检索结果-内蒙古大学图书馆

大气科学 2023年第3期47卷 683-697页

作者：谭辉朱志伟蒋薇郝立生李琳菲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/气象灾害预测预警与评估协同创新中心南京210044 江苏省气候中心南京210041 天津市气候中心天津300074

本文利用中国东部1078个测站1961~2003年逐日云量数据资料,揭示了中国东部冬季阴天频次主模态的时空分布特征,探讨了其形成的两条独立影响途径,并根据影响机理建立了季节预测模型。结果表明:(1)中国东部冬季阴天频次的经验正交函数分解... 详细信息

本文利用中国东部1078个测站1961~2003年逐日云量数据资料,揭示了中国东部冬季阴天频次主模态的时空分布特征,探讨了其形成的两条独立影响途径,并根据影响机理建立了季节预测模型。结果表明:(1)中国东部冬季阴天频次的经验正交函数分解第一模态独立且显著,解释了其59%的总方差。该模态基本呈现空间一致型的分布,表现出显著的年际变率特征。当该模态为正位相时,北太平洋对流层低层存在显著的大尺度反气旋环流异常,其西侧异常偏南风能够将热带海洋的水汽输送至中国东部地区,导致该地区阴天频次增多。(2)前期8月和9月北太平洋副热带持续性海温异常的纬向偶极型分布(NPD)和副热带北大西洋海平面气压9至11月的短期变化(LPA)是该模态的两个主要驱动因子。当NPD中的西极为冷异常时,在局地低层气旋性异常环流的作用下冷海温异常向南平流,发展至热带西太平洋。而当热带西太平洋冷海温异常形成后,皮耶克里斯反馈作用能够发展和维持太平洋“西冷东暖”海表温度异常分布。“西冷东暖”的海表温度异常导致的热带纬向偶极型对流异常能够进一步激发北太平洋“北正南负”的偶极型高度场异常。北部反气旋异常西侧的偏南风有利于水汽输送至中国东部,从而导致阴天频次增多;LPA主要反映的是中高纬准定常罗斯贝波列由秋季至冬季的迅速转变。当副热带北大西洋海表面气压在前秋由正转负时,罗斯贝波列在东北亚上空冬季形成准正压的异常反气旋,其西侧偏南风异常同样能够导致中国东部阴天频次增多。(3)依据以上热带和热带外的两条独立影响机理途径,我们建立了具有物理意义的季节预测模型,利用2004~2013年间数据进行独立预测获得良好预测效果,可供业务预测部门参考和借鉴。

关键词：中国东部冬季阴天频次热带和热带外影响季节预测

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Atlantic Niño–ENSO关系的年代际变化及其影响因子:基于CESM1长期模拟的研究

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大气科学 2024年第6期48卷 2215-2234页

作者：陶淑琳陈林姜蕾杉王然王阔邢雯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/气候与环境变化国际合作联合实验室南京210044 浙江省气候中心杭州310017 中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室广州510301

三大洋相互作用是当前国际前沿的热点问题之一,近年来大西洋和印度洋对太平洋气候变率的影响得到了广泛的关注,其中热带大西洋主要年际变率Atlantic Niño/Atlantic Niña(大西洋尼诺/尼娜)对El Niño–Southern Oscillatio... 详细信息

三大洋相互作用是当前国际前沿的热点问题之一,近年来大西洋和印度洋对太平洋气候变率的影响得到了广泛的关注,其中热带大西洋主要年际变率Atlantic Niño/Atlantic Niña(大西洋尼诺/尼娜)对El Niño–Southern Oscillation(ENSO)的发展演变具有不可忽视的影响。观测结果表明夏季大西洋尼诺/尼娜与随后冬季ENSO的负相关关系(以下简称“Atlantic Niño–ENSO关系”)并非一直显著,而是表现出了年代际差异,然而关于影响二者关系年代际差异的关键物理因子尚不清楚。本文基于观测资料和地球系统模式(CESM1)长期模拟资料分析了影响Atlantic Niño–ENSO关系变化的关键因子,得到以下主要结论:(1)夏秋印度洋偶极子(IOD)是调控Atlantic Niño–ENSO二者关系密切与否的重要因子之一。当大西洋尼诺(尼娜)激发出热带大西洋—太平洋异常沃克环流的同时,负IOD(正IOD)可以激发热带印度洋—太平洋异常沃克环流,对应的下沉支(上升支)加强了大西洋尼诺(尼娜)引发的太平洋异常沃克环流下沉支(上升支),最终造成赤道太平洋低层东风(西风)异常,促进了随后拉尼娜(厄尔尼诺)事件的发生发展。(2)ENSO发展前期的夏季太平洋海洋热容量初始状态也是调制大西洋尼诺/尼娜能否影响随后ENSO事件发生发展的另一关键因子。当大西洋尼诺(尼娜)发生时,若同期赤道太平洋处于“放电”(“充电”)状态,则更有利于随后拉尼娜(厄尔尼诺)事件的形成。值得指出的是,夏秋季IOD与夏季太平洋海洋热容量初始状态这两个关键因子相互独立,二者对Atlantic Niño–ENSO关系的调制作用相当。总之,在关注热带大西洋影响太平洋气候变率的时候,须同时考虑印度洋特别是IOD信号的影响以及热带太平洋自身海洋初始态影响。由于观测资料长度有限,该研究基于长时间模拟资料所得的结论可作为观测结果的补充,有助于增进对热带洋盆间相互作用的理解。

