检索结果-内蒙古大学图书馆

地球物理学进展 2023年第5期38卷 1939-1950页

作者：郭晨光官元红陆其峰董冉南京信息工程大学数学与统计学院南京210044 南京信息工程大学江苏省应用数学中心南京210044 南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 中国气象局地球系统数值预报中心北京100081

本文基于Hadley中心的海温数据集HadISST,利用EOF(Empirical Orthogonal Function)方法,分析了北半球冬季南太平洋副热带海温的特点,其第一模态呈现为马蹄型偶极子的空间分布(两个冷极中心和一个暖极中心),即为南太平洋副热带偶极模态(S... 详细信息

本文基于Hadley中心的海温数据集HadISST,利用EOF(Empirical Orthogonal Function)方法,分析了北半球冬季南太平洋副热带海温的特点,其第一模态呈现为马蹄型偶极子的空间分布(两个冷极中心和一个暖极中心),即为南太平洋副热带偶极模态(South Pacific Ocean Dipole,SPOD);其次采用通用地球系统模式(the Commuinty Earth System Model version1.0.4,简称CESM1.0.4)探讨了SPOD模态对中国冬夏气候的影响.数值试验结果表明,在北半球冬季,SPOD偶极模态可使中国华东和东北等地区的地表温度(Surface Temperature,TS)减小、海平面气压(Sea Level Pressure,SLP)升高,而在中国西南地区的TS、SLP分别增加和降低.与此同时,SPOD偶极模态通过海气相互作用可诱发低(高)层索马里越赤道气流(Somali Cross-Equatorial Flow,Somali CEF)和中国南海越赤道气流(South China Sea Cross-equatorial Flow)出现异常南(北)风、中国20°N—40°N附近的大气异常上升运动、水汽通量散度在中国华北和长江中下游地区异常辐合,从而引起该区域的降水增加.在北半球夏季,虽然SPOD偶极模态在衰退,但仍对中国区域的SLP、TS存在影响,且基本与冬季相反.此时SPOD偶极模态可使低(高)层索马里越赤道气流呈现北(南)风异常和中国南海越赤道气流呈现南(北)风异常、中国30°N、40°N附近大气的垂直运动分别呈现异常上升、下沉运动,从而水汽在华北附近区域为异常辐散、在华东至华南部分区域为异常辐合,这些可能是引起中国东部降水呈现北负南正的异常空间型的原因.

关键词：南太平洋副热带偶极子 CESM 中国气候越赤道气流

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气象科学 2023年第3期43卷 370-383页

作者：张依鸣刘玉宝王昊亮孙荣富樊小伟南京信息工程大学海洋科学学院南京210044 南京信息工程大学中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044 南京信息工程大学精细化区域地球模拟和信息中心南京210044 国网冀北电力有限公司北京100054

基于华东地区3 km分辨率WRF(Weather Research and Forecasting)模式和高密度地面自动气象站(AWS)观测,研究GSI-3DVAR同化系统的R_(HZSCL)对AWS观测的地面温度和风观测同化的敏感性。结果表明:运用GSI-3DVAR同化地面AWS观测时,R_(HZSCL... 详细信息

基于华东地区3 km分辨率WRF(Weather Research and Forecasting)模式和高密度地面自动气象站(AWS)观测,研究GSI-3DVAR同化系统的R_(HZSCL)对AWS观测的地面温度和风观测同化的敏感性。结果表明:运用GSI-3DVAR同化地面AWS观测时,R_(HZSCL)的取值较为敏感;选取合适的R_(HZSCL)能有效改进地面分析场精度,相较于背景场地面温度和地面矢量风差(VWD)RMSE均可减小35%以上。当R_(HZSCL)过大会导致温度高、低值中心的影响范围过大,风分析场较为平滑,无法反映出中小尺度环流结构。但R_(HZSCL)过小则会使得温度分析场增加误差,并导致风分析场出现虚假大风。观测密度稀疏化的敏感性试验结果表明,地面温度场及风场所适应的最优R_(HZSCL)皆随着观测密度的增大而相应减小。

关键词：背景误差协方差水平相关特征尺度 GSI同化系统 HZSCL 地面自动气象站

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基于MODIS数据的青藏高原2001-2020年1 km分辨率逐月气温数据集

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中国科学数据（中英文网络版） 2023年第3期8卷 388-399页

