利用多源气象资料,对2022年6月17-22日广西极端暴雨过程低空急流与暴雨的关系进行精细化时空分析.结果表明:(1)该次极端暴雨是发生在中高低纬天气系统有利对峙的暖区降雨系统中,极端低空急流的脉动和高空槽的东移触发极端暴雨天气.(2)强降雨区主要位于925 hPa急流顶端以北、850 hPa急流核以北偏左侧的急流梯度最大区域附近,急流位置和强度与强降雨落区和强度相关.(3)低空急流建立强劲的水汽通道,强降雨对应水汽辐合中心.强降雨区位于△θse负中心南侧和东侧的等值线密集区域内,并沿着等值线密集区分布.低空急流为暴雨区上空的正涡度柱和低层辐合、高层辐散动力机制提供有利条件.(4)极端低空急流下,前倾槽过境,低层强烈辐合高层强烈辐散、深厚正涡度柱及水汽异常充沛是极端暴雨形成的重要原因.
利用崇左国家基本气象站2019-2022年的雨滴谱观测数据,研究桂西南不同季节雨滴谱特征.结果表明:(1)降水微物理参数的平均值具有季节性差异,夏季雨强(R)最强,春季、秋季和冬季则依次递减.质量加权平均直径(Dm)、雨水含量(W)、雷达反射率(Z)的季节演变趋势与R 一致.广义截距参数(Nw)则以秋季为最高,冬季略低于秋季,夏季最低,春季次低.(2)小雨滴是雨滴数浓度的主要来源.不同季节之间的各类雨滴对雨强的贡献存在差异,春季、夏季降雨以中、大雨滴贡献为主,秋季、冬季则以中、小雨滴贡献为主.
利用1978-2020年广西91个国家气象观测站和有温度观测的1598个区域气象观测站资料,分析了高温日数、高温过程次数、极端最高气温、高温过程平均和最长持续时间、高温过程平均最高气温等高温致灾因子的时空分布特征.结果表明,广西全区年均高温日数19d,高温过程次数为4次,平均持续时间为6d,年高温日数、过程发生次数平均每10a以2.6d、0.8次的速率显著增多.极端最高气温较高值主要集中分布在桂西、桂北的平原地区,部分地区在40℃以上,中部、沿海地区及海拔较高的山区较低;年高温过程次数桂北和桂中山区、桂东南及沿海地区比其他地区少;高温过程平均最高气温桂西比桂东高,河谷地区比平原高,平原比沿海高.在全球气候变暖的背景下,广西高温灾害天气过程具有范围广、持续时间长、极端性强等特点,主要是由于副热带高压、热带气旋、西南热低压等天气系统影响造成的,大气环流异常则是造成高温极端性强的主要原因.
基于贺州市4个国家地面气象观测站1960-2021年降水和气温等气候观测资料以及同期的ENSO事件,采用统计学方法分析研究ENSO事件对贺州市气候的影响.结果表明,El Niño事件对贺州市年降水量、汛期降水量和暴雨日数有增多的作用,La Niña事件则对上述三个气候要素有减少的作用,但El Niño事件的增幅较La Niña事件的减幅稍偏大.El Niño事件强度与年降水量距平呈正相关关系.同样,El Nino年贺州市春季、冬季降水量增多,而La Niña年春季降水量基本持平而冬季降水量明显偏少;El Nino年贺州市春季、冬季和年平均气温均较多年平均偏高,且El Niño事件强度越强,年平均、春季平均气温和冬季平均气温偏高幅度越大;La Niña年贺州市年平均气温则偏低,尤其春季、冬季的平均气温偏低更明显;ENSO事件对贺州市高温天气日数存在一定的抑制效应.
以2012-2021年贺州市113个自动气象站年平均降雨量数据为基础,基于GIS技术,选取反距离权重插值方法(IDW)、普通克里金插值方法(OK)、协同克里金插值方法(CK)、径向基函数插值方法(RBF)、局部多项式插值方法(LPI)和经验贝叶斯克里金插值方法(EBK),分别对贺州市多年年平均降雨量进行空间插值,对插值结果进行交叉检验和误差分析.结果表明,在考虑贺州市多年平均降雨量的上下限和空间分布特征,局部多项式插值方法(LPI)插值效果最好,能较为真实地表现贺州市多年平均降雨量空间分布特征.贺州市多年平均降雨量的分布特点为自东北向西南逐渐增多,受地形地貌影响,其年平均降雨量最大值主要位于贺州市昭平县.
选取广西大气负离子观测系统2021年逐小时观测数据资料,分析评估观测数据到报情况以及针对系统故障提出改进对策建议.结果表明,广西大气负离子观测系统站点运行正常数为15个,出现较长时间离线状态为15个,该系统30个站点到报率平均值为76.42％,数据可用性平均值为50.94％.负离子观测系统故障配件占比最高为风扇,故障率为38％.系统配件发生故障次数最多为22次;贺州和阳朔站申领备件数最多(均为6件),有9个站未申领过备件.并从考核机制、维护管理、数据评估等方面提出提高系统整体运行质量建议.
