苹果花期冻害气象指标和风险评估

花期冻害是影响苹果产量和品质形成的主要气象灾害之一。基于苹果花期冻害发生的地理分布、气象背景数据和已有研究成果,利用最大熵模型和ArcGIS空间分析工具,筛选出影响苹果花期冻害发生分布的暴露性指标和主要致灾气象因子,利用全国1981—2013年2084个气象站资料,评估了苹果主产区花期冻害的风险。结果显示:苹果花期冻害发生的暴露性指标是花前日最高气温大于等于6℃有效积温为420~550℃·d,主要致灾气象因子和高风险阈值按照贡献率大小依次为冻害过程的最大日较差 (大于等于22℃)、极端最低气温 (小于等于-2℃)、降水量 (小于等于5 mm) 和日最低气温小于等于0℃积温 (小于等于-14℃·d)。花期冻害风险较高的区域位于北疆、黄土高原西部和北部及川西高原区,而环渤海湾和黄河故道产区风险相对较低。不同风险区的分布与各地苹果物候期差异和春季冷空气的活动路径有关。     

引入积温效应预测夏季西安市电力气象负荷

利用2010—2012年6—8月西安市逐日电力负荷资料及对应时段地面观测站数据,分析了高温天气过程中日最大电力负荷的变化特征。结果发现,3年间西安地区共发生晴热天气过程5次,闷热天气过程4次,其中晴热天气过程发生在6月,闷热天气过程发生在7、8月,且闷热天气过程的电力负荷增长更加明显;利用日最高气温变化跟踪气象负荷的变化发现,日最高气温33℃为西安市气象负荷初始气温敏感点,35℃为强气温敏感点,38℃为极强气温敏感点;引入积温累积效应,建立了多元回归的电力气象负荷预测模型,经2013年夏季模型应用检验表明,日最大电力负荷预测平均误差为6.0%,能较好的模拟电力负荷的实际变化,对西安市夏季电力气象服务工作有指导意义。     

基于机器学习方法的辽宁省初霜冻日期预测模型研究

基于前期ERA5逐月再分析数据, 应用3种机器学习算法(Lasso回归、随机森林和神经网络)对辽宁省初霜冻日期进行预测评估。Lasso回归算法提取对初霜冻日期预测有重要指示意义的气象要素特征集, 通过交叉验证和超参数调优建立初霜冻日期预测模型, 利用均方根误差(RMSE)和距平同号率方法定量定性地评估模型的预测效果。结果表明: 特征选择后的气象要素特征集建模提升了模型的泛化能力、可解释性和稳定性; Lasso回归模型在4月起报的预测效果最好(RMSE为6—8 d), 神经网络模型在5月起报性能最好(RMSE为6—9 d), 随机森林模型在3月起报性能最好(RMSE为8—9 d); 辽宁全省大部分站点距平同号率为50%—70%, 其中Lasso回归和神经网络模型为5月起报最高(约为68%), 随机森林算法为3月起报最高(约为62%)。特征选择和敏感性实验结果发现, 低植被覆盖比例是初霜冻日期预测关键预测因子, 植被覆盖率越高越有利于地表含水量保持, 降温容易产生霜冻, 初霜冻日期也就越易提前, 去掉低植被覆盖比例因子后模型预测效果显著下降, 也表明该因子是模型建模的前期关键因子。     

卡尔曼滤波方法在稻飞虱发生等级预测中的应用研究

利用桐城市2005—2007年逐候田间系统调查的稻飞虱百丛虫量数据,分析影响桐城市稻飞虱发生程度的主要的气象因子。分析发现,旬平均气温、候平均气温与系统调查的桐城市稻飞虱百丛虫量均呈显著的负相关,显示高温对稻飞虱发生具有抑制作用,最适宜的候平均气温为20.5℃。应用卡尔曼滤波方法建立稻飞虱发生适宜气象条件等级预测模型,目的在于开展稻飞虱发生的气象条件预警预测,为防虫治虫提供依据。经历史拟合和2008年试报应用,此模型的预测精度较高,可靠性和稳定性都较好,可投入业务应用。     

近地面风场变化对太湖蓝藻暴发影响的数值研究

蓝藻水华是在特定的气象和水文条件下,已成为优势种群的蓝藻群体在水体中发生水平、垂直位置的改变而形成.选取2007年6月24日和9月8日发生的2次蓝藻暴发个例,利用WRFV2模式进行较高分辨率数值模拟,研究了在蓝藻成为优势群体之后的上浮积聚阶段近地面风向风速对蓝藻水华面积变化和活动范围的影响.通过数值模拟结果与EOS/MODIS卫星遥感监测到的蓝藻信息的对比分析发现,蓝藻的活动对湖区近地面风场变化的反应相当迅速,蓝藻大面积暴发过程往往对应着有利的风向风速变化:如风速小、系统性东北风、辐散环流等.研究表明通过对太湖地区各气象要素的高分辨率数值模拟,可以预测蓝藻的暴发和演变情况,为太湖蓝藻暴发的预测预警提供气象依据.     

