- 马伟强;马卫垚;谢志鹏;何佳男;马龙腾飞;石乐乐;
青藏高原复杂的地形和多样的下垫面条件对大气边界层的探测提出了巨大挑战。COSMIC-2作为新一代掩星探测卫星，具有高精度和全球覆盖的探测能力，在青藏高原大气边界层结构研究领域具有很强的应用潜力，然而，其在该地区的探测性能仍需深入评估。本研究基于2019年10月和2022年6月的第二次青藏高原科学考察“地-气相互作用与气候效应”立体综合加强期观测试验数据和ERA5再分析数据，系统评估了COSMIC-2掩星观测的大气廓线数据和边界层高度估算的精度。结果表明：COSMIC-2的气温和大气折射率数据与观测数据一致性较高，平均偏差分别为-0.02℃和0.34，能够准确反映1～6 km对流层中低层的垂直分布；基于折射率梯度法计算的边界层高度平均偏差为-0.16 km，优于其他估算方法且能较好捕捉边界层高度的日变化趋势，各站点日平均高度的相关系数在0.61～0.87，平均偏差小于0.3 km；然而，COSMIC-2在东部的季节变化中未能准确反映水汽对边界层的影响，尤其在夏季表现出明显的正偏差（约1.1 km）。总体而言，COSMIC-2数据适用于青藏高原中高对流层结构和边界层高度变化的监测，但在低层稳定边界层的探测中存在不足。
2025年02期 v.45 12-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1869K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 张茜;张宇;张少波;宋敏红;
青藏高原玛曲地区是青藏高原高寒草甸下垫面的典型代表，为验证中尺度数值模式WRF中不同边界层参数化方案对青藏高原玛曲地区大气边界层特征的模拟能力，选取5种不同的边界层参数化方案（YSU、MYJ、QNSE、ACM2、BouLac），开展了高分辨率的数值模拟实验，基于中国科学院若尔盖高原湿地生态系统研究站获取的多种气象要素观测资料，通过对比分析强风切变条件下位温、相对湿度、风速、近地层（2 m）气温、地温和地表能量的变化特征，评估不同边界层参数化方案之间的模拟差异。结果表明：对于边界层位温垂直结构，ACM2方案模拟效果最佳；对于相对湿度廓线，非局地方案ACM2的模拟结果优于局地方案；ACM2方案模拟的近地层风速偏差最小；对于近地层（2 m）温度和地表温度，夜间QNSE方案的模拟结果优于其他方案，而在白天ACM2方案的表现效果最佳；对于热通量，BouLac方案的模拟表现最为出色。
2025年02期 v.45 25-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1720K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 蒋璐西;衡志炜;王璐思;
为了改善风云三号微波湿度计观测资料在青藏高原东侧复杂地形区域数值模式中的同化应用效果，提高数值模式相对湿度初始场及预报质量，本文基于WRFDA同化模块，针对我国风云三号D星（FY-3D）微波湿度计（MWHS-2）观测资料，进行地表高度检测的敏感性试验，将卫星资料同化的地表高度检测阈值由800～1500 m改为2000～4000 m，以保留更多MWHS-2数据，并评估MWHS-2观测资料在青藏高原区域模式同化的适用性。结果表明：采用新地表高度阈值方案后，青藏高原区域内进入同化的MWHS-2数据量较原方案增加2～3倍；基于三维变分同化方法（3DVar）同化MWHS-2观测资料能有效减少初始场偏差，使初始场模拟的亮温更趋近于观测；MWHS-2观测资料同化后青藏高原北部青海、新疆南部地区初始场湿度均有调整，卫星观测资料能为青藏高原常规站点稀疏地区起到观测补充；采用新方案后，同化MWHS-2观测资料减小了对流层中低层（400 hPa以下）相对湿度的预报偏差；随着预报时效的延长，采用4000 m高度阈值方案的资料同化方案预报效果更好。
2025年02期 v.45 36-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1656K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 白慧;唐维尧;严小冬;刘芸;杨娟;
