2014年5月8日上午至9日白天，广东中南部珠江口地区连续受MCSA1、MCSA2两个长生命史中尺度对流系统影响，形成长时间强降水。其中5月8日午后华南内陆地区MCSA1逐步增强，从广西东部向广东珠江口方向移动，陆上活动时间超过11 h； MCSA2从9日凌晨至上午持续影响珠江口沿海地区，维持时间超过9 h，导致珠江口沿海地区出现400 mm 以上单站降水量。过程发生前,8日早上华南南部地区具有弱地面温度梯度，中午MCSA1对流触发与广西南部地面南风增强、华南南部云开大山—云雾山中尺度地形抬升有紧密关系；在弱斜压环境条件下，MCSA1从层云伴随线状对流结构演变为中尺度涡旋组织结构。8日夜间MCSS1入海后，与陆上遗留冷池相关的地面温度边界稳定在珠江口西侧沿海地区；9日凌晨西南低空急流增强后，MCSA2在珠江口沿海残留冷池边界附近开始发展，在向上游迎风方向传播的过程中，逐步形成多条平行β中尺度线状对流组织结构，对流系统整体移动缓慢，造成珠江口沿海地区出现较高的总降水量。计算表明MCSA2冷池边界扩张速度与低层垂直切变相对平衡，有利于形成较为直立的对流单体，增强的边界层水汽输送、更高的对流单体高度有利于产生较高的降水强度。通过总结这两个华南地区长生命史MCS发生发展过程，表明通过分析对流反馈造成的边界层/近地面层热动力特征变化，对于分析MCS发展特征、提高华南前汛期中尺度暴雨预报能力具有重要意义。

以2018年3月4日影响浙江的初春罕见飑线过程为例，利用WRF模式与GSI-3DVar同化系统开展了雷达资料同化对重大强对流天气的影响研究，分析了雷达资料同化对此次飑线过程的模拟改进作用和可能影响过程，对比了雷达反射率因子和雷达径向速度的同化效果，探讨了不同数量和位置的雷达资料同化对模拟效果的影响。结果表明：雷达资料(尤其是反射率因子)同化有效改善了飑线边界层特征的模拟，从而改进了模式对飑线过程中组合反射率因子、降水、大风等发展演变的模拟效果。雷达反射率因子同化通过直接调整水凝物质含量，修正风暴中降水模拟及由此引起的蒸发冷却，形成更接近实况的强冷池，进而产生了比雷达径向速度同化更大的正贡献。相对于同化非关键区域的雷达资料，同化飑线过程上游关键区域的雷达观测所包含的重要中小尺度信息，对飑线过程模拟效果提升更为重要。

夜间降温是正常的地表气温日变化，但统计表明北京及周边地区冬半年时常出现入夜后气温不降反升的现象，甚至出现了小时升温超过10℃的剧烈增温事件。这种增温具有明显的突发性，且很快转为降温，常对业务预报造成困扰。2010年11月26日夜间冷锋过境该区域造成了最强达12 ℃·h-1的夜间急剧增温事件，与气候统计结果相比，该次增温幅度和影响区域范围非常罕见且极端。文章对其进行了详细诊断分析，使用的资料包括自动气象站、常规地面和探空、铁塔、卫星、风廓线雷达等观测资料和美国环境预报中心（NCEP）最终分析资料。分析结果表明：该次过程对流层低层有非常显著的冷平流；垂直速度诊断、卫星和风廓线雷达观测都表明，对流层中低层都存在显著的强下沉运动；铁塔观测和北京探空观测演变都表明增温过程中近地面大气有显著的湍流运动。分析此次罕见过程的机理包括三个方面：高原地区地面位温显著高于平原地区（二者最大可差10 K），是该次罕见增温事件形成的首要条件；强下沉运动使得低密度高位温空气强迫下沉到边界层，是增温必要条件；强湍流混合作用则是地面空气增温的必要机制。估算结果表明，边界层急流伴随的强湍流混合可引起约8℃的罕见地面空气增温。最后，给出了该次事件的机理概念模型。

