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典型拉尼娜事件与1988—1989年拉尼娜事件生命史演变差异性成因分析

大气科学学报 2021年第3期44卷 428-440页

作者：陈明诚黄玉蓉南京信息工程大学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/气象灾害预报预警与评估协同创新中心/大气科学学院江苏南京210044

利用海洋混合层海温热量收支诊断方法和两套海洋同化再分析资料,对比分析典型拉尼娜事件和1988—1989年特殊拉尼娜事件生命史演变成因。研究结果表明,典型拉尼娜事件在发展年冬季到达最强值后通常缓慢衰减,在次年秋季时再次增强形成第... 详细信息

利用海洋混合层海温热量收支诊断方法和两套海洋同化再分析资料,对比分析典型拉尼娜事件和1988—1989年特殊拉尼娜事件生命史演变成因。研究结果表明,典型拉尼娜事件在发展年冬季到达最强值后通常缓慢衰减,在次年秋季时再次增强形成第二次拉尼娜事件。而1988—1989年拉尼娜事件在发展年底时到达最强值后迅速衰减,并在次年秋季时依然维持衰减过程,最终回到气候平均态。诊断分析结果表明,风场强迫作用引起的纬向异常平流项变化是导致衰减年中两种类型拉尼娜事件海温变化倾向差异的主要原因。在典型拉尼娜事件衰减时期,西北太平洋上空以异常反气旋性环流为主,反气旋性环流南侧东风距平会激发海洋上翻Kelvin波向东传播,阻碍拉尼娜事件的衰减。而在1988—1989年特殊拉尼娜事件中,西北太平洋上空以异常气旋性环流为主。异常气旋性环流南侧西风距平将激发海洋下沉Kelvin波向东传播,引发海洋中自西向东的纬向异常暖平流帮助拉尼娜事件迅速衰减,最终回复到气候平均态。

关键词： ENSO动力学生命史不对称性西北太平洋大气环流年际间变率热量收支诊断分析

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我国南方西南和中东部区域两次持续性低温雨雪过程与关键环流系统的关系研究

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气象科学 2024年第2期44卷 267-279页

作者：孙晓娟陈跞卢楚翰秦育婧南京信息工程大学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/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 南京信息工程大学大气科学学院南京210044 贵州省黔西南布依族苗族自治州气象局贵州兴义562400

利用NCEP再分析资料和国家气象信息中心提供的753站逐日气温和降水资料,对比分析了我国南方西南和中东部区域两次持续10 d以上的低温雨雪过程,结果表明:(1)两次过程中欧亚大陆中高纬东亚大槽均加深,但环流形势有差异。西南过程呈现"... 详细信息

利用NCEP再分析资料和国家气象信息中心提供的753站逐日气温和降水资料,对比分析了我国南方西南和中东部区域两次持续10 d以上的低温雨雪过程,结果表明:(1)两次过程中欧亚大陆中高纬东亚大槽均加深,但环流形势有差异。西南过程呈现"北高南低"形势,关键脊区在贝加尔湖,而中东部区域过程"北高南低"和"西高东低"形势共存,关键脊区从乌拉尔山延伸至贝加尔湖。两次过程异常的环流与北大西洋向东传播的波列有关。(2)西南过程关键脊区提前过程3 d发展并东移至贝加尔湖,形成稳定形势;而中东部区域过程关键脊区提前过程一周发展,在开始日达最强。两次过程均伴随蒙古高压东移南压使地面降温,500 hPa关键脊区超前蒙古高压2 d变化。西南过程降温主要受到冷平流和绝热冷却影响,而中东部区域过程主要受到冷平流的影响。(3)西南过程水汽来自孟加拉湾,只受南支槽支配。中东部区域过程水汽来自孟加拉湾、南海和西太平洋,由南支槽和西太平副热带高压的共同影响。两次过程水汽正收支主要来自南边界。

关键词：南方西南与中东部区域持续性低温雨雪过程环流特征蒙古高压南支槽

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2017年华西秋雨异常偏多的环流特征及其成因分析

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气象科学 2021年第3期41卷 363-373页

作者：彭韵萌徐海明南京信息工程大学大气科学学院/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

利用NCEP/NCAR再分析数据集和国家气候中心整编的2000多站逐日降水资料,对导致2017年华西秋季降水异常偏多的大气环流特征及其成因进行分析。结果表明,2017年秋季500 hPa位势高度上欧亚中高纬地区维持一脊一槽环流型,斯堪的那维亚半岛... 详细信息

