保定市“23·7”极端强降水过程预报服务复盘及思考

随着经济社会的发展,近年来暴雨造成的经济损失逐渐增加,政府决策、各行业(部门)防灾减灾联动,以及公众避险等方面的需求给气象部门的预报服务工作提出了更大挑战。能否成功提前、精准预报出暴雨等灾害性天气过程的演变并及时开展相关气象服务保障工作,直接关系到后续人民生命财产和经济社会发展所面临的灾害风险高低,也决定了后续防范应对工作的效益。

河北保定市“23·7”强降水过程的观测特征分析

利用常规、加密观测资料,风廓线、双偏振雷达探测数据等,对2023年7月29日至8月2日发生在河北省保定市的强致灾性极端强降水过程的阶段性演变、观测特征等进行了分析,结果表明:1)在大陆高压与副高形成“北方高压坝”、台风“杜苏芮”减弱低压北上受阻的环流背景下,“杜苏芮”倒槽、“杜苏芮”残涡东侧的暖式切变线以及副高外围南风气流先后造成保定3个阶段的降水,最长单站降水持续时间70 h,7月30日07:00(北京时间,下同)至8月1日03:00涿州上游、海拔高度介于0.1~1 km的浅山区内不断出现短时强降水、“列车效应”显著,导致该区域出现极端的洪灾。2)29日倒槽降水雨带呈东北—西南向并随时间西北移,最大降水强度39.4 mm/h;30日副高西移,倒槽东侧位势梯度加大,同时台风“卡努”北侧东南气流并入,冀鲁地区低空东南急流加强、北伸,雨带呈“人”字形,降水落区无变化但短时强降水频次增大、强降水范围集中,雨强增至82.2 mm/h。3)切变线降水阶段,对流不稳定层增厚,降水主要集中在西南风—东南风切变线与南风—东风切变线之间,多局地短时强降水,最大雨强为76.3 mm/h。4)“杜苏芮”影响结束后,副高外围的低层偏南气流有明显的风速辐合,引发暖区局地降水,雨带呈准南北向且分为多轮次,各轮次降水落区次第向东移动且强度不断减小,阶段内最大降水强度54.2 mm/h。5)双偏振雷达图像显示,在倒槽降水阶段,前期为低质心暖云降水,对流发展高度最低,暖云碰并机制明显,雨滴粒子直径最大;“卡努”东南急流并入时段,0°C层下降、-10°C层抬升,对流高度增加,霰粒子增长、冰相粒子聚合融化,雨滴粒子浓度增至最大。在切变线降水时0~-10°C层厚度减小而-10~-20°C层厚度增加,对流发展高度最高,霰粒子凇附增长更为明显。6)地形对降水有增幅作用,倒槽降水阶段东南气流加强、北伸时与偏东风在保定中、北部辐合抬升,保定浅山区开始有山洪出现;“卡努”北侧东南风气流并入时的倒槽降水阶段以及切变线降水阶段,东南风与太行山北段近乎正交,保定西南部山区30日08:00至31日08:00出现24 h降水量极值。

保定市2023年2月12日雨雪天气过程分析

文章利用常规观测资料、地面自动站观测资料、X波段双偏振雷达资料、ERA-5再分析资料,运用天气学诊断方法对2023年2月12日保定市的雨雪天气过程进行了分析研究。结果表明:本次过程类型为低涡外围暖湿空气配合回流冷空气降水,过程中降水存在由雨转雪再转雨的相态转换,受近地面温度、回流偏东风强度、中层冷平流等多种因素共同影响。

基于Landsat影像的保定市城区热岛效应变化及影响因素分析

文章以保定市城区为研究对象,选取2020、2021年不同季节8幅Landsat 8影像以大气校正法对地表温度进行反演,分析2021年强降水前后城市热岛变化情况,并同MODIS NDVI产品、地面实测数据相结合,探究地表温度影响因素。结果表明:冬季保定市城区温度分布呈现冷岛特征,春季、夏季、秋季温度分布均呈现热岛特征,且2021年秋季城市中心与城郊温度差异明显;2021年夏季低温区面积占比低于其他季节及上年同期,次低温区夏季面积占比高于其他季节及上年同期;2021春夏两季节高温区面积占比均低于上年同期;冷岛区域面积占比2021年春季、夏季均较上年同期下降3%以上,热岛区域中高温区域占比下降;NDVI、日照时数、月均降水量是影响地表温度的主要因素。

保定市气象装备保障实训平台建设的研究

本文围绕气象高质量发展总体目标和“质量提升年”的重点行动,依托气象观测保障业务分工优化调整试点实施方案,结合市县气象装备保障业务工作实际,研究设计搭建保定市气象装备保障实训平台并投入业务应用,实现集气象观测设备实践操作区、气象观测设备排查及测试维修区、气象观测设备运行监控区、气象装备计量检定区、集体教学区以及VR体验区等“六区三系统”于一体的实训平台,以全面提高气象装备的现代化水平和提升基层业务人员装备保障能力。