作者：莫亚萍徐永明刘勇洪陈惠娟祝善友南京信息工程大学遥感与测绘工程学院南京210044 中国气象局地球系统数值预报中心北京100081

青藏高原近几十年来温度升高趋势明显,是全球变化研究的热点问题之一。然而,青藏高原气象站点数目较少且空间分布严重不均,在一定程度上影响了对青藏高原气候变化的认识。卫星遥感为大尺度气候变化研究提供了一条新的途径。本研究基于多... 详细信息

青藏高原近几十年来温度升高趋势明显,是全球变化研究的热点问题之一。然而,青藏高原气象站点数目较少且空间分布严重不均,在一定程度上影响了对青藏高原气候变化的认识。卫星遥感为大尺度气候变化研究提供了一条新的途径。本研究基于多种MODIS遥感数据、DEM数据和地形指数数据提取了月平均白天/夜间地表温度、月无云天数、月平均地表反照率、月平均NDVI、月平均NDSI、海拔和CTI指数等空间自变量,运用Cubist算法通过交叉验证和参数优化构建月平均气温、月平均最高气温和月平均最低气温估算模型,生成青藏高原2001–2020年1 km分辨率遥感月平均气温、月平均最高气温和月平均最低气温数据集。本数据集有助于进一步客观认识青藏高原温度变化规律,为研究青藏高原气候变化提供数据支撑。

关键词：青藏高原气温 1 km 2001–2020 MODIS

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CWRF降尺度提高BCC_CSM1.1m对中国夏季降水跨季度动力预测能力

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大气科学学报 2023年第2期46卷 161-179页

作者：张焓梁信忠汪方谢冰李清泉南京信息工程大学大气科学学院江苏南京210044 马里兰大学跨学科地球系统科学中心美国马里兰州20742 中国气象局国家气候中心北京100029

利用CWRF模式(Climate-Weather Research and Forecasting model)对国家气候中心BCC_CSM1.1m业务预测模式短期气候预测结果进行中国区域降尺度,并使用1991—2010年3—8月逐日气温降水观测数据评估预测能力。结果表明:CWRF预测地面2 m气... 详细信息

利用CWRF模式(Climate-Weather Research and Forecasting model)对国家气候中心BCC_CSM1.1m业务预测模式短期气候预测结果进行中国区域降尺度,并使用1991—2010年3—8月逐日气温降水观测数据评估预测能力。结果表明:CWRF预测地面2 m气温、降水气候平均态的空间分布比BCC_CSM1.1m更接近观测,分布误差更小;在保持总体技巧不低于BCC_CSM1.1m的同时,CWRF对我国华东和华中地区的降水年际变化预测准确率更高;对不同强度的降水预测CWRF表现均优于BCC_CSM1.1 m模式,尤其在极端降水预测准确率上更优。总之,得益于更高的空间分辨率和优化的低空物理过程模拟,CWRF降尺度可以提高中国夏季跨季度降水预测能力。

关键词：季节预测夏季降水降尺度 CWRF BCC_CSM

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12月和2月热带太平洋海温与东亚水汽输送关系的年代际变化机制

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大气科学 2023年第4期47卷 975-994页

作者：张胜龙孙博陈平清华大学地球系统科学系教育部地球系统模拟重点实验室北京100084 南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 南方海洋科学与工程广东省实验室珠海519080 中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所乌鲁木齐830002

利用1950~2019年NCEP/NCAR大气再分析资料、NOAA海表面温度资料以及ERA5垂直积分水汽通量资料,分析了12月和2月热带中东太平洋海温与东亚水汽输送关系的年代际变化。结果表明,12月东亚上空经向水汽输送与热带中东太平洋海温的相关性在1... 详细信息

利用1950~2019年NCEP/NCAR大气再分析资料、NOAA海表面温度资料以及ERA5垂直积分水汽通量资料,分析了12月和2月热带中东太平洋海温与东亚水汽输送关系的年代际变化。结果表明,12月东亚上空经向水汽输送与热带中东太平洋海温的相关性在1980年代中期之前较弱,1980年代中期之后二者呈显著正相关;2月二者关系在1950~1970年和1990~2010年呈显著正相关。12月二者关系年代际变化的主要原因是热带太平洋海温通过太平洋—东亚(PEA)遥相关型和环北半球遥相关型对东亚水汽输送的影响在1980年代中期之后增强;当热带中东太平洋海温偏暖(冷)时,影响PEA遥相关型和环北半球遥相关型,导致东亚自南向北的水汽输送异常增强(减弱)。与12月不同的是,2月二者关系在1950~1970和1990~2010年主要受PEA遥相关型影响。而在1971~1989期间,2月二者关系受环北半球遥相关型影响;当热带太平洋海温偏冷(暖)时,影响环北半球遥相关型,导致东亚经向水汽输送异常增强(减弱),该机制可以部分抵消PEA机制对东亚水汽输送的影响,导致二者关系在此期间不显著。此外1990年之后,热带印度洋海温对12月和2月东亚经向水汽输送的影响增强,在12月热带印度洋海温主要通过“开尔文波—埃克曼辐散”效应影响东亚经向水汽输送,而在2月主要通过印度洋上的沃克环流影响东亚经向水汽输送。