利用NCEP/NCAR再分析数据集和国家气候中心整编的2000多站逐日降水资料,对导致2017年华西秋季降水异常偏多的大气环流特征及其成因进行分析。结果表明,2017年秋季500 hPa位势高度上欧亚中高纬地区维持一脊一槽环流型,斯堪的那维亚半岛上空有一强大的高压脊,乌拉尔山以东—巴尔喀什湖有一深槽,西太平洋副热带高压异常强大并偏西伸。来自极地的冷空气与来自太平洋和孟加拉湾的暖湿气流交汇于华西地区。华西地区处于东亚副热带西风急流入口南侧的高空辐散区,低层对应较强辐合区和异常上升运动,有利于降水的维持。进一步分析表明,2017年华西秋雨异常偏多是同期巴伦支海海温异常偏暖和中纬度北大西洋海温异常偏暖以及赤道中东太平洋La Nina型海温异常共同作用的结果,其中巴伦支海海温异常与华西秋季降水在年代际时间尺度上存在较为一致的变化,两者自1986年起均处于一致的负位相,而2000年以后两者由负位相转为正位相;秋季中纬度北大西洋海温异常与华西秋雨之间的年际关系也存在明显的年代际转折,在2002年前后由两者不存在关系转为显著正相关关系。以上各个海区海温异常对华西秋雨的影响也通过一系列的大气环流模式模拟试验进行了验证。

关键词： 2017年华西秋雨大气环流海温异常数值模拟

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土地利用模式比较计划(LUMIP)简评

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大气科学学报 2021年第6期44卷 818-824页

作者：华文剑刘殊瑜陈海山南京信息工程大学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/气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044 南京信息工程大学大气科学学院江苏南京210044

为进一步促进土地利用和土地覆盖变化(Land-Use and Land-Cover Change,LULCC)以及土地管理对气候影响的理解,第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)设立了土地利用模式比较计划(LUMIP)。该计划主要包括两个阶段的试验设计:第一阶段涉及理... 详细信息

为进一步促进土地利用和土地覆盖变化(Land-Use and Land-Cover Change,LULCC)以及土地管理对气候影响的理解,第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)设立了土地利用模式比较计划(LUMIP)。该计划主要包括两个阶段的试验设计:第一阶段涉及理想的毁林情景耦合试验和陆面模式模拟试验,旨在促进LULCC对气候影响过程的理解,并量化模式对LULCC的敏感性。第二阶段的试验重点关注土地利用变化的历史影响,以及未来土地管理决策在减缓气候变化方面的潜力。本文概述了其科学背景、试验设计和方案、参与模式情况等,并简评了该计划的研究意义和特色,以期读者迅速了解其相关的研究要点和发展方向。

关键词：土地利用模式比较计划(LUMIP) 土地利用和土地覆盖变化土地管理气候变化减缓

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多层城市冠层模型参数优化及对京津冀城市群的高温模拟

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气候与环境研究 2021年第6期26卷 663-677页

作者：王玉洁向洋陆波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/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害教育部重点实验室南京210044 南京信息工程大学大气科学学院南京210044 国家气候中心北京100081

针对京津冀高温模拟,综合运用卫星和地面气象观测数据、参数敏感性试验等技术方法,确定了耦合了多层城市冠层模型的中尺度数值模式(WRF/BEP/BEM)的地表反照率、比辐射率和人为热等参数的本地化配置。数值对比试验表明,参照试验中优化地... 详细信息

针对京津冀高温模拟,综合运用卫星和地面气象观测数据、参数敏感性试验等技术方法,确定了耦合了多层城市冠层模型的中尺度数值模式(WRF/BEP/BEM)的地表反照率、比辐射率和人为热等参数的本地化配置。数值对比试验表明,参照试验中优化地表反照率、比辐射率和人为热(通过本地优化BEM输入参数来实现)等参数后,模式对京津冀高温模拟的效果均有显著提高,65%及以上的城市站点,参照试验比敏感性试验模拟误差降低0.5℃以上。经参数优化的WRF/BEP/BEM,较好地模拟了2010年以来京津冀地区5次极端高温过程,模拟结果与观测的标准差分别为1.4℃、0.8℃、0.9℃、1.0℃和0.7℃,分别较ERA5与观测的标准差减小26.3%、61.9%、40.0%、41.2%和36.3%。参数本地优化的WRF/BEP/BEM,可进一步应用于京津冀极端高温的相关研究,特别是城市化对极端高温作用机理的研究。

关键词：多层城市冠层模型参数优化京津冀极端高温

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我国北方地区夏季极端热应激事件的年际变化特征及影响因子

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气象科学 2021年第6期41卷 761-771页

作者：张欣馨徐海明马静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

基于热应激指数,利用1961—2016年全国1814个气象站的日平均气温和相对湿度资料以及NCEP/NCAR再分析资料,分析了我国北方地区极端热应激年际变化特征及可能影响因子。结果表明,北方地区极端热应激事件的年际变化在1990年左右发生了年代... 详细信息

