地面气象要素异常数据处理——以国家观测一般站为例

针对台站地面综合观测业务软件中的气象要素异常数据,结合福州市长乐站多年来实践中的处理情况,总结各要素(气温、气压、风、能见度、降水、地温)分钟数据、日数据疑误处理措施,以期为类似台站提供经验借鉴。     

武夷山迁建机场气象要素特征对比分析

利用武夷山迁建机场场址虹桥自动气象站、武夷山国家基本气象站2016年4月—2018年12月的实测资料,采用数理统计和相关分析。结果表明,(1)虹桥站与武夷山站平均、最低、最高气温的平均差值分别为-0.8℃、-2.1℃、0.3℃,且达到0.99以上相关水平。(2)虹桥站平均海平面气压比武夷山站偏高0.5hPa,相关系数达到0.99以上;相对湿度较武夷山同期偏高7%。(3)虹桥站累计降水量和暴雨日数比武夷山站少,但降雨日数比武夷山站多。(4)虹桥站和武夷山站的主导风向分别为偏北风和东北风,平均风速均为1.3m/s,大风天气分别为8d和5d。(5)虹桥站雾日数比武夷山站显著偏多,雾的形成、持续时间及消散时间两站具有一致性,出现和消散时间主要在凌晨和上午。     

1961～2015年福州地区雾日数的时空变化特征及其原因

利用福州及其周边的福清、连江、罗源、闽侯、闽清、永泰、长乐以及平潭共9个站点的雾日数和气象资料,分析了近40年来9个站点雾日数的空间变化特征。再选取福州站代表城市站,闽侯代表城郊站,平潭代表郊区站,分析福州地区雾日数的时间变化特征及影响因子。结果表明,从20世纪80年代开始,福州站、平潭站和闽侯站的年雾日数均急剧下降,其中福州站和平潭站的下降趋势最显著。雾日数在2000年之后下降到最低值,2010年之后又开始小幅回升。平均相对湿度的减少和平均气温的升高是造成福州市雾日数减少和霾日数增加的原因之一,城市站和郊区站雾日数与年平均相对湿度和年平均气温的相关更为显著。     

1960-2013年福州地区气候变化和突变分析

利用1960—2013年福州地区8个国家气象观测站的气温和降水资料,采用趋势系数法对福州地区近53年来的气候变化特征进行定量分析,采用Mann-Kendall法对气温和降水序列进行突变分析,同时利用Yamamoto法和滑动t检验法对突变点的真伪做了验证。结果表明,福州地区8站平均气温、最高和最低气温的季节年际变化均呈上升趋势,其中平均气温(除闽侯外)和最低气温都是冬季增暖幅度最大,夏季次之;最高气温春季增暖幅度最大,夏季次之。各站气温的突变点先后出现在20世纪90年代。8站降水量的年和季节变化趋势不明显,除闽清和永泰的年降水量呈下降趋势外,其他6站的年降水量均呈上升趋势。福州、长乐、福清的四季降水量均呈上升趋势,其余5站的降水量随季节有增加也有减少。但是冬季各站降水量均呈上升趋势。除福清站的年降水量在1996年存在突变外,其余7站均未发生突变。这些结果对进一步研究和预测福州地区气候有重要意义,同时也为决策者提供决策依据。     

福州地区近20年台风降水特征分析

利用2000—2019年的台风历史资料和2010—2019年的区域自动站逐时雨量资料,分析影响福州地区的台风和台风暴雨的时空分布特征,将登陆台风按照登陆地点分为7类,分析不同登陆地点的台风对福州地区降水的影响。结果表明,近20年来福州地区台风暴雨的年均发生频次、降水量、台风过程最大降水量、日最大降水量、台风暴雨降水量占全年总降水量的平均比例和最大比例都呈减少趋势。不同登陆地点的台风对福州地区降水的空间分布不同,但大多数台风的过程雨量大值区和短时强降水高发区均在福清市西部、闽侯县和永泰县交界处、晋安区中部、罗源县北部;另外,登陆莆田到泉州区域的台风对福州地区降水产生的影响最大,其次为登陆福州地区的台风。     

台湾海峡致灾大风气候特征分析

利用福建省沿海、台湾海峡及台湾岛布设的气象站、自动站、浮标站的观测资料,以小时极大风达到8级以上定义致灾大风,分析台湾海峡致灾大风的时空分布特征。结果表明,台湾海峡的致灾大风风速分布具有明显的季节分布特征,出现概率呈双峰型分布,峰值出现在10月和1月,谷值在5月,即秋冬季最多、春末夏初最少;10级以上大风主要出现在8~10月。致灾大风空间分布上,台湾海峡海面出现的概率远大于海峡东岸和西岸,海峡西岸中南部岸段大于北部岸段,海峡东岸北部岸段大于南部岸段。1~5月和9~12月以东北风为主,海峡海面和海峡东岸的偏北分量比西岸大;4月起西南风逐渐增多,6~8月以西南风为主,但各风向概率值的大小差异不大,特别是海峡海面和海峡东岸7~8月西南风和东北风的风向概率近乎相当,这与此时正值台风季、受台风影响时容易出现旋转风密切关系。     

