湖北省积雪时空特征分析

利用湖北省77个测站1961-2007年气象资料,分析了积雪的时空特征。结果表明,湖北省积雪年际变化振幅明显,20世纪60年代到70年代中期缓慢增加,为积雪多发期;80年代年波动较大;90年代开始明显减少。月积雪日数呈准正态分布,1月最多,2月、12月次之。积雪空间分布表现为西部多,中东部少;山地多,丘陵平原少;沿江多,内陆少。有利于湖北大范围出现积雪的大尺度背景的环流类型主要有纬向型和两槽一脊型。出现积雪时24h变压Δp24为正,24h变温Δt24和水汽压变化Δe24为负,地面气象要素的异常变化,也可以作为积雪预报的着眼点之一。

结合源解析的大气污染相关气象要素特征分析

文章根据恩施州环保部门2015-2019年大气污染监测资料,结合对主要污染物PM2.5的源解析结果,分析了鄂西南山区空气污染分布特征。采用相关气象资料,对影响空气质量相关气象要素、边界层重要物理量特征进行统计特征分析及影响分析,结果表明:鄂西南山区的空气污染99.9%出现在冬半年不利天气条件下,主要是在不利气象条件下由于本地污染物不断积累而形成,区域传输影响仅占10%~20%。不同季节,汽车尾气与燃煤2类源均排在贡献率前两位,机动车尾气始终为贡献占比最高的排放源;统计污染天气相关各层主要气象要素特征,高空各层无论有无污染,影响区主导气流均相同,但随着空气污染出现或加重,各要素值呈现出规律性的变化。污染天气发生时,一般呈现出逆温和低混合层存在的特点,一般而言,污染越重,混合层高度越低;地面气象要素是大气污染扩散条件形成的重要因素,当地面较长时段受暖气团控制,天气条件静稳、温高、风弱、湿度条件适宜时,对空气污染形成有利,当霾伴随轻雾或大雾,有时伴有弱降水同时发生,相对湿度持续达到90%附近时,有利于近地层水汽和大气气溶胶污染物聚集,加速了污染颗粒物的湿增长,发生重污染的可能性大。该文研究成果的业务应用,对开展环境气象预报及服务提供了业务技术支撑,对其他类似山区提升生态文明气象保障服务能力具有一定参考价值。

清江水布垭水库气象水文预报模型研究

利用清江流域52个自动雨量站资料,对2007—2010年出现的49次强降水过程,用过程面雨量、降雨时长和连续无降雨日数建立清江水布垭水库洪峰流量短期预报模型,按照国家行业标准评定该模型精度等级为乙级,可以运用于业务预报。在实时预报中,利用雨量预报值代入水文预报模型进行预报,从而延长了洪峰预见期。经2011年的预报试验,其效果较好,对水库的泄洪、蓄水、发电等调度工作具有很好的参考价值。

恩施自治州气候资源分析及旅游适宜性区划

利用恩施自治州9个国家气象观测站点历年常规气象资料,采用常规统计分析方法,对恩施州旅游气候资源特点进行了分析。采用人体舒适度指数的方法,计算了各站、各主要旅游景点逐日、月舒适度指数,并以此为依据对恩施州旅游气候资源进行了评价和旅游适宜性区划。结果表明:恩施州可划分为低山、中山、高山、迎风坡山地及沿江河谷5类自然气候区,旅游气候资源具有适宜旅游的天气多、特殊气候条件下自然景观独具特色、垂直地域差异下局地小气候明显、特殊地貌环境下旅游气象灾害发生几率差异大等特点。根据适游月份,恩施州旅游气候区域可划分为春秋舒适型、夏季避暑型、冬季避寒型3型,根据各地最佳旅游时段出现时间及长度,每型又可分为二个亚型。不同类型气候区域最佳旅游时段差异较大,大部地区春秋温暖舒适,是旅游的黄金季节。夏季各地都适宜开展旅游,但不同气候区域,适宜旅游时段长度有所不同,且夏季是灾害天气多发时段,需要避防不利天气危害,有选择的开展旅游活动;冬季是旅游淡季,仅在低山及沿江河谷带等低海拔地区相对适宜。综合上述分析,恩施州旅游气候资源具有旅游期长、适宜旅游区广的特点,是开展生态游较佳的旅游目的地。

