近年来，我国多个地区密集布设了X波段双偏振相控阵天气雷达（X-PAR），X-PAR具有时空分辨率高的探测优势，但有限的探测范围和数据质量限制了其观测资料的应用，为了更好发挥S波段双偏振天气雷达（S-POL）与X-PAR密集组网的观测优势，获得准确精细的三维雷达观测场。本研究针对不同波长雷达的物理量，构建数据质量评价参数，实现单波长雷达网的插值拼图；进一步，将S-POL拼图作为准确但粗糙的背景场，并结合X-PAR拼图的细节结构，实现S-POL与X-PAR拼图融合。结果表明，通过计算相应数据质量评价参数，结合雷达探测点与拼图网格点的空间距离，设置权重将各雷达共同进行插值拼图，能够使拼图保留各雷达观测共性特征和数据质量较高的观测结果。S-POL与X-PAR雷达拼图融合方法同时实现了对S-POL整体强度分布和X-PAR细节特征的保留。本方法能够有效发挥密集组网S-POL与X-PAR观测优势，得到相对准确且精细的三维雷达观测场。

基于山东三次降雹个例，利用差分反射率（ZDR）和冷层组合差分反射率（CZDRC）开展雷达数据特征和冰雹预警研究。结果表明：在雷达回波面积较小时，CZDRC图中已可见降雹点附近云中出现约3 dB的ZDR柱。ZDR柱在降雹时刻前20~40 min出现，较基于45 dBz或55 dBz反射率因子阈值的指标提前10~20 min，具备提前预警冰雹的潜力。X波段双偏振相控阵雷达、S波段和C波段雷达等不同波段和扫描体制的天气雷达均能呈现强对流预警所需的ZDR柱特征。此外，CZDRC图上ZDR柱在三个个例中均紧邻且环绕降雹点，位于降雹点的对流层中层上风方向，可对降雹点预报、预警起到参考作用。

为提升对北京大兴国际机场（PKX）区域短时强降水（FHR）的预报能力，文章基于2014—2023年5—9月分钟和小时级雨量资料、ERA5再分析资料，对FHR环流分型并分析了降水时空分布特征及环境条件。结果表明：FHR过程的环流形势分为5类，依占比降序为蒙古低涡低槽型、西太平洋副热带高压（副高）边缘型、西来槽和副高相互作用型、黄淮低涡倒槽型及东北冷涡后部型。FHR年平均发生频次在紧邻PKX区域东部相对较多，近10年频次波动上升；高发于7月、8月，其中7月占比过半；日变化呈单峰分布，峰值在22—23时（北京时）。FHR持续时间普遍为40～80 min。副高边缘型、西来槽和副高相互作用型的FHR具有夜发特征；东北冷涡后部型的FHR多发于午后。剧烈短时强降水（≥50 mm·h-1）主要发生在副高边缘型和蒙古低涡低槽型环流背景下。不同环流形势下FHR发生环境差异显著：副高边缘型、西来槽和副高相互作用型水汽充足，整层可降水量普遍在50 mm以上，且对流有效位能较大；黄淮低涡倒槽型水汽辐合强度大，但热力不稳定性较弱，常出现边界层东风急流，在动力强迫维持下，降水持续时间往往较长；东北冷涡后部型整层水汽较差，但低层往往有暖平流强迫，高低空温差大，利于局地强降水发展。

