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第三届首都气象论坛

第三届首都气象论坛

  • 召开年：2013
  • 召开地：北京
  • 出版时间： 2013-11-05

主办单位：北京气象学会

会议文集：第三届首都气象论坛论文集

会议论文

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  • 摘要：利用26个站夏季逐时降水资料分析北京及其周边地区夏季降水日变率;利用低层和高层NCEP FNL分析资料和地表风速和风向观测资料诊断北京地区的山谷环流;分析山谷地形和城市化对降水日变率的可能影响。研究可能有助于改进北京地区降水的临近预报，并进一步对城市排水系统规划和水资源保护有重要意义。
  • 摘要：2012年7月21日,北京遭遇61年以来最大的特大暴雨,本文首先在分析此次降水过程特点的基础上,对这次暴雨过程的形成机理作了重点分析,表明:过程发生时,500hPa上为稳定的东高西低形势,中低层有源源不断的水汽输送,700hPa上有强烈的垂直上升运动;整层的相对湿度、涡度、散度等物理量场分布表明,均有利于暴雨的形成.其次,对此次暴雨的落区、雨带的移动,以及降水的生成、发展、强盛、减弱等方面作了分析.最后,根据各层的环流形势和物理量分布、物理量的垂直分布以及水汽和急流分布等,总结出"7.21"暴雨模型.
  • 摘要：本文利用1951～2000年北京地区寒潮统计资料,对北京地区寒潮特征进行分析,总结归纳寒潮的成因、危害、寒潮爆发的环流形势和预报着眼点,旨在为北京地区寒潮的预报提供依据.
  • 摘要：根据北京南郊观象台的监测数据、探空等资料分析了北京地区雾霾天气的气候背景,并结合北京的地形特点对北京地区2013年1月持续性雾霾天气的成因进行分析.结果表明,阿留申低压的强度和位置的异常对于北京地区雾霾天气的形成起到重要的影响,中纬度地区大气环流以纬向为主,冷空气势力偏北是造成北京地区2013年1月雾霾天气频发和长时间维持的重要原因.逆温层的出现有利于雾霾天气的形成和维持,而平原地区近地面的逆温难以被破坏则是北京2013年1月雾霾日数偏多的主要原因.
  • 摘要：本文在等压坐标系重新推导准地转近似下C矢量方程,并使用GFS 0.5×0.5再分析资料,将该方法用"7.21"北京大暴雨系统非地转环流结构的动力诊断分析中.发现:C矢量方法从动力角度识别出此次天气过程的两个不同降水阶段有不同动力特征,并且显示了频繁生成且稳定少动的中尺度对流系统与涡旋、冷锋、高低空急流等天气系统、地形影响等之间复杂的相互作用关系.因而,C矢量方法是理解和诊断天气尺度锋面次级环流的一种有用且便利的方法.
  • 摘要：本文利用常规地面观测、高空探测资料以及NECP 1°×1°的6小时资料对2013年1月10-14日北京地区出现的一次雾霾天气过程的环流背景、气象要素等进行了天气动力学分析;诊断分析了此次天气过程中的地面气压、风速,湿度场及温度层结等条件.结果表明:地面高压内的均压场、空中较为平直的西北偏西气流的稳定环流形势是形成此次雾霾天气的重要天气背景;地面风速多集中在0-2米/秒,大气的水平扩散能力弱,使得污染物和水汽在原地聚集增多;近地面层900hPa以下的负散度、正涡度和上升运动以及低层900hPa-700hPa之间的正散度、负涡度和下沉运动是雾霾天气发展的动力因子;低层逆温层的存在和大气层结稳定构成了稳定性条件,阻止了大气中的水汽和大量污染物的水平和垂直输送.湿度是区分雾和霾的重要判据之一,在相同的天气背景下,雾和霾可以相互转化.
  • 摘要：本文对2011年6月23日北京地区的持续强对流过程环流背景和影响系统做一初步分析,并对形势场分析和物理量诊断分析对暴雨的产生机理做一总结归纳,利用天气图、欧洲格点报产品、日本传真图、国家气象局产品及雷达资料等对暴雨的形成机制进行了解释分析,从而达到提高强降水预报水平的目的.