本文利用多源气象观测资料和ERA5再分析资料，并结合CMA-MESO高分辨率数值模拟结果，分析了影响2024年初罕见冬季冰雹过程的主要天气系统及其时空演变和三维结构特征，发现2024年1月1日08时—2日08时（北京时，下同）贵州区域降水实况分为2个阶段（1日19:00—2日00:00贵州中部以西以南冰雹为主的对流活动和2日00:00—08:00贵州中部以东以南降水为主的对流活动），并重点针对第1阶段冰雹过程开展研究。结果表明：（1）在冰雹过程发生前（1月1日14:00和18:00），云南东部及贵州西部有热低压发展，其热效应加强了贵州中部以西以南地区地面辐合和不稳定能量积聚。（2）在高低空环流场配置上，对流层高层辐散、中层高空短波槽东移扰动、中低层较明显的偏南暖湿气流及暖式切变，以及高低空干湿区叠加的共同影响，为冰雹过程提供了有利的动力、水汽和不稳定层结条件，地面静止锋的稳定维持是冰雹过程的主要天气尺度系统，为过程提供了触发条件，而地面锋前的上升运动与高空急流出口区的上升气流相叠加，对冰雹过程的发生发展起到了增强作用。（3）在21:30前后时段，长顺县发生了最强冰雹过程，飑线强回波单体活动也达到高峰，在对流层中低层形成回波悬垂结构，在低0℃层和-20℃层的背景下，强烈的上升气流循环托举雹胚，使得其表面不断凝结过冷水珠，为大冰雹的形成提供了必要条件。（4）CMA-MESO高分辨率数值模式一方面清晰地揭示了长顺县大冰雹发生发展时，由于中高层冷空气的侵入，在最强上升速度区域形成了显著的θse锋区，不仅增加了大气的不稳定度，也为对流天气的发生提供了触发机制；另一方面，通过高分辨率的探空曲线模拟，揭示出大冰雹发生前CAPE高值持续释放、风垂直切变持续增强、低层暖平流持续加强和中高层冷空气干入侵由强到弱的环境场变化对降雹区预报具有较好的指示意义。
2025年02期 v.45 46-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 2066K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 谢娜;屠妮妮;肖递祥;师锐;熊燕琳;周懿;王彬雁;
基于多源观测数据和ERA5再分析资料，对2024年6月22日20时—28日20时川藏铁路甘孜段极端连续强降水过程进行了诊断分析。结果表明：（1）连续性强降水发生期间，副高异常偏西偏强，新疆高脊异常偏强，500 hPa副高西侧偏南气流与高压脊前偏北气流在川藏铁路沿线形成稳定的切变辐合，同时，200 hPa为西风急流右侧辐散区和南亚高压东北侧分流区，“低层辐合、高层辐散”的配置有利于垂直上升运动发展，进而有利于降水产生和持续。（2）孟加拉湾与副高外围形成了一支“S”形水汽输送通道，为持续降水输送充沛水汽，大气总水汽含量异常偏高，有一定极端性，低层水汽通量辐合在午后至夜间增强，与强降水出现时间的对应关系较好。（3）CAPE值和温度的日变化对对流活动有显著影响，午后到傍晚CAPE值增大，对流发展旺盛；辐合流场与对流云系生消发展密切相关，降水云系表现为层状云和对流云并存的积层混合云系回波，其组合反射率因子达到55 dBZ,50 dBZ回波发展高度超过10 km,30 dBZ回波发展高度接近15 km。对流云团沿600 hPa和500 hPa切变辐合发展，Vow参数的强弱变化可预示对流发展或减弱，具有一定的指示意义。
2025年02期 v.45 57-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 2544K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 周明飞;谢清霞;罗敬;杜小玲;齐大鹏;杨秀庄;
2023年6月29日贵州西北部乌蒙山区出现了一次局地极端短时暴雨过程，降雨强度大且时间集中，最大小时雨强高达118.6 mm/h，造成严重人员伤亡和财产损失。本文选取常规气象观测、雷达和再分析资料，采用低层风场分解、锋生函数等方法对本次暴雨天气进行诊断分析。结果表明：（1）本次山地暴雨过程受高空槽和低层切变影响，由地面辐合线锋生触发，暴雨发生前贵州西北部具有较大的不稳定能量和充沛的水汽。（2）本次山地暴雨区可分为南北两段；北段降雨区呈准东西向，雨区和对流回波的移动与山脉走势一致；南段强降雨区呈半环状，位于乌蒙山南侧东南气流的爬坡区，降雨强度大，存在对流回波的后向传播和列车效应。（3）本次山地暴雨过程中，低层东南气流沿贵州西北部逐步升高的地形出现爬流和绕流，爬流运动加强低层的上升运动，同时，沿迎风坡形成θse的密集区还造成锋生现象，均表明地形对本次暴雨天气有着重要的加强作用，在南段迎风坡尤为显著，致使该区域出现致灾性强的极端暴雨。
2025年02期 v.45 70-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 2643K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 汪靖;袁利平;王玉尤婷;李希燕;肖金宜;
利用常规观测、ERA5再分析和GDAS资料，对2022年3月31日—4月7日滇西北地区一次持续性强降水过程的环流背景进行分析，并利用HYSPLIT模式模拟降水过程中不同高度层气块的后向轨迹，探究了不同水汽输送通道对降水过程的水汽贡献率及水汽输送的过程演变。结果表明：（1）高纬冷空气的不断渗透南下和副高的加强西伸使得南支槽稳定少动，槽前西南气流及副高西北侧的偏南气流共同建立了稳定的水汽通道，高低空系统的有效配置和强烈的水汽辐合是此次持续性强降水形成的主要原因；（2）500 hPa西风急流、700 hPa西南急流、850 hPa偏南气流分别从阿拉伯海、孟加拉湾和南海为此次降雨过程提供了充足的水汽，水汽辐合明显，水汽通量大值区与暴雨区基本对应；（3）独龙江站主要受南海、孟加拉湾、阿拉伯海及里海的水汽输送影响，贡献率分别为14.3%、77.2%、8.5%；岗房站受孟加拉湾、阿拉伯海及里海的水汽输送影响，贡献率分别为86.2%、13.8%。