利用多种常规和非常规观测资料诊断分析了湖北2016年7月18—20日特大暴雨过程的降水特点以及中尺度对流系统(MCS)的发生发展特征和环境场条件，结果表明：此次特大暴雨过程具有很强的极端性，分为梅雨锋南侧暖区降水和梅雨锋面降水两个阶段，都具有较为极端的水汽条件。第一阶段在地面风场辐合的作用下触发了初生对流单体，西南低空急流出现脉动，湿层的增厚促进了强雷暴的发展。新生单体在雷暴上游生成，迅速并入强雷暴，后向传播是其稳定少动的重要原因之一。强盛阶段，强雷暴具有暖云低质心的特征，低层垂直风切变与雷暴偏北风出流的方向配置、中气旋的出现都促进了上升运动，促使强雷暴长时间维持，造成了马良站连续数小时出现高强度降水。第二阶段，环境风平行分量远大于垂直分量，促进了东北—西南向平行层状MCS（PS型MCS）的形成。具有多单体依次排列的特征，新生单体在系统西南侧地面辐合线的作用下不断生成发展，使得PS型MCS增强维持，移动缓慢。马良站受到PS型MCS对流线和西北侧层状回波的影响，小时强降水明显较第一阶段偏弱。

选取1960—2012年间共139例极端降水个例，对其降水特征、天气形势及物理量异常度进行了分类对比研究。结果发现：华中区域极端降水主要发生在四种不同的天气形势下，即纬向型、经向型、台风西风带冷槽结合型和短波槽前低涡暖切型，其个例占比分别为42.4%，30.2%，17.3%，10.1%；台风西风带冷槽结合型在暴雨站数、极端降水站数、极端降水量平均值均居四类最大，纬向型和经向型次之，短波槽前低涡暖切型最小；低层水汽辐合、中低层上升速度、低层风场辐合及气旋性涡度，高层风场辐散和大气可降水量的异常比例超过50%，是极端降水物理量异常的共性特征。个性特征为:纬向型500 hPa 比湿异常比例较高，经向型中低层暖平流异常比例较高，台风西风带冷槽结合型500 hPa正涡度平流和中低层比湿异常比例较高，短波槽前低涡暖切型与其他类比异常量更集中于边界层且大气可降水量异常比例低。此外，极端降水预报除了要关注物理量异常程度，降水的持续时间也是重要因素之一。

登陆台湾后再次登陆大陆的热带气旋（TC）由于受复杂下垫面及中低纬天气系统的共同影响，过岛后在海峡内的路径、强度及结构变化复杂，导致登陆大陆的精确化定位、定强及预报难度大。分析了1949—2017年二次登陆的81个热带气旋路径及强度变化特征，并对上海台风所（CMA/STI）、美国联合台风警报中心（JTWC）及东京区域台风中心（RSMC-Tokyo）的热带气旋最佳路径数据中过岛热带气旋的定位定强进行对比分析。结果表明：二次登陆大陆热带气旋强度以减弱为主，少数热带气旋在海峡内增强；过岛后热带气旋路径多数会发生明显偏折，但三家最佳路径资料判断的偏折趋势不一致；由于热带气旋过岛时结构遭到破坏，定位定强难度增大，导致三个业务中心对其定位定强的差异较大，这种不确定性增大了其路径和强度监测预报的难度。

利用设置在中国气象局寿县国家气候观象台2017年全年的太阳天空辐射计CE318数据，对当地一年四季气溶胶光学和微物理特征进行分析。结果表明：春季气溶胶光学厚度最高，夏季和秋季最为接近，也最低，冬季介于夏、秋季之间；AE数据集中在0.9～1.5，以细模态粒子为主；四季的气溶胶体积谱分布基本相似，且既有细模态粒子，也有粗模态粒子；夏季气溶胶折射率实部最小，说明当地夏季水汽含量最大，实部与光谱波长没有明显关系，而虚部则有；单次散射反照率均在80%以上，气溶胶散射效应明显；非球形粒子占主要支配地位且在春季数量最多。研究结果对于掌握淮河流域中部区域气溶胶特征，及其对大气辐射、气候变化的影响，监测空气质量，以及提高我国该特定区域大气辐射传输模型计算精度有重要意义。

