基于2023年夏季华南外场试验数据，利用中尺度天气研究和预报模式（WRF）及其变分同化系统（WRFDA）的三维变分同化方法，研究同化广东组网的北斗探空资料对台风“苏拉”（2309号）预报的贡献，探讨了新型北斗探空观测系统全面业务化的应用前景。研究发现，北斗探空与同站L波段探空以及ERA5再分析、FNL分析场资料具有基本一致的数据质量，观测价值较高；北斗探空资料的有效同化对背景场的温度、湿度和风场均有不同程度的调整，明显改善了分析场质量，对台风的路径、强度以及降水预报也均有相应改善，其中路径均方根误差相比未同化改善了11.87%。

利用站点监测、探空、FY-4B卫星、多普勒天气雷达、ERA5再分析数据等资料，对2024年第11号超强台风“摩羯”的强度变化特征及其原因进行了分析。发现“摩羯”是1981年以来登陆我国最强的秋季台风，在南海维持超强台风级达64 h，是维持超强台风级最久的南海台风，出现了三次快速增强，其中一次达到极端快速增强，12 h、24 h增强幅度均是自1981年以来最大的南海台风。强盛西南季风为台风发展提供充足水汽，稳定的副热带高压和大陆气流将陆地上的对流不稳定气团输送至台风中心附近，加强了台风环流附近的大气位势不稳定，减弱的环境垂直风切变和良好的高层出流条件均有利于台风快速增强和维持高强度。南海北部海面温度超过30℃，较常年偏高1～2℃，向大气提供了大量的潜热通量。“摩羯”快速增强时台风范围内动能增长明显，动能制造项的迅速增大是动能增长的主要因子，动能垂直和水平输送对动能增长也有重要贡献。

利用多台DSG5天气现象仪分析了2023年第11号台风“海葵”残涡在珠三角的雨滴谱特征，并评估基于观测雨滴谱的定量降水估测(QPE)算法在S/X波段的性能。结果表明，“海葵”残涡对珠三角的降雨影响主要分为两个阶段：第一阶段主要受残涡本体东侧西南季风和偏东气流汇合影响，水汽辐合层深厚，降雨微物理过程较为均匀，雨滴粒径相对较小、数浓度较高；第二阶段主要是残涡外围的边界层偏南风辐合导致的强降雨，水汽辐合层浅薄，降雨粒子较为分散，具有较多粒径大而数浓度低的降雨。总体上，中雨滴对过程总降雨量起主要贡献，但是随着雨强增加，第二阶段极大雨滴对雨强的贡献明显高于第一阶段。基于本次过程的雨滴谱反演的双偏振参量表明，相同雨强（R）下，第一阶段的水平反射率因子（ZH）、差分传播相移率（KDP）和差分反射率因子（ZDR）比第二阶段要小。基于雨滴谱数据计算S/X波段不同QPE算法的偏差，发现：R（ZH）在S波段和X波段的偏差都较大；R（ZH，ZDR）在S波段的偏差较小，但在X波段的偏差随着雨强增大明显增大；R（KDP）在X波段具有更好的性能；R（KDP，ZDR）则在S/X波段都表现最好，并且受雨滴谱变化影响最小，在两个阶段差别不大。

利用中国气象局台风最佳路径数据，统计了1949—2020年进入黄渤海区域（30°～50°N、110°～130°E）台风（以下简称黄渤海台风）的气候特征。结果表明：年均有4.3个台风进入黄渤海区域，逐年黄渤海台风个数在西北太平洋台风中的占比呈现明显增加趋势，北上台风影响显著；黄渤海台风活动季为4—11月，从20世纪90年代开始出现向“秋季扩展”的趋势；黄渤海台风源地集中在5°～30°N、120°～160°E，近70年出现了连续向西迁移，以及80年代前逐步北移，90年代后伴随着“秋季扩展”南落的现象；远海路径进入黄渤海区域的台风最多，近海或登陆活动的转向、北上路径次之，登陆填塞、高纬西进或黄海西折路径相对较少；51.8%的黄渤海台风会发生变性，黄渤海变性台风中的28.6%在变性完成后至少会发生一次加强。变性加强过程主要发生在6—10月，其中8—9月最多，我国华东中南部和日本海南部周边为变性加强的两个集中发生地区。

