1 強(qiáng)對(duì)流天氣的多普勒天氣雷達(dá)探測(cè)和預(yù)警

■俞小鼎（1卷3期）

Review 評(píng)述

強(qiáng)對(duì)流天氣的多普勒天氣雷達(dá)探測(cè)和預(yù)警

俞小鼎

(中國(guó)氣象局氣象干部培訓(xùn)學(xué)院，北京 100081)

摘要：

簡(jiǎn)要介紹了強(qiáng)對(duì)流天氣（包括強(qiáng)冰雹、龍卷、雷雨大風(fēng)和暴洪）的多普勒天氣雷達(dá)識(shí)別和預(yù)警技術(shù)。

關(guān)鍵詞：

多普勒天氣雷達(dá)，強(qiáng)對(duì)流，識(shí)別與預(yù)警

Detection and Warnings of Severe Convection with Doppler Weather Radar

Yu Xiaoding
(CMA Training Center, China Meteorological Administration, Beijing 100081)

Abstract:

This paper presents classification of convective storms, subjective identification and warning techniques of severe convective events including large hail, tornadoes. strong wind gust, and heavy convective precipitation. Favorable environmental conditions for large hail are high value of CAPE between ?10°C and ?30°C, significant deep layer (0～6km) vertical wind shear, and moderate 0°C level height above the ground. The characteristics of large hail radar echo are the echo region with the reflectivity over 50 dBz extending vertically above the ?20°C level, the Weak Echo Region (WER) under the Echo Overhang, the Bounded Weak Echo Region (BWER) within the Echo Overhang, strong storm top divergence, and the Three Body Scattering Spike (TBSS), etc.

介紹了對(duì)流風(fēng)暴的分類、主觀雷達(dá)識(shí)別和預(yù)警技術(shù)以及主要客觀產(chǎn)品。指出強(qiáng)對(duì)流主觀識(shí)別技術(shù)和客觀算法基本都是從美國(guó)借鑒過(guò)來(lái)的。因此，在看到對(duì)流風(fēng)暴普遍性的同時(shí)，還要注意我國(guó)的局地氣候和地形特點(diǎn)。

決定對(duì)流產(chǎn)生的三個(gè)要素是大氣層結(jié)的垂直穩(wěn)定性、水汽條件和抬升（觸發(fā)）機(jī)制。大氣層結(jié)垂直穩(wěn)定度和水汽條件代表的雷暴潛勢(shì)通常通過(guò)兩個(gè)重要的參數(shù)對(duì)流有效位能CAPE和對(duì)流抑制CIN來(lái)代表。

T-logP 圖中分析對(duì)流潛勢(shì)，其中CAPE和CIN分別如圖中B＋和B－所示

2 近30年ENSO研究進(jìn)展回顧

■任福民 袁媛 孫丞虎 曹璐（2卷3期）

ENSO不僅是造成全球氣候異常的一個(gè)重要原因，也是導(dǎo)致亞洲季風(fēng)異常和我國(guó)旱澇發(fā)生的關(guān)鍵因素?；仡櫫私?0年國(guó)內(nèi)外ENSO研究的最新進(jìn)展；重點(diǎn)從ENSO動(dòng)力學(xué)理論、ENSO預(yù)測(cè)方法、ENSO的年代際變化特征、ENSO的分類、ENSO的指標(biāo)、ENSO的氣候影響和ENSO的業(yè)務(wù)現(xiàn)狀等七個(gè)部分進(jìn)行了回顧和總結(jié)。ENSO循環(huán)不僅僅是一個(gè)熱帶問(wèn)題，對(duì)于熱帶以外區(qū)域海氣系統(tǒng)對(duì)ENSO循環(huán)影響的機(jī)理方面還缺乏更深入的認(rèn)識(shí)。因此，ENSO循環(huán)與熱帶外系統(tǒng)特別是整個(gè)亞澳季風(fēng)系統(tǒng)之間的相互作用將可能成為未來(lái)一個(gè)重要的研究課題。

3 近百年西南地區(qū)干旱的多時(shí)間尺度演變特征

■王林 陳文（2卷4期）

利用標(biāo)準(zhǔn)化降水蒸散指數(shù)對(duì)我國(guó)西南地區(qū)近百年的干旱演變特征進(jìn)行了分析；通過(guò)與年鑒資料對(duì)比，證明SPEI指數(shù)在西南地區(qū)具有較好的適用性。不同時(shí)間尺度的干旱可能是由不同的外強(qiáng)迫因子控制的。比如，某種外強(qiáng)迫因子的年代際異常導(dǎo)致了環(huán)流的年代際異常，從而導(dǎo)致西南地區(qū)長(zhǎng)時(shí)間尺度的SPEI值在某個(gè)年代持續(xù)偏低。同樣，短時(shí)期的干旱也可能是由某種外強(qiáng)迫因子控制的。