2019年全球主要温室气体浓度继续保持上升趋势，全球平均温度比工业化前水平高1.1（±0.1）℃，为有气象记录以来第二暖年。海洋热容量及海平面高度创新高，海冰面积偏小。年内，全球各地发生了许多重大天气气候事件，包括多地遭遇暴雨洪涝侵袭，澳大利亚以及亚洲和欧洲多国受干旱影响，全球极端热带气旋频发，欧洲及澳大利亚等地遭遇异常高温热浪天气，北美和欧洲遭受寒流和暴风雪袭击，多地出现强对流天气。分析表明，印度洋偶极子（IOD）处于正位相、赤道中太平洋地区海温持续偏暖以及副热带高压系统控制是澳大利亚高温少雨的主要原因，最终引发严重的森林山火；前期异常偏强的IOD正位相叠加持续时间异常偏长的热带低压，促进了2019年印度7—8月强暴雨事件的发生发展。

2019年我国气候总体呈现暖湿特征。全国年平均气温较常年同期偏高0.79℃，为1951年以来连续第五暖年，四季气温均偏高，春、秋季明显偏暖；年降水量为645.5 mm，较常年同期偏多2.5%，冬、春、夏季降水偏多，秋季偏少。华南前汛期开始早、结束晚，为1961年以来最长前汛期，雨量为1961年以来次多；西南雨季开始和结束均偏晚，雨量偏少；入梅晚、出梅早，梅雨量偏少；华北雨季开始晚，结束与常年一致，雨量偏少；东北雨季开始早、结束晚，雨量偏多；华西秋雨开始早、结束晚，雨量偏多。2019年，台风生成多，登陆强度总体偏弱，仅台风利奇马灾损重；暴雨洪涝、干旱、强对流、低温冷冻害和雪灾、沙尘暴等气象灾害均偏轻。

2019年汛期降水呈南多北少分布，主要多雨区位于东北和江南等地。3月发布的预报对江南、西南东部、东北东部、西北中部地区降水偏多和内蒙古中部及东北部的偏少均做了较好预测；5月发布的滚动预测将南方主要多雨中心南移，订正结果与实况更为一致。6月发布的盛夏预报及时加强了对东北地区降水趋势的订正，准确预测了东北地区降水明显偏多的特征。对南海夏季风、西南雨季、梅雨及华北雨季的季节进程预测也和实况一致。但2019年汛期降水预测也存在明显的不足之处：对长江中下游沿江降水异常偏少预测错误;对东北地区多雨的范围和异常程度估计不足。初步分析了2018—2019年冬季青藏高原积雪面积异常偏多、2018—2019年厄尔尼诺事件以及热带印度洋海温持续偏暖对长江中下游降水预测指示意义的失败，并与2018年外强迫信号及大气环流做了简单对比，指出汛期降水和传统影响因子不匹配、非对称的复杂性研究还需要深入开展。

2019年秋季，我国大部地区气温较常年同期偏高，全国平均气温为1961年以来同期第三高；降水空间分布非常不均匀，呈“西多东少、北多南少”的特征。异常成因分析表明，秋季欧亚中高纬度槽脊活动频繁，冷空气势力接近常年同期，西太平洋副热带高压较常年同期偏强偏西偏北，副热带高压西段位于南海西侧上空，有利于西南暖湿水汽向我国西部地区输送，菲律宾东北部为较强的气旋距平环流控制，导致我国南方地区受偏北气流控制，水汽条件偏差。进一步研究表明，海温异常是影响2019年秋季我国气候异常的最主要外强迫因子，2019年7月弱的中部型El Ni〖AKn~D〗o事件结束，秋季海温分布偏向于中部型El Ni〖AKn~D〗o。东亚副热带环流显示出清晰的响应。

2016年1月大气环流主要特征为：北半球极涡呈偶极型分布，东亚大槽位置较常年同期偏东偏北，强度偏弱。1月，全国平均降水量为23.3 mm，较常年同期（13.2 mm）偏多77%，为1961年以来历史同期第二多。1月，全国平均气温为-3.6℃，较常年同期（-5.0℃）偏高1.4℃，月内冷空气较弱，我国中东部雾霾天气频发，共有三次大范围持续性雾霾过程，分别为1月3—5日、16—18日和22—28日。此外，月内共有四次降水过程。