2024年7月5日，受高空槽和黄淮气旋共同影响，山东省出现爆发性龙卷事件，在罕有龙卷发生的菏泽市，导致了较为严重的人员伤亡和财产损失。利用现场灾情调查、互联网视频和照片、ERA5再分析数据、双偏振雷达观测等资料，详细分析了菏泽市东明县和鄄城县龙卷的发展演变过程、环境条件和中尺度特征。主要结论如下:综合评估，两地龙卷最大强度达强龙卷（相当于EF2～EF3级）；其发生在黄淮气旋东北象限距中心约50 km处，具备整层水汽充沛、抬升凝结高度低、对流不稳定能量充足、强风暴相对螺旋度和强垂直风切变等有利于超级单体龙卷的环境特征，地面β中尺度辐合线和合适的冷池强度为龙卷母风暴的触发、发展以及近地面垂直涡度加强提供了有利条件。两地龙卷在同一超级单体母风暴西南—东北移动过程中先后形成，该超级单体强回波质心约为5 km，具备深厚持久的中气旋和垂直倾斜结构特征，龙卷出现在超级单体钩状回波顶端，龙卷发生时段伴随中气旋尺度缩小、气旋性涡旋增强等信号。两地龙卷雷达均探测到龙卷涡旋特征和龙卷碎片特征，最早探测到龙卷涡旋特征的时刻比龙卷发生时间分别提前了15 min和5 min，龙卷发生时段龙卷涡旋特征对应位置的相关系数迅速减小，最低值（0.46）出现时刻对应地面灾害最严重时段，可能是由水凝物粒子和强上升气流携带的大量碎片物质的混合，以及强上升气流造成的信噪比降低共同导致。龙卷消散后，相关系数低值特征仍维持了15 min以上。上述结论可为黄淮气旋龙卷监测和预警业务提供参考依据。

2023年4月9—15日，京津冀地区出现一次罕见的持续6 d的沙尘天气。利用常规气象资料、再分析资料、风廓线雷达和激光雷达等新型探测资料，对此次京津冀沙尘天气的特征与维持机制进行分析。结果显示：受蒙古气旋、两次冷锋及偏南气流的持续影响，此次沙尘天气过程长时间维持。蒙古气旋阶段，在蒙古国南部起沙后，沙尘随气旋上升经700 hPa急流轴通道传输，主要通过干沉降作用形成近地面扬沙或浮尘天气；冷锋阶段，广泛的沙源地及地面冷锋过境引起地面风速迅速增大，使大量沙尘上升后沿对流层低层急流传输至京津冀，并随冷锋后下沉气流迅速传输至地面；偏南气流阶段，受长江中下游回流沙源影响，在地面高压后部偏南气流作用下持续向北输送沙尘，传输高度较低，主要通过干沉降在地面形成扬沙或浮尘天气。处于不同系统影响下的沙尘特征各异：蒙古气旋阶段沙尘影响较弱，但上边界高度较高；冷锋阶段沙尘浓度高、能见度低，冷锋过境2 h后出现沙尘暴，并维持2 h，在冷锋过境13 h后出现洁净空气；偏南气流阶段沙尘持续时间较长，但强度最弱。此次沙尘天气过程，本地湍流耗散率增大早于沙尘浓度增大3 h，对沙尘暴监测和预报有很好的指示意义。研究结果对沙尘天气预报具有参考意义。

基于地面气象和环境监测站数据、O3气象条件评估指数、O3来源解析产品和GDAS等资料，结合HYSPLIT模型等方法，分析了2019—2023年5—10月（暖季）陕西O3污染时空变化特征，定量评估了气象条件对O3浓度变化影响、O3生成的本地和传输贡献以及不同前体物贡献，并探讨了O3污染传输路径。结果表明：2022年暖季陕西O3污染最重，2020年最轻；O3浓度呈典型单峰型月际、日变化，月均峰值出现在6月，日最大值出现在15—16时（北京时，下同），最小值出现在07时；关中O3污染最重，且污染主要集中在喇叭口地形内侧，陕南最轻；2022年暖季陕西O3综合气象条件最差，这是导致2022年陕西O3污染最重的主要原因；2022年暖季陕西O3浓度较上一年同期增加了8.1%，其中气象条件贡献为7.7%；若排放源不变，2020年暖季陕西O3浓度应比2019年同期增加4.4%，但实际O3浓度减少了5.3%，体现了区域大气污染治理的积极成效；陕北O3综合气象条件最差，但关中O3浓度却最高，这主要与关中O3前体物的高排放以及区域输送有关；2023年暖季陕西O3浓度以前体物NOx影响为主，外来传输贡献大于本地贡献，以东南输送路径为主，其中，对陕西传输影响最大省份是河南和湖北，贡献分别为6%和4%。