4 集合預(yù)報(bào)方法在暴雨研究和預(yù)報(bào)中的應(yīng)用

■杜鈞 李?。?卷5期）

機(jī)理了解不夠和可預(yù)報(bào)性問(wèn)題的忽略是暴雨預(yù)報(bào)不盡人意的兩大原因；文章主要討論第二方面，即如何面對(duì)和處理可預(yù)報(bào)性問(wèn)題，這對(duì)如何提高現(xiàn)有數(shù)值預(yù)報(bào)的價(jià)值、做好氣象服務(wù)尤其重要。集合數(shù)值預(yù)報(bào)方法是一種專門用來(lái)定量估計(jì)預(yù)報(bào)誤差也即預(yù)報(bào)不確定性的動(dòng)力學(xué)方法，因此，它在暴雨這類預(yù)報(bào)誤差很大的預(yù)報(bào)制作過(guò)程中大有作為。需要強(qiáng)調(diào)的是，集合預(yù)報(bào)的主要目的是針對(duì)某一特定的預(yù)報(bào)系統(tǒng)來(lái)實(shí)時(shí)定量地模擬該系統(tǒng)對(duì)任一氣象要素隨時(shí)間、空間以及天氣系統(tǒng)而變化的可能預(yù)報(bào)誤差的分布，并不是要做出一個(gè)更準(zhǔn)確的單一值預(yù)報(bào)。

其他高影響論文:

屈芳：環(huán)境氣象因素對(duì)呼吸系統(tǒng)疾病影響的研究進(jìn)展（3卷6期）

陳葆德 王曉峰 李泓 張蕾：快速更新同化預(yù)報(bào)的關(guān)鍵技術(shù)綜述（3卷2期）

張鵬 楊虎 邱紅 馬剛 楊忠東 盧乃錳 楊軍：風(fēng)云三號(hào)衛(wèi)星的定量遙感應(yīng)用能力（2卷4期）

鄧濤 鄧雪嬌 吳兌 譚浩波 李菲 馮業(yè)榮 鄭君瑜 廖碧婷：珠三角灰霾數(shù)值預(yù)報(bào)模式與業(yè)務(wù)運(yùn)行評(píng)估（2卷6期）

尹盡勇 徐晶 曹越男 張?jiān)龊?趙偉 黃彬：我國(guó)海洋氣象預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)現(xiàn)狀與發(fā)展（2卷6期）

趙亮 徐影 王勁松 丁一匯 肖子牛：太陽(yáng)活動(dòng)對(duì)近百年氣候變化的影響研究進(jìn)展 （1卷4期）

楊軍 許健民 董超華:風(fēng)云氣象衛(wèi)星40年：國(guó)際背景下的發(fā)展足跡（1卷1期）

郭強(qiáng) 陳博洋 張勇 徐娜 馮絢 楊昌軍 王新 韓秀珍 李元 胡秀清 張志清：風(fēng)云二號(hào)衛(wèi)星在軌輻射定標(biāo)技術(shù)進(jìn)展（3卷6期）

何金海 梁萍 孫國(guó)武：延伸期預(yù)報(bào)的思考及其應(yīng)用研究進(jìn)展（3卷1期）

宗志平 代刊 蔣星：定量降水預(yù)報(bào)技術(shù)研究進(jìn)展（2卷5期）

5 氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響及其適應(yīng)

■房世波 韓國(guó)軍 張新時(shí) 周廣勝（1卷2期）

分析了氣候變化中農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害時(shí)間變化趨勢(shì)，評(píng)述了未來(lái)氣候變化對(duì)農(nóng)作物生產(chǎn)的可能影響和適應(yīng)策略。中國(guó)大陸（西南地區(qū)除外）光溫生產(chǎn)潛力呈明顯增長(zhǎng)趨勢(shì)，其中北方增幅大于南方，氣候變化對(duì)不同地區(qū)的不同作物的生產(chǎn)潛力影響不同。氣溫升高增加了各地的農(nóng)業(yè)熱量資源，促進(jìn)了復(fù)種指數(shù)增加和農(nóng)業(yè)氣候帶向北向西推移，喜溫作物播種面積比例增加；同時(shí)我國(guó)北方干暖化趨勢(shì)，南方洪澇災(zāi)害頻發(fā)，也引起不同地區(qū)的種植制度發(fā)生變化。氣候變化背景下，我國(guó)近50年來(lái)因氣象災(zāi)害導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)受災(zāi)面積不斷擴(kuò)大，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)損失逐年升高，同時(shí)極端氣候事件發(fā)生的頻率和強(qiáng)度在加大，增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。

