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摘要:針對江蘇夏季旱澇和高溫熱浪等異常氣候的預測難題，以江蘇夏季站點降水和氣溫為預測目標，建立了一種基于全球動力模式BCC_CSM1.1（m）和最優(yōu)可預測氣候模態(tài)和異常相對傾向（SMART）原理結(jié)合的統(tǒng)計降尺度季節(jié)氣候預測方法。利用歷史觀測資料和SVD方法提取決定中國夏季降水異常相對傾向的同期熱帶地區(qū)向外長波輻射（Outgoing Longwave Radiation，OLR）和北半球中高緯500 hPa位勢高度場異常相對傾向的最優(yōu)可預測氣候模態(tài)，并利用逐步回歸法構(gòu)建其與同期江蘇站點降水和氣溫異常相對傾向同期關系的統(tǒng)計降尺度模型；將動力模式對最優(yōu)可預測氣候模態(tài)的預測帶入統(tǒng)計降尺度模型，實現(xiàn)對區(qū)域降水和氣溫異常相對傾向的預測；最后通過引入觀測的近期背景異常實現(xiàn)對降尺度的降水和氣溫總距平的預測。通過對1991—2019年江蘇夏季降水和氣溫的回報檢驗表明，本文建立的統(tǒng)計降尺度模型效果較BCC_CSM1.1（m）動力模式的直接預測效果有顯著提高，為區(qū)域精細化季節(jié)氣候預測提供了一種有效的手段。

摘要:利用臺風最佳路徑資料和全球再分析數(shù)據(jù)集分析了1979—2018年6—10月西北太平洋地區(qū)臺風群發(fā)事件的統(tǒng)計特征。期間所有臺風個例根據(jù)群發(fā)性質(zhì)被分為三類：第一類為單獨生成的非群發(fā)臺風；第二類為群發(fā)事件中生成，但事件中僅有2個臺風成員的"MTC2"臺風；第三類為群發(fā)事件中生成，且事件中有3個或3個以上臺風成員的"MTC3"臺風。結(jié)果表明，相對于MTC2臺風，MTC3臺風生成時位置偏北，環(huán)境場季風槽輻合更強、高溫海區(qū)范圍更大、中低層大氣更濕潤。而MTC3臺風在1990s末的突變減少導致了西太臺風群發(fā)事件和臺風總數(shù)減少。1996年之后，盡管洋面上空仍有較多的熱帶渦旋擾動，但群發(fā)臺風活躍的大部分地區(qū)垂直風切變增強、高空輻散和季風槽輻合減弱以及西太平洋熱帶季節(jié)內(nèi)振蕩事件（Madden-Julian Oscillation，MJO）的對流活躍位相維持日數(shù)減少，它們共同導致了MTC3事件的年代際變化。

摘要:利用1979—2018年的冬季逐日氣象數(shù)據(jù)，研究了北太平洋地區(qū)冬季（12月至次年2月）阿留申低壓次季節(jié)尺度變化特征，分析了次季節(jié)尺度阿留申低壓異常與降水和極端降水異常之間的聯(lián)系。選擇1979—2018年共40個阿留申低壓次季節(jié)尺度從異常增強到減弱的完整事件，記錄下每個位相具體日期運用于合成分析。通過合成分析的結(jié)果可知：次季節(jié)尺度阿留申低壓異常增強（減弱）時，北太平洋海盆區(qū)的降水呈現(xiàn)出明顯的東多（少）西少（多），同時副熱帶西太平洋略偏多（少）的分布型。次季節(jié)尺度蒸發(fā)異常和整層水汽輸送散度異常能夠解釋以上降水異常的空間分布。在阿留申低壓異常偏強時，自北太平洋中部向東北延伸至北美沿岸區(qū)域內(nèi)大氣河發(fā)生頻率增加，使得海盆中部向東和東北匯聚更多的水汽，北美西海岸地區(qū)更易發(fā)生極端降水事件。