2023年8月4日夜间，受罕见的伴有16个γ中尺度涡旋（简称为MV）的降水系统影响，辽宁抚顺发生了局地短时暴雨天气。文章利用X波段相控阵雷达等多源资料，研究了此次过程中多MV的形成原因，归纳了产生强降水MV的观测特征。此次过程中，抚顺受高空槽和低空切变线影响，具有充沛水汽、较低抬升凝结高度等有利于短时暴雨发生的环境条件。在强垂直风切变的背景下，当辐合线和等温线的夹角加大时，X波段相控阵雷达监测到辐合线上出现16个MV，MV的持续时间、厚度和顶高的平均值分别为17 min、1.7 km和3.5 km，为低空浅薄的MV。风暴在出现MV后，出现强降水（5 min降水量超过10 mm）多达49次，强降水与MV的平均距离仅为6.2 km。其中第1个和第4个生成的MV共产生44次强降水，占所有强降水的89%，属于强降水MV。相比于其他MV，这两个强降水MV具有更长的生命史和移动路径，旋转强度更强，厚度也更厚。强降水MV均生成于边界层急流显著增强、0~1 km风矢量差超过15 m·s-1和地面气温高达28℃的阶段；在生成初期，其低空旋转速度更强，旋转强度达到中等强度中气旋标准，强降水MV上空的风暴发展旺盛，此时附近没有出现强降水；当强降水MV旋转速度减弱时，风暴高度快速下降，其附近立刻出现强降水。另外，存在多个较弱MV与强降水MV合并的现象，这有利于强降水MV的维持。因而，MV位置和旋转强度的演变是提前预判强降水的关键。

利用加密自动站资料、ERA5再分析资料和雷达探测资料，分析了2021年6月17—18日大巴山南麓川东平行岭谷地区北部一次大暴雨过程的环流形势、中尺度对流系统的组织和传播特征，以及大巴山和平行岭谷地形对大暴雨的共同作用。结果表明，此次大暴雨发生在大巴山与川东平行岭谷地形交汇处，先后经历了三次中尺度对流系统的演变。多条东北—西南向带状对流系统沿着平行岭谷组织和发展，对流单体列车效应和多条雨带叠加效应加强了降水。盆地冷锋和地面辐合线对中尺度对流系统的触发和组织有重要作用。盆地冷锋东移，与沿巫山和长江河谷入侵的东路冷空气发生锢囚，有利于对流系统的加强和维持。大巴山地形对暴雨的作用体现在阻挡和热动力抬升方面，迎风坡地形对水汽和能量输送有阻挡和汇聚作用，东西向水汽辐合带和假相当位温高值区在大巴山南麓维持，边界层锋生、正涡度区、低层辐合区和上升运动区均沿着大巴山倾斜发展。平行岭谷地形对暴雨的作用则体现在边界层水汽聚集、地面辐合线维持以及中尺度锢囚锋的形成等方面，使得北移的中尺度对流系统在大巴山南麓发展旺盛，从而引发此次山区大暴雨事件。