  • 摘要：伪彩合成技术广泛应用于卫星遥感领域,而双偏振雷达具有更多的雷达探测量,为伪彩合成技术在雷达探测上的应用提供了条件.针对S波段双线偏振天气雷达,提出了一种基于水平反射率因子Zh、线性退偏比LDR和差分反射率因子Zdr等探测量的图像合成技术,根据各自的探测范围将3个变量线性调整至0-255的范围,再在RGB色彩空间内分别赋予图像的三个通道,从而得到全新的伪彩合成图像,比较分析发现,分别采用LDR、Zh、Zdr作为RGB分量的组合方式得到合成图像能够体现出更为丰富的信息,新的图像保留了原始反射率因子的结构特征,两个偏振探测量特征也能通过色彩的差异而体现,同时具有较为舒适的视觉特征.根据不同类型水凝物粒子的取值范围,分别计算了不同类型粒子在LDR-Zh-Zdr合成图中的颜色值,定性分析表明不同类型粒子对应的颜色值有较大的差异,有利于人眼直接鉴别.用雷达PPI和RHI扫描数据进行的个例分析表明,利用LDR、Zh、Zdr作为RGB分量的方法得到的合成图像,保持了原有反射率因子结构特征,图像不同色彩对应的粒子相态分布合理,用该图像能够方便地对雷达回波类型进行合理判断.提出的伪彩合成方案为双偏振雷达的业务应用提供了一种新的思路.
  • 摘要：利用北京市1951年-2011年6-8月逐日降雨量数据、1951-2012年7月总降雨量和日最大降水量以及2012年6-7月份降水量资料,分析北京市不同暴雨等级的频次分布和重现期,利用波动和趋势双变量分析1951-2012年7月总降雨量和日最大降雨量的稳定性水平.结果表明:与1951-2011年的6-7月平均降雨量和降雨天数相比,2012年6-7月平均降水量属于异常多的状态,降雨天数属于正常现象;"7·21"暴雨事件中,2012年7月21日和22日总降雨量属于百年一遇的水平;1951-2012年北京市7月总降水量和日最大降水量的波动随时间有逐渐稳定的趋势,即降水的稳定性逐渐增加.虽然目前北京市排水系统设计的是1-3年一遇水平,很难抵御"7·21"暴雨事件,基于对近六十年降水数据的分析,是否需要提高排水系统能力还需要对暴雨内涝灾害风险和提高排水系统能力所需成本进行进一步分析.
  • 摘要：北京市2012年7月21日遭遇特大暴雨袭击,全市平均日雨量达172mm,最小49mm,最大408mm.大部分地区20年一遇,房山超过100年一遇.占全市面积三分之一的区域为有记录以来的最大日降雨量.在这次特大暴雨中,山区坡面水土保持措施减洪峰和减少水土流失作用显著.在受灾最严重的房山区,各种水土保持措施减少径流23％,削减洪峰流量35％.全市各种水土保持措施共减少土壤侵蚀2393万t,与无水土保持措施相比,减少土壤流失49％,其中以生态修复为主的第一道防线占34％;以梯田、水平条、树盘等生态治理为主的第二道防线占15％.
  • 摘要：本文利用常规、加密自动气象站、多普勒雷达观测以及NCEP1°×1°再分析资料,对北京"7.21"特大暴雨过程成因进行了初步分析.结果表明:1)降水过程由锋前暖区和锋面降水组成.暖区降水持续时间长,小时雨量大,具有典型的"列车效应",是造成特大暴雨的主要降水过程.2)中高层低涡东移、副热带高压北抬、中低层低涡暖式切变线影响是暴雨主要形势特征,暴雨发生在低层低涡右前部暖式切变和高空强辐散气流下方.3)暴雨过程开始前对流层中低层存在双层湿暖盖.位势不稳定层结的建立机制主要与低层增湿和中层变干的湿度差动平流有关,而低层增湿和中层变干过程与中低层风向转变相关联.4)暴雨发生前0-6h对流层整层不断增湿,且对流层中高层比低层增湿效应更加明显.与普通暴雨增湿过程和水汽主要集中在对流层中下层不同,深厚的湿度层次,较低的凝结高度和自由对流高度是其显著特征.5)高空急流辐散与低层低涡切变线、地形辐合线、地形强迫抬升等共同作用构成的强烈上升运动触发和增强了暖区强降水;低涡东移、锋面系统进一步增强了上升运动,触发形成锋面降水过程.6)较强的风垂直切变是"7.21"特大暴雨区别一般暴雨的另一个环境场特征.7)对流层中层西南引导气流加强、地面辐合线呈西南一东北向、云团移向前方存在上升运动中心、水汽通量辐合中心以及位势不稳定中心.这些因素造成对流云团在辐合线附近一个个生成,并向前方辐合和位势不稳定中心移动而形成"列车效应",造成特大暴雨灾害天气.8)地形对"7.21"暴雨存在迎风坡、喇叭口地形、地形中尺度辐合线等多种增幅作用,使得北京西南部山区成为对流云团的触发和加强区域.