2014年5月8日上午至9日白天，广东中南部珠江口地区连续受MCSA1、MCSA2两个长生命史中尺度对流系统影响，形成长时间强降水。其中5月8日午后华南内陆地区MCSA1逐步增强，从广西东部向广东珠江口方向移动，陆上活动时间超过11 h； MCSA2从9日凌晨至上午持续影响珠江口沿海地区，维持时间超过9 h，导致珠江口沿海地区出现400 mm 以上单站降水量。过程发生前,8日早上华南南部地区具有弱地面温度梯度，中午MCSA1对流触发与广西南部地面南风增强、华南南部云开大山—云雾山中尺度地形抬升有紧密关系；在弱斜压环境条件下，MCSA1从层云伴随线状对流结构演变为中尺度涡旋组织结构。8日夜间MCSS1入海后，与陆上遗留冷池相关的地面温度边界稳定在珠江口西侧沿海地区；9日凌晨西南低空急流增强后，MCSA2在珠江口沿海残留冷池边界附近开始发展，在向上游迎风方向传播的过程中，逐步形成多条平行β中尺度线状对流组织结构，对流系统整体移动缓慢，造成珠江口沿海地区出现较高的总降水量。计算表明MCSA2冷池边界扩张速度与低层垂直切变相对平衡，有利于形成较为直立的对流单体，增强的边界层水汽输送、更高的对流单体高度有利于产生较高的降水强度。通过总结这两个华南地区长生命史MCS发生发展过程，表明通过分析对流反馈造成的边界层/近地面层热动力特征变化，对于分析MCS发展特征、提高华南前汛期中尺度暴雨预报能力具有重要意义。

以2018年3月4日影响浙江的初春罕见飑线过程为例，利用WRF模式与GSI-3DVar同化系统开展了雷达资料同化对重大强对流天气的影响研究，分析了雷达资料同化对此次飑线过程的模拟改进作用和可能影响过程，对比了雷达反射率因子和雷达径向速度的同化效果，探讨了不同数量和位置的雷达资料同化对模拟效果的影响。结果表明：雷达资料(尤其是反射率因子)同化有效改善了飑线边界层特征的模拟，从而改进了模式对飑线过程中组合反射率因子、降水、大风等发展演变的模拟效果。雷达反射率因子同化通过直接调整水凝物质含量，修正风暴中降水模拟及由此引起的蒸发冷却，形成更接近实况的强冷池，进而产生了比雷达径向速度同化更大的正贡献。相对于同化非关键区域的雷达资料，同化飑线过程上游关键区域的雷达观测所包含的重要中小尺度信息，对飑线过程模拟效果提升更为重要。

夜间降温是正常的地表气温日变化，但统计表明北京及周边地区冬半年时常出现入夜后气温不降反升的现象，甚至出现了小时升温超过10℃的剧烈增温事件。这种增温具有明显的突发性，且很快转为降温，常对业务预报造成困扰。2010年11月26日夜间冷锋过境该区域造成了最强达12 ℃·h-1的夜间急剧增温事件，与气候统计结果相比，该次增温幅度和影响区域范围非常罕见且极端。文章对其进行了详细诊断分析，使用的资料包括自动气象站、常规地面和探空、铁塔、卫星、风廓线雷达等观测资料和美国环境预报中心（NCEP）最终分析资料。分析结果表明：该次过程对流层低层有非常显著的冷平流；垂直速度诊断、卫星和风廓线雷达观测都表明，对流层中低层都存在显著的强下沉运动；铁塔观测和北京探空观测演变都表明增温过程中近地面大气有显著的湍流运动。分析此次罕见过程的机理包括三个方面：高原地区地面位温显著高于平原地区（二者最大可差10 K），是该次罕见增温事件形成的首要条件；强下沉运动使得低密度高位温空气强迫下沉到边界层，是增温必要条件；强湍流混合作用则是地面空气增温的必要机制。估算结果表明，边界层急流伴随的强湍流混合可引起约8℃的罕见地面空气增温。最后，给出了该次事件的机理概念模型。