以气候资源为基础的气候生态产品的价值核算是生态产品总值（GEP）核算体系的重要分支，对破解气候资源“度量难-抵押难”的制度瓶颈具有重要科学价值，对推动气候资源资产化管理和生态产品价值实现具有关键科学意义。本研究以中国西南地区的重庆市奉节县为案例，从气候对生态产品贡献的角度出发，探索构建县域气候生态产品总值（GEPC）核算体系。利用气象、生态环境和社会经济等数据，建立包含气候供给产品、气候调节服务、气候文化服务三大功能的12个具体指标的核算框架，系统评估了2019—2023年重庆市奉节县的气候生态产品价值。结果表明：2019—2023年奉节县GEPC年均值为171.7亿元，占其国内生产总值（GDP）的48%；呈现气候调节为主导的结构特征（气候调节服务价值57.0%＞气候供给产品价值38.6%＞气候文化服务价值4.4%）；GEPC年际波动为139.2～209.5亿元，最多年份（2023年）是最少年份（2019年）的1.5倍。奉节县GEPC与GDP的比值2019—2023年为0.36～0.56（均值0.48），参考绿金指数，该比值在一定程度上反映区域气候资源价值转化与经济发展水平的动态耦合程度。奉节县人均GEPC约1.6万元·人-1，单位面积GEPC约0.04亿元·km-2，与浙江省安吉县存在较大差距。本研究是GEP框架下发展的“气候要素-服务功能-经济价值”模式的典型县域气候生态产品价值核算案例，可为全国其他区域的气候生态产品价值核算提供重要参考，也可为气候投融资、气候生态产品关联产业发展等领域提供重要决策支持。

2025年汛期，国家气候中心准确预测了夏季（6—8月）中国中东部地区主雨带位于北方、江南降水偏少的旱涝分布特征，对季风和雨季进程的预测与实况高度一致，尤其是准确预测了华北雨季开始偏早、雨季偏长、雨量明显偏多的特征，并准确预测了海河流域、黄河流域中下游有较重汛情。对夏季降水预测不足之处为：一是对华北北部降水的极端性预测不足，二是对淮河流域降水预测与实况不符。2025年6月发布的盛夏（7—8月）预测：中东部降水呈“南北多、中间少”分布，北方主雨带向西扩大、向北收缩，华南次雨带向北、向西扩大，江淮流域降水偏少，同时加强了异常级预测，与实况更吻合。2025年3月制作汛期预测时，以动力模式和多模式集合等客观方法为基础，基于其近十年的预测技巧开展解释应用，同时分析了年代际尺度和年际尺度上多个先兆信号对东亚夏季风和中国夏季降水的综合影响，并预测了2025年东亚夏季风偏强和北方主雨带。盛夏降水预测中，补充考虑了春季欧亚积雪的影响。最后，探讨了汛期预测需重点解决的科学和技术问题。

2025年11月，北半球极涡呈单极型且偏居东半球，欧亚中高纬环流为纬向多波型，乌拉尔山阻塞高压偏强，西太平洋副热带高压偏西、偏强，西北太平洋秋季台风活跃，有3个生成，其中1个登陆我国，较常年同期偏多。全国平均降水量为20 mm，接近常年同期（20.2 mm），其中云南、贵州、湖南、海南等地月降水量超过100 mm，较常年同期偏多0.5～2倍。全国平均气温为4.2℃，较常年同期（3.3℃）偏高0.9℃，东北地区、华北地区、黄淮等地偏高1～4℃，辽宁和河北平均气温为历史同期第二高。月内出现3次冷空气过程，其中17—19日为下半年首个全国性寒潮过程，陕西南部、湖北西部、安徽南部等地降温达12～14℃。月内出现2次沙尘天气过程，较2000—2024年同期偏多1.4次。全国大气扩散条件总体良好，上旬东北地区、华北地区出现1次雾-霾天气过程；中东部出现3天大雾天气，北京、天津、河北、山东、河南、安徽、江苏、湖北等8个省份出现能见度不足50 m的特强浓雾，致多条高速公路封闭和轮渡停航。