利用地面观测、闪电定位、多普勒天气雷达等观测数据和ERA5再分析数据，对2017—2023年11月至次年2月山东半岛海效应降雪过程地闪活动特征进行研究。结果表明：在渤海海效应降雪过程中，11月地闪次数最多，12月至次年1月逐月减少，2月无地闪出现；地闪日变化呈多峰值结构，峰值主要位于凌晨至上午。将伴有地闪的海效应降雪分为雨夹雪类和纯雪类后发现，雨夹雪类的地闪数量更多、分布范围更广；90％的纯雪类海效应降雪雷暴日中，地闪频次低于10次。海效应降雪地闪在渤海上及陆地上均有出现，陆地上的分布与山脉地形有关；雨夹雪类地闪主要分布在渤海上，而纯雪类地闪主要分布在陆地上，多出现在强降雪区域附近，并且位于强降雪中心的西北方向（即上风向）；雨夹雪类地闪发生时的对流发展高度高于纯雪类。地闪出现的时间和位置对强海效应降雪的强降雪时段和落区的短时临近预警有较好的指示意义，海效应降雪地闪发生之后的0～2 h降雪强度显著增强，地闪发生地附近的强降雪中心可达暴雪量级。

中国春节假期一般在1月20日至2月26日之间，春节假期形成的大规模旅游客流呈现出以气候因素为主导的驱动模式。文章采用人体舒适度指数和趋势分析等方法，揭示了春节假期中国旅游气候的时空分布特征，并进一步分析了变化趋势。结果表明：1991—2020年春节假期，中国气候特征呈显著的南北差异，长江以南大部分地区平均气温在5℃以上，而黑龙江大部、内蒙古东北部在-15℃以下；降水主要集中在江南和华南中东部。春节假期华南大部及云南大部、四川南部人体舒适日数在10 d以上，有利于避寒旅游；东北大部、内蒙古中部和东北部、新疆北部积雪日数达15 d以上，有利于冰雪旅游。降水和雾为南方避寒旅游主要不利影响天气，而大风和寒冷天气则不利于北方冰雪旅游。1961年以来，春节假期华南东部、云南大部、四川南部等地人体舒适日数显著增多，同时降水日数减少，有利于避寒旅游；北方地区大风和寒冷日数减少明显，有利于冰雪旅游。总的来看，春节假期南方避寒和北方冰雪旅游气候条件整体呈趋好态势，这对于推动各地开展特色旅游服务和实现气候资源向旅游经济高效转化具有重要参考意义。

2025年夏季中国中东部地区主雨带位于北方，华北中北部、内蒙古中南部、陕西北部等地降水较常年同期偏多5成至2倍，汛情灾情重。东部地区雨季进程呈现前期偏晚、后期偏早的特征，华北雨季开始之早、雨季之长、降水量之多均为历史之最。夏季西太平洋副热带高压（以下简称副高）异常偏北和东亚夏季风偏强，是北方多雨的直接原因。此外，东亚大气环流季节内变化对夏季逐月降水异常空间分布的影响较大，而热带大气季节内振荡（MJO）异常活动是导致东亚大气环流季节内变化的重要原因之一。6月，东北冷涡活动频繁，与偏强、偏北的副高相配合，导致江淮流域入梅偏早、梅雨持续性强，梅雨区降水显著偏多。7月，MJO长时间活动在海洋性大陆至西太平洋副热带地区，促使西北太平洋副热带地区台风异常活跃、副高异常偏北，导致主雨带位于华北北部至河套地区、华南南部和东南沿海出现严重的台风雨涝。8月，MJO在非洲至印度洋区域活动，有利于副高加强西伸、南落，导致长江流域以北大范围降水偏多。

2025年10月大气环流主要特征是北半球极涡呈单极型分布且偏向西半球一侧，北半球中高纬度环流呈四波型，欧亚地区呈“两槽一脊”型，西太平洋副热带高压位置偏西偏北、强度偏强，菲律宾以东洋面多热带低值系统活动。10月，全国平均气温为11.0℃，较常年同期（10.6℃）偏高0.4℃；全国平均降水量为54.4 mm，较常年同期（35.6 mm）偏多52.8％。月内，共出现4次冷空气过程，5次主要降水过程，2个台风影响我国，台风“麦德姆”造成华南地区强风雨天气，16—19日强冷空气过程导致我国中东部大范围强降温。