2022年“2.13”冀中大雪过程多源气象资料分析

利用常规观测资料、era5再分析资料、风廓线雷达产品、地基GPS/MET大气可降水量(precipitable water vapor,PWV)等,对2022年2月13日冀中大雪过程进行了详细分析。①降雪发生之前的36 h内PWV呈增长态势,0~12 h上升最快,12~36 h呈缓慢上升趋势。②降水量和PWV呈一定正相关关系,降雪期间PWV变化平稳,随着PWV出现连续下降,降水结束。③风廓线雷达的水平风向风速演变对降雪的预报有一定指示意义:3000 m突然出现20 m/s的西南低空急流,随着20 m/s的西南低空急流向下延伸至2500 m高度,降雪增强。④降雪之前,0.5 m/s及以上的正速度首先出现在1500 m以上,当2000 m以下突然出现1.0 m/s以上的正速度后,0~3 h内降雪发生。⑤1000 m以下垂直速度增加到1.5 m/s及以上时,降雪增强。⑥降雪期间C_(n)^(2)(大气折射率结构常数)一直稳定在-180~-165 dB,C_(n)^(2)值小于-180 dB时,最大探测高度降至3500 m以下,整层垂直速度小于0.5 m/s,预示降雪结束。

1980—2019年保定市结冰日气候变化特征

利用保定市16个气象站点的观测资料,采用线性趋势法分析了保定市1980—2019年结冰日的气候变化特征。结果表明:保定市平均结冰日151 d,最长结冰日出现在涞源(199 d),最短出现在满城(138 d);保定市平均结冰日数的气候倾向率为-3.689 d/10 a,94%的站点结冰日数呈减少趋势,易县结冰日数减少最明显,气候倾向率达-9.038 d/10 a;各站结冰日数的年代际差异比较明显,全市平均结冰日数总体上呈逐年代持续减少的趋势。

保定市构建新型气象防灾减灾体系的实践与对策

气象防灾减灾,关键在防,核心在减。保定市在依法防御、联合防御、科学防御等方面积极探索实践并取得了一定成效,但也存在诸多工作瓶颈。全面提升气象灾害综合防范能力,构建新型气象防灾减灾体系,需在防灾减灾理念、基础设施水平、科技支撑能力和保障机制等多方面出对策、抓落实。

保定市大气污染与气象条件的影响分析和模拟研究

本文选取了保定市2015-2016年6种污染物(NO_2、CO、O_3、SO_2、PM_(2.5)和PM_(10)),通过对污染物特征及日、月、季、年时间变化规律分析,总结出保定市首要污染物为PM_(2.5)。除O_3污染物变化趋势成倒"V"型外,其他污染物成"U"型。根据筛选出的最佳气象因子,利用多元逐步回归方法建立了空气质量预报方程,经检验取得较好预报效果。

保定市农业气象灾害及防灾减灾服务对策

防灾减灾、应对气候变化、服务经济社会发展和人民安全是气象工作的总体要求,也是气象服务的主要任务。本文分析了保定市农业气象灾害发生特征及其对农业生产的危害,提出了相应的防灾减灾对策,以避免或减轻气象灾害对农业生产造成的损失。

保定市旅游气象服务需求分析与开展对策

通过调查保定市旅游气象服务现状及存在的短板,提出适应保定市旅游业发展的气象服务工作思路和具体举措,以进一步健全保定市旅游气象服务机制,开发具有针对性、适应性、专业性的旅游服务产品,提升保定市旅游气象服务能力。

保定市气象灾害防御工作现状与对策

通过分析保定市气象灾害防御工作的现状和薄弱环节,提出进一步加强气象灾害防御工作的对策,为保定市气象部门深入开展气象灾害防御工作提供科学指导。

保定地区一次致灾冰雹过程分析与数值模拟研究

为提高冰雹预报预警的准确率和时效性,加深对冰雹特征的认识,文章利用多种气象资料,对2020年6月25日保定地区的冰雹过程进行分析研究。结果表明:此次冰雹过程符合典型的华北冷涡型冰雹天气形势;形成了上干冷下暖湿的不稳定大气层结;高空急流、中低层切变线、地形和中尺度辐合线提供了有利的动力抬升条件;地面干线是主要触发机制;各项热对流参数均符合保定地区冰雹过程热对流参数统计值;三体散射、旁瓣回波和VIL值的跃升对于发布冰雹预警有10~20min的时间提前量;WRF模式较好地再现了本次冰雹过程,虽然回波强度和位置上略有差异,但提供了高时空分辨率的探空数据和雷达回波资料,对提高冰雹机理研究和冰雹预报准确率、预警时效性具有重要意义。