利用多种常规和非常规观测资料诊断分析了湖北2016年7月18—20日特大暴雨过程的降水特点以及中尺度对流系统(MCS)的发生发展特征和环境场条件，结果表明：此次特大暴雨过程具有很强的极端性，分为梅雨锋南侧暖区降水和梅雨锋面降水两个阶段，都具有较为极端的水汽条件。第一阶段在地面风场辐合的作用下触发了初生对流单体，西南低空急流出现脉动，湿层的增厚促进了强雷暴的发展。新生单体在雷暴上游生成，迅速并入强雷暴，后向传播是其稳定少动的重要原因之一。强盛阶段，强雷暴具有暖云低质心的特征，低层垂直风切变与雷暴偏北风出流的方向配置、中气旋的出现都促进了上升运动，促使强雷暴长时间维持，造成了马良站连续数小时出现高强度降水。第二阶段，环境风平行分量远大于垂直分量，促进了东北—西南向平行层状MCS（PS型MCS）的形成。具有多单体依次排列的特征，新生单体在系统西南侧地面辐合线的作用下不断生成发展，使得PS型MCS增强维持，移动缓慢。马良站受到PS型MCS对流线和西北侧层状回波的影响，小时强降水明显较第一阶段偏弱。

选取1960—2012年间共139例极端降水个例，对其降水特征、天气形势及物理量异常度进行了分类对比研究。结果发现：华中区域极端降水主要发生在四种不同的天气形势下，即纬向型、经向型、台风西风带冷槽结合型和短波槽前低涡暖切型，其个例占比分别为42.4%，30.2%，17.3%，10.1%；台风西风带冷槽结合型在暴雨站数、极端降水站数、极端降水量平均值均居四类最大，纬向型和经向型次之，短波槽前低涡暖切型最小；低层水汽辐合、中低层上升速度、低层风场辐合及气旋性涡度，高层风场辐散和大气可降水量的异常比例超过50%，是极端降水物理量异常的共性特征。个性特征为:纬向型500 hPa 比湿异常比例较高，经向型中低层暖平流异常比例较高，台风西风带冷槽结合型500 hPa正涡度平流和中低层比湿异常比例较高，短波槽前低涡暖切型与其他类比异常量更集中于边界层且大气可降水量异常比例低。此外，极端降水预报除了要关注物理量异常程度，降水的持续时间也是重要因素之一。

登陆台湾后再次登陆大陆的热带气旋（TC）由于受复杂下垫面及中低纬天气系统的共同影响，过岛后在海峡内的路径、强度及结构变化复杂，导致登陆大陆的精确化定位、定强及预报难度大。分析了1949—2017年二次登陆的81个热带气旋路径及强度变化特征，并对上海台风所（CMA/STI）、美国联合台风警报中心（JTWC）及东京区域台风中心（RSMC-Tokyo）的热带气旋最佳路径数据中过岛热带气旋的定位定强进行对比分析。结果表明：二次登陆大陆热带气旋强度以减弱为主，少数热带气旋在海峡内增强；过岛后热带气旋路径多数会发生明显偏折，但三家最佳路径资料判断的偏折趋势不一致；由于热带气旋过岛时结构遭到破坏，定位定强难度增大，导致三个业务中心对其定位定强的差异较大，这种不确定性增大了其路径和强度监测预报的难度。

利用设置在中国气象局寿县国家气候观象台2017年全年的太阳天空辐射计CE318数据，对当地一年四季气溶胶光学和微物理特征进行分析。结果表明：春季气溶胶光学厚度最高，夏季和秋季最为接近，也最低，冬季介于夏、秋季之间；AE数据集中在0.9～1.5，以细模态粒子为主；四季的气溶胶体积谱分布基本相似，且既有细模态粒子，也有粗模态粒子；夏季气溶胶折射率实部最小，说明当地夏季水汽含量最大，实部与光谱波长没有明显关系，而虚部则有；单次散射反照率均在80%以上，气溶胶散射效应明显；非球形粒子占主要支配地位且在春季数量最多。研究结果对于掌握淮河流域中部区域气溶胶特征，及其对大气辐射、气候变化的影响，监测空气质量，以及提高我国该特定区域大气辐射传输模型计算精度有重要意义。