基于2023年夏季华南外场试验数据，利用中尺度天气研究和预报模式（WRF）及其变分同化系统（WRFDA）的三维变分同化方法，研究同化广东组网的北斗探空资料对台风“苏拉”（2309号）预报的贡献，探讨了新型北斗探空观测系统全面业务化的应用前景。研究发现，北斗探空与同站L波段探空以及ERA5再分析、FNL分析场资料具有基本一致的数据质量，观测价值较高；北斗探空资料的有效同化对背景场的温度、湿度和风场均有不同程度的调整，明显改善了分析场质量，对台风的路径、强度以及降水预报也均有相应改善，其中路径均方根误差相比未同化改善了11.87%。

利用站点监测、探空、FY-4B卫星、多普勒天气雷达、ERA5再分析数据等资料，对2024年第11号超强台风“摩羯”的强度变化特征及其原因进行了分析。发现“摩羯”是1981年以来登陆我国最强的秋季台风，在南海维持超强台风级达64 h，是维持超强台风级最久的南海台风，出现了三次快速增强，其中一次达到极端快速增强，12 h、24 h增强幅度均是自1981年以来最大的南海台风。强盛西南季风为台风发展提供充足水汽，稳定的副热带高压和大陆气流将陆地上的对流不稳定气团输送至台风中心附近，加强了台风环流附近的大气位势不稳定，减弱的环境垂直风切变和良好的高层出流条件均有利于台风快速增强和维持高强度。南海北部海面温度超过30℃，较常年偏高1～2℃，向大气提供了大量的潜热通量。“摩羯”快速增强时台风范围内动能增长明显，动能制造项的迅速增大是动能增长的主要因子，动能垂直和水平输送对动能增长也有重要贡献。

利用多台DSG5天气现象仪分析了2023年第11号台风“海葵”残涡在珠三角的雨滴谱特征，并评估基于观测雨滴谱的定量降水估测(QPE)算法在S/X波段的性能。结果表明，“海葵”残涡对珠三角的降雨影响主要分为两个阶段：第一阶段主要受残涡本体东侧西南季风和偏东气流汇合影响，水汽辐合层深厚，降雨微物理过程较为均匀，雨滴粒径相对较小、数浓度较高；第二阶段主要是残涡外围的边界层偏南风辐合导致的强降雨，水汽辐合层浅薄，降雨粒子较为分散，具有较多粒径大而数浓度低的降雨。总体上，中雨滴对过程总降雨量起主要贡献，但是随着雨强增加，第二阶段极大雨滴对雨强的贡献明显高于第一阶段。基于本次过程的雨滴谱反演的双偏振参量表明，相同雨强（R）下，第一阶段的水平反射率因子（ZH）、差分传播相移率（KDP）和差分反射率因子（ZDR）比第二阶段要小。基于雨滴谱数据计算S/X波段不同QPE算法的偏差，发现：R（ZH）在S波段和X波段的偏差都较大；R（ZH，ZDR）在S波段的偏差较小，但在X波段的偏差随着雨强增大明显增大；R（KDP）在X波段具有更好的性能；R（KDP，ZDR）则在S/X波段都表现最好，并且受雨滴谱变化影响最小，在两个阶段差别不大。

利用中国气象局台风最佳路径数据，统计了1949—2020年进入黄渤海区域（30°～50°N、110°～130°E）台风（以下简称黄渤海台风）的气候特征。结果表明：年均有4.3个台风进入黄渤海区域，逐年黄渤海台风个数在西北太平洋台风中的占比呈现明显增加趋势，北上台风影响显著；黄渤海台风活动季为4—11月，从20世纪90年代开始出现向“秋季扩展”的趋势；黄渤海台风源地集中在5°～30°N、120°～160°E，近70年出现了连续向西迁移，以及80年代前逐步北移，90年代后伴随着“秋季扩展”南落的现象；远海路径进入黄渤海区域的台风最多，近海或登陆活动的转向、北上路径次之，登陆填塞、高纬西进或黄海西折路径相对较少；51.8%的黄渤海台风会发生变性，黄渤海变性台风中的28.6%在变性完成后至少会发生一次加强。变性加强过程主要发生在6—10月，其中8—9月最多，我国华东中南部和日本海南部周边为变性加强的两个集中发生地区。