对鄂西南一次连续重污染过程的气象条件分析

利用2015年1月23-27日恩施基准站逐小时常规地面、探空实测资料,恩施州环境保护局环境监测站同时段SO_2、NO_2、O_3、CO、PM_(10)、PM_(2.5)质量浓度监测资料及AQI资料,从中尺度天气形势场、大气层结稳定度、地面气象要素、地形条件四方面分析了恩施市持续3 d重污染天气的原因。结果表明:当地面受暖气团控制,气温高,风速、降水弱,湿度条件适宜时,对空气污染形成有利,特别是当雾霾共存,相对湿度持续超过90%时,发生重污染的可能性大;重污染发生时,具有地面暖倒槽,高空西风气流,中低层维持一致的偏南气流,低层到近地层暖湿舌发展等中尺度天气特点;较长时间稳定大气层结下,由于逆温、低混合层高度持续存在,加上近地面长时间水平风速处于微弱或静风,抑制了污染物垂直(水平)方向湍流扩散,是导致连续重污染天气出现的最重要原因;恩施市地处地形闭塞的凹地,周围高山的屏障作用下,排放到山谷的污染物由于垂直、水平扩散均受阻,稀释扩散速率受到抑制而积聚到谷底形成了"污染池"现象,这也是导致恩施冬季多雾霾的重要原因之一。

鄂西山区一次早春局地强冰雹过程分析

利用常规的地面、高空形势图以及雷达观测资料,对2017年4月15日发生在湖北恩施山区的一次局地性强冰雹天气过程的成因进行了分析。结果表明:锋前地面暖低压的热效应,加强了地面辐合和不稳定能量的积聚,使上干冷下暖湿的不稳定层结更加明显,地面辐合线和中低层切变辐合区的存在,为风暴单体形成提供了良好的环境条件;在中尺度辐合线动力抬升作用下,低层辐合上升触发了对流不稳定能量的释放,加上山区“喇叭口”有利地形的抬升作用,更激发了强对流天气的发展;此次强对流天气过程中,表现出了多单体风暴此消彼长的特征,在有利的大气环境条件和地形条件下,多单体风暴的发展加强,强风暴较长时间维持,是此次局地出现强冰雹的重要原因。雹暴单体的垂直结构反映出了低层入流、弱回波区、高强回波悬垂等典型特征,中层径向辐合和风暴顶辐散共同作用,有利于风暴单体得以维持和发展,也是造成局地冰雹天气的重要原因。单体风暴反射率因子较长时间维持在60dBz以上,并对应较大的VIL值出现;此次强冰雹天气,局地性强,影响范围小,其主要原因是0~6km垂直风切变不大,同时,中低层湿层浅薄,地面湿区明显偏南,仅在冰雹落区附近出现一个小范围的近饱和湿区,不利于风暴天气有组织的大范围发展。

基于复杂地理环境条件下的恩施州空气污染时空分布特征

为提高环境气象预报服务能力,更好掌握空气污染的发生发展规律,文中采用恩施州所属国家气象观测站历年逐日常规资料,恩施州环境监测站2016~2017年相关监测资料,采用常规统计分析方法,结合地形地貌、不同类型气候分区,对空气污染时空变化特征进行分析,结果表明:恩施州可划分为低山山地(谷)、中山山地(盆地)、沿江河谷、迎风坡地、高山山地5类气候区;低山山谷区为全州霾天气多发区和重发区,迎风坡地和较开阔盆地为霾天气少发区,在同样地形地貌环境下,低海拔地区为大值区,在相近海拔地区,开阔的山地明显比凹陷山谷区空气质量好;不同类型气候区污染程度有较大差异,低山山谷区总为AQI大值中心,霾天气总是最早出现,同时也最晚结束,为重污染中心;全区空气污染日分布具有相同的规律,峰值出现在夜间,谷值出现在清晨,6~8时污染最轻,晚间20时~次日01时污染最重;在大环流气候背景相同的情况下,地形地貌的巨大差异是各地霾天气时空分布差异的重要原因,中山盆地由于地势开阔、地面风速偏大,迎风坡地因降水偏多、主导风向明显等原因,成为州内冬半年霾天气相对少发区,而低山山谷区由于地处地形闭塞的凹地,在周围高山的屏障作用下,排放到山谷的污染物由于垂直、水平扩散均受阻,稀释扩散速率受到抑制而积聚到谷底形成了"污染池"现象,是导致该区成为恩施冬半年多霾污染的重要原因之一。