保定市城市热岛效应特征分析

利用1970-2007年保定市和周边邻近的徐水、满城、望都、高阳4个气象站的气温资料,应用统计学方法,对保定市热岛效应的年代际、年际、季节和日变化特征进行了分析。结果表明:保定市城市热岛效应十分明显,在最近的38 a中,市区比郊区年平均气温偏高0.7℃,且这一现象有增强的趋势,平均增长率为0.18℃/10 a。保定市城市热岛效应主要表现在对最低气温的影响,对最高气温的影响不明显,市区比郊区年平均最低气温偏高1.5℃。保定市城市热岛效应四季差异较大,热岛效应最强的季节是冬季,38 a中冬季的平均气温差达到1.0℃,最弱的季节是夏季,夏季平均气温差为0.5℃。保定市的热岛强度日变化特征是夜间强、白天弱。

保定市无霜期的气候特征分析

为了充分了解保定地区无霜期的气候特征,为农业气象服务提供可靠依据,利用保定市13个气象站的观测资料,详细分析保定市近50多年霜的分布特征和变化趋势。结果表明:保定市初终霜日、无霜期的分布具有明显的地域特征,西北部山区的终霜日期明显晚于平原地区,初霜日期明显早于平原地区。保定各地的无霜期长度相差很大,顺平无霜期最长,为194天,西北部山区的涞源无霜期最短,只有139天,二者相差达55天。保定绝大多数站点终霜日提前,初霜日推迟,无霜期增长,涞源无霜期增长趋势比平原更加明显,气候倾向率达5.84 d/10 a。保定地区平均无霜期增长率3.98 d/10 a,是终霜日提前、初霜日延后共同作用的结果,而终霜日提前对无霜期增长的贡献更大些。

保定市近55a日照时数的变化特征及影响因子分析

利用保定市1955~2009年的日照、云量、雾、沙尘等资料,采用统计学的方法,分析日照时数的变化特征及影响因子。结果表明：近55 a年日照时数呈减少趋势,其趋势变化率为-103.9 h/10 a,四季日照时数也均呈现下降特征,保定市的日照时数5月份最多,12月最少。影响保定市日照时数减少的主要原因是14：00总云量的增多,以及雾、轻雾日数增多导致能见度的下降。

保定市大气污染特征和潜在输送源分析

保定市是京津冀地区重要城市之一.为了解保定市大气污染物质量浓度特征和潜在输送源,对保定市国控点2017年1月1日—12月31日PM(10)、PM(2.5)、SO2、NO2、O3、CO等常规大气污染物数据进行分析,并利用Traj Stat后向轨迹模型进行区域传输研究.结果表明:①ρ(PM(10))、ρ(PM(2.5))、ρ(SO2)、ρ(NO2)分别为(138±96)(84±66)(29±23)和(50±24)μg/m^3,与2016年相比分别下降5.9%、9.1%、25.5%和13.1%;ρ(CO)较2016年下降了14.0%;ρ(O3)较2016年增长了25.2%.ρ(PM(10))、ρ(PM(2.5))、ρ(NO2)和ρ(O3)分别超过GB 3095—2012《环境空气质量标准》二级标准限值的0.97、1.40、0.25和0.34倍,ρ(SO2)和ρ(CO)未超标.②除ρ(O3)外,其他污染物质量浓度均呈冬季最高、夏季最低的季节性特征,其中,冬季PM(2.5)污染最为严重,春季PM(2.5~10)(粗颗粒物)污染严重.③空气质量模型源解析结果显示,保定市ρ(PM(2.5))约60.0%~70.0%来自本地污染源排放.后向轨迹结果表明,在外来区域传输影响中,保定市主要受到西北方向气团(占比为21.7%~60.0%)远距离传输和正南方向气团(占比为34.8%~50.5%)近距离传输的影响.④PSCF(潜在源贡献因子分析法)和CWT(浓度权重轨迹分析法)分析表明,除保定市及周边区县本地污染贡献外,位于太行山东麓沿线西南传输通道的邯郸市、邢台市、石家庄市是影响保定市PM(2.5)的主要潜在源区.研究显示,PM(2.5)为保定市大气中的主要污染物,并呈冬季高、夏季低的变化特征,其主要来自西北远距离输送和南部近距离传输.

保定市易县苹果花期冷害特征及预报模型研究

利用保定市易县4月份极端最低气温,对易县苹果花期冷害等级进行划分,同时根据马尔科夫链方法,对每种状态下的转移概率矩阵进行计算,在对易县苹果花期冷害进行等级划分的基础上建立了预测模型。将易县苹果花期冷害等级分为严重冷害(Td≤-2.0℃)、轻度冷害(Td≤0℃的),正常等级(Td≤2.0℃)。马尔科夫链预测模型经回代检验,预报准确率为75%。在对保定易县苹果种植气象服务中有一定的参考价值和指导作用,为气象防灾减灾提供了支持。

保定市人工影响天气信息管理系统的设计和实现

从系统框架设计、系统关键技术支撑、系统功能设计与实现等方面,详细介绍了保定市人工影响天气信息管理系统,指出系统能对人工影响业务管理工作实行模块化管理,多用户、分角色访问不同数据资源,解决了人工影响业务操作规范化,管理标准化、科学化,信息数据化,口径统一化等问题,大大提高了人工影响业务管理工作效率,促进了保定市人工影响业务现代化、规范化、科学化、智能化发展。