基于热应激指数,利用1961—2016年全国1814个气象站的日平均气温和相对湿度资料以及NCEP/NCAR再分析资料,分析了我国北方地区极端热应激年际变化特征及可能影响因子。结果表明,北方地区极端热应激事件的年际变化在1990年左右发生了年代际转折,1990年之前极端热应激事件频次的年际变化相对较小,其年际变化主要受到欧亚遥相关型、南极涛动和东亚太平洋遥相关型共同影响,而1990年之后极端热应激频次的年际变化显著增强,其变化则主要受东亚太平洋遥相关型的影响。

关键词：北方地区极端热应激年际变化

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21世纪初青藏高原感热年代际增强对中国东部季风雨带关键区夏季降水年代际转折的影响

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地球物理学报 2020年第2期63卷 412-426页

作者：王欢李栋梁四川师范大学地理与资源科学学院成都610101 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

基于中国气象局提供的气象站点月值资料,NOAA、CMAP降水格点月值资料,NDVI卫星资料及再分析资料,利用统计方法分析了1961-2014年青藏高原感热与中国东部季风雨带关键区夏季降水的年代际变化,并根据热动力平衡方程结合CESM模式试验解释... 详细信息

基于中国气象局提供的气象站点月值资料,NOAA、CMAP降水格点月值资料,NDVI卫星资料及再分析资料,利用统计方法分析了1961-2014年青藏高原感热与中国东部季风雨带关键区夏季降水的年代际变化,并根据热动力平衡方程结合CESM模式试验解释了21世纪初高原感热异常对关键区夏季降水的影响机理.结果表明:21世纪初,黄淮、江淮地区降水增加,而长江以南地区降水减少.同时,高原感热也发生年代际增强,当春季感热增强后,大气热能上传导致夏季高原近地面产生气旋性环流异常,大气辐合;高层产生反气旋性环流异常,大气辐散.黄淮、江淮地区在对流层中低层受异常偏南风控制,高层受高原上空的大尺度反气旋环流影响产生异常偏北风.此外,高原感热增强通过影响黄淮、江淮地区产生暖平流输送和非绝热加热正异常,该区域产生异常的上升运动,降水量增加.长江以南地区在对流层中低层存在一个异常的反气性环流,有来自海洋的冷平流输送,同时大气非绝热加热在该地区为负异常,产生异常的下沉运动,降水量减少.模式敏感性试验的结果证实了当高原感热发生年代际增强,黄淮、江淮地区水平温度平流及非绝热加热为正异常,而在华南地区为负异常,从而导致黄淮、江淮地区大气上升运动增强,降水增加;而华南地区下沉运动增强,降水减少.

关键词：季风雨带关键区夏季降水青藏高原感热 21世纪初年代际变化环流热动力平衡 CESM模式试验

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夏季南亚高压对流层中上层异常暖中心时空分布特征及其激发的大气波动

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地球物理学报 2020年第10期63卷 3626-3639页

作者：贾建颖刘毅南京信息工程大学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/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 南京信息工程大学大气科学学院南京210044 中国科学院大气物理研究所北京100029 中国科学院大学北京100029

利用1979年1月至2016年12月ERA-interim月平均再分析资料和CAMP全球月降水资料,分析夏季(6—8月)南亚高压下方500 hPa到100 hPa暖中心的时空分布,从三维结构来揭示夏季南亚高压暖心特征.回归分析进一步探讨青藏高原上空暖中心对全球大... 详细信息

利用1979年1月至2016年12月ERA-interim月平均再分析资料和CAMP全球月降水资料,分析夏季(6—8月)南亚高压下方500 hPa到100 hPa暖中心的时空分布,从三维结构来揭示夏季南亚高压暖心特征.回归分析进一步探讨青藏高原上空暖中心对全球大气环流产生的可能影响.结果表明:南亚高压在150 hPa达到最强,这一层也是异常冷暖中心分界面,150 hPa以下有一强大异常暖中心,异常暖中心位于300 hPa附近,150 hPa以上为异常冷中心,中心位置位于70 hPa附近.异常暖中心从500 hPa向上逐渐向西向北倾斜,异常暖中心面积200 hPa达最大,150 hPa异常暖中心消失,100 hPa以上转变为异常冷中心.500~200 hPa异常暖中心表现出不断增暖的长期趋势(1979—2016),100 hPa异常冷中心则表现出不断变冷的长期趋势(1979—2016).去掉长期趋势的时间序列表现出明显的“准两年振荡”特征,异常暖中心位置在纬向上较稳定,在经向上表现出年际的“东西振荡”.300 hPa异常暖中心是整个南亚高压的关键层.300 hPa异常暖中心对全球其他变量场进行回归分析.高度回归场表明,青藏高原上空异常暖中心在北半球中高纬度高度场上激发出3波的行星波,波特征在对流层中上层表现明显,波振幅随高度增高不断加强,在对流层中下层逐渐减弱并消失.纬向风回归场在对流层中上层表现出横跨南北半球的波列,这个波列在200 hPa振幅最大.经向风回归场在北半球中纬度(30°N—60°N)表现出7波型,说明南北能量交换频繁.降水回归场表明,东亚地区长江中下游至日本降水偏少,而其南北两侧降水偏多.