近年来，我国多个地区密集布设了X波段双偏振相控阵天气雷达（X-PAR），X-PAR具有时空分辨率高的探测优势，但有限的探测范围和数据质量限制了其观测资料的应用，为了更好发挥S波段双偏振天气雷达（S-POL）与X-PAR密集组网的观测优势，获得准确精细的三维雷达观测场。本研究针对不同波长雷达的物理量，构建数据质量评价参数，实现单波长雷达网的插值拼图；进一步，将S-POL拼图作为准确但粗糙的背景场，并结合X-PAR拼图的细节结构，实现S-POL与X-PAR拼图融合。结果表明，通过计算相应数据质量评价参数，结合雷达探测点与拼图网格点的空间距离，设置权重将各雷达共同进行插值拼图，能够使拼图保留各雷达观测共性特征和数据质量较高的观测结果。S-POL与X-PAR雷达拼图融合方法同时实现了对S-POL整体强度分布和X-PAR细节特征的保留。本方法能够有效发挥密集组网S-POL与X-PAR观测优势，得到相对准确且精细的三维雷达观测场。

基于山东三次降雹个例，利用差分反射率（ZDR）和冷层组合差分反射率（CZDRC）开展雷达数据特征和冰雹预警研究。结果表明：在雷达回波面积较小时，CZDRC图中已可见降雹点附近云中出现约3 dB的ZDR柱。ZDR柱在降雹时刻前20~40 min出现，较基于45 dBz或55 dBz反射率因子阈值的指标提前10~20 min，具备提前预警冰雹的潜力。X波段双偏振相控阵雷达、S波段和C波段雷达等不同波段和扫描体制的天气雷达均能呈现强对流预警所需的ZDR柱特征。此外，CZDRC图上ZDR柱在三个个例中均紧邻且环绕降雹点，位于降雹点的对流层中层上风方向，可对降雹点预报、预警起到参考作用。

为提升对北京大兴国际机场（PKX）区域短时强降水（FHR）的预报能力，文章基于2014—2023年5—9月分钟和小时级雨量资料、ERA5再分析资料，对FHR环流分型并分析了降水时空分布特征及环境条件。结果表明：FHR过程的环流形势分为5类，依占比降序为蒙古低涡低槽型、西太平洋副热带高压（副高）边缘型、西来槽和副高相互作用型、黄淮低涡倒槽型及东北冷涡后部型。FHR年平均发生频次在紧邻PKX区域东部相对较多，近10年频次波动上升；高发于7月、8月，其中7月占比过半；日变化呈单峰分布，峰值在22—23时（北京时）。FHR持续时间普遍为40～80 min。副高边缘型、西来槽和副高相互作用型的FHR具有夜发特征；东北冷涡后部型的FHR多发于午后。剧烈短时强降水（≥50 mm·h-1）主要发生在副高边缘型和蒙古低涡低槽型环流背景下。不同环流形势下FHR发生环境差异显著：副高边缘型、西来槽和副高相互作用型水汽充足，整层可降水量普遍在50 mm以上，且对流有效位能较大；黄淮低涡倒槽型水汽辐合强度大，但热力不稳定性较弱，常出现边界层东风急流，在动力强迫维持下，降水持续时间往往较长；东北冷涡后部型整层水汽较差，但低层往往有暖平流强迫，高低空温差大，利于局地强降水发展。

