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南大气候预测研究联合实验室2017年度学术年会

作者：李天宇朱伟军吉林省气候中心长春130062 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

基于 1960–2014 年NCEP/NCAR(美国环境预报中心和国家大气研究中心)的逐日再分析资料以及NCPC(美国气候预报中心)的海温资料和大气环流及海洋指数，通过计算风暴轴指数、经验证交分解(EOF)等方法，研究了冬季北半球北太平洋风暴轴(PST... 详细信息

基于 1960–2014 年NCEP/NCAR(美国环境预报中心和国家大气研究中心)的逐日再分析资料以及NCPC(美国气候预报中心)的海温资料和大气环流及海洋指数，通过计算风暴轴指数、经验证交分解(EOF)等方法，研究了冬季北半球北太平洋风暴轴(PST)和北大西洋风暴轴(AST)之间不同时间尺度下的协同变化特征，并利用回归和相关分析对风暴轴的年际和年代际协同变化特征与同期海气系统的空间耦合关系进行了探讨。

关键词：风暴轴协同变化年际变化年代际变化海气系统

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霾与轻雾天气下水溶性离子的组分特征——冬季长江三角洲地区一次污染过程分析

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中国环境科学 2017年第10期37卷 3601-3610页

作者：蒋琳朱彬王红磊沙丹丹施双双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中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室江苏南京210044

于2015年1月9~31日同步采集了南京、苏州和临安3个站点的PM2.5样品,深入探讨冬季长江三角洲地区霾与轻雾天气下水溶性离子(Na^+、NH_4^+、K^+、Ca^(2+)、Mg^(2+)、Cl^-、NO_2^-、F^-、NO_3^-和SO_4^(2-))的理化特征并进一步分析其来源... 详细信息

于2015年1月9~31日同步采集了南京、苏州和临安3个站点的PM2.5样品,深入探讨冬季长江三角洲地区霾与轻雾天气下水溶性离子(Na^+、NH_4^+、K^+、Ca^(2+)、Mg^(2+)、Cl^-、NO_2^-、F^-、NO_3^-和SO_4^(2-))的理化特征并进一步分析其来源及形成机制.结果表明:冬季长三角地区颗粒物污染严重,采样期间南京、苏州及临安PM2.5日均浓度分别为(150.54±53.56)、(159.37±58.39)和(123.64±53.25)μg/m^3,是国家环境空气质量二级标准的(2.13±0.71)、(2.01±0.77)和(1.65±0.71)倍.轻雾天PM_(2.5)及总水溶性离子(TWSIs)质量浓度较霾天显著上升,其中尤以二次离子(SO_4^(2-)、NH_4^+和NO_3^-)浓度增长最多,分别是霾天的1.70、1.62和1.48倍,相对湿度(RH)的升高对南京二次离子浓度的影响最大.3个站点轻雾天原位p H值分别为2.55、2.44和2.5,均高于霾天,由于其颗粒物含水量较高导致酸性较弱;其硫氧化率(SOR)与氮氧化率(NOR)也均大于霾天.RH与SOR间较高的相关性表明观测期间硫酸盐主要通过非均相氧化反应生成,轻雾天颗粒物中较高的液水含量很可能促进了这一反应的发生.在前人研究的基础上通过NOR与NH_4^+的高相关性以及对过量NH_4^+和NO_3^-间拟合直线的分析,推断NO_3^-主要通过气相均相反应生成,而轻雾天较弱的酸度可能更有利于这一反应的发生.

关键词：长江三角洲 PM2.5 水溶性离子霾轻雾

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基于地基遥感资料的厦门市污染边界层特征分析

基于地基遥感资料的厦门市污染边界层特征分析

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第十一届海峡论坛·第八届海峡两岸民生气象论坛

作者：蒋永成张伟张玲陈德花谢祖欣郑秋萍陈进生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中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044 厦门市气象局海峡气象开放实验室厦门市气象台厦门 361012 福建省气象科学研究所福州 350003 中国科学院城市环境研究所厦门 361021

城市大气边界层是影响城市环境气象的重要研究对象,本研究利用新型地基遥感数据针对城市颗粒物污染过程开展边界层特征分析,旨在利用风廓线雷达和微波辐射计等高时空分辨率的遥感数据探讨边界层内大气运动、温湿条件的变化与近地面污染... 详细信息