  • 摘要：与传统的数值预报产品解释应用方法不同,人工神经网络(BPNN)是一种模拟人脑信息处理方法的非线性系统,在描述和模拟具有典型非线性结构的灾害性天气方面,表现出较好的预报性能.本文基于2000年-2007年NCEP分析场进行因子分析和选取,采用人工神经网络方法建立了北京等20个单站的雷暴预报模型.利用2008年和2009年夏季6～8月T511中期数值预报产品作为实时预报输入场,对人工神经网络预报模型进行预报试验,并与动态相似预报模型进行对比验证.结果表明:人工神经网络模型和动态相似模型对单站雷暴的预报效果均较好,其中,人工神经网络模型在2008年和2009年夏季雷暴预报准确率分别达到75％和80％,预报技巧CSI评分分别为0.411和0.502,在CSI评分上优于动态相似模型,且预报空报率低于动态相似模型.人工神经网络模型在单站雷暴预报中具有较好的业务应用前景.
  • 摘要：针对2012年7月21日北京地区一次大暴雨过程,利用常规资料、NCEP再分析资料等进行诊断分析,结果表明:此次大暴雨过程是在贝湖冷涡和副高共同作用的大尺度环流背景下产生的;高空急流、西南低空急流和低涡是主要影响系统;θse的大小以及密集的能量锋区对于强降水的预报具有一定的指示意义;"上干冷、下暖湿"的垂直结构有利于热力不稳定层结加强;CAPE在大暴雨发生前的增量非常明显,比CAPE量值的大小更具有指示意义.
  • 摘要：2013年6月4日白天北京地区出现了入汛以来首场全市性强对流降水天气过程.此次天气过程是在弱天气背景下产生的,即:没有明显的西来槽和高空冷空气等天气尺度系统强迫作用,数值模式和主观预报在降水强度上均出现了漏报和偏差.本文分析表明,本次强对流天气有下山过程中明显增强、远离山区后迅速减弱的特征,造成的短时强降水局地性强,订正后的探空表现出显著的对流有效位能(CAPE)、较大的层结不稳定性、以及非常大的中低空垂直风切变等有利的环境条件;高空正涡度提供了一定的动力条件,但不足以触发强对流,最显著的触发条件在于低层东部冷空气的回流侵入以及暖空气在冷空气和地形的共同强迫下的抬升,从而造成短时强降水对流天气.这种"东来"系统的强迫作用,以及上暖下冷的层结条件有别于通常意义上的夏季强对流天气发生、发展的条件.
  • 摘要：风灾是北京地区玉米减产的一个重要因素,是玉米最常见的一种气象灾害.建立风灾损失评估模型,可以评估风灾对玉米产量的损失,为灾害损失评估定量化提供了一种科学可靠的方法.本文利用历史上出现的玉米风灾数据和产量损失数据,分析了风灾发生过程中对玉米产量损失最有影响的气象因子,并利用统计的方法建立了损失评估模型.经检验,这一定量损失评估模型是可用的,历史拟合率达到86％.
  • 摘要：如何从大地形以及气象多因素影响的视角，认识华北及周边区域大气污染时空特征亦是北京大气污染防控的关键科学问题之一。在某些季节大气重污染过程中，北京城区与郊区上空形成类似弧状的“空气弯窿”(俗称大锅盖)，其频繁笼罩在城市群上空，逆温层下大气污染物浓度出现峰值。另外，采用冬季卫星遥感气溶胶光学厚度资料结合地面观测综合变分处理，可揭示出北京与周边地区(河北、山东等省)气溶胶高值区呈南-北向带状分布特征，与此同时还发现了冬季北京大气污染过程中大气污染物周边扩散“输送”轨迹路径，北京PM10,PM2.5颗粒物的排放源可追溯到北京南部周边地区河北、山东省及天津等地。

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