ENSO（El Niño-Southern Oscillation）是全球海气系统最显著的年际信号，也是影响京津冀夏季降水的重要因素之一。本文基于1961～2023年春季海表温度与京津冀夏季降水、大气环流等数据，分析了春季ENSO与京津冀夏季降水关系的年代际变化及其可能成因。结果表明，对京津冀夏季降水年际异常产生显著影响的春季ENSO关键区在1990年代末发生年代际变化，由前期东太平洋到后期转为中太平洋，尽管转变前后春季ENSO关键区海表面温度（Sea Surface Temperature，SST）对京津冀夏季降水异常的影响均表现为较强的负相关，然而其成因却存在显著差异。在春季ENSO关键区的海温出现异常时，北太平洋、印度洋和大西洋的夏季海温会表现出不同的特征，进而通过不同区域海温异常的协同作用引起热带和中高纬环流异常。当春季ENSO关键区表现为暖海温异常时，副热带西北太平洋存在明显的反气旋环流，在发生年代际转变后此反气旋环流相对偏强，但仍未把水汽输送到京津冀地区；京津冀上空受气旋性环流控制，前期的气旋性环流与北太平洋海温异常相关，后期则是由北大西洋的海温异常激发出欧亚大陆上空的纬向波列所引起，偏北风异常控制京津冀地区导致降水异常偏少。

中国东部夏季降水年代际变化的影响因子及其机制已有大量研究，但青藏高原植被变化的可能影响及过程尚不清楚。本文基于GIMMS（Global Inventory Modeling and Mapping Studies）叶面积指数数据及中国区域格点降水等观测资料，分析了青藏高原春季植被年代际增加与中国东部夏季降水年代际变化的关系及影响过程。研究结果表明，青藏高原晚春（5月份）植被覆盖在2010年前后经历了显著的年代际转折，植被叶面积指数异常由偏少转为偏多；与此同时，中国东部夏季降水在2010年前后也发生了一次明显的年代际变化，淮河及华南地区由涝转旱，东北、华北及长江中下游地区的降水则由偏少转为偏多。针对高原地表能量收支及东亚夏季风环流变化的合成分析表明，伴随着2010年后青藏高原晚春植被覆盖的增加，与植被低反照率特性相对应，高原地表净短波辐射增加，有利于高原地表温度升高，从而增强地表向上感热通量。前期春季感热偏强有利于后期夏季大气热源整体偏强，高原上空大气加热增强，有利于南亚高压的增强与东伸，西太平洋副热带高压增强、西伸，从而使得2010年前后中国东部夏季降水发生上述年代际转变。本研究阐明了高原植被变化在年代际尺度上对中国东部夏季降水变化的重要调制作用。

飞机颠簸主要由大气湍流引起，而湍流的形成与风速变化、温度变化、地形等因素密切相关。尤其在西南地区，由于地形复杂，高原对气流的抬升作用显著。飞机在穿越这些区域时，容易受到不稳定气流的影响，出现颠簸。利用再分析数据、地形数据、卫星数据和航空器空中报告对2024年4月4日由腾冲飞往昆明的MU5954航班颠簸事件进行分析，结果表明飞机颠簸位置下方为山脉迎风坡和背风坡的分界区域，气流不稳定。垂直速度、散度、涡度的正负相间分布和冷暖平流交汇，这些因素共同作用引发大气湍流，使飞机在飞行过程中易发生颠簸。