关键词：水汽输送热带太平洋海温太平洋—东亚遥相关环北半球遥相关

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全球空中水资源管理潜力的关键区识别与源汇分析

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科学通报 2023年第20期68卷 2678-2689页

作者：张博美高红凯魏江峰华东师范大学地理科学学院上海200241 中国科学院青藏高原研究所青藏高原地球系统与资源环境重点实验室北京100101 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室南京210044 南京信息工程大学大气科学学院南京210044

传统水资源管理以流域为边界,降水是输入水量,径流是水资源量,蒸发被认为是水量损失.然而,陆地蒸发与降水之间存在复杂循环和互馈关系,流域蒸发的水汽并未消失,往往在其他区域产生降水.人为驱动下的土地覆被变化可直接影响蒸发,进而通... 详细信息

传统水资源管理以流域为边界,降水是输入水量,径流是水资源量,蒸发被认为是水量损失.然而,陆地蒸发与降水之间存在复杂循环和互馈关系,流域蒸发的水汽并未消失,往往在其他区域产生降水.人为驱动下的土地覆被变化可直接影响蒸发,进而通过大气水循环过程影响下风区域的降水,理论上存在对空中水资源进行管理的可能性.但大气水循环过程具有复杂性,甚至随机性,多数区域的水汽源汇关系复杂,空中水资源管理的可行性长期存疑.本文基于降水域(precipitationshed)的框架,根据水汽源贡献水量的相对大小,确定对目标区域降水贡献最大的核心水汽源区,即核心降水域.使用空间分辨率为1°×1°的Utrack水汽循环数据集,在全球尺度下,计算分析了各格网的核心降水域,进一步与国家边界叠加分析,识别了全球空中水资源管理潜力的关键区.结果显示,中国中部、俄罗斯西伯利亚、刚果(金)中部、巴西南部、秘鲁西部、美国西北部以及加拿大西部具有较高的空中水资源管理潜力;与国界、土地利用覆盖、人口等综合分析发现,中国是全球最具空中水资源管理潜力的国家.本研究为从全球水循环的全局角度科学认识我国水资源,并从更大尺度保护、优化我国水资源格局提供了新的宏观视角.

关键词：核心降水域空中水资源水汽循环管理潜力土地政策

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基于飞机观测的美国落基山地区冬季混合相态层状云与夏季对流云的微物理特征

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大气科学 2022年第5期46卷 1113-1131页

作者：范雯露景晓琴杨璟周思雨南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/精细化区域地球模拟和信息中心/中国气象局气溶胶—云—降水重点开放试验室南京210044

混合相态层状云与对流云的微物理特征有很大的差异性,但现阶段数值模式中并没有充分考虑两者的区别,这是导致云降水的模拟有较大不确定性的原因之一。为了加深对层状云与对流云的微物理特征差异的理解,并为模式的验证和参数化开发提供支... 详细信息