关键词：大西洋尼诺 ENSO 跨洋盆相互作用热带海气相互作用

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2022年夏季长江流域干旱的水循环模拟和分析

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大气科学学报 2023年第6期46卷 813-824页

作者：程浩秋魏江峰宋媛媛单昱峰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/大气科学学院江苏南京210044

基于WRF-WVT水汽追踪模式,对2022年6—8月长江流域极端干旱情况下的水循环进行模拟研究,分析了长江流域蒸散发对长江流域局地和非局地降水的影响。结果表明,2022年夏季干旱导致长江中下游陆地水储量在5—8月期间减少100~150 mm。6—8月... 详细信息

基于WRF-WVT水汽追踪模式,对2022年6—8月长江流域极端干旱情况下的水循环进行模拟研究,分析了长江流域蒸散发对长江流域局地和非局地降水的影响。结果表明,2022年夏季干旱导致长江中下游陆地水储量在5—8月期间减少100~150 mm。6—8月长江流域约45%的蒸散发在当地和华北形成降水,其中6月长江流域蒸散发主要贡献当地降水,而7、8月对当地和华北降水的贡献大致相等。6—8月长江流域蒸散发贡献的当地降水逐月减少,总量为8.2×10^(7) m^(3)(长江流域平均91.2 mm),并且降水强度越高当地蒸散发贡献率越小,对当地降水贡献最大的区域为四川盆地附近(最大超过40%)。长江流域蒸散发为华北提供的降水在6—8月先增多后小幅度减少,总量为5.3×10^(7) m^(3)(华北平均58.4 mm),并且降水强度越高长江流域蒸散发贡献率越大。2022年夏季长江流域蒸散发对当地和华北地区暴雨的贡献率都为12%左右。

关键词：长江流域干旱降水水循环水汽追踪

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基于印度洋海温信号的我国西北地区东部夏季降水组合降尺度预测方法研究

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气象 2024年第3期50卷 357-369页

作者：朱晓炜李清泉孙银川王璠王岱高睿娜刘颖中国气象局旱区特色农业气象灾害监测预警与风险管理重点实验室银川750002 宁夏回族自治区气候中心银川750002 中国气象局气候预测研究重点开放实验室国家气候中心北京100081 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

利用国家气候中心第二代气候模式预测业务系统(BCC-CPSv2)预测产品,引入印度洋海温信号,采用组合降尺度方法建立了西北地区东部汛期降水预测模型。该预测模型对1991—2017年西北地区东部夏季降水的回报技巧较BCC-CPSv2预测技巧显著提高... 详细信息

利用国家气候中心第二代气候模式预测业务系统(BCC-CPSv2)预测产品,引入印度洋海温信号,采用组合降尺度方法建立了西北地区东部汛期降水预测模型。该预测模型对1991—2017年西北地区东部夏季降水的回报技巧较BCC-CPSv2预测技巧显著提高,空间相关系数由0.42提高到0.75,均方根误差明显减小,最多下降达80%。预测模型对降水空间分布型的预测能力较好,很好地回报了典型年份(1987年和2010年)夏季的降水距平百分率分布。通过抓住气象变量的空间分布特征,组合降尺度方法可以修正动力模式产品的预测误差,为西北地区东部夏季降水预测提供科学依据和技术支持,具有较好的应用前景。

关键词：印度洋海温西北地区东部夏季降水组合降尺度预测模型

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2021年11月两次黄淮气旋引发的东北地区暴雪过程对比分析

