一次自动观测冰雹降水现象验证分析

利用地面气象要素、雨滴谱及雷达回波产品观测资料,验证分析2018年3月15日江西58508站、58600站和58601站一次自动观测冰雹记录是否准确、可靠。结果表明,三站自动记录降雹前后地面气象要素变化剧烈,符合冰雹天气过程气象要素变化特征;三站降水粒子数浓度高值均与降雹时段基本相一致,不同粒径等级降水粒子雨滴谱数浓度随粒径的增加呈明显减少的三峰型结构分布,不同速度等级速度谱浓度也均呈三峰型结构分布,三峰型结构表明大气不稳定层级强;三站自动观测最大谱宽均大于规范规定冰雹的观测标准5 mm,其中58600站谱宽最大为15 mm;三站雷达回波强度均>60 dBz、风暴的顶高均>8 km、VIL值均>45 kg/m2,均是典型冰雹特征的回波。以上结果均表明此次自动观测冰雹现象记录准确、可靠。

与夏季北太平洋副热带中尺度海洋涡旋相联系的海气关系

采用高分辨率卫星和再分析资料,利用涡旋探测技术、滤波和合成分析等方法,对夏季北太平洋副热带地区中尺度海洋涡旋与大气的耦合关系进行了分析。结果表明:在日时间尺度上,海洋涡旋的海表温度(Sea Surface Temperature,简称SST)与海表风速之间不仅存在同位相的正相关关系,还存在反位相的负相关关系,即在涡旋这种中尺度上既存在海洋对大气的强迫,也存在大气对海洋的强迫。海表风速与SST同位相时,对暖(冷)涡来说,向上(下)的净热通量增强,云和降水增多(减少);其海水温度异常和海流旋度较强,暖(冷)涡较为深厚,一定程度上表明了海洋对大气的强迫。海表风速与SST反位相时,对暖(冷)涡而言,当其处在正(负)位势高度异常、中低层相对湿度较小(大)、气温较高(低)的大气配置下,海表风速较小(大);同时向下(上)净热通量增强,云和降水减少(增多);涡旋海水温度异常和海流旋度较弱,这种暖(冷)涡较为浅薄;表明晴空(阴雨)条件下有利于暖(冷)涡的维持,一定程度上反映了大气对海洋的强迫作用。

基于多源融合产品的区域站雨量系统性偏差检测方法设计

利用由国家气象信息中心下发的多源融合产品,通过对区域自动站降水系统性偏差的异常数据表现形式和大样本统计分析,设计出总偏差、总相对偏差、雨差率、晴差率、邻站降水倍数、邻站相对偏差差值检测参数。结果表明:检测参数可较好地检测出观测雨量长期存在偏差的台站,并对江西省区域自动站雨量数据进行质控试验;在不对观测仪器进行现场检定的情况下,该方案检测结果可为设备维护人员提供观测仪器运行状况参考,提升设备可用率,进而提升观测数据质量。

基于雷达回波的自动站小时异常强降水量质控算法研究

目前江西省自动气象站数据质控软件仅依靠降水数据本身的时间、空间相关性进行质控,存在部分异常强降水量漏识别问题。文中利用江西省气象信息中心提供的雷达回波资料和国家站降水观测资料,设计了雷达综合反射率质控参数,并对逐6 min累计降水量和雷达综合反射率值进行统计分析,建立了江西本地化的不同等级6 min累计降水量对应的雷达综合反射率最低阈值质控方案。该方案能较好地检测出江西省自动站降水资料中与雷达回波强度不匹配的小时异常强降水数据。目前该方案已应用于江西省自动站逐小时降水量数据实时自动质控业务中,有效提高了自动站异常强降水的质控效果。

1981-2020年江西不同等级小时强降水的变化特征分析

利用江西省87个地面观测站1981—2020年逐时降水量资料,并对小时降水量≥20 mm/h的降水进行分级,对3个等级(20~30 mm/h、30~50 mm/h、≥50 mm/h)小时强降水次数的时空变化特征进行分析。结果表明:近40 a江西不同等级强降水发生频次均呈显著增加趋势,其中20~30 mm/h、30~50 mm/h等级小时强降水发生频次增加非常显著;不同等级小时强降水次数在21世纪00年代中期发生增加的突变;江西大部分观测站小时强降水次数呈增加趋势,其中江西中东部临川—丰城一带不同等级小时强降水次数增多趋势最为显著。

江西省土壤体积含水量对降水的响应特征

利用2017—2020年江西省36站壤土质地土壤水分观测站土壤体积含水量资料和降水资料,研究了江西省土壤体积含水量对降水过程的响应特征。结果表明:1)土壤体积含水量对不同类型降水过程的响应差异大,对于小于10 mm的降水过程几乎无响应,对10—25 mm的降水过程响应深度为0—10 cm,对25—50 mm的降水过程响应深度为0—20 cm,对大于50 mm的降水过程响应深度为0—60 cm。2)土壤体积含水量对降水的响应分为快速增长和平稳减弱两个阶段,在快速增长阶段土壤体积含水量先快速增长到最大值,然后缓慢下降,且增长阶段的持续时间小于减弱阶段的持续时间,增长过程和减弱过程不对称。3)响应过程的持续时间主要集中在1—9 h,其中3—6 h占比高达49%。

南城站自动观测相对湿度对雾霾记录的影响

基于南城站2003-2011年地面气象观测资料,对相对湿度人工和自动观测记录进行对比分析,南城站逐月相对湿度人工观测值与自动观测的结果比较接近,97.25%的月份人工观测月平均相对湿度大于自动观测值。南城站75.49%的时次人工观测相对湿度大于自动观测相对湿度,逐时相对湿度人工与自动观测值差值主要集中在-5%~10%之间。以能见度定时观测记录为依据,对按照人工与自动观测相对湿度统计的霾、轻雾、雾出现时数进行分析,结果表明:相对湿度进行自动观测以后,相对湿度系统偏低,造成南城站霾的观测记录明显增多,轻雾的观测记录减少,对雾的观测记录影响不显著。

樟树市气象干旱特征及重现期分析

利用樟树市1960—2018年逐月降水和气温资料,计算标准化降水蒸散指数(SPEI),并结合游程理论和Copula函数分析了该地区干旱特征。结果表明:樟树市干旱形势总体上趋于缓和,干旱历时和干旱烈度均呈减弱趋势,且呈现出良好的相关性;Frank-Copula函数可作为描述该地区干旱历时和干旱烈度的二维联合分布最优函数;在相同干旱历时和烈度下,“且”的重现期大于“或”的重现期,樟树市历史干旱事件的干旱历时多小于5个月,“且”的重现期小于10 a。