关键词：南亚高压加热中心对流层上层平流层下层 3-Rossby波

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蒙古高压和极涡中期过程对2010年疆北持续性降雪的影响

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高原气象 2021年第2期40卷 302-313页

作者：马丽云饶建孙晓娟朱素行施春华陈长胜郭栋南京信息工程大学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/气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044 南京信息工程大学大气科学学院江苏南京210044 南京信息工程大学雷丁学院江苏南京210044 南京信息工程大学大气科学与环境气象国家级实验教学示范中心江苏南京210044 吉林省气象台吉林长春130062

利用NCEP1再分析的逐日、逐月位势高度、海平面气压、风、温度、相对湿度资料与中国地面气候资料日值数据集(3.0)降水资料,分析了新疆北部2010年1-2月连续5次降雪过程以及蒙古高压和极涡对其的影响。结果表明:在充沛水汽条件下蒙古高压... 详细信息

利用NCEP1再分析的逐日、逐月位势高度、海平面气压、风、温度、相对湿度资料与中国地面气候资料日值数据集(3.0)降水资料,分析了新疆北部2010年1-2月连续5次降雪过程以及蒙古高压和极涡对其的影响。结果表明:在充沛水汽条件下蒙古高压强而连续的爆发是导致2010年降雪极端异常的重要原因。该年蒙古高压平均强度为历年最强,在此次持续性过程中,存在5次蒙古高压的南北移动和5次蒙古高压强度与面积的振荡。且每一次降雪、降温过程前基本都存在蒙古高压南进、面积增大、强度增强。蒙古高压中心纬度超前新疆日平均温度1~3天的相关和蒙古高压强度和面积指数超前新疆北部日平均温度1~4天的相关均显著。研究极涡与蒙古高压二者关系发现,前期对流层高层极涡增强、极涡中心北移,有利于后期的蒙古高压增强增大且中心南移。

关键词：新疆持续性降雪蒙古高压极涡中期天气过程

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中国夏季极端气温与降水事件日数随平均气温变化的定量分析

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高原气象 2020年第3期39卷 532-542页

作者：李娟闫会平朱志伟南京信息工程大学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/气象灾害预报预警与评估协同创新中心大气科学学院江苏南京210044 淮河流域气象中心安徽合肥230031

极端高温、极端低温、极端降水事件日数对全球平均气温变化都有较强响应。本文利用全国1960-2005年549个站点逐日均一化温度资料以及559个站点逐日降水数据,定量分析了中国夏季极端气温与降水事件日数随气温变化的特征。结果表明:全球... 详细信息

极端高温、极端低温、极端降水事件日数对全球平均气温变化都有较强响应。本文利用全国1960-2005年549个站点逐日均一化温度资料以及559个站点逐日降水数据,定量分析了中国夏季极端气温与降水事件日数随气温变化的特征。结果表明:全球平均气温升高1℃,全国平均的极端高温、低温和降水日数的变化量分别为5.69,-5.3和0.69天;区域尺度上,全球平均气温升高1℃,东南沿岸和四川地区极端高温日数可增加8~10天,东北地区极端低温日数减少10天左右,西北地区极端降水日数可增加4~6天。基于以上结果,利用模式对未来全球平均气温的预估表明:2006-2099年我国平均的极端高温、低温、降水日数变化量在RCP8.5情景下最大,分别增加23天、减少22天和增加3天;区域尺度上,RCP8.5情景下2006-2099年我国东南以及西南地区极端高温日数可增加42天左右,我国北方大部分地区极端低温日数减少33天左右,而西北地区极端降水日数可增加16天左右。该研究结果表明一系列应对气候变化的措施势在必行。

关键词：极端高温日数极端低温日数极端降水日数平均气温定量分析

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