城市大气边界层是影响城市环境气象的重要研究对象,本研究利用新型地基遥感数据针对城市颗粒物污染过程开展边界层特征分析,旨在利用风廓线雷达和微波辐射计等高时空分辨率的遥感数据探讨边界层内大气运动、温湿条件的变化与近地面污染累积的关系.主要研究结论如下：厦门地区颗粒物污染过程中,边界层内弱风层厚度较地面风速而言更能够代表边界层内扩散条件的变化,可以更好的表征和预测近地面污染的变化,边界层内垂直扩散情况可以通过边界层内的垂直温差表现,0-3 km 温差与PM2.5 浓度有着密切的联系;在局地累积的污染过程中,边界层内存在较厚的弱风层,同时2 km 以下的风场有明显的日变化特征,导致边界层内不存在有效的传输和扩散,另外,在污染时边界层垂直温差较大,表现出垂直扩散条件差的特征;冷空气过程有将上游污染物向本地区输送的可能,城市边界层在东北大风的条件下伴随着显著的垂直下沉运动,以及边界层顶部附近弱风层的层底高度下降的特征,有利于上空污染向下扩散.多源地基遥感数据联合分析,能够进一步解释城市边界层内气象条件对于城市大气污染变化的影响,集合各设备的探测优势开展城市宜居和污染气象条件研究具有较高的科学性和可行性.

关键词：城市边界层风廓线雷达微波辐射计颗粒物污染海峡西岸

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海洋性大陆地区夏季降水的区域性特征及与亚-印-太不同气候信号的联系

海洋性大陆地区夏季降水的区域性特征及与亚-印-太不同气候信号的...

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第35届中国气象学会年会

作者：管兆勇许琪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

海洋性大陆区域(Maritime Continent,MC)受到季风、热带海洋信号等众多因素的共同作用,降水具有显著的区域特征。利用1979-2013年的NCEP/NCAR和GPCP月平均再分析资料,通过REOF方法,对北半球夏季(6-9月)MC地区的降水进行区域划分,进一步... 详细信息

海洋性大陆区域(Maritime Continent,MC)受到季风、热带海洋信号等众多因素的共同作用,降水具有显著的区域特征。利用1979-2013年的NCEP/NCAR和GPCP月平均再分析资料,通过REOF方法,对北半球夏季(6-9月)MC地区的降水进行区域划分,进一步通过小波、回归等方法,诊断研究了不同地区降水的变化特征及其与东亚夏季风异常、热带海洋信号的联系。结果表明:MC地区的降水可被划分为四个独立的区域,分别位于印尼中东部地区(Ⅰ区)、印尼西部洋面地区(Ⅱ+Ⅴ区)、赤道西太平洋暖池地区(Ⅲ区)以及关岛地区(Ⅳ+Ⅵ区)。各区降水的时间序列均具有较强的年际特征且差异显著。Ⅰ区降水异常与热带太平洋气候变动密切相关,Ⅱ+Ⅴ区则受到热带太平洋和热带印度洋的共同作用。Ⅲ区与Ⅳ+Ⅵ区降水异常和东亚地区季风活动及热带地区的辐合辐散异常有关。当各区降水出项异常时,均存在显著的水汽与环流场的辐合辐散与之对应,东亚地区出现EAP/PJ,或类似的遥相关型。这些结果有利于深刻认识MC区域的气候特征变化,并为进一步研究东亚夏季风以及中国降水的异常提供一定线索。

关键词：海洋性大陆北半球夏季东亚季风中国降水

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南极涛动与西沙夏季气候的关联性

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气象科技 2018年第2期46卷 292-298页

作者：孙立周顺武孙阳陈少健陈长丘周海霞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 海南省三沙市气象局三沙573199

利用近53a(1960—2012年)南海西沙群岛永兴岛气象站的观测资料以及同期的NCEP/NCAR月平均再分析资料,分析了近53a西沙夏季气候变化特征及其与春、夏季南极海平面气压的可能联系,并初步分析了南极涛动(AAO)对西沙夏季气候的影响。结果表... 详细信息

利用近53a(1960—2012年)南海西沙群岛永兴岛气象站的观测资料以及同期的NCEP/NCAR月平均再分析资料,分析了近53a西沙夏季气候变化特征及其与春、夏季南极海平面气压的可能联系,并初步分析了南极涛动(AAO)对西沙夏季气候的影响。结果表明:近53a来西沙夏季平均降水持续减少、气温明显升高、风速显著减弱;降水、气温和风速还表现出准2a的年际变率及7~11a的年代际变率。回归分析和相关分析结果均表明,当春、夏季南极海平面气压偏强(弱)时,西沙夏季降水偏多(少)、气温偏低(高)、风速偏强(弱)、空间分布型类似于负(正)位相的南极涛动(AAO)。春、夏季AAO处于正位相,一方面在年代际尺度上导致东亚夏季风减弱,另一方面在年际尺度上导致印度季风减弱,从而使得西沙夏季降水偏少、气温偏高、风速偏弱。