6 季節(jié)氣候預(yù)測(cè)的進(jìn)展和前景

■丁一匯（1卷3期）

應(yīng)該指出，季節(jié)預(yù)報(bào)的可預(yù)報(bào)性主要來(lái)自海洋，因?yàn)楹Ｑ笥泻艽蟮臒崛萘亢吐兊膭?dòng)力學(xué)。但海洋的變化和長(zhǎng)記憶也有不驅(qū)動(dòng)大氣的部分，因而氣候模式中包括海洋不一定都會(huì)提高大氣可預(yù)報(bào)性，尤其是中緯度海洋，這點(diǎn)也是應(yīng)值得注意的。

圖為1990―2006年梅雨期110°―122°E緯向平均的觀測(cè)（a）和預(yù)報(bào)（b）的降水量（等值線，mm/d）、降水距平百分率（陰影）的時(shí)間―剖面圖。

7 我國(guó)臺(tái)風(fēng)業(yè)務(wù)現(xiàn)狀及其關(guān)鍵技術(shù)

■錢傳海 端義宏 麻素紅 許映龍（2卷5期）

回顧了國(guó)內(nèi)外近20年、尤其是21世紀(jì)十余年來(lái)臺(tái)風(fēng)業(yè)務(wù)取得的主要進(jìn)展、關(guān)鍵技術(shù)以及存在的不足，并對(duì)今后我國(guó)臺(tái)風(fēng)業(yè)務(wù)發(fā)展進(jìn)行了展望。

提高臺(tái)風(fēng)路徑、強(qiáng)度及風(fēng)雨預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性和精細(xì)化水平，其最終目的是為了滿足國(guó)家防臺(tái)減災(zāi)的科學(xué)化和精細(xì)化需求。在美國(guó)，（單個(gè)）颶風(fēng)警報(bào)所覆蓋的海岸線長(zhǎng)度平均為555 km，而實(shí)際遭受颶風(fēng)強(qiáng)度風(fēng)力襲擊的海岸線平均來(lái)說(shuō)少于185 km，所以美國(guó)的颶風(fēng)警報(bào)所覆蓋區(qū)域有三分之二（約370 km海岸線）屬于“過(guò)度預(yù)警”。NHC的預(yù)報(bào)員和各級(jí)颶風(fēng)應(yīng)急管理部門的官員的共識(shí)之一就是要減少“過(guò)度預(yù)警”比率，他們希望將這個(gè)比率由當(dāng)時(shí)的3:1減少到未來(lái)的2:1，也就是將“過(guò)度預(yù)警”海岸線長(zhǎng)度由370 km減少至185 km。

8 我國(guó)風(fēng)云四號(hào)氣象衛(wèi)星與日本Himawari-8/9衛(wèi)星比較分析

■張鵬 郭強(qiáng) 陳博洋 馮絢（6卷1期）

從觀測(cè)儀器種類、觀測(cè)波段設(shè)置、觀測(cè)時(shí)空分辨率、儀器靈敏度、儀器定標(biāo)精度、數(shù)據(jù)服務(wù)能力等六個(gè)方面；比較和分析了我國(guó)風(fēng)云四號(hào)（FY-4）試驗(yàn)星與日本Himawari-8/9衛(wèi)星的水平和差距。FY-4試驗(yàn)星將首次在靜止軌道上同時(shí)實(shí)現(xiàn)紅外高光譜垂直探測(cè)和閃電探測(cè)。Himawari-8/9衛(wèi)星則主要關(guān)注于對(duì)天氣氣候系統(tǒng)的輻射成像觀測(cè)。Himawari-8/9 AHI在觀測(cè)波段設(shè)置和時(shí)空分辨率方面，略優(yōu)于FY-4試驗(yàn)星AGRI。在定量化應(yīng)用水平方面，除FY-4 AGRI反射波段靈敏度稍低，Himawari-8/9 AHI和FY-4 AGRI在儀器靈敏度和定標(biāo)精度等性能上基本相當(dāng)。在數(shù)據(jù)服務(wù)能力方面，F(xiàn)Y-4衛(wèi)星采用傳統(tǒng)的衛(wèi)星直接廣播和借助通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)兩種模式。Himawari-8/9衛(wèi)星則采用了以更為靈活的互聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)方式為主，并兼顧通過(guò)通信衛(wèi)星來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)HRIT/LRIT低分辨率資料的HimawariCast廣播方式。需要指出的是，Himawari-8/9數(shù)據(jù)服務(wù)模式需要用戶有高速互聯(lián)網(wǎng)接入能力，建議FY-4衛(wèi)星可在未來(lái)?xiàng)l件成熟的時(shí)候借鑒采用。