基于关键气象因子的河北省马铃薯产量预报

基于1983—2019年河北省马铃薯产量数据及同期河北省21个气象站逐旬平均气温、降水量、日照时数,采用因子膨化及相关分析方法,确定影响河北省马铃薯产量的关键气象因子,建立马铃薯产量预报模型,并利用预报模型对1983—2015年马铃薯产量进行回代检验,对2016—2019年马铃薯单产进行预报。结果表明:马铃薯产量对7—9月的气温、日照时数比较敏感,且气温对马铃薯产量的影响大于日照时数。各起报时间预报产量趋势回代检验正确率为75.7%~91.7%,预报产量回代检验准确率为83.6%~91.4%;2016—2019年历年产量预报准确率为83.5%~95.3%,且随着起报时间的后移,预报准确率逐渐提高。     

渤海海峡客滚船海难事故与大风事件关系分析

针对1999～2005年渤海海峡发生的6起客滚船海难事故,利用长岛气象站观测资料,统计得出了引发海难事故的3种风力条件。结果表明:海难事故与冷空气活动密切相关,客滚船遇险后遇到最大风力7级、极大风力大于等于9级时海上救援很困难;10月—翌年5月为在渤海海峡约三分之一的时间内有可能发生海难事故,10～11月为海难多发期。     

茂名低温阴雨等级的预报方法初探

利用茂名地区5个站点1969—2016年低温阴雨发生情况和相应的气象资料,通过对低温阴雨发生年景与主要气象因子进行相关分析,建立适合本地的低温阴雨等级预测模型。结果表明,茂名低温阴雨等级与上年2月平均气温、上年12月平均日照呈显著正相关,与上年1月平均气温、上年11月平均气温、上年8月平均日照呈显著负相关(P<0.05)。对以上气象预测模型进行模拟和预报,其准确性较高,可以作为本地预测预报工具之一。     

气象因素对淮北市电力负荷的影响及其预测研究

利用2012—2016年安徽省淮北市逐日用电负荷和气象要素数据,采用相关分析、回归分析、曲线拟合等统计方法,分析用电负荷的季节变化、周末/节假日效应变化规律,提炼主要气象影响因子并分析温度对负荷的1℃效应和负荷对最高温度的敏感性,构建趋势负荷和趋势方程,介绍将周末/节假日效应应用于气象负荷提取和不同预测模型的建立,采用趋势法建立逐日负荷预测的多元回归方程和曲线拟合方程,并针对趋势法的弱点提出2日增量法,建立相应的预测模型,其中2日增量法预测模型的历史拟合率和2017年试报应用均达到96%—97%,比趋势法高2%—3%,比目前的考核要求高4%—5%,提高了负荷预测精度。     

基于Fisher判别的南方双季稻低温灾害等级预警

为了建立南方双季稻低温灾害综合预测预警技术体系, 基于南方双季稻种植区1961—2010年708个气象站的逐日气象资料、水稻生育期资料和低温灾害发生的气象行业标准,采用Fisher判别分析法、因子膨化法、相关性分析法,利用SPSS软件构建早稻春季低温灾害高风险区 (Ⅰ区) 未来10 d、晚稻寒露风高风险区 (Ⅰ区)、主灾区 (Ⅱ区) 未来5 d的低温灾害发生等级逐日滚动预警模型。其中,1961—2009年资料用于模型构建和回代检验,2010年资料用于模型的外延预测。结果表明:早稻、晚粳稻、晚籼稻Ⅰ区平均外延预测基本一致准确率分别达到90.5%,74.2%,80.3%,晚粳稻、晚籼稻Ⅱ区平均外延预测基本一致准确率分别为89.4%和80.3%。构建的南方双季稻低温灾害逐日滚动预警模型的外延预测基本一致准确率多超过80%,等级预测检验误差总体上在1个等级以内,模型评价效果较好。     