关键词：南极涛动海平面气压西沙降水气温风速

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中纬度系统对季风涡旋生成影响的数值模拟

中纬度系统对季风涡旋生成影响的数值模拟

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第35届中国气象学会年会

作者：李箭葛旭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

本文利用数值试验研究了1991年8月季风涡旋的生成机制。季风涡旋是西北太平洋地区季风槽的特殊形态,表现为一个直径大约2500 km的气旋性环流,其南至东南侧为明显的对流活跃区。季风涡旋对台风的生成及路径有重要的影响,因此研究季风涡... 详细信息

本文利用数值试验研究了1991年8月季风涡旋的生成机制。季风涡旋是西北太平洋地区季风槽的特殊形态,表现为一个直径大约2500 km的气旋性环流,其南至东南侧为明显的对流活跃区。季风涡旋对台风的生成及路径有重要的影响,因此研究季风涡旋的形成机制有利于提高台风生成及路径预报的准确性。模式结果表明,此次季风涡旋个例是由一个中纬度的气旋性低压发展而来。初期,对流层低层气旋性低压在中纬度高层正位势涡度的强迫作用下发展,随后在平均气流的引导下中纬度低压不断向赤道方向移动,其东南侧的活跃对流带逐渐与低纬地区的对流带合并,合并后的对流带使得非绝热加热增强,进而使南移的中纬度低压通过Gill-type响应不断加强,最终导致季风涡旋的生成。由于涡旋东西两侧的对流结构表现出明显的非对称性,进而使其得以维持较大尺度。敏感性试验的结果表明对流层高层强迫对于初始中纬度低层扰动的发展具有重要作用,同时热带地区的非绝热加热有利于季风涡旋强度的增强。

关键词：季风涡旋生成中纬度强迫 Gill-type

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不同区域冬季雾日形成的气候条件差异性分析

不同区域冬季雾日形成的气候条件差异性分析

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第35届中国气象学会年会

作者：张璐刘鹏张文君张乐楠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

雾是一种严重的天气灾害,极大地影响了交通和日常生活,并可能带来巨大的经济损失。本文利用1958-2007年678个中国地面观测站点的雾日数资料,采用相关系数分析、合成分析等方法分析了冬季雾日数的时空特征,发现冬季多雾地区和年际变率较... 详细信息

雾是一种严重的天气灾害,极大地影响了交通和日常生活,并可能带来巨大的经济损失。本文利用1958-2007年678个中国地面观测站点的雾日数资料,采用相关系数分析、合成分析等方法分析了冬季雾日数的时空特征,发现冬季多雾地区和年际变率较强地区集中在西南、华北和华南等地区。根据冬季雾日分布特征,将中国划分为三个较为独立的雾区,从水汽条件、大气稳定度及大气环流背景等方面讨论了区域气候条件差异对局地雾形成机制的影响,发现不同区域冬季雾日产生的气候条件有着明显的差异性。结论如下:西南区冬季雾的形成受水汽输送影响较小,受大气稳定度影响较大,且巴尔喀什湖东侧高压脊加强,冷空气南下,西南较易发生雾;华北冬季雾日的形成受水汽输送影响较大,伴随长江中下游水汽异常推进偏北,水汽异常大值中心偏北,且西伯利亚高压、东亚大槽以及东北低压减弱,冷空气活动较弱,华北较易发生雾。华南冬季雾日的形成受水汽输送影响较大,伴随长江中下游水汽异常推进偏弱,水汽异常大值中心偏南,且东亚大槽减弱,华南较易发生雾。

关键词：冬季雾日时空分布区域性差异水汽条件大气稳定度

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长江三角洲地区PM2.5两种污染来源对比分析

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中国环境科学 2017年第4期37卷 1213-1222页

作者：贺瑶朱彬李锋康汉青高晋徽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中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044 诸暨市气象局浙江诸暨311800

应用Model-3/CMAQ模式,结合观测资料和后向轨迹,分析了2015年1月21日~24日长江三角洲地区PM_(2.5)污染的时空分布特征和区域输送过程.重点对比了2种不同类型的污染过程(大风外源输入污染21日12:00~23:00和静稳本地积累污染22日~24日12:... 详细信息