随着城市化进程的加快，山洪、泥石流、城市内涝等灾害呈现多发、重发的趋势，其所带来的社会影响和经济损失也越来越严重。因此，研发一套科学有效的雷达定量降水估计（QPE）方法，强化极端降水的监测、预报和预警，对当前防灾减灾工作具有极其重要的价值。本文利用浙江省嘉兴市1部S波段双偏振雷达和6部X波段双偏振相控阵雷达探测资料，研发了嘉兴市S波段和X波段雷达QPE产品。在对雷达观测资料进行非气象回波去除和差分传播相移的质量控制等预处理后，首先计算每部雷达的有效最低混合仰角；其次通过全球降水测量卫星搭载的双频降水雷达（GPM-DPR）提供的雨滴谱参数统计降水反演参数，计算单站雷达QPE；最后对S波段和X波段雷达QPE进行组网拼图，形成时间分辨率为1 min，空间分辨率为50 m的网格化QPE产品。为了验证所用方法的准确性，选取嘉兴地区2024年9月10日与16日两次典型的强降水过程对雷达QPE产品进行评估，参与评估的产品有嘉兴业务原X波段QPE产品，以及本方法产生的X波段、S波段、S波段和X波段融合QPE产品。结果表明，本方法研发的各项QPE产品，在精度和稳定性上都优于嘉兴业务原有X波段产品，其中S波段和X波段融合QPE产品各项性能最优。针对水平分布不均和局地性强的过程，S波段和X波段融合QPE产品可以较为精确地反映出各镇（街道）的降水分布，可用于实际精细化预警参考。

CMA-MESO模式（China Meteorological Administration Mesoscale Model）是降水预报业务重要支撑，但每天8次滚动更新预报使得预报评估面临新挑战，理解平均偏差特征、不同预报时效特征差异以及误差来源，是改进模式的关键。本文系统分析了2023年夏季华东地区CMA-MESO模式降水预报性能，结果表明：（1）多时效预报平均能较好地再现观测降水空间分布特征，但在降水量级和发生频率方面存在系统性偏差。（2）模式对中雨及以上量级的降水量预报存在明显高估，对无降水事件频率预报较观测偏低3.7%，对小雨事件频率预报偏高2.6%，且对大雨及以上量级降水事件的空报率较高。（3）预报性能呈现显著的时效依赖性，降水偏差在3～6 h短临预报时达到最大值，随后随预报时效增加逐渐减小，在21～24 h达到最小值，并在24～36 h阶段再次增大。（4）物理原因分析表明，短临预报的降水高估与云分析同化引入过多水物质有关，而24 h后预报偏强则源于模式低层风速预报偏强导致的水汽输送过量。

利用1980～2020年ERA5再分析资料、中国气象局提供的台站降水资料以及NOAA（美国国家海洋和大气管理局）月平均海表温度以及向外长波辐射通量（OLR）资料，分析了东亚副热带急流东西位置与我国夏季降水的关系及其对热带中东太平洋海温异常的响应。结果表明：东亚副热带急流异常偏西年，长江流域高层辐合，低层辐散，偏东偏弱的西太平洋副热带高压（简称西太副高）不利于水汽输送到长江流域，降水异常减少；河套地区高层辐散，伴随上升运动和水汽辐合，降水增多。急流异常偏东年，西太副高偏强、偏西，上述2个地区高低层辐合辐散形势、水汽条件及垂直运动与急流偏西年相反，因此降水异常也呈反位相分布。急流的东西位置与夏季热带中东太平洋海温关系密切。热带中东太平洋海温负（正）异常可以直接冷却（加热）大气，导致该处的对流活动减弱（增强），作用于Walker环流使得热带西太平洋地区出现异常的上升（下沉）运动，再经由经圈环流影响东亚中纬度地区，30°N附近对流活动减弱（增强），通过改变非绝热加热减小（增大）原气候态急流区东部的南北温度梯度，对流层西风减弱（增强），有利于急流偏西（东）。

毫米波云雷达是探测云微物理特征的重要设备，但易受飞虫、飞鸟、气溶胶等非气象目标影响产生晴空回波，导致反演偏差。为提升晴空回波识别精度与普适性，本文提出并实现了一种通用的毫米波云雷达晴空回波识别的深度学习模型——ATNN（Multi-Head Attention Neural Networks），仅利用反射率因子、径向速度、相对高度三种数据产品实现垂直结构特征的自适应学习。基于广西百色市毫米波云雷达观测资料的测试表明：ATNN 在汛期的评分较高，晴空回波识别率平均值为91.98%，气象回波保留率平均值为94.28%；在非汛期过渡到汛期期间，ATNN 评分稍低，晴空回波识别率平均值为87.56%，气象回波保留率平均值为86.38%；相比ATNN，NN（Neural Networks）对晴空回波的识别率稍高，但会把低空强度较低的大量气象回波误判为晴空回波，在非汛期期间气象回波保留率平均仅有54.96%。进一步利用全国15部云雷达资料评估验证，ATNN平均晴空回波剔除率为81.17%，气象回波保留率达93.89%，展现出良好的区域适应性。