摘要:利用1979—2018年夏季逐日觀測和再分析數(shù)據(jù)，對北半球夏季熱帶季節(jié)內(nèi)振蕩影響我國夏季降水的規(guī)律和預測方法開展了研究。首先，利用非傳統(tǒng)濾波即異常相對傾向（Anomalous Relative Tendency，ART）方法獲取了氣象要素的次季節(jié)變化分量，并采用EOF分析方法提取了北半球夏季熱帶主要季節(jié)內(nèi)振蕩信號，結(jié)果表明向外長波輻射（Outgoing Longwave Radiation，OLR）異常相對傾向EOF前兩個模態(tài)共同反映了北半球夏季起源于印度洋并向東和向北傳播的、具有30~60 d周期的季節(jié)內(nèi)振蕩（Boreal Summer Intraseasonal Oscillation，BSISO）信號。回歸分析表明，該季節(jié)內(nèi)振蕩信號能夠?qū)е庐數(shù)丶捌浔泵娴貐^(qū)低層風場和位勢高度場異常，影響該地區(qū)及其北面地區(qū)的水汽輻合輻散，從而能引起我國尤其是我國南方地區(qū)季節(jié)內(nèi)旱澇變化，并一定程度上反映了我國異常雨帶的向北推進過程。而后，將提取的熱帶主要季節(jié)內(nèi)振蕩信號作為預測因子，將降水異常相對傾向作為先行預板對象，利用多元線性回歸方法構(gòu)建了我國夏季旬降水異常相對傾向的預報模型，將預報的旬降水異常相對傾向加上觀測已知的降水近期背景距平，從而得到旬降水距平的預報結(jié)果。通過歷史回報和交叉檢驗，評估了該模型對梅雨期我國江淮流域降水（包括2020年梅汛期異常降水）的次季節(jié)預測能力。

摘要:利用WRF （Weather Research Forecasting）中尺度數(shù)值模式對2010年7月12—13日梅雨期影響江蘇的江淮切變線大暴雨過程進行數(shù)值試驗，重點研究切變線南側(cè)水汽強度、垂直厚度和輸送位置變化對降水發(fā)生、發(fā)展的影響，并揭示濕位渦對江淮切變線降水的指示性。結(jié)果表明：對流層高層水汽對降水強度和雨帶分布影響較??；中層水汽對整體雨帶形態(tài)的維持起了重要作用；低層水汽強度的變化主要對大暴雨區(qū)域及大暴雨中心降水強度存在影響；而水汽輸送位置離切變線越近越有利于暴雨的發(fā)生發(fā)展。同時，切變線南側(cè)水汽變化對江淮切變線和西南風低空急流發(fā)生發(fā)展，以及相關高低空散度和上升運動也存在影響，切變線南側(cè)水汽供應越充足、水汽強度越強、水汽柱愈深厚、輸送位置離切變線越近，則高低空散度發(fā)展耦合愈充分，垂直上升運動愈旺盛，切變形勢及切變線上低渦越活躍，相應的降水強度越強、雨帶分布越寬闊連續(xù)。分析發(fā)現(xiàn)濕位渦（Moist Potential Vorticity，MPV）對江淮切變線降水有較好的指示性，且以正壓項MPV1的影響和指示為主。MPV1負峰值的出現(xiàn)指示降水峰值出現(xiàn)，當MPV1 <-1.5 PVU時，切變線附近有小時降水量大于20 mm的短時強降雨發(fā)生。在MPV1<0條件下，若︱MPV2︱>0.05 PVU且尤其當MPV2>0時，降水強度明顯增強，而MPV1為負、MPV2為正維持時間越久、︱MPV1︱和︱MPV2︱峰值越大，則江淮切變線降水持續(xù)時間越久、強度越強。

摘要:日間對流邊界層最顯著的結(jié)構(gòu)特征是在熱力作用下所形成的組織化對流。與小尺度湍渦不同的是，組織化對流具有邊界層尺度的垂直相干性，可實現(xiàn)垂直貫穿邊界層的非局地物質(zhì)和能量傳輸。本文針對對流邊界層中的動量混合，探究組織化對流對動量輸送的貢獻。以高精度大渦模擬數(shù)據(jù)為研究資料，通過傅里葉變換、本征正交分解和經(jīng)驗模態(tài)分解3種濾波方法，分離組織化對流和背景湍渦，計算與兩者相關的非局地和局地動量通量，發(fā)現(xiàn)與組織化對流相關的非局地動量通量是總通量的重要組成部分，并主導混合層中的垂直動量輸送。而后，基于協(xié)譜和相位譜分析，探究組織化對流的空間結(jié)構(gòu)對動量傳輸?shù)挠绊?，發(fā)現(xiàn)在熱力主導的不穩(wěn)定環(huán)境中，單體型環(huán)流結(jié)構(gòu)對動量的傳輸效率較低。而在風切較強的近中性環(huán)境中，滾渦型組織化結(jié)構(gòu)可使垂直和水平流向擾動速度的相位差減小，從而提升動量傳輸效率。研究結(jié)果表明，邊界層方案需要包含非局地動量通量項，其參數(shù)化應考慮整體穩(wěn)定度對傳輸效率的影響。