气候条件对候鸟物候期的影响

利用呼和浩特市武川县气象站（1961—2009年）气象观测资料及物候期观测资料（1982—2009年）,分析了该地区气候和两种候鸟物候期的趋势变化特征以及候鸟物候期对气候变化的响应关系。结果表明：（1）近49年来武川县年平均气温上升趋势极为明显,倾向率为0.46℃/10a;年平均风速呈极显著的下降趋势,总日照时数、年累积降水量的变化趋势不明显;（2）物候期变化趋势特征表现在家燕、豆雁的始见期推迟;绝见期均有显著提前;家燕、豆雁的始、绝见期间隔时间分别以16.2d/10a和18.7d/10a的速率极显著缩短;（3）家燕、豆雁的物候期变化敏感气候因子是5、6、7、8、9、10月和5—10月各时间段平均气温,其次是6、9月总日照时数。     

湖州市用电需求特性及其与气象条件的关系

通过计算日用电量气象变化率lml、日最大用电负荷气象变化率lmh,分析了湖州市2006—2008年用电量及最大用电负荷的变化特征及其与气象要素的关系,着重研究了平均气温、最高气温、最低气温对用电量及最大用电负荷的影响,建立了日最大用电负荷、日用电量的预测模型。结果表明：用电量及最大用电负荷表现出年周期变化,且稳步递增,但月差异明显;不同月份不同气象因子对用电量及最大用电负荷的影响各有不同,lmh、lml与气象因子相关性显著的月份集中在6—10月;在不同温度范围,气温对用电量及最大用电负荷的影响程度也不同,随着气温变化,用电量和最大用电负荷的变化率最大可达20%;在7月、8月,气温升高1℃时,lmh、lml的变化最大,可达2%～5%。     

贵州西南部近5a突发性暴雨时空特征分析

利用2014-2018年5-10月贵州西南部的黔西南州、六盘水市、安顺市以及黔南州长顺县、惠水县、罗甸县共20个气象观测站小时降水资料,分析近5 a 5-10月贵州省西南部突发性暴雨的时空变化,结果表明:突发性暴雨呈逐年减少的趋势;月际变化特征为6月"爆发",7月"回落",而8月略增,9-10月呈不断减少趋势;具有白天少、夜间多的日变化特征,且突发性暴雨的高发时段主要是在午后至凌晨。从各等级小时降水骤增量的站次空间分布情况来看,突发性暴雨空间分布与地形分布具有较好的对应关系,骤增等级大时,主要出现在北盘江河谷一带,而镇宁一直是一个高发中心。从突发性暴雨站次的整个时空演变来看,5月从东南部开始,6月兴义和六枝成为南北两个高发中心,7月总体减少,中部为多发中心,8月略有增加,分布呈现出南北盘江河谷一带多发;从逐年的演变来看,"突发性"的特点在地域分布上也有体现,每一年的分布情况均不相同。     

气象因子和海风对秦皇岛市臭氧污染的影响

利用2017年9月至2019年9月秦皇岛市环境监测站污染物浓度资料以及秦皇岛市国家基本气象站和浮标站的气象数据,统计分析了秦皇岛市O₃污染特征以及气象因子和海风对秦皇岛市O₃污染的影响。结果表明：秦皇岛市O₃污染月变化特征表现为以5—6月和9月最为严重,10—12月和1—2月则无O₃超标天气出现。O₃污染的日变化特征表现为单峰型分布,午后O₃浓度最高而清晨O₃浓度最低。有利于秦皇岛市出现O₃污染的气象条件为太阳辐射强度850—950 W·m^-2、日最高气温高于32℃、无降水和相对湿度50%—60%、受SW和SSW风影响。秦皇岛市海风以6—8月最多,出现频率达50%以上,海风多在上午08—10时开始出现,午后12—15时达到最大,傍晚以后减弱结束;5—6月和8—9月有海风日的O₃-8h平均浓度均高于无海风日,且5月、6月和9月有海风日的O₃-8h月平均浓度高达155—166 μg·m^-3,海陆风环流对秦皇岛市的O₃污染有加重的影响。     

保定暴雨气候特征及其变化趋势

利用1974-2012年保定19个气象台站逐日降水资料,采用线性趋势分析、Morlet小波变换、Mann-Kendall法和功率谱等方法,对保定市暴雨发生站次数的时间和空间分布特征及变化进行分析。结果表明：保定地区暴雨年平均发生站次数北多南少,暴雨主要集中在东北部;汛期（6-8月）是暴雨出现的主要时段,最集中的时段则出现在主汛期（7-8月）;暴雨站次数从5月中旬开始呈现缓慢增加趋势,6月下旬猛增,7月下旬达到最高值;近39 a来,年暴雨发生站次数整体呈下降趋势,尤其是8月下降趋势最为明显。保定主汛期暴雨发生站次数在20世纪80年代中期存在着由少到多的突变,90年代末期存在着由多到少的突变     