在全球变暖的背景下，极端干旱与热浪事件的时空关联性日益增强，其叠加效应不仅加剧了各自的影响，还进一步加重了对水资源、农业和生态环境的冲击。本研究基于欧洲中期天气预报中心第五代再分析资料，计算了标准化降水蒸散发指数和标准化温度指数，并采用Frank Copula函数构建了标准化复合干热指数，揭示了1982～2023年蒙古高原复合干热事件的演变特征。同时，结合随机森林回归模型，识别影响蒙古高原复合干热事件的关键气候要素。研究结果表明，过去四十多年，蒙古高原复合干热事件强度、发生时间占比和影响面积占比整体呈下降趋势，中等强度事件渐为频繁，事件结构由两极分布向中等强度集中。STI是影响研究区复合干热事件最重要的气候变量，特征重要性值约为0.5，其次是SPEI，特征重要性值约为0.4，而温度、潜在蒸散发和降水的影响相对较弱，特征重要性值均低于0.1。因此，本研究强调在气候变化背景下，蒙古高原草地生态系统的保护与管理需充分考虑复合干热事件的长期影响，并基于科学预测与风险评估制定适应性管理策略，以提升生态系统的韧性与可持续性。

2024年8月中旬至9月中旬，中国西南地区出现了一次典型的高温干旱复合灾害事件，对当地经济和人民生活造成了较大影响。西南地区的高温干旱复合灾害事件与来自不同地区的季节内振荡（Intraseasonal Oscillations，简称ISO）有关，然而常规统计分析不能区分不同ISO对高温干旱复合灾害的特定作用，本文通过大气环流特征诊断并进行不同ISO信号驱动的WRF侧边界强迫数值模拟试验，分析发现：本次过程由对流层高层的中纬度西风带波列引起的ISO信号导致西南地区区域平均升温1.331°C，主要影响西南地区北部，该ISO信号对整个区域高温干旱贡献率为62.8%；对流层中层的遥相关波列引起的ISO信号造成西南地区区域平均升温0.768°C，主要影响区域集中在四川东部及重庆大部地区，此ISO信号对整个区域高温干旱事件贡献率达37.2%。此次西南地区高温干旱复合灾害发展主要受来自西北边界的中纬度西风带波列的影响，使得南亚高压显著发展并控制西南地区造成位势高度正异常；同时，受来自西北太平洋副热带高压西伸北抬影响下的暖平流作用影响，伴随对流层的位势高度场正异常，引起了区域性温度升高及土壤湿润度的下降。本研究有助于更好地了解西南地区高温干旱复合灾害的成因，并为提高该区域次季节预测水平提供基础。

利用再分析资料、自动站观测、闪电定位以及S波段双偏振雷达资料，对2024年2月21日（简称“24·2·21”）和2025年3月3日（简称“25·3·3”）两次浙江入春前发生的大冰雹超级单体进行分析，结果表明：两次对流均发生在寒潮冷锋后，为高架对流，逆温层顶之上存在条件不稳定层结和正的对流有效位能，深厚垂直对流在850 hPa切变线作用下迅速触发。强深层风垂直切变有利于超级单体发展。“25·3·3”干层较“24·2·21”更深厚。降雹过程均伴随着风暴质心和中气旋最大切变高度的下降，降大冰雹区在风暴后侧下沉气流中。“24·2·21”超级单体维持时间长，中层有双涡旋结构，差分反射率（Z_DR）柱和差分相移率（K_DP）柱高于6 km，悬垂回波内Z_DR和K_DP小，相关系数（C_C）随高度下降而减小，包含融化的小冰相粒子，有利于冰雹湿增长；而“25·3·3”超级单体维持时间较短，有深厚单涡旋（中气旋）结构，并有明显后侧入流，Z_DR柱和K_DP柱在5 km之下，高层Z_DR和K_DP小，C_C大，干的冰相粒子较多，表现为云闪频次增多，可能与后侧干冷空气流入加速冻结有关，有助于冰雹在高层冷云中干增长。