1979—2018年九仙山风的变化特征统计分析

选取1979—2018年福建省德化县九仙山气象站风速、风向观测数据,运用统计分析方法,分析了近40年九仙山主导风向和平均风速的变化特征。结果表明,九仙山近40年平均风速呈递减趋势,全年平均最多的风向是WSW向。1～12月的平均风速呈线性减小的变化趋势。1～6月盛行西南风,9～12月盛行东北风。春季风速明显大于其他季节的风速,一年四季的平均风速呈减小趋势,特别是春季的变化最明显。一年中最大的风速均产生于春、夏季,又以春季居多。40年间8级以上大风日数也是呈线性减少的趋势,一年四季中出现8级以上大风日数最多的是春季的3月和6月。     

石狮市牡蛎附苗期水温预报及检验

为了开展石狮市牡蛎附苗期水温预报,利用NOAA AVHRR卫星遥感水温、2020年4～9月养殖区逐日平均水温及自动站资料,建立水温预报模型并进行检验。结果表明,牡蛎附苗期呈波动上升趋势,最适宜时期大致在4月下旬至5月;以预报日水温为因变量,前1～3日的最高气温、最低气温、雨量及历史水温作为预报因子,采用逐步回归法建立水温预报模型,经检验后表明基于4～9月基础数据建立的水温预报模型精度更高,可用于附苗期水温预报。     

不同路径台风影响下莆田内陆大风的特征分析

利用2008-2016年莆田气象自动站大风资料,对影响莆田市的台风大风统计分析,结果表明,①影响台风具有明显的年月变化特征,近年来影响台风数量较常年偏多,影响月份主要集中在7～9月;②对影响台风源地划分,Ⅰ区和Ⅱ区为台风主要生成源地;③对影响台风路径归类,划分为6类路径,分析了不同路径下台风影响特征;④莆田内陆大风强度与影响台风登陆位置密切相关,当处于a类路径时,内陆大风影响最显著。     

新余市50年降水变化规律初探

通过对新余市观测站1959～2008年50年降水量资料研究分析发现:新余市年平均降水量为1590.2mm,雨量充沛。年降水量经过了三个多雨期和三个少雨期,它们交替出现,且有减少的趋势。春夏两季降水量占全年总降水量的72%,呈减少趋势,以春季减少较明显;秋冬两季有增加的趋势。汛期降水量占年总降水量的53%,且有减少的趋势,平均每年出现暴雨4.5次。     

两次前汛期暴雨过程的气象服务效益对比——以汽车保险赔偿为例

应用地面区域气象自动站逐时雨量数据,分析前汛期2次暴雨过程(即2019年5月31日至6月2日、2018年6月18日至6月22日)的详细雨情,并设计表征灾害强度的公式;以汽车保险赔偿情况为例,评估2次过程的气象预报服务效益;探索气象服务效益的评估方案,作为传统预报质量评分规则的补充。结果表明,2次暴雨过程的雨情相近,前者强度更强,单位强度受灾金额更大;按传统评分规则,莆田市气象台对2次过程的预报质量无明显差异,但2019年5月31日过程减损效益达54.4%,汽车保险赔偿金额也验证了50%～60%的服务效益;橙色和红色预警信息对用户的提醒作用更突出,今后应着力提高橙色或红色预警的时间提前量,改进夜间灾害天气的服务手段;应用暴雨灾害强度、受灾金额的减灾效益评估方案具有服务效益定量化的优点,可以将其拓展至城市交通气象、盐业气象等领域的服务效益评估。     

一次蒸发“异常”的成因分析

2014年8月29日下午,长汀观测站15~17时三个时次蒸发量因强对流天气出现"异常",当班观测员认为这是由于下雨造成,故将该三个时次的蒸发量按缺测处理。事后,我们对降水、气温、地温、湿度、气压、日照和风速等气象要素进行综合分析,认为该三个时次的蒸发量偏大,主要由气温下降导致空气中的饱和水汽压小于蒸发桶内水面的饱和水汽压造成,应按正常处理。     

福州地区城市热岛强度变化及对气温序列的影响

利用福州市气象站及周边8个气象站1961~2010年平均气温、最高气温、最低气温资料,分析福州地区城市热岛强度变化及对气温序列的影响。结果表明,50年来,年平均气温、最低气温、最高气温均呈上升趋势,且福州站的增温速率明显大于郊区站的增温速率,最低气温的增温速率大于平均气温和最高气温的增温速率;对同一项气温,增温速率的季节差异明显,尤其是冬季增温速率非常显著;对于同一季节,除了春季之外,其他三个季节都是年平均最低气温的增温速率最大,最高气温的增温速率最小,年平均气温居中,非对称性明显。     