应用Model-3/CMAQ模式,结合观测资料和后向轨迹,分析了2015年1月21日~24日长江三角洲地区PM_(2.5)污染的时空分布特征和区域输送过程.重点对比了2种不同类型的污染过程(大风外源输入污染21日12:00~23:00和静稳本地积累污染22日~24日12:00)中大气物理化学过程对边界层内PM_(2.5)生成的贡献.结果表明,模式能合理再现这一期间长江三角洲地区PM_(2.5)浓度的时空变化和分布.21日午后,长江三角洲地区地面偏北风,风速较大,是短时大风北方输入污染.短时大风污染时段输送通量大,边界层中上部污染水平输入,再垂直下传.22~24日,地面小风,存在逆温,大气静稳,是本地积累污染.对比大风外源输入时段与静稳本地积累时段的过程分析发现,大风污染时段PM25的主要正贡献过程依次为局地源排放(35.0%)、水平平流(27.1%)、气溶胶化学生成(20.9%)、垂直平流(14.1%);本地积累时段PM_(2.5)的主要正贡献过程依次为局地源排放(50.1%)、气溶胶化学生成(27.1%)、垂直平流(17.4%).其中水平平流、源排放、气溶胶化学过程在2类污染时段中所占贡献率有显著差异.

关键词：大风外源输入通量过程分析贡献率

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远距离地闪回击ELF/VLF电磁场传播特性的模拟分析

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高原气象 2018年第4期37卷 1102-1109页

作者：冯建伟侯文豪范雪王磊周磊肖冬苏州市气象局江苏苏州215131 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/中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室江苏南京210044 南京信息工程大学滨江学院江苏南京210044 云南电力试验研究院(集团)有限公司云南昆明650217 云南电网有限责任公司昆明供电局云南昆明650011

闪电放电产生的频谱范围从几赫兹到几十兆赫兹,但是多数电磁场能量集中在低频和甚低频区。建立了一种新的更简便的近似解析算法来计算中远距离闪电回击电磁场。该近似算法将电磁波沿不同性质复杂地表传播的衰减函数在频域上分化为电导... 详细信息

闪电放电产生的频谱范围从几赫兹到几十兆赫兹,但是多数电磁场能量集中在低频和甚低频区。建立了一种新的更简便的近似解析算法来计算中远距离闪电回击电磁场。该近似算法将电磁波沿不同性质复杂地表传播的衰减函数在频域上分化为电导率衰减和地表曲率衰减两个函数的卷积,这样衰减函数物理意义更为明确,避开了和原来复杂的高震荡艾里函数有关的微分方程求解过程,计算过程大幅简化。通过繁琐繁杂但高精度的牛顿迭代求解法验证,证明了本文近似算法能很好的计算中距离闪电回击辐射场的幅值、波头时间等参量,在地面电导率为4 S·m^(-1),0.01 S·m^(-1)和0.001 S·m^(-1)时近似算法的最大误差分别为0.2%,3.3%和8.7%。简化后使得计算效率大大提高,同时通过精度对比,发现提出的近似算法精度是比较理想的。因此,该研究结果更加方便有效地解决了远距离雷电电磁波传播和放电参量的反演。此外计算发现地球曲面对中距离电磁场的传播具有明显的影响。比如,在地球曲面的影响下1 500 km处闪电回击ELF/VLF辐射电磁场的幅值仅仅为平坦地表情况的30%~40%,500km处闪电回击ELF/VLF辐射电磁场的幅值仅仅为平坦地表情况的75%~80%。

关键词：闪电回击 ELF/VLF辐射场电导率衰减因子地表曲率衰减因子

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AMSR2辐射率资料同化对台风“山神”分析和预报的影响研究

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大气科学 2017年第2期41卷 372-384页

作者：杨春闵锦忠刘志权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 National Center for Atmospheric Research boulderco80307

在WRFDA-3DVar(Weather Research and Forecasting model’s 3-dimensional variational data assimilation)的框架下,添加了新的探测器AMSR2(Advanced Microwave Scanning Radiometer 2)微波辐射率资料的同化模块,实现了AMSR2辐射率资料在中小尺度同化系统中的有效使用。台风"山神"(Son-Tinh)直接同化AMSR2资料的个例试验结果表明,AMSR2资料可以很好的探测出台风的形态,并且与没有同化该资料的控制试验相比,同化AMSR2辐射率资料可以有效提高模式分析场的质量,进一步提高了台风中心气压,最大风速和台风路径的预报。

关键词：微波成像仪 AMSR2（Advanced Microwave Scanning Radiometer 2） WRFDA（Weather Research and Forecasting model’s Data Assimilation）资料同化台风

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