2024年7月5日，受高空槽和黄淮气旋共同影响，山东省出现爆发性龙卷事件，在罕有龙卷发生的菏泽市，导致了较为严重的人员伤亡和财产损失。利用现场灾情调查、互联网视频和照片、ERA5再分析数据、双偏振雷达观测等资料，详细分析了菏泽市东明县和鄄城县龙卷的发展演变过程、环境条件和中尺度特征。主要结论如下:综合评估，两地龙卷最大强度达强龙卷（相当于EF2～EF3级）；其发生在黄淮气旋东北象限距中心约50 km处，具备整层水汽充沛、抬升凝结高度低、对流不稳定能量充足、强风暴相对螺旋度和强垂直风切变等有利于超级单体龙卷的环境特征，地面β中尺度辐合线和合适的冷池强度为龙卷母风暴的触发、发展以及近地面垂直涡度加强提供了有利条件。两地龙卷在同一超级单体母风暴西南—东北移动过程中先后形成，该超级单体强回波质心约为5 km，具备深厚持久的中气旋和垂直倾斜结构特征，龙卷出现在超级单体钩状回波顶端，龙卷发生时段伴随中气旋尺度缩小、气旋性涡旋增强等信号。两地龙卷雷达均探测到龙卷涡旋特征和龙卷碎片特征，最早探测到龙卷涡旋特征的时刻比龙卷发生时间分别提前了15 min和5 min，龙卷发生时段龙卷涡旋特征对应位置的相关系数迅速减小，最低值（0.46）出现时刻对应地面灾害最严重时段，可能是由水凝物粒子和强上升气流携带的大量碎片物质的混合，以及强上升气流造成的信噪比降低共同导致。龙卷消散后，相关系数低值特征仍维持了15 min以上。上述结论可为黄淮气旋龙卷监测和预警业务提供参考依据。

2023年4月9—15日，京津冀地区出现一次罕见的持续6 d的沙尘天气。利用常规气象资料、再分析资料、风廓线雷达和激光雷达等新型探测资料，对此次京津冀沙尘天气的特征与维持机制进行分析。结果显示：受蒙古气旋、两次冷锋及偏南气流的持续影响，此次沙尘天气过程长时间维持。蒙古气旋阶段，在蒙古国南部起沙后，沙尘随气旋上升经700 hPa急流轴通道传输，主要通过干沉降作用形成近地面扬沙或浮尘天气；冷锋阶段，广泛的沙源地及地面冷锋过境引起地面风速迅速增大，使大量沙尘上升后沿对流层低层急流传输至京津冀，并随冷锋后下沉气流迅速传输至地面；偏南气流阶段，受长江中下游回流沙源影响，在地面高压后部偏南气流作用下持续向北输送沙尘，传输高度较低，主要通过干沉降在地面形成扬沙或浮尘天气。处于不同系统影响下的沙尘特征各异：蒙古气旋阶段沙尘影响较弱，但上边界高度较高；冷锋阶段沙尘浓度高、能见度低，冷锋过境2 h后出现沙尘暴，并维持2 h，在冷锋过境13 h后出现洁净空气；偏南气流阶段沙尘持续时间较长，但强度最弱。此次沙尘天气过程，本地湍流耗散率增大早于沙尘浓度增大3 h，对沙尘暴监测和预报有很好的指示意义。研究结果对沙尘天气预报具有参考意义。

基于地面气象和环境监测站数据、O3气象条件评估指数、O3来源解析产品和GDAS等资料，结合HYSPLIT模型等方法，分析了2019—2023年5—10月（暖季）陕西O3污染时空变化特征，定量评估了气象条件对O3浓度变化影响、O3生成的本地和传输贡献以及不同前体物贡献，并探讨了O3污染传输路径。结果表明：2022年暖季陕西O3污染最重，2020年最轻；O3浓度呈典型单峰型月际、日变化，月均峰值出现在6月，日最大值出现在15—16时（北京时，下同），最小值出现在07时；关中O3污染最重，且污染主要集中在喇叭口地形内侧，陕南最轻；2022年暖季陕西O3综合气象条件最差，这是导致2022年陕西O3污染最重的主要原因；2022年暖季陕西O3浓度较上一年同期增加了8.1%，其中气象条件贡献为7.7%；若排放源不变，2020年暖季陕西O3浓度应比2019年同期增加4.4%，但实际O3浓度减少了5.3%，体现了区域大气污染治理的积极成效；陕北O3综合气象条件最差，但关中O3浓度却最高，这主要与关中O3前体物的高排放以及区域输送有关；2023年暖季陕西O3浓度以前体物NOx影响为主，外来传输贡献大于本地贡献，以东南输送路径为主，其中，对陕西传输影响最大省份是河南和湖北，贡献分别为6%和4%。