混合相态层状云与对流云的微物理特征有很大的差异性,但现阶段数值模式中并没有充分考虑两者的区别,这是导致云降水的模拟有较大不确定性的原因之一。为了加深对层状云与对流云的微物理特征差异的理解,并为模式的验证和参数化开发提供支撑,本文基于在中落基山地区进行的Ice in Clouds Experiment—Layer Clouds(ICE-L)项目和High Plain Cumulus(HiCu)项目的飞机观测资料,定量对比分析了该地区大陆性混合相态冬季较浅薄的层状云与较弱及中等强度的夏季对流云的微物理特征。其中,粒子图像和粒子谱通过2D-Cloud和2D-Precipitation探头得到,液态水含量通过热线式King探头测量得到,冰水含量基于粒子谱计算得到。主要结论有:(1)在-30°C~0°C的温度层范围内,夏季对流云内的液态水含量比冬季层状云高一个数量级,冰水含量高一到两个数量级,并且在对流云云顶附近观测到更多的过冷水。此外,夏季对流云中液态水含量在-20°C~0°C上随温度降低而升高,而冬季层状云则相反。夏季对流云中更活跃的冰晶生成和生长过程使得云内液态水质量分数小于层状云。(2)冬季层状云与夏季对流云内相态空间分布极不均匀。随着温度从0°C降低到-30°C,在冬季层状云中冰晶发生贝吉龙过程,云中的过冷水为主的区域向混合相态和冰相转化。而夏季对流云中相态结构更为复杂,体现了对流云中复杂的冰水相互作用。(3)在-30°C~0°C的温度范围内,夏季对流云的粒子谱宽度大于冬季层状云。随着温度的降低,冬季层状云与夏季对流云均存在粒子谱增宽的现象。(4)冬季层状云中,温度低于-20°C时冰晶主要为无规则状,在-20°C~-10°C观测到了辐枝状和无规则状冰晶,在-10°C以上观测到了柱状和无规则状冰晶,说明冰晶的生长主要为凝华增长和碰并增长。而夏季对流云以冻滴、霰粒子与不规则冰晶为主,说明主要为液滴冻结、淞附增长和碰并增长为主。(5)在夏季对流云较强的上升气流中存在较高的液态水含量,但垂直速度与云内冰水含量没有明显的相关性。

关键词：混合相态层状云混合相态对流云微物理特征飞机观测

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中国细颗粒物和臭氧极端共现事件的大尺度天气形势和气象驱动

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中国科学:地球科学 2025年第5期55卷 1504-1514页

作者：王炜周怡婷李蒙蒙芦玉婷姜欣怡王体健庄炳亮李树占晨超孙晓芸黄昕南京大学大气科学学院南京大学南京赫尔辛基大气与地球系统科学学院关键地球物质循环前沿科学中心南京信息工程大学大气物理学院安徽省气象科学研究院大气科学与卫星遥感重点实验室

极端天气和空气污染事件的同时发生,如高浓度的细颗粒物(PM2.5)和臭氧（O3）,对人类健康构成严重威胁.文章利用9年的地面空气污染物监测数据和气象再分析资料,研究了中国地区PM2.5和O3极端共现事件背后的大尺度天气形势和气象驱动.分析... 详细信息

极端天气和空气污染事件的同时发生,如高浓度的细颗粒物(PM2.5)和臭氧（O3）,对人类健康构成严重威胁.文章利用9年的地面空气污染物监测数据和气象再分析资料,研究了中国地区PM2.5和O3极端共现事件背后的大尺度天气形势和气象驱动.分析发现PM2.5和O3极端共现事件主要发生在暖季（3～10月）,在中国南方较清洁的地区尤其频繁(25.8day a-1).这种共现现象通常与增加的气温（～27.7℃）、降低的风速(～1.4m s-1)和大气湿度（～51.9%）等气象条件有关.特别地,高达76.4%的PM2.5和O3极端共现事件伴随着静稳天气和极端高温的发生.通过客观聚类方法,文章识别了导致PM2.5和O3极端共现事件发生的典型天气系统,包括西太平洋副热带高压、东北阻塞高压、蒙古高压和台风,并强调了PM2.5和O3极端共现事件与极端天气和主导天气形势频率的年际变化之间具有明显的相关性,表明在未来全球气候变暖的背景下,空气污染和极端天气同时发生的复合事件可能会进一步加剧.

关键词：污染共现事件臭氧 PM2.5 极端天气客观聚类分型

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三维生态足迹视角下江西省自然资本可持续利用演化及其驱动因素

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中国农业资源与区划 2022年第1期43卷 110-123页

作者：李少坤王少军张志陈晓倩中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院空间规划与人地系统模拟研究中心中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院长江大学地球科学学院

[目的]文章以三维生态足迹视角对江西省自然资本可持续利用演化及动力机制进行研究，以期为实现“高经济水平，高自然资本存量”的可持续发展状态提供参考。[方法]通过三维生态足迹模型计算自然资本，并用GWR模型识别可持续性驱动因素... 详细信息