利用自动气象站加密和常规观测资料、欧洲中期天气预报中心全球气候第五代大气再分析数据(ERA5)以及SA波段双偏振雷达资料,对2023年4月19日玉林暖区飑线过程进行分析.结果表明:(1)本次飑线过程发生在高空短波槽、低空切变线和地面倒槽锋面影响的环流背景下,是一次湿对流型飑线.(2)中层短波槽的动力作用与低层高温高湿环境配合较好,倒槽中的锋面是触发强对流天气的关键系统,飑线成熟阶段,受中高层短波扰动影响,飑线脱离锋面向暖区快速移动发展.(3)此次暖区飑线过程具有飑中系统的典型特征,飑线后部形成一个冷池,冷池密度流形成强的雷暴出流,造成冷池前部玉林多处出现10级以上大风.(4)雷达回波具有弓状回波、速度模糊、后侧入流缺口等雷暴大风特征,双偏振参量显示ZDR大值区随高度降低,回波均一性较好(CC＞0.9),ZDR和KDP都可以看到飑线前沿的极大值窄回波带.
分析2015年6月21日湖南长沙一次强降水过程的雨滴谱微物理参数特征及其随雨强的变化.结果表明,本次强降水过程主要受到高空低槽、中低层低涡切变和地面冷空气共同影响,雷达反射率因子和雨强随时间的变化基本一致,粒子数浓度与雨强、雷达回波强度与加权平均直径的时间序列之间均是高度正相关.当R≥5mm·h-1时,标准化截距参数随雨强增大而显著增长但形状因子值整体上是变小的,不同雨强间隔中的多峰谱比例进一步提升,lgNw和Dm的分布趋于集中且其值增大,lgNw-R的幂指数关系拟合的相关性较差.各类平均谱基本是单峰谱,随着雨强增大,峰值直径略变大,谱宽逐渐增大,各尺度档粒子浓度值显著增加.适用本次降水的Z-R关系是Z=26.67R188,尤其当雨强迅速增加时,它更能反映真实降雨分布.
在建立包含基本气象资料、区域自动站降水资料、高空环流指数和数值预报产品格点资料等多源信息的Access数据库基础上,应用VB6.0编程,通过计算气象因子之间的相关系数矩阵等方法,研究应用于强降水一致区的划分、建立关键气象因子的预报方程并开展集成预报.结果表明,在专业气象预报服务中准确率达75％,实现从预报因子普查-预报模型建立-气象信息发布的自动化,提高气象预报科技服务的效率.
基于1961-2021年大气环流指数及广西沿海地区3个城市10个国家气象观测站日降水数据,研究广西红树林生态区极端降雨事件时空变化特征.结果表明:(1)近61a,广西红树林生态区降水强度、湿日总降水量、大雨和暴雨日数显著上升,说明极端降雨的强度及频率明显增加.(2)降水强度、大雨和暴雨日数突变年依次在1979-1980年、1971-1972年、1972-1978年之间,突变时间段相差不大.(3)防城港南部降雨的强度及频率较大,持续时间较长,防城港市北部相反,北海市降雨强度显著上升,防城港市东南部连续干日数减少趋势较明显,与红树林生态区整体增加趋势不同.(4)连续干日数、降雨强度均与亚洲极涡面积指数显著负偏相关.
利用常规气象观测资料和双偏振雷达资料,采用天气诊断分析方法,分析玉林市2023年3月25日冰雹过程的成因和双偏振雷达特征.结果表明:(1)此次冰雹天气是受高空槽、低层切变线和地面冷空气共同影响产生.(2)反射率因子强度均＞60dBZ,低层有入流缺口、有界弱回波区、三体散射和旁瓣回波等特征,中气旋厚度较厚,维持时间长.(3)上升气流中存在一定数量的液态雨滴和冰晶粒子;0℃层以下有一定数量的液态粒子和湿冰粒子,而0℃层以上有较大尺寸的冰晶粒子.
利用常规观测、多普勒天气雷达、FY-4A卫星、美国国家环境预报中心(NCEP)再分析资料,对一次桂南暴雨过程中的短时强降水特征进行分析.结果表明:(1)高层辐散流场、中层副高和低槽、低层切变线为此次暴雨提供有利背景场.(2)中越边境和北部湾上空多个对流云团发展东移导致桂南对流性强降水,其冷云区的移动演变对降水落区有指示意义.(3)前期,多个对流单体形成"列车效应"导致暴雨;后期,地面中尺度辐合线有效组织分散对流活动触发强降水.(4)低层径向风辐合、中尺度涡旋及高层的辐散作用,是导致短时强降水的重要原因.(5)相应区域良好的热力、水汽及抬升条件有利于强降水的发生、发展.