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冰川冻土 2024年第6期46卷 1800-1815页

作者：杜晓丹赵宇赵玲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/气候与环境变化国际合作联合实验室江苏南京210044 黑龙江省气象台黑龙江哈尔滨150028

受黄淮气旋影响,2021年11月7—9日和21—23日在我国东北地区分别出现了两次暴雪天气过程。为寻找监测指标,改进预报技术,本文利用常规观测、FY-4A红外云图,结合欧洲中期天气预报中心(ECMWF)0.25°×0.25°逐小时的ERA5再分... 详细信息

受黄淮气旋影响,2021年11月7—9日和21—23日在我国东北地区分别出现了两次暴雪天气过程。为寻找监测指标,改进预报技术,本文利用常规观测、FY-4A红外云图,结合欧洲中期天气预报中心(ECMWF)0.25°×0.25°逐小时的ERA5再分析资料,对这两次暴雪过程进行了对比分析。结果表明,前者是黄淮气旋单独北上,气旋路径偏西,在东北地区停留时间长,强降雪范围大,出现了雨、雨夹雪和雪等复杂降水相态;而后者是黄淮气旋与蒙古气旋合并,气旋路径偏东,在东北地区停留时间短,强降雪范围小,以纯雪为主。两次过程的云系演变均呈现Shapiro-Keyser气旋发展模式,具有暖锋后弯和锢囚包卷特征,前者宽广的暖锋云系控制内蒙古东部和东北地区,导致大范围强降雪,而后者暖锋云系在东北地区东部,造成强降雪范围小;降雪强度与反射率大于30 dBZ的中尺度降水区的强度和持续时间密切相关。两次暴雪过程的水汽和热动力条件有很大不同:前者受热带扰动外围水汽输送的影响,有2条水汽通道,输送来自日本海、黄海和东海的水汽,而后者只有1条水汽通道,输送来自日本海的水汽;前者的水汽辐合、暖平流和锋生都强于后者,因此较后者有更强的降水。两次过程中东北地区西部整层温度一直低于0℃,以降雪为主,而7—9日过程吉林东部和辽宁东部冷空气影响前地面温度较高,为降雨,有些地区地面温度虽然低于0℃,但900~800 hPa出现暖层,冰晶融化,出现雨夹雪和冻雨,冷空气主力下来后转雪。本文通过对比分析这两次暴雪过程,尝试寻找黄淮气旋暴雪的预报监测指标,可为黄淮气旋暴雪预报提供参考。

关键词：暴雪黄淮气旋暖锋后弯水汽降水相态

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南极春季臭氧损耗和恢复期的主要特征及其与平流层环流异常的关系

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极地研究 2023年第3期35卷 337-351页

作者：李佳瑶周顺武杨铖邓中仁姚遥孙阳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

21世纪以来,南极臭氧总量经历了逐渐恢复的过程。本文基于近41年(1979—2019年)BS填充臭氧总量(Bodeker Scientific Filled Total Column Ozone)数据集和同期的ERA5再分析数据,分析了20世纪末(1979—1999年,损耗期)和21世纪初(2000—201... 详细信息

21世纪以来,南极臭氧总量经历了逐渐恢复的过程。本文基于近41年(1979—2019年)BS填充臭氧总量(Bodeker Scientific Filled Total Column Ozone)数据集和同期的ERA5再分析数据,分析了20世纪末(1979—1999年,损耗期)和21世纪初(2000—2019年,恢复期)南极春季(9—11月)臭氧总量和平流层环流的主要变化特征,研究了不同时期平流层环流异常与臭氧总量的关系,并通过行星波诊断了影响臭氧总量变化的可能途径。结果表明,(1)南极臭氧总量在损耗期以51.5 Du·(10 a)^(-1)的速率显著减小,在恢复期以14.2 Du·(10 a)^(-1)的速率持续增加;与臭氧总量存在显著相关的平流层云(PSC)面积、平流层下部极区温度、中部极区位势高度以及60°S平均纬向风在损耗(恢复)期也经历了快速(缓慢)变化;(2)在整个分析时段,臭氧总量与PSC面积、平流层温度、位势高度以及纬向风保持着显著且稳定的关系;其中恢复期臭氧总量与上述平流层各要素的关系更加显著;(3)与损耗期相比,恢复期由于平流层存在较强的Eliassen-Palm(EP)通量,伴随平流层中上部极区EP通量辐合和更大的负涡旋热通量,使得平流层温度升高,极涡减弱,不仅导致PSC面积减小,而且有利于南极臭氧总量恢复。