2023年8月4日夜间，受罕见的伴有16个γ中尺度涡旋（简称为MV）的降水系统影响，辽宁抚顺发生了局地短时暴雨天气。文章利用X波段相控阵雷达等多源资料，研究了此次过程中多MV的形成原因，归纳了产生强降水MV的观测特征。此次过程中，抚顺受高空槽和低空切变线影响，具有充沛水汽、较低抬升凝结高度等有利于短时暴雨发生的环境条件。在强垂直风切变的背景下，当辐合线和等温线的夹角加大时，X波段相控阵雷达监测到辐合线上出现16个MV，MV的持续时间、厚度和顶高的平均值分别为17 min、1.7 km和3.5 km，为低空浅薄的MV。风暴在出现MV后，出现强降水（5 min降水量超过10 mm）多达49次，强降水与MV的平均距离仅为6.2 km。其中第1个和第4个生成的MV共产生44次强降水，占所有强降水的89%，属于强降水MV。相比于其他MV，这两个强降水MV具有更长的生命史和移动路径，旋转强度更强，厚度也更厚。强降水MV均生成于边界层急流显著增强、0~1 km风矢量差超过15 m·s-1和地面气温高达28℃的阶段；在生成初期，其低空旋转速度更强，旋转强度达到中等强度中气旋标准，强降水MV上空的风暴发展旺盛，此时附近没有出现强降水；当强降水MV旋转速度减弱时，风暴高度快速下降，其附近立刻出现强降水。另外，存在多个较弱MV与强降水MV合并的现象，这有利于强降水MV的维持。因而，MV位置和旋转强度的演变是提前预判强降水的关键。

利用加密自动站资料、ERA5再分析资料和雷达探测资料，分析了2021年6月17—18日大巴山南麓川东平行岭谷地区北部一次大暴雨过程的环流形势、中尺度对流系统的组织和传播特征，以及大巴山和平行岭谷地形对大暴雨的共同作用。结果表明，此次大暴雨发生在大巴山与川东平行岭谷地形交汇处，先后经历了三次中尺度对流系统的演变。多条东北—西南向带状对流系统沿着平行岭谷组织和发展，对流单体列车效应和多条雨带叠加效应加强了降水。盆地冷锋和地面辐合线对中尺度对流系统的触发和组织有重要作用。盆地冷锋东移，与沿巫山和长江河谷入侵的东路冷空气发生锢囚，有利于对流系统的加强和维持。大巴山地形对暴雨的作用体现在阻挡和热动力抬升方面，迎风坡地形对水汽和能量输送有阻挡和汇聚作用，东西向水汽辐合带和假相当位温高值区在大巴山南麓维持，边界层锋生、正涡度区、低层辐合区和上升运动区均沿着大巴山倾斜发展。平行岭谷地形对暴雨的作用则体现在边界层水汽聚集、地面辐合线维持以及中尺度锢囚锋的形成等方面，使得北移的中尺度对流系统在大巴山南麓发展旺盛，从而引发此次山区大暴雨事件。