[目的]文章以三维生态足迹视角对江西省自然资本可持续利用演化及动力机制进行研究，以期为实现“高经济水平，高自然资本存量”的可持续发展状态提供参考。[方法]通过三维生态足迹模型计算自然资本，并用GWR模型识别可持续性驱动因素的空间异质性。[结果]（1）从时间序列上：全省自然资本整体呈现先增长后下降的趋势；从内部组分构成看，生物账户是存量资本消耗的主要方式，耕地和林地是流量资本占用的主要方式。（2）从空间格局上：足迹深度空间格局表现为西部>南部>东部，其中新余市最高达13.264hm2/人，鹰潭市最低为2.717hm2/人；足迹广度在0.460～0.526hm2/人波动，空间格局表现为西部>东部>北部，其中鹰潭市最大值为0.860hm2/人，萍乡市最小值为0.199hm2/人；自然资本可持续利用综合分区表现为中部低于四周地区。（3）自党的十八大以来，江西省自然资本可持续利用整体呈现变好趋势，通过定量回归分析发现，引起自然资本可持续利用空间差异的主要原因是生态足迹强度、城市化率、生态承载力，且这3个因素在空间上有不同的表现模式。[结论]该省的人均生态足迹、人均生态赤字和足迹深度、足迹广度的变化整体呈现先增长后下降的趋势，大力提升东、中部自然资本流量是实现区域协调发展的必由之路。要以降低生态足迹强度，提高生态承载力和控制城市化速率三项因素入手，以期实现江西省资源环境和社会经济可持续发展。

关键词：三维生态足迹自然资本可持续利用地理加权回归时空演替江西省

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用于厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)研究的海气耦合模式：以对我国三个环流型模式(CGCMs)的评估为例

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海洋与湖沼 2025年

作者：张荣华尹露莹高川王宏娜刘思颖智海陈林康贤彪俞永强宋振亚吴统文吴方华南京信息工程大学海洋科学学院崂山实验室中国科学院海洋研究所海洋环流与波动重点实验室南京信息工程大学大气科学学院中国民用航空飞行学院航空气象学院中国科学院大气物理研究所地球系统数值模拟与应用重点实验室中国科学院大学自然资源部第一海洋研究所中国气象局地球系统数值预报中心

基于数理方程的海气耦合模式是研究ENSO的有效工具。由于ENSO模拟性能强烈地依赖于模式的构建及海气过程的表征，目前已发展了各类复杂程度不同的海气耦合模式，包括中间型耦合模式(ICMs)、混合型耦合模式(HCMs)和完整的环流型耦合模式... 详细信息

基于数理方程的海气耦合模式是研究ENSO的有效工具。由于ENSO模拟性能强烈地依赖于模式的构建及海气过程的表征，目前已发展了各类复杂程度不同的海气耦合模式，包括中间型耦合模式(ICMs)、混合型耦合模式(HCMs)和完整的环流型耦合模式等。其中最为复杂的是基于原始方程组的海气耦合环流模式(CGCMs)，它们均由描述大气和海水运动的大气环流模式(AGCM)和海洋环流模式(OGCM)所组成，包含了广泛而尽可能详尽的物理过程及参数化方案；采用全变量(一个状态变量可分为气候态部分和年际异常部分)和海气间的完全耦合。除对计算资源有更高的要求外，早期发展的CGCM常常会出现气候漂移现象，对气候平均态和ENSO模拟等会出现较大的模式误差，为此需要采用通量修正(flux corrections)等方法，以减小平均态模拟的系统性误差；其中研究人员在对CGCM的调试和性能改进工作上面临了巨大的挑战，因而需要付出更多的努力。经过几十年的发展和改进，当前使用的CGCMs已能真实地刻画出与ENSO相关海气变量的年际异常的时空结构及演变，这些已清楚地反映在CMIP6模拟产品上。目前我国不同科研机构和业务单位已发展了CGCMs，其中较为成熟和广泛应用并有大量成果公开发表的CGCMs包括中国科学院大气物理研究所、自然资源部第一海洋研究所和中国气象局等所研发的CGCM系统。经过长期不懈的努力，目前这些CGCMs无需进行偏差或通量校正已能成功地应用于气候模拟、预测和预估等，展现了其对气候平均态和多尺度气候变率等方面数值模拟的良好性能。例如，这些CGCMs对ENSO现象的表征能力已有极大的改进和提高，已广泛应用于ENSO模拟和预测应用之中。然而，目前基于CGCMs对ENSO的数值模拟和预测仍存在着较大的不确定性和模式间差异性。本文将评估这些CGCMs对ENSO模拟的现状和未来发展方向，指出CGCMs所存在的问题和需要改进之处。这些分析和评估为未来ENSO数值模拟和预测的改进和发展提供了有价值的科学指导。

关键词：厄尔尼诺-南方涛动(ENSO) 海气相互作用耦合环流模式(CGCMs) ENSO模拟性能模拟偏差和不确定性

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