利用欧洲中期天气预报中心全球气候第五代大气再分析数据(ERA5),采用聚类分析方法,对2019-2021年北海市臭氧污染天气的环流形势进行分类,并通过Mann-Whitney U非参数检验法检验臭氧污染发生与否的环流形势差异显著性.结果表明,北海臭氧污染天气分型主要有:北方低压型、南方低压型、南下冷高压东出型和冷高压南下前型四类,其中南下冷高压东出型和冷高压南下前型占81.82％.基于Mann-Whitney U非参数检验的交集,既是臭氧污染预报指标,也是每种天气分型之间显著性差异的区域.两种低压型主要出现在北半球夏半年,两种高压型则主要出现在北半球冬半年.所有天气分型均具有利于污染物在底层堆积、扩散条件弱的特征.
利用常规气象观测资料、区域气象自动站资料和MICAPS格式资料,对2018-2022年广西桂林重大短时强降水时空分布和形成机理进行分析.结果表明,近5a桂林重大短时强降水2019年出现频次最多,2018年最少;重大短时强降水天气出现在2-9月,6月最多,其次是5月和7月.日变化特征明显,01时频次最多,其次是02时和03时,夜间频次多于白天,下半夜频次多于上半夜.桂林重大短时强降水具有明显的空间分布特征,总频次大值区位于资源南部的中峰-兴安北部-灵川北部-市区-临桂北部-永福一线,比传统暴雨带位置更偏北.重大短时强降水发生频次与地形有关,在迎风坡越城岭东南侧,边界层偏南风与地形辐合的地方易出现重大短时强降水.
结合国家、地方有关"科技成果转化"的政策以及中国气象局相关指导意见,分析广西气象部门气象科技成果转化流程在成果权属认定、中试平台、转化经纪人、激励政策落地等环节存在的不足及其原因,提出具体改进措施,为广西气象管理部门推进科研成果转化与提升效益提供依据和参考.
利用2015-2020年南宁市近地面臭氧监测数据及气象观测数据,分析南宁市近地面臭氧质量浓度时间变化特征及超标情况,并采用相关分析等统计方法研究臭氧与气象因素的关系.结果表明,南宁市第90百分位03-8h质量浓度呈逐年增高趋势.O3月平均质量浓度呈现双峰型变化,峰值出现在4-5月和8-10月.南宁市O3质量浓度与日照时数、最高气温、相对湿度的相关性高.南宁市O3超标以轻度污染为主.O3超标时日平均气温为12.3～31.4℃,最高气温为20.9～37.7℃,相对湿度为46％～88％,日平均风速为0.7～3.4 m·s-1,气压为980.3～1011.7 hPa.
利用近30a(1991-2020年)融水县气象观测数据,通过温湿指数和度假气候指数对融水县气候适宜性和度假气候进行评价,并利用融水县气象局、生态环境局、林业局等部门提供的2021年负(氧)离子浓度数据、环境空气质量监测数据、水质监测数据和林业及植被生态参量数据等,对融水县进行空气负(氧)离子状况、环境空气质量、地表水质状况、植被生态质量状况的评价.结果表明,气候舒适度为舒适等级的时段长达7个月(1-4月、10-12月),2021年的年平均负(氧)离子浓度为2689个·cm-3,空气优良天数占全年比重为97.5％,区域内水质达到Ⅱ类标准以上,植被覆盖度、植被净初级生产力和植被综合生态质量指数均较高.由此可见,融水县拥有得天独厚的气象生态资源,非常有利于开展负(氧)离子养生、气候康养等方面的旅游资源的开发.
使用四川省国家气象站2020年和2021年汛期逐日降水观测资料、欧洲中期天气预报中心(ECMWF)、美国国家环境预报中心(NCEP)两家数值模式24～72h降水预报资料,采用频率匹配法订正两家模式的预报降水,并进行降水检验和个例对比分析.结果表明,频率匹配法使ECMWF、NCEP的小雨、暴雨预报技巧提升,但中雨、大雨的订正效果不佳.频率匹配法减小小雨空报率,使晴雨预报准确率大幅提升.频率匹配法减小暴雨漏报率,使暴雨TS评分提高,但它无法订正与观测雨量相差较大的暴雨漏报区.
随着信息化进程的不断完善,气象数据服务需求日益增长,数据安全保障面临挑战.文中分析广西气象数据服务现状,以广西气象数字档案馆为例,就数据服务工作中气象数字对象标识符的应用和实现进行探讨,为加强数据安全保障,提升共享服务效率提供思路.
基于GIS等技术,设计统一站网信息数据结构,研发广西气象观测站网信息管理系统,实现气象站网信息即席查询、统计分析、管理和异构站网信息同步功能,提供气象观测站网信息标准化、自动化和集约化数据共享与管理服务.该系统应用于大数据云平台站网信息维护,可有效降低出错率,减轻气象站网信息管理工作量.