2025年02期 v.45 79-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 1603K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王一行;冯鑫媛;李更小;
利用1975—2020年探空观测数据和2001—2020年PM2.5、PM10逐日浓度数据，分析四川盆地西部近45 a对流层中低层逆温的变化特征及其对大气污染的影响。结果表明：对流层中低层逆温发生频率最高的两个高度范围分别为0～600 m、2000～3600 m；逆温冬季最频发（贴地逆温除外）、最强、最厚，夏季最少发、最薄、最弱，各特征值月变化呈“U”型分布；贴地逆温（SI）最薄且最强，对流层低层逆温（LTI）最频发且最厚，脱地逆温（EI）最少发且最弱。逆温发生频率在20世纪末期稳定，21世纪呈上升趋势；逆温厚度在2003年后显著下降，强度在2005年后显著上升；各类逆温在2013年转为偏多发年，2004年转为偏薄年（EI除外）。20时逆温与污染的相关性普遍强于08时（EI除外），PM2.5浓度与逆温相关性普遍高于PM10；逆温发生频率与污染相关性最强且呈正相关（SI相关性最强），强度、温差、厚度与污染亦呈正相关（边界层逆温（BLI）相关性最强），而底高与污染呈负相关（LTI相关性最强）。
2025年02期 v.45 87-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 2203K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王汉涛;李振杰;赵南山;彭启洋;唐盛;黎文懋;解明恩;
基于2015—2023年乌东德上游流域IMS遥感积雪产品（水平分辨率为1 km×1 km），结合地形及气象数据，分析乌东德上游流域积雪时空变化特征及气象要素、地形和土地利用对积雪覆盖率（Snow Cover Ratio,SCR）、积雪覆盖频率（Snow Cover Frequency,SCF）的影响。结果表明：乌东德上游流域SCR年平均值16.43%，季节变化明显，冬季最稳定、夏季最不稳定，年均积雪增加、消融日数分别为107 d、176 d,11月—次年4月“降雪部分消融”现象频发，对春季融雪径流贡献较大的区域集中在青海东部和四川北部。气象要素中，气温与SCR的关系最为密切，SCR随温度升高而逐渐减小，日照时数仅对SCR有间接影响，积雪大多发生在日总降水量<1 mm时；地理要素中，海拔高程是积雪时空分布的决定性因素，同海拔高程SCF表现为冬季>春季>秋季>夏季，而坡向和土地利用方式对SCF影响小，雪水当量与SCR的时间变化特征具有较好的一致性。
2025年02期 v.45 102-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 1663K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 白宇轩;次仁旺姆;杜军;扎西旺拉;次仁勇珠;
利用西藏林芝气象站1991—2023年逐日最低气温资料和2001—2023年苹果花期物候观测数据，以日最低气温为霜冻指标，采用线性倾向估计、Mann-Kendall检验等方法，分析近23 a林芝苹果花期晚霜冻变化特征和气候风险指数。结果表明：（1）近33 a林芝各等级晚霜冻日期均表现为提早趋势，提早率为2.88～5.76 d/10 a，以中度晚霜冻日期提早最多，特别是近23 a提早的更明显。轻霜冻未发生突变，中、重霜冻突变点分别出现在2020年、2004年和2011年。（2）近23 a林芝苹果花期平均每10 a显著推迟5.15～9.39 d，以始花期最明显；开花始期、盛期和末期分别在2014年、2016年和2010年发生了由偏早转为偏晚的突变。（3）苹果花期轻度、中度晚霜冻发生频率分别为56.5%和30.4%，从未出现过重度晚霜冻；苹果花期晚霜冻气候风险指数为1.17，明显高于中国渤海湾、黄土高原陕州区和新疆阿克苏等地。总之，林芝晚霜冻终日提早、苹果花期显著推迟，以及花期遭受晚霜冻的气候风险明显降低。
2025年02期 v.45 112-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 1074K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]