第1代水稻三化螟发生发展的气象条件等级预报方法研究

利用恩施自治州植物保护站1965～1979年来凤、宣恩、恩施、建始4个地区植保站点15年的病虫测报资料,结合相应时段各气象站点地面观测资料,将恩施低山地区水稻作物分蘖至孕穗期主要病虫害1代三化螟全生育期间日平均灯诱数作为因变量,将病虫害发生发展前期气象因子作为自变量,采用常规统计分析方法,对第1代三化螟发生发展的轻重程度与气象条件进行了相关分析,最后采用多级逐步判别方法,建立第1代水稻三化螟发生发展不同等级气象条件预报模式。结果表明:第1代三化螟的发生发展与5月上旬的温雨系数、5月下旬的降水、6月上旬的平均最高气温关系最密切。

山区大雾生消特征及消散时段气象要素变化客观分析

利用恩施基准站1971—2009年的地面观测资料,对雾日开始、结束及持续时间等进行初步分析,同时,利用已有的研究成果,根据恩施山区常见的两种雾类,即辐射雾和平流雾的一些判别指标,对辐射雾和平流雾的日分布特征进行分类统计研究。在此基础上,统计2002—2009年地面逐小时观测资料,结合大雾生成条件,针对大雾消散6h前后的温、湿、风、层结等条件并进行重点分析,结果表明:恩施冬季大雾日分布特征根据其类型的不同,在出现、消散时间及持续时长方面均有异同;地面气温回升,逆温层的破坏是辐射雾消散的根本原因,而平流雾的消散主要与冷锋入侵,中层暖湿平流输送被切断有关;从大雾消散前后各气象要素数据列的变异系数计算分析可以得出,上述雾的日分布特征及消散时的各气象要素的变化均具有一致性,具有共同的变化规律。

恩施山区冰雪天气气候特征分析

利用恩施自治州9个气象站点资料,从降雪日数、降雪量级、积雪日数等方面分析了恩施山区冰雪天气分布规律,为建立山区大到暴雪预警、预报模型提供了气候背景。通过分析得出如下结论:①平均降雪日数、大雪以上降雪日数、积雪深度均随海拔高度的增高而增加;②降雪最早开始日是随海拔高度的增加而提前;③由于地形原因低山出现大雪以上天气最少的是恩施,最多的是宣恩。

恩施州一次连续大暴雨天气过程成因分析

利用常规的地面、探空、雷达、卫星资料以及加密自动站点等监测资料,对2010年7月8—11日发生在恩施大部的一次大范围稳定纬向型强降水天气过程的成因进行了分析。结果表明:高纬"单阻"梅雨形势的建立,中纬纬向环流的维持,以及副高的稳定少动,江淮梅雨锋的停滞及中低层切变的稳定,是形成此次大范围稳定纬向型暴雨的大尺度天气背景。有利的大环流背景下,活跃的西南暖湿气流,南支槽的频繁波动,以及南北槽的合并加强,更进一步的促进了地面中气旋的发展和中低层低涡、急流的形成,有利的中尺度复合系统,以及山区特殊地形条件下的辐合作用,是形成此次大范围强降水,局部出现特大暴雨的原因。