2019年全球主要温室气体浓度继续保持上升趋势，全球平均温度比工业化前水平高1.1（±0.1）℃，为有气象记录以来第二暖年。海洋热容量及海平面高度创新高，海冰面积偏小。年内，全球各地发生了许多重大天气气候事件，包括多地遭遇暴雨洪涝侵袭，澳大利亚以及亚洲和欧洲多国受干旱影响，全球极端热带气旋频发，欧洲及澳大利亚等地遭遇异常高温热浪天气，北美和欧洲遭受寒流和暴风雪袭击，多地出现强对流天气。分析表明，印度洋偶极子（IOD）处于正位相、赤道中太平洋地区海温持续偏暖以及副热带高压系统控制是澳大利亚高温少雨的主要原因，最终引发严重的森林山火；前期异常偏强的IOD正位相叠加持续时间异常偏长的热带低压，促进了2019年印度7—8月强暴雨事件的发生发展。

2019年我国气候总体呈现暖湿特征。全国年平均气温较常年同期偏高0.79℃，为1951年以来连续第五暖年，四季气温均偏高，春、秋季明显偏暖；年降水量为645.5 mm，较常年同期偏多2.5%，冬、春、夏季降水偏多，秋季偏少。华南前汛期开始早、结束晚，为1961年以来最长前汛期，雨量为1961年以来次多；西南雨季开始和结束均偏晚，雨量偏少；入梅晚、出梅早，梅雨量偏少；华北雨季开始晚，结束与常年一致，雨量偏少；东北雨季开始早、结束晚，雨量偏多；华西秋雨开始早、结束晚，雨量偏多。2019年，台风生成多，登陆强度总体偏弱，仅台风利奇马灾损重；暴雨洪涝、干旱、强对流、低温冷冻害和雪灾、沙尘暴等气象灾害均偏轻。

2019年汛期降水呈南多北少分布，主要多雨区位于东北和江南等地。3月发布的预报对江南、西南东部、东北东部、西北中部地区降水偏多和内蒙古中部及东北部的偏少均做了较好预测；5月发布的滚动预测将南方主要多雨中心南移，订正结果与实况更为一致。6月发布的盛夏预报及时加强了对东北地区降水趋势的订正，准确预测了东北地区降水明显偏多的特征。对南海夏季风、西南雨季、梅雨及华北雨季的季节进程预测也和实况一致。但2019年汛期降水预测也存在明显的不足之处：对长江中下游沿江降水异常偏少预测错误;对东北地区多雨的范围和异常程度估计不足。初步分析了2018—2019年冬季青藏高原积雪面积异常偏多、2018—2019年厄尔尼诺事件以及热带印度洋海温持续偏暖对长江中下游降水预测指示意义的失败，并与2018年外强迫信号及大气环流做了简单对比，指出汛期降水和传统影响因子不匹配、非对称的复杂性研究还需要深入开展。

2019年秋季，我国大部地区气温较常年同期偏高，全国平均气温为1961年以来同期第三高；降水空间分布非常不均匀，呈“西多东少、北多南少”的特征。异常成因分析表明，秋季欧亚中高纬度槽脊活动频繁，冷空气势力接近常年同期，西太平洋副热带高压较常年同期偏强偏西偏北，副热带高压西段位于南海西侧上空，有利于西南暖湿水汽向我国西部地区输送，菲律宾东北部为较强的气旋距平环流控制，导致我国南方地区受偏北气流控制，水汽条件偏差。进一步研究表明，海温异常是影响2019年秋季我国气候异常的最主要外强迫因子，2019年7月弱的中部型El Ni〖AKn~D〗o事件结束，秋季海温分布偏向于中部型El Ni〖AKn~D〗o。东亚副热带环流显示出清晰的响应。

2016年1月大气环流主要特征为：北半球极涡呈偶极型分布，东亚大槽位置较常年同期偏东偏北，强度偏弱。1月，全国平均降水量为23.3 mm，较常年同期（13.2 mm）偏多77%，为1961年以来历史同期第二多。1月，全国平均气温为-3.6℃，较常年同期（-5.0℃）偏高1.4℃，月内冷空气较弱，我国中东部雾霾天气频发，共有三次大范围持续性雾霾过程，分别为1月3—5日、16—18日和22—28日。此外，月内共有四次降水过程。