摘要:2016年7月18—22日在華北地區(qū)發(fā)生了一次極端強降水事件，其中19—20日降水較為集中，20日降水最強。本文利用NCEP/NCAR再分析逐日風場資料和國家級地面氣象站基本氣象要素日值數(shù)據(jù)集，研究了本次事件的Rossby波活動及能量變化，結(jié)果表明：本次極端強降水事件持續(xù)時間約5 d，雨帶呈西南—東北走向。華北地區(qū)受對流層中低層的氣旋性異常環(huán)流和對流層上層反氣旋性異常環(huán)流的控制，水汽則主要源于孟加拉灣和中國南海地區(qū)。發(fā)生極端降水期間，波擾動能量在對流層低層主要呈經(jīng)向傳播而在對流層上層呈緯向傳播，對流層低層的波擾動能量對華北地區(qū)的影響比上層更為明顯。渦動動能在華北地區(qū)的增強和維持主要是渦動非地轉(zhuǎn)位勢通量散度項、渦動有效位能和渦動動能的斜壓轉(zhuǎn)換項以及其他剩余部分與摩擦耗散引起的能量損耗之和的共同作用，渦動動能在19日增強、20日維持，隨后減弱。渦動熱量通量變化顯示低層有暖濕空氣向北輸送，高層有干冷空氣向南輸送，支持了正壓和斜壓轉(zhuǎn)換，而華北地區(qū)上空渦動動量通量的變化則使得基本氣流中的渦動動能增強，這些變化影響到極端降水事件的發(fā)生發(fā)展。

摘要:利用多源觀測資料和WRF中尺度數(shù)值模式對2016年8月7日淮北地區(qū)一次中尺度對流系統(tǒng)（Mesoscale Convective Systerm，MCS）過程進行診斷分析和模擬。結(jié)果表明，本次MCS過程發(fā)生在弱天氣尺度強迫背景場下，系統(tǒng)性上升運動較弱，對流層低層存在較弱的源自西北太平洋的偏東風轉(zhuǎn)東南風的水汽輸送作用；MCS移動和形態(tài)變化與地面輻合線演變特征較為一致，地面流場的演變與降水強度之間有著密切的聯(lián)系；WRF模式較好地模擬出本次降水的分布特征以及MCS演變過程中對流活動和地面輻合線相互作用的特征。模擬結(jié)果表明，本次過程中MCS在逐漸南移過程中完成了對流單體的更替，地面輻合線在此過程中發(fā)揮重要作用，并且處于不同發(fā)展階段的對流單體環(huán)境場的對流不穩(wěn)定度的垂直分布存在明顯差異。

摘要:為提高江蘇省地區(qū)雷暴監(jiān)測預警能力，利用S波段雙偏振多普勒天氣雷達雷暴探測回波資料和閃電定位資料對江蘇省2014年7—8月的夏季雷暴進行特征研究，研究了雷暴反射率核心區(qū)域的演變特征、不同溫度層反射率因子與地閃頻數(shù)隨時間的相關性問題和雷暴發(fā)展過程云內(nèi)粒子的演變特征。研究結(jié)果表明：在雷暴成熟之前，雷暴的反射率因子核心區(qū)域的強度、高度和云頂高度不斷增加，以及對流發(fā)展旺盛，當雷暴成熟之后，雷暴的強反射率因子核心的強度和對應高度就會不斷降低，雷暴將趨于消散；雷暴能夠發(fā)生閃電的主要特征是40 dBZ回波頂高度要高于0℃溫度層高度；雷暴中閃電的產(chǎn)生和霰粒子有著密切的聯(lián)系，尤其是濕霰粒子。