利用TRMM卫星资料对“07.7”川南特大暴雨的诊断研究

利用TRMM卫星探测结果,结合多普勒雷达风廓线资料,研究了2007年7月9日发生于四川盆地南部的一次特大暴雨过程在不同阶段的降水粒子风廓线、潜热和降水结构特征。结果表明:(1)大暴雨区存在低层辐合、高层辐散的典型垂直环流结构。(2)强降水系统由一个主降水云团和多个零散降水云团组成;降水系统中对流降水所占面积比层云降水面积小,但对流降水具有很强的降水率,对总降水量的贡献超过层云降水。(3)降水发展旺盛阶段,强对流降水的雨顶高度可达17 km,强降水主体中垂直方向和水平方向均存在非均匀的降水强度分布;减弱阶段,强降水雨顶高度仅10 km左右,且其层云降水有清晰亮度带。

“09.3”鄂西南强对流天气的多普勒雷达特征分析

利用恩施多普勒天气雷达资料,分析2009年3月21日傍晚到22日凌晨发生在恩施州8县(市)的冰雹强对流天气过程。结果表明,此次强对流过程是在地面冷空气和暖倒槽共同作用的背景下产生的,高空槽、中低层低涡及冷式切变是其主要大尺度影响系统;强对流天气发生时,风垂直切变特征明显,湿度在500hPa附近最大,空气接近饱和;强对流天气过程中先后有7个强风暴单体生消,均自西向东移动,其成熟阶段,回波呈倾斜状,偏向风暴前侧,其前侧低层大部分存在弱回波区,中高层有回波悬垂结构,强风暴单体强回波上方有旁瓣回波造成的假回波;在恩施复杂山区地形下,垂直积分液态水含量密度比垂直积分液态水含量更能反映风暴强度,对冰雹等强对流天气提前预警参考价值更大。

恩施州气象站雾日变化趋势及原因分析

选取恩施州8个国家气象站1960~2015年地面气象观测资料,利用相关、线性倾向估计、M-K突变检验等方法对该地雾日变化趋势进行分析,并对雾日变化原因进行初步探寻。结果表明:2000~2015年恩施州各站雾日空间分布较1960~1999年发生了较大变化,SW-NE向带状大值中心被切断,出现了NW-SE向的雾日小值分布带;近56年除宣恩年雾日持续减少外,各站年雾日均在20世纪60、70年代突变后增多,20世纪末期减少并于2012年再次突变,州西南部最先增减、西北部其次、东部最慢,特别是近16年来年雾日显著减少,州北部站点(–40~–20 d·(10 a)^(–1))减少比南部(约–4 d·(10 a)^(–1))快;各站雾日变化和风速均呈负相关,和相对湿度均呈正相关,而气温和降水对不同站点雾日变化的影响则存在差异;近16年恩施州低山山地(恩施、来凤、宣恩、建始)雾日减少主要和气温升高、风速增加有关,中山山地(咸丰、利川)雾日减少主要与相对湿度减少有关。

基于数值预报及上级指导产品的本地气温MOS预报方法

利用恩施基准站2008—2011年地面实测资料、数值预报产品、上级台站指导产品,采用M(数值模式预报)、E(天气学经验)、D(诊断分析)相结合的方法(简称MED),从气温变化的影响因素如大气稳定度、温度平流、水汽条件等设计具有物理意义的预报因子。或根据需要进行因子的组合叠加利用,并将指导产品直接作为预报因子。利用常规统计预报方法(逐步回归),将高、低温实况作为预报对象来建立地方气温预报模式。结果表明:将天空状况进行分型后建立地方气温MOS预报模型,并对应高低温一般出现时间段来选取数值预报产品因子进行预报,对本地气温预报质量的提高有积极的意义;模型建立过程中,综合采用了MED相结合的方法,并应用了数值预报再加工因子,考虑了天气系统变化对气温的影响,增强了数值预报的解释应用能力;参考客观数值模式产品、上级业务部门指导产品相结合的综合MOS预报方法,建立地方气温MOS预报是提高本地天气预报准确率的有效尝试。检验结果也表明,本地气温MOS预报效果较好,明显高于指导预报,已较好应用于实际业务中。