关键词：南极臭氧总量恢复期损耗期平流层环流平流层云面积 Eliassen-Palm通量

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台风“美莎克”(2020)的变性过程中降水的微物理机制研究

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大气科学 2024年第6期48卷 2353-2373页

作者：杜涵平凡谭桂容周冠博黄伟沈新勇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 中国科学院大气物理研究所云降水物理与强风暴院重点实验室(LACS) 北京100029 国家气象中心北京100081 岱山县气象局浙江岱山316200

本文采用数值模式WRF4.2对2020年09号变性台风“美莎克”进行了数值模拟,再现了“美莎克”北上过程中逐渐与高纬度冷槽结合变性并产生暴雨的过程。通过将台风划分为中心低压区及外围云区,并分别分析其热力学、动力学及云微物理特征,得... 详细信息

本文采用数值模式WRF4.2对2020年09号变性台风“美莎克”进行了数值模拟,再现了“美莎克”北上过程中逐渐与高纬度冷槽结合变性并产生暴雨的过程。通过将台风划分为中心低压区及外围云区,并分别分析其热力学、动力学及云微物理特征,得到了冷槽对降水强度空间分布及时间变化特征的影响及机制。研究结果表明:(1)干冷空气由中层入侵台风中心低压区,使对流高度降低,其造成的上干下湿不稳定结构维持了中低层的对流强度。在外围云区,冷空气从低层入侵从而抬升暖空气以及垂直涡度输送作用使得高层的上升运动更强。系统逐渐演变为向前倾斜的对流结构。(2)本次降水的主要云微物理过程为:由水蒸气凝华的雪在下落过程中收集了云水,并融化为雨水,雨水又收集了大量云水导致增长。还有部分雨水源自霰粒子融化和雨水收集霰粒子,霰粒子主要来自雪收集云水的过程。(3)雪融化以及雨水收集云水是雨水的两个最大来源,冷槽通过影响台风的热动力结构,影响到了云水和雪的空间分布,最终影响到降水的空间分布:在中心低压区云水更聚集于台风中心,在外围云区沿出流的方向上雪更超前于云水。而雨水主要分布在雪和云水大值相重合的区域。在量值特征方面,低层干冷空气入侵使得外围云区雪凝华和雨水蒸发效率更高,云水凝结效率低,导致了外围云区水凝物中的雪的占比更大,云水及雨水的占比更少。(4)冷槽主要是通过影响到台风的垂直速度变化,直接影响到雪的凝华和云水凝结效率,继而影响到雪收集云水、雪收集云水增加至霰、雪融化为雨水、雨水收集云水、霰融化为雨水等过程的效率,最终导致了降水量的变化。

关键词：台风变性冷槽暴雨云微物理过程

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一次天山南脉暴雨过程的位势稳定度变化特征及地形敏感性研究

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大气科学 2024年第5期48卷 1817-1836页

作者：谢越冉令坤沈新勇黄伟周括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 中国科学院大气物理研究所云降水物理与强风暴实验室北京100029 岱山县气象局岱山316200

基于ERA5再分析资料和CMORPH卫星降水数据,对2019年9月9~10日发生在天山南脉的暴雨过程进行高分辨率数值模拟,分析位势不稳定变化特征;进一步开展地形敏感性试验,利用地形追随坐标系位势稳定度倾向方程研究不同尺度地形扰动对位势不稳... 详细信息

基于ERA5再分析资料和CMORPH卫星降水数据,对2019年9月9~10日发生在天山南脉的暴雨过程进行高分辨率数值模拟,分析位势不稳定变化特征;进一步开展地形敏感性试验,利用地形追随坐标系位势稳定度倾向方程研究不同尺度地形扰动对位势不稳定变化的影响。分析结果表明:(1)暴雨发生前低层大气位势不稳定显著,而随着暴雨发生发展,不稳定能量被释放,低层大气趋于位势稳定。(2)位势散度项是位势稳定度倾向方程的重要强迫项,主要由爬流引起。经向爬流垂直切变与广义位温经向梯度的耦合项是爬流位势散度的主导项。本次暴雨发生过程中,地形扰动通过改变经向爬流的垂直切变和广义位温的经向梯度,造成位势不稳定的发展。这些结果有助于提高新疆地区的暴雨预报水平。

关键词：暴雨位势不稳定地形敏感性试验位势稳定度倾向方程

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控制大田和自然大田稻纵卷叶螟危害水稻生理生态参数估算模型

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生态学报 2023年第13期43卷 5466-5479页