以气候资源为基础的气候生态产品的价值核算是生态产品总值（GEP）核算体系的重要分支，对破解气候资源“度量难-抵押难”的制度瓶颈具有重要科学价值，对推动气候资源资产化管理和生态产品价值实现具有关键科学意义。本研究以中国西南地区的重庆市奉节县为案例，从气候对生态产品贡献的角度出发，探索构建县域气候生态产品总值（GEPC）核算体系。利用气象、生态环境和社会经济等数据，建立包含气候供给产品、气候调节服务、气候文化服务三大功能的12个具体指标的核算框架，系统评估了2019—2023年重庆市奉节县的气候生态产品价值。结果表明：2019—2023年奉节县GEPC年均值为171.7亿元，占其国内生产总值（GDP）的48%；呈现气候调节为主导的结构特征（气候调节服务价值57.0%＞气候供给产品价值38.6%＞气候文化服务价值4.4%）；GEPC年际波动为139.2～209.5亿元，最多年份（2023年）是最少年份（2019年）的1.5倍。奉节县GEPC与GDP的比值2019—2023年为0.36～0.56（均值0.48），参考绿金指数，该比值在一定程度上反映区域气候资源价值转化与经济发展水平的动态耦合程度。奉节县人均GEPC约1.6万元·人-1，单位面积GEPC约0.04亿元·km-2，与浙江省安吉县存在较大差距。本研究是GEP框架下发展的“气候要素-服务功能-经济价值”模式的典型县域气候生态产品价值核算案例，可为全国其他区域的气候生态产品价值核算提供重要参考，也可为气候投融资、气候生态产品关联产业发展等领域提供重要决策支持。

2025年汛期，国家气候中心准确预测了夏季（6—8月）中国中东部地区主雨带位于北方、江南降水偏少的旱涝分布特征，对季风和雨季进程的预测与实况高度一致，尤其是准确预测了华北雨季开始偏早、雨季偏长、雨量明显偏多的特征，并准确预测了海河流域、黄河流域中下游有较重汛情。对夏季降水预测不足之处为：一是对华北北部降水的极端性预测不足，二是对淮河流域降水预测与实况不符。2025年6月发布的盛夏（7—8月）预测：中东部降水呈“南北多、中间少”分布，北方主雨带向西扩大、向北收缩，华南次雨带向北、向西扩大，江淮流域降水偏少，同时加强了异常级预测，与实况更吻合。2025年3月制作汛期预测时，以动力模式和多模式集合等客观方法为基础，基于其近十年的预测技巧开展解释应用，同时分析了年代际尺度和年际尺度上多个先兆信号对东亚夏季风和中国夏季降水的综合影响，并预测了2025年东亚夏季风偏强和北方主雨带。盛夏降水预测中，补充考虑了春季欧亚积雪的影响。最后，探讨了汛期预测需重点解决的科学和技术问题。

2025年11月，北半球极涡呈单极型且偏居东半球，欧亚中高纬环流为纬向多波型，乌拉尔山阻塞高压偏强，西太平洋副热带高压偏西、偏强，西北太平洋秋季台风活跃，有3个生成，其中1个登陆我国，较常年同期偏多。全国平均降水量为20 mm，接近常年同期（20.2 mm），其中云南、贵州、湖南、海南等地月降水量超过100 mm，较常年同期偏多0.5～2倍。全国平均气温为4.2℃，较常年同期（3.3℃）偏高0.9℃，东北地区、华北地区、黄淮等地偏高1～4℃，辽宁和河北平均气温为历史同期第二高。月内出现3次冷空气过程，其中17—19日为下半年首个全国性寒潮过程，陕西南部、湖北西部、安徽南部等地降温达12～14℃。月内出现2次沙尘天气过程，较2000—2024年同期偏多1.4次。全国大气扩散条件总体良好，上旬东北地区、华北地区出现1次雾-霾天气过程；中东部出现3天大雾天气，北京、天津、河北、山东、河南、安徽、江苏、湖北等8个省份出现能见度不足50 m的特强浓雾，致多条高速公路封闭和轮渡停航。