM_(2.5)浓度序列的相关性则不明显。

河北省中南部一次MCC造成的暴雨过程分析

应用GMS红外辐射亮温(TBB)资料、NCEP 1°×1°再分析资料及探空和自动站等资料,对2008年6月27日傍晚到夜间影响河北省中南部的一次MCC(中尺度对流复合体)天气过程进行了诊断分析。结果表明:MCC形成到成熟阶段在其西侧TBB梯度最大的地方均造成了雷暴、强降水、大风等强对流天气。高空低涡、高空槽和地面切变线是此次MCC的主要影响系统,对流层中低层高温高湿的环境为MCC的生成和发展提供了有力的热力条件,低空急流为暴雨的产生供应了充沛的水汽。850 hPa上湿正压位涡项负值区(MPV1<0)与湿斜压位涡项正值区(MPV2>0)的叠加很好地指示了暴雨的落区。

河北省低能见度事件特征分析

利用1981—2010年河北省99个地面气象站资料,分析河北省低能见度事件变化特征,为河北环境保护及综合治理提供参考。结果表明:低能见度事件地理分布呈北少南多特点,冀北高原少,太行山东麓、燕山南部地区多,低能见度出现频次排在前6位的站点都集中在太行山东麓;20世纪80年代低能见度频次相对较少,90年代迅速增长,2000年后随着对环境保护的重视,低能见度出现频次有所下降;12和1月低能见度出现频次明显偏多,占全年总频次的37.9%,5和6月低能见度出现频次较少,约占全年的5%,季节变化明显;低能见度变化增加趋势的站点主要分布在太行山东部和唐山、张家口东南部,经济工业相对比较发达且交通便利地区,呈现减少变化趋势的站点主要分布在冀北高原、衡水经济工业相对滞后地区,秦皇岛、沧州沿海一带也呈减少趋势;相对湿度与能见度有显著的负相关,小于2km的低能见度主要出现在相对湿度>80%的天气,5 km以上的低能见度主要出现在相对湿度<60%的天气条件下。

河北省寒潮的气候特征与冬季增暖

利用1962～2008年河北省142站逐日气温资料,对河北省寒潮天气的时空分布及变化进行了统计分析。结果表明:河北省寒潮天气年际、月际变化大,在气候变暖的大背景下,寒潮出现次数总的趋势是减少的;寒潮区域分布表现为由西北高原山地向东南平原递减的规律;降温幅度与地理特征关系明显,北部地区降温幅度比南部地区大,而南部的低洼地区及沙地等地区降温幅度也比较大;极端最低气温分布为内陆低、沿海高,高纬低、低纬高,南北差别大;寒潮减少与冬季增暖的趋势有明显相关性,河北省冬半年平均气温呈波动性上升趋势,而平均最低气温上升最为明显。

河北省旅游适宜期人体舒适度指数研究

利用河北省11个地市2010年-2019年的日平均气温和相对湿度数据,计算得到其近10 a逐日人体舒适度指数,并进行了分析。结果表明全省11个地市均属于宜居气候区,5月、9月是全省最舒适的月份;年舒适天数较多的是北部的张家口、承德和南部的邢台、邯郸。由南向北,次舒适天数呈现减少趋势。各市的适宜旅游月和总天数由南向北均呈减少趋势,南部适宜旅游期长达8个月,最北部也达6个月;5月、9月是全省旅游最舒适期,南部是春、秋游适宜期最长的地区,北部秦皇岛、张家口、承德是夏季游适宜期最长的地区;11月-次年2月全省为旅游不舒适期。