摘要:采用地面加密雨量計觀測資料，以1 h、3 h、6 h、12 h和24 h等多個時間尺度分別評估了全球降水觀測GPM （Global Precipitation Measurement）計劃降水產(chǎn)品IMERG （Integrated Multi-satellite Retrievals for GPM）對臺風"妮妲"降水中小雨、中雨、大雨和暴雨等不同量級降水的估計能力，主要結(jié)論如下：（1）降水累積時長會影響IMERG降水產(chǎn)品的估計精度。隨著降水累計時長的增加，IMERG與地面雨量計觀測結(jié)果的一致性加大，相對偏差和偏差的隨機性均減??；（2）降水累計時長1 h時，IMERG對不同量級降水的觀測精度均存在較大偏差；（3） IMERG降水產(chǎn)品會高估小雨時地面雨量計的降水量，且低估小雨事件發(fā)生的概率，對于小雨等級降水的觀測能力還有待提高；（4） IMERG能較好地觀測到暴雨降水的空間分布區(qū)域，但對暴雨的估計量級會明顯偏低。

摘要:基于地面觀測和探空資料、NCEP／NCAR 1°×1°再分析資料，利用中尺度分析技術，對2008—2018年暖季（4—10月）發(fā)生在浙江中西部地區(qū)（簡稱浙中西）的65次強對流天氣過程進行天氣形勢配置，得到發(fā)生在浙中西的雷暴大風、冰雹、短時強降水及混合性強對流的規(guī)律特征。結(jié)果如下：（1）浙中西強對流天氣出現(xiàn)的大尺度環(huán)流有5種基本流型配置：干冷氣流型（6.2%）、鋒生切變型（13.8%）、暖濕氣流型（38.5%）、副高邊緣型（30.7%）、臺風外圍型（10.8%），并給出了每種概念模型下的主要物理機制和中尺度特征。（2）分析了不同概念模型下典型強對流天氣個例，簡要歸納出各種流型下的主要系統(tǒng)配置和演變規(guī)律，并將抽象的概念模型應用到實際預報分析中。（3）分析不同流型下強對流的閾值范圍，如干冷氣流型I_w大風指數(shù)平均為26.1 m·s^-1，850 hPa與500 hPa溫差可達27.5℃，500 hPa相對濕度平均只有15％等，提煉出相似環(huán)流形勢下不同強天氣的主要預報指標，為強對流預報提供量化參考。

摘要:利用江蘇省及周邊共85個氣象站觀測資料，篩選出夏季高溫強度、持續(xù)時間、降水量和日照時數(shù)作為高溫熱害的關鍵氣象因子，構(gòu)建高溫熱害綜合指數(shù)。在此基礎上，利用高溫熱害發(fā)生頻率和河蟹因災死亡率加權建立風險評估模型，將河蟹高溫熱害風險劃分為三個等級，結(jié)合地形和土壤的適宜性，最終得出江蘇河蟹高溫熱害風險區(qū)劃圖。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，河蟹高溫熱害的高風險區(qū)位于以高淳為中心的江蘇西南部，沿淮和淮北東部沿海地區(qū)風險值最低，淮北西部—沿江東部的風險值介于二者之間。年代際高風險區(qū)面積有逐漸擴大趨勢，1991年以來已外擴到沿江和蘇南大部分地區(qū)，達到歷史極值。河蟹高溫熱害風險增大，需加強防范。

摘要:對2018年飛機人工增雨作業(yè)時的77個天氣樣本進行分析，以大氣環(huán)流形勢配合冷空氣入侵青海的不同路徑將人工增雨降水過程分為4種環(huán)流型：兩槽一脊型、東高西低型、緯向環(huán)流型、橫槽轉(zhuǎn)豎型。作業(yè)云系以層狀云和積層混合云為主；主要作業(yè)層風速在16 m·s^-1左右；作業(yè)層主導風向在230°~280°。雷達回波強度和雷達回波頂高在4種環(huán)流型中沒有明顯區(qū)別。衛(wèi)星反演云頂高度中東高西低型云系平均發(fā)展較深厚，緯向環(huán)流型和橫槽轉(zhuǎn)豎型中云系發(fā)展較高但并不深厚；云頂溫度最低在-40℃；最大光學厚度在13左右；過冷層厚度在2.7 km左右。云內(nèi)微觀條件中：有效粒子半徑在13 μm左右；液水路徑在東高西低型中較高在209 μm左右。