慢性阻塞性肺病与气象因素相关性分析

根据2002—2007年北京朝阳医院逐月慢性阻塞性肺病（COPD）入院患者例次和北京朝阳气象站同期逐月地面气象资料,利用统计方法,进行相关分析,旨在探讨慢性阻塞性肺病与气候因素、气候变化的关系,保护人类免受不利气象条件的影响,利用有利的气象条件和气候资源来增强体质,预防疾病。结果表明：慢性阻塞性肺病与气温、相对湿度、气压和风速等气象因子有密切的相关性,当平均温度大于等于19.5℃时,慢性阻塞性肺病的发病例数较低;当平均温度小于19.5℃时,发病例数较高。当平均相对湿度大于等于53%时慢性阻塞性肺病的发病例数较低;当平均相对湿度小于53%时发病例数较高。当平均气压大于等于1009 hPa时,慢性阻塞性肺病的发病例数有升高的趋势;当平均气压小于1009 hPa时有下降的趋势,当平均风速大于等于3.0 m/s时,慢性阻塞性肺病的发病例数较高;当平均平均风速小于3.0 m/s时,发病例数较低。慢性阻塞性肺病发病的高发期相对于风速极大值滞后15 d。慢性阻塞性肺病发病存在着明显的月际变化和年际变化,从月际变化曲线来看慢性阻塞性肺病发病最高例数出现在4月,最低例数出现在7月;从年际变化曲线来看,慢性阻塞性肺病发病例数有逐年升高的趋势。根据气候变化、季节变化对慢性阻塞性肺病进行预测预防,以减少慢性阻塞性肺病的发生,可为该病的气象预报预警提供参考。     

MOS方法在短时要素预报中的应用与检验

通过对MM5数值预报产品的释用,将MOS统计方法应用到短时要素预报中,综合利用MM5数值预报产品、自动站实况数据和雷达数据等资料,建立降水和温度的4 h预报模型;降水作为不连续变量,将其通过建立降水可能函数的方法转化为连续变量,利用统计预报方法,可以达到定量预报的目的。通过对4140个时次的样本进行检验。结果表明：MOS预报结果较MM5直接输出结果整体有所改进,当数值模式误差较大时,统计方法显示出一定的优势;降水预报检验结果显示,TS评分为65%,预报正确率PC为91%。降水明显的样本(3 h雨量>5 mm)平均误差在8 mm以内,弱降水样本(3 h雨量<3 mm)平均误差在1 mm以内,预报方程对非雨日样本的整体预报效果较好,优于MM5模式预报,预报正确率高达98%,但对流性降水仍是预报难点;对于温度预报,20-08时段误差较小、平均在1.0℃以内,而11-17时、误差平均在1.5℃左右,但经过误差的季节订正,可以控制在1.0℃左右。     

热带气旋灾害特征及风险评估

利用气象灾害普查资料、影响浙江丽水热带气旋的有关历史资料以及历年丽水市的国内生产总值(GDP)统计资料,对1984～2007年影响丽水的热带气旋灾害特征进行统计分析,并应用改进后的气象灾害分级标准,对丽水的热带气旋灾害进行风险评估。结果表明:丽水的热带气旋灾害是各类气象灾害中最严重的;24年中致灾热带气旋年发生频数为1.2个;5、7、8、9、10月均有致灾热带气旋,其中8月气旋个数最多、影响最严重;热带气旋灾害在空间上呈明显的自东南向西北减轻的特点,但各月之间略有差异;热带气旋灾害风险青田最大,松阳最小,且两者之间差异巨大。     

沈阳一次局地大暴雨过程中逆风区的回波演变

利用沈阳CINRAD/SA多普勒天气雷达观测资料及加密自动站资料等,对2009年7月11日发生在沈阳西部的中尺度大暴雨天气过程进行分析。结果表明：雷达1.5°仰角PPI图上有逆风区存在,逆风区出现的时间要比强降水出现的时间早10 min以上,强降水区与逆风区、强回波区、VIL值的大值区有较好的对应关系,逆风区的出现对强对流天气的预报预警有指示作用。     

利用NRSM区域模式做温州区域短期气候预测

为了探索地市气象台站短期气候预测的客观预报工具,引进美围NMC（National Meteorological Center）的NRSM（Nested Regional Spectral Model）短期气候模式,利用该模式对台风重灾区浙江省温州市台汛期（7～9月）的短期气候要素——月、季降水量、月平均温度进行预测。将上述要素的模式预报值以及多年平均值进行对比分析,模式对极端降水天气预报效果好,模式预报7月特涝准确率较高,对涝的预测能力较强。;对8、9月的特旱预报准确率较高,对旱的预测能力强;模式对温州各地7～9月台汛期旱涝趋势准确率可达50％～70％;对月平均温度的定量预测能力表现出色;可以将模式进行业务试应用。