鄂西南不同地形地貌环境下大雾气候特征分析

利用鄂西南1960～2007年17个站的地面观测资料,挑选出逐日能见度低于1000m的大雾日数进行统计分析,通过对各站逐月多年平均雾日标准化处理资料的相关和聚类结果,结合地形地貌、海拔等特点来选取代表站点,然后对不同地理环境条件下的大雾气候特征进行详细深入的分析,最后得出结论。结果表明:鄂西南大雾分布具有很强的区域性,雾日的年际变化既与天气环流背景变化有关,更重要的是跟海拔高度、地形地貌等有极大的关系,一般而言,相近海拔条件下,山谷等通风状况较差的山区比地势平坦的平原、丘陵地带,以及迎风坡地出现雾的频次增多。从空间分布看,恩施西南部、宜昌东南部为大雾频发区,宜昌、恩施结合的中部、北部为少雾区;从地形地貌看,高山山地、低山山地是鄂西南大雾频发区域,高山山地常年各季多雾,低山山地秋冬多雾,而迎风坡地、沿江河谷是大雾少发区,迎风坡地常年各季少雾;综合时间、海拔高度变化、地形地貌特点综合分析,相似地形地貌条件下,大雾随时间变化具有相似的规律,只是变化程度不同而已。多数区域雾日分布有冬季多于其它季节的总趋势,但各地大雾频次差异明显。大雾随海拔高度的变化分布没有明显的规律,高山山地是鄂西南大雾最多发区,但中山及以下山地雾日在多数季节随海拔高度的升高反而减少,低山山地是鄂西南大雾频发区,但夏季雾日随海拔高度的升高反而明显增多。

人工影响天气在防灾减灾中的作用及发展思路

本文阐述了人工影响天气工作在人工增雨抗旱、人工防雹减灾及其他方面的重要作用,分析了人工影响天气业务现状及基层人工影响天气业务发展存在的主要问题,并提出了人工影响天气进一步发展的思路,以期为促进人工影响天气工作的开展提供参考。

L波段雷达探测系统的应用分析

本文通过对新旧高空两种探测系统进行对比观测所收集的资料进行对比分析,阐述了L波段雷达探测系统替代59-701C型雷达探测系统的必要性、重要性以及资料的可延续性。对L波段雷达探测系统应用过程中所收集的资料进行分析,发现了L波段雷达探测系统存在的一些问题,并提出了相应的解决方案。

浅析GFE（L）1型二次测风雷达的使用、维护和维修

本文通过对GFE（L）1型二次测风雷达的理论基础和探测方法的阐述，说明GFE（L）1型二次测风雷达在实际运用中，熟练掌握GFE（L）1型二次测风雷达的技术原理和操作、检测、校准，定期对雷达进行维护与保养，使GFE（L）1型二次测风雷达保持良好的性能，确保GFE（L）1型二次测风雷达处于最佳的工作状态，从而及时、准确获取高空探测基本资料，避免高空探测过程中因系统引起的长期飘移误差，并可延长雷达的使用寿命。

不同海拔山区雨凇成因及预报判别模型研究

利用恩施州所属9个气象台站(含绿葱坡)建站以来的所有地面观测资料及恩施站探空资料,在分析区域雨凇气候背景的基础上,选取代表站点,从大气环流背景、温湿层结、微物理机制等方面对不同海拔山区冬季雨凇成因异同进行综合分析。分析结果表明:在不同海拔山区,雨凇成因有异同,主要相同点是:大环流背景场相似,即雨凇均发生在冷空气前沿开始影响并出现雨雪天气的当天,500hPa 95~110°E中纬度为偏西气流,30°N沿长江一线或偏南盛行SW暖湿气流,近地层维持偏东冷平流;融化层气温不一定在0℃附近,但中层到低层(一般在700hPa^850hPa之间)则一定有逆温层出现。不同点是:二高山雨凇持续时间短,一般出现在08时左右的几个小时内,而高山由于地面气温低,雨凇则经常持续一整天,甚至一天以上。二高山雨凇预报特别要着眼于低空低于0℃过冷却层的预报,而高山雨凇天气是否出现则还需要考虑地面到高空的湿度条件。在了解不同海拔山区雨凇预报着眼点的基础上,针对性地选取有天气学意义的影响因子,采用常规统计预报方法,最终建立不同海拔山区的预报判别模型。