海峡西岸周宁高山云雾特征分析

利用福建周宁县1981~2010年的云雾资料,对当地云雾特征及与天气系统和气象要素场的配置进行分析研究。结果表明,周宁县的年雾日总体呈下降变化趋势;雾日的季节性变化明显,冬春季雾日最多,夏季最少;雾日3月最多、7月最少。冬春季整日雾日占总雾日的30%之上;连续雾日主要在1~3月出现。周宁县多雾日的年份与月份,与西太平洋副高强度偏弱和范围小、西风带槽脊强度中等和南支槽影响有关;周宁县雾日与平均气温变化呈反相关,与相对湿度呈正相关,春季到秋季表现尤为明显。地面受冷高压底部偏东或东北气流影响时,配合中高层西南气流的影响,易形成连续性大雾天气。     

1961—2019年南平市四季开始日期及长度变化特征

利用1961—2019年南平市10个区县国家自动站的气温资料，分析南平市气候季节开始日期及长度的变化趋势。结果表明，春季、夏季开始日期由东南向西北依次推迟，秋季、冬季开始日期则正好相反。四季开始日期春、夏均提早，秋、冬均推迟。各台站春季、秋季平均长度相差不大，夏季、冬季平均长度相差较明显，北部夏季平均长度明显比南部短，冬季则相反。春季、夏季长度均呈增长趋势，冬季长度呈缩短趋势，秋季基本不变。南平市南部“江春入旧年”现象较北部出现几率高。     

武夷山国家公园热量资源时空分布特征研究

利用福建省气象局提供的1961—2020年武夷山国家基本气象站、1983—1986年4个亚热带东部丘陵山区农业气候资源气象站以及2017—2020年4个区域自动气象站旬平均气温资料,分析了武夷山国家公园热量资源的时空分布特征。结果表明:①21世纪10年代中期最低和最高旬平均气温较20世纪80年代中期推迟1～3旬出现;②1961—2018年平均气温上升约1.35℃,趋势倾向率达到了0.229℃/10a,增温主要从20世纪80年代中期开始;③1961—2019年四季和年平均气温都随高度增加而降低,夏季平均气温直减率最高,约为0.52℃/100m,冬季最低,约为0.46℃/100m;④各海拔高度的年平均气温在20世纪60年代至80年代均降低,90年代至21世纪10年代均升高,且20世纪90年代增温幅度最大。     

厦门市流感样病例与气象条件的关系研究

利用2016—2018年厦门的日流感样病例资料和气象资料，进行统计分析和Spearman相关性分析。研究发现，厦门流感样病例高峰期在春季，次高峰在秋季和初冬，流感样病例数与气温、相对湿度和风速等气象因子存在相关性和滞后性。当前一天气温日较差在2℃以下和8℃以上、平均气温在16～26℃之间、前五天平均风速在0～1m/s之间时，流感样病例数较高。较强等级以上的冷空气过程会使流感样病例数发生明显增长，强冷空气过程的流感样病例数周环比增长率可达41.6%。综上所述，厦门流感流行具有明显的季节性，与气温、相对湿度和风速等气象因素存在相关性。     

漳州市城区霾天气特征分析

利用漳州市区气象观测站1981~2010年气象观测资料和高空、地面气象资料,对漳州市区霾天气特征、气象要素特征、影响因素进行分析。结果表明,漳州市1981~2010年近30年霾日数总体呈上升趋势;霾日呈现出显著的季节变化特征,冬季最大,春季和秋季次之,夏季最少。霾多出现在风速弱、湿度大的气象条件中,能见度在7~8km左右。连续霾日多出现在10月到次年的5月,其地面一般受气压梯度较小的气压场控制。     

天气衍生品空间基差风险对冲方法实证比较研究北大核心CSSCI

空间基差风险削弱了天气衍生品对天气风险的规避效果,需要结合数据特征对不同的对冲方法效果比较选择。以气温期权空间基差风险对冲理论为依据,选取山东潍坊、江苏南京1978—2015年日平均气温数据,分别选取线性组合、反距离加权方法构建气温期权空间组合,比较检验了空间基差风险的对冲效果。研究发现,气温期权空间组合数量在一定范围内时,线性组合法和反距离加权法下RMSE均呈现出“U”型变化趋势,存在最优购买组合;两种方法均可降低天气衍生品的空间基差风险,然而反距离加权法下RMSE变化的波动较小,并随着幂指数增大对冲效果波动减小,更易于确定购买组合数量。     

德化县雨季降水基本特征分析

利用德化县国家气象观测站1961-2019年5～6月逐日降水资料和乡镇区域自动站2010-2019年5～6月逐月降水资料,对德化县历年雨季降水年变化、距平百分率、降水集中期等变化特征进行分析。结果表明,①德化县历年雨季总降水量总体呈现负倾向;②近10年来德化全县总降水量呈现增加趋势;③5月底至6月上旬初是最容易出现降水集中期的时间段;④德化县中南部乡镇的降水量整体多于西北部乡镇。