作者：包云轩黄璐郭铭淇朱凤杨荣明气象灾害预报预警与评估协同创新中心/南京信息工程大学南京210044 江苏省农业气象重点实验室/南京信息工程大学南京210044 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南京210044 江苏省植物保护站南京210013

为了准确监测和客观评估稻纵卷叶螟对水稻生长发育和产量形成的危害,利用ASD Field Spec3地物波谱仪和SPAD-502叶绿素仪分别采集控制大田试验(2015年和2019年)和自然大田试验(2020年)在各生育期(拔节期、孕穗期、灌浆期、成熟期)水稻的... 详细信息

为了准确监测和客观评估稻纵卷叶螟对水稻生长发育和产量形成的危害,利用ASD Field Spec3地物波谱仪和SPAD-502叶绿素仪分别采集控制大田试验(2015年和2019年)和自然大田试验(2020年)在各生育期(拔节期、孕穗期、灌浆期、成熟期)水稻的冠层高光谱数据和SPAD值,调查采集样点的虫量和水稻卷叶率,对比分析两种试验中稻纵卷叶螟的虫害发生特征、水稻冠层光谱特征和水稻生理生态参数特征,建立基于高光谱参数的水稻受稻纵卷叶螟危害的生理生态参数估算模型。结果表明,(1)两种试验的水稻SPAD值和冠层的红边至近红外波段的反射率均随着稻纵卷叶螟虫害程度的加重而降低,而可见光波段的反射率则相反;(2)自然大田试验的SPAD值和红光至近红外波段的冠层反射率在水稻生长发育前期要显著低于控制大田试验,而到了后期则反而要略高于控制大田试验;(3)综合分析筛选出自然大田试验和控制大田试验中的多个虫害特征参数和植被指数分别构建出了SPAD的单因子和多因子估算模型,各模型均达到了较好的估算效果,在单因子模型中EVI的二项式函数模拟效果最好,而多因子线性回归估测模型的模拟效果优于所有的单因子模型;(4)通过2021年对这些模型的应用检验发现:这些模型中基于虫量、卷叶率、OSAVI、EVI和DVI的单因子估算模型的SPAD估算值与实测值拟合度很高,其Rv 2均超过了0.8,达到了比较理想的估算效果,这为稻纵卷叶螟危害下的水稻SPAD值估测提供了一种精度较高且可行的估算方法。

关键词：稻纵卷叶螟冠层高光谱特征生理生态参数植被指数估算模型

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1979~2020年北极和青藏高原臭氧低值区的动力输送特征比较

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大气科学 2023年第3期47卷 866-880页

作者：王启璐徐雯雯涂静怡于淑洋饶建郭栋南京信息工程大学大气科学学院南京210044 中国地质大学(武汉)环境学院大气科学系武汉430074 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 南京信息工程大学雷丁学院南京210044

基于ERA5月平均再分析资料,利用Lorenz环流分解方法从定常和瞬变以及基流和涡旋的角度对比了北极与青藏高原臭氧低值区的动力输送特征。结果表明:动力总输送在两地上平流层作用最强,均使其臭氧浓度降低,且定常输送均强于瞬变输送,纬向... 详细信息

基于ERA5月平均再分析资料,利用Lorenz环流分解方法从定常和瞬变以及基流和涡旋的角度对比了北极与青藏高原臭氧低值区的动力输送特征。结果表明:动力总输送在两地上平流层作用最强,均使其臭氧浓度降低,且定常输送均强于瞬变输送,纬向与经向输送的作用均大致相反。然而,动力输送在北极地区的作用强度远大于青藏高原地区。北极地区纬向输送使得平流层中上层臭氧浓度降低,平流层下层臭氧浓度升高,经向输送的作用与之相反且强度明显偏弱,二者均主要作用于上平流层。青藏高原地区纬向和经向输送除在上平流层均使得臭氧浓度降低外,二者作用大致相反且强度相当,输送大值区在垂直方向上存在双中心结构,分别位于上平流层与上对流层—下平流层(Upper Troposphere–Lower Stratosphere,简称UTLS)区。两地区纬向和经向输送的差异均主要由定常涡旋输送所造成。青藏高原地区定常与瞬变输送的强度差异没有北极地区大。此外,两地定常和瞬变输送中涡旋对臭氧纬向平均的输送均起到主要作用,体现出涡旋输送在两地臭氧浓度变化的动力输送过程中发挥着至关重要的作用。

关键词：臭氧低值区环流分解动力输送定常输送瞬变输送

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