利用地面观测、闪电定位、多普勒天气雷达等观测数据和ERA5再分析数据，对2017—2023年11月至次年2月山东半岛海效应降雪过程地闪活动特征进行研究。结果表明：在渤海海效应降雪过程中，11月地闪次数最多，12月至次年1月逐月减少，2月无地闪出现；地闪日变化呈多峰值结构，峰值主要位于凌晨至上午。将伴有地闪的海效应降雪分为雨夹雪类和纯雪类后发现，雨夹雪类的地闪数量更多、分布范围更广；90％的纯雪类海效应降雪雷暴日中，地闪频次低于10次。海效应降雪地闪在渤海上及陆地上均有出现，陆地上的分布与山脉地形有关；雨夹雪类地闪主要分布在渤海上，而纯雪类地闪主要分布在陆地上，多出现在强降雪区域附近，并且位于强降雪中心的西北方向（即上风向）；雨夹雪类地闪发生时的对流发展高度高于纯雪类。地闪出现的时间和位置对强海效应降雪的强降雪时段和落区的短时临近预警有较好的指示意义，海效应降雪地闪发生之后的0～2 h降雪强度显著增强，地闪发生地附近的强降雪中心可达暴雪量级。

中国春节假期一般在1月20日至2月26日之间，春节假期形成的大规模旅游客流呈现出以气候因素为主导的驱动模式。文章采用人体舒适度指数和趋势分析等方法，揭示了春节假期中国旅游气候的时空分布特征，并进一步分析了变化趋势。结果表明：1991—2020年春节假期，中国气候特征呈显著的南北差异，长江以南大部分地区平均气温在5℃以上，而黑龙江大部、内蒙古东北部在-15℃以下；降水主要集中在江南和华南中东部。春节假期华南大部及云南大部、四川南部人体舒适日数在10 d以上，有利于避寒旅游；东北大部、内蒙古中部和东北部、新疆北部积雪日数达15 d以上，有利于冰雪旅游。降水和雾为南方避寒旅游主要不利影响天气，而大风和寒冷天气则不利于北方冰雪旅游。1961年以来，春节假期华南东部、云南大部、四川南部等地人体舒适日数显著增多，同时降水日数减少，有利于避寒旅游；北方地区大风和寒冷日数减少明显，有利于冰雪旅游。总的来看，春节假期南方避寒和北方冰雪旅游气候条件整体呈趋好态势，这对于推动各地开展特色旅游服务和实现气候资源向旅游经济高效转化具有重要参考意义。

2025年夏季中国中东部地区主雨带位于北方，华北中北部、内蒙古中南部、陕西北部等地降水较常年同期偏多5成至2倍，汛情灾情重。东部地区雨季进程呈现前期偏晚、后期偏早的特征，华北雨季开始之早、雨季之长、降水量之多均为历史之最。夏季西太平洋副热带高压（以下简称副高）异常偏北和东亚夏季风偏强，是北方多雨的直接原因。此外，东亚大气环流季节内变化对夏季逐月降水异常空间分布的影响较大，而热带大气季节内振荡（MJO）异常活动是导致东亚大气环流季节内变化的重要原因之一。6月，东北冷涡活动频繁，与偏强、偏北的副高相配合，导致江淮流域入梅偏早、梅雨持续性强，梅雨区降水显著偏多。7月，MJO长时间活动在海洋性大陆至西太平洋副热带地区，促使西北太平洋副热带地区台风异常活跃、副高异常偏北，导致主雨带位于华北北部至河套地区、华南南部和东南沿海出现严重的台风雨涝。8月，MJO在非洲至印度洋区域活动，有利于副高加强西伸、南落，导致长江流域以北大范围降水偏多。

2025年10月大气环流主要特征是北半球极涡呈单极型分布且偏向西半球一侧，北半球中高纬度环流呈四波型，欧亚地区呈“两槽一脊”型，西太平洋副热带高压位置偏西偏北、强度偏强，菲律宾以东洋面多热带低值系统活动。10月，全国平均气温为11.0℃，较常年同期（10.6℃）偏高0.4℃；全国平均降水量为54.4 mm，较常年同期（35.6 mm）偏多52.8％。月内，共出现4次冷空气过程，5次主要降水过程，2个台风影响我国，台风“麦德姆”造成华南地区强风雨天气，16—19日强冷空气过程导致我国中东部大范围强降温。