9 我國(guó)精細(xì)化客觀氣象要素預(yù)報(bào)進(jìn)展

■趙聲蓉 趙翠光 趙瑞霞 曾小青 邵明軒（2卷5期）

以國(guó)家氣象中心精細(xì)化氣象要素客觀方法為主，總結(jié)了近年來(lái)精細(xì)化客觀氣象要素預(yù)報(bào)方法的研究進(jìn)展并對(duì)未來(lái)精細(xì)化氣象要素預(yù)報(bào)技術(shù)方法的研究進(jìn)行了展望。

國(guó)家級(jí)精細(xì)化氣象要素預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)流程的建立更是進(jìn)一步推動(dòng)了氣象要素預(yù)報(bào)的發(fā)展，基于數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品釋用技術(shù)的精細(xì)化客觀氣象要素預(yù)報(bào)取得了比較好的效果，并在預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)中發(fā)揮了重要的作用。精細(xì)化氣象要素客觀預(yù)報(bào)產(chǎn)品中，部分要素的預(yù)報(bào)效果比較令人滿意，例如最高、最低溫度和相對(duì)濕度等。但有些要素預(yù)報(bào)效果不是很理想，例如云量、降水量、降水類型、能見(jiàn)度等特殊要素，以及沙塵、大霧、強(qiáng)對(duì)流天氣等天氣現(xiàn)象，可以說(shuō)天氣現(xiàn)象這個(gè)要素是最難預(yù)報(bào)的。

10 大氣低頻振蕩在延伸期預(yù)報(bào)中的應(yīng)用進(jìn)展

■孫國(guó)武 馮建英 陳伯民 信飛 何金海楊瑋（2卷1期）

大氣低頻振蕩用于延伸期預(yù)報(bào)的方法之一——低頻天氣圖預(yù)報(bào)方法，目前已有近10個(gè)區(qū)域中心、省氣象局的業(yè)務(wù)、研究單位進(jìn)行應(yīng)用試驗(yàn)和研究。其發(fā)展趨勢(shì)：繪制低頻天氣圖提取低頻信號(hào)的濾波技術(shù)能進(jìn)一步改進(jìn)；低頻天氣圖的層次、要素和預(yù)報(bào)方法會(huì)進(jìn)一步完善；低頻天氣圖的預(yù)報(bào)內(nèi)容將不僅限于夏季強(qiáng)降水過(guò)程，可能會(huì)包括寒潮、持續(xù)低溫、冰凍雨雪、沙塵暴和干旱等天氣過(guò)程。隨著低頻天氣系統(tǒng)的演變特征和規(guī)律的深入研究及其與所反映的天氣實(shí)體（即未進(jìn)行濾波處理的大氣環(huán)流系統(tǒng)）的對(duì)比分析，將更多揭示低頻系統(tǒng)及其相對(duì)應(yīng)的天氣實(shí)體的大氣環(huán)流演變過(guò)程。如亞洲夏季風(fēng)及其夏季風(fēng)系統(tǒng)、青藏高原季風(fēng)系統(tǒng)、南亞高壓、東亞大槽、西太平洋副熱帶高壓和AO、ENSO等。隨著低頻系統(tǒng)機(jī)理研究的開(kāi)展，如大氣波動(dòng)理論、低頻系統(tǒng)的準(zhǔn)定常性與下墊面的作用，天氣尺度渦旋與低頻氣流的相互反饋等方面進(jìn)行診斷、模擬和理論分析，以及大氣可預(yù)報(bào)性、大氣持續(xù)性和外強(qiáng)迫的深入研究等有可能發(fā)展成為一門低頻動(dòng)力學(xué)。