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第35届中国气象学会年会

作者：胡译文臧增亮马晓燕梁延飞赵定池尤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/中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室国防科技大学气象海洋学院中国人民解放军32145部队中国人民解放军75839部队

1引言大气-化学耦合模式是污染物预报预警和气候效应研究的重要工具,对于任何大气化学模式而言,准确的气象场条件都是污染物预报的前提[1～3]。对于单纯的大气模式而言,气象初始场对模式短期预报有着至关重要的影响,资料同化是改进模式... 详细信息

1引言大气-化学耦合模式是污染物预报预警和气候效应研究的重要工具,对于任何大气化学模式而言,准确的气象场条件都是污染物预报的前提[1～3]。对于单纯的大气模式而言,气象初始场对模式短期预报有着至关重要的影响,资料同化是改进模式初始场的有效手段。本文基于GSI系统同化国内的自动站和雷达资料并将结果于WRF-Chem进行对接,对2017年11月4日的一次污染过程进行模拟和预报,分析气象资料同化对PM2.5浓度的影响。

关键词：资料同化 WRF-Chem GSI PM2.5

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ATMS和CrIS卫星资料同化对青藏高原天气预报的影响

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高原气象 2017年第4期36卷 912-929页

作者：薛童管兆勇徐建军邵旻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 中国气象局气象干部培训学院北京100081 广东海洋大学湛江524088 美国乔治梅森大学全球环境与自然资源研究所弗吉尼亚州22030 NOAA卫星应用和研究中心马里兰州20740

利用WRF模式和GSI同化系统同化美国最新一代的ATMS和Cr IS卫星资料,探讨卫星辐射资料同化对青藏高原天气要素预报准确性的影响。进行了四组试验模拟,即无资料同化的控制试验(CTRL)和三组同化试验,三组同化试验分别为:只用常规观测资料... 详细信息

利用WRF模式和GSI同化系统同化美国最新一代的ATMS和Cr IS卫星资料,探讨卫星辐射资料同化对青藏高原天气要素预报准确性的影响。进行了四组试验模拟,即无资料同化的控制试验(CTRL)和三组同化试验,三组同化试验分别为:只用常规观测资料进行同化(CONV)、常规观测资料和ATMS卫星资料同化(ATMS)、常规观测资料和Cr IS卫星资料同化(CRIS)。分析了2015年1月及7月的温度场、相对湿度场和风场的预报能力,除了分析近地表2 m温度场、2 m相对湿度场及10 m风场外,也分析了高地形区域以及低地形区域不同高度层上气象要素的预报能力。结果表明:ATMS和CRIS同化对青藏高原天气要素预报效果改进并不具有普遍性,ATM S同化试验可以有效的增进7月低地形区域的2 m温度场、7月高地形区域2 m相对湿度场以及1月高地形区域10 m风场的24 h、48 h预报能力;CRIS同化对1月高地形区域2 m温度场24 h预报、1月与7月高地形区域10 m风场24 h与48 h预报有改善效果。就垂直分层来讨论,CRIS同化试验不管在哪个高度分层都无法有效地改进模式预报能力,ATMS同化试验则在不同分层、不同变量场有着不一样的预报效果。资料同化后温度场预报主要的误差来源是系统性误差,而相对湿度场和风场在同化后主要误差是由非系统性误差造成的。整体上ATMS同化试验效果优于CRIS同化试验。

关键词：青藏高原卫星资料同化 GSI 预报效果模式误差

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2009年冬季北半球平流层爆发性增温的个例分析

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高原气象 2017年第6期36卷 1576-1586页

作者：李亚飞胡景高任荣彩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 中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室北京100029 中国科学院大学北京100049

利用1979-2015年的NCEP/NCAR逐日再分析资料,分析了2009年冬季北半球平流层强爆发性增温事件(Stratospheric Sudden Worming,SSW)爆发期间的环流演变、动力特征以及增温事件爆发前对流层的前期信号。结果表明,平流层极夜急流于1月中旬... 详细信息

利用1979-2015年的NCEP/NCAR逐日再分析资料,分析了2009年冬季北半球平流层强爆发性增温事件(Stratospheric Sudden Worming,SSW)爆发期间的环流演变、动力特征以及增温事件爆发前对流层的前期信号。结果表明,平流层极夜急流于1月中旬开始快速减弱,同时,平流层极区温度快速上升,10 h Pa极夜急流核心纬度带(60°N-70°N)纬向平均纬向风于1月24日转变为东风,标志着此次强SSW的爆发。对行星波活动异常的诊断表明,从增温事件爆发前10天开始,中高纬度10 h Pa平流层2波分量快速增强,同时1波分量出现减少;Eliassen-Palm(EP)通量2波分量在SSW爆发前5天达到最强,表明此次SSW是典型的2波主导的极涡分裂型增温事件。此次强事件引起2009年冬季平均2波EP通量异常,此异常几乎是37年来最强的。对对流层500 h Pa环流的分析表明,增温事件爆发前,位于东北太平洋-北美大陆西部的正位势高度异常与气候态定常波的阿拉斯加高压脊呈同位相叠加,从而有效加强了对流层行星波2波向平流层中高纬地区的传播,成为指示此次增温事件爆发的最强的对流层前期信号。

关键词：平流层爆发性增温环流演变行星波活动前期信号

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中国东部陆海表面温差对夏季水汽输送及降水空间分布的影响

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热带气象学报 2017年第6期33卷 822-830页

作者：赵阳王宇虹黄武斌黄玉霞秦华中国气象科学研究院北京100081 南京信息工程大学江苏南京210044 中国气象局公共气象服务中心北京100081 兰州中心气象台甘肃兰州730020 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

基于1981—2010年ERA Interim再分析资料以及中国区域30年日降水量资料,采用相关关系计算方法,研究夏季中国东部陆海表面温差与夏季整层水汽输送以及春夏东亚温度高响应区的相关关系。研究结果表明:中国东部区域夏季各月(6、7、8月)陆... 详细信息

基于1981—2010年ERA Interim再分析资料以及中国区域30年日降水量资料,采用相关关系计算方法,研究夏季中国东部陆海表面温差与夏季整层水汽输送以及春夏东亚温度高响应区的相关关系。研究结果表明:中国东部区域夏季各月(6、7、8月)陆海表面温差与夏季各月降水量存在西北-华北与江南-华南两个高相关区域,且滑动相关系数在30年间一直处于显著状态;夏季中国东部陆海表面温差自1990年代开始呈现波动式上升趋势;陆海温差异常高低值年水汽通量距平场输送通道存在明显差异,陆海温差高值年,水汽主要来自中国东北地区向南的水汽输送以及中国东部海域水汽向西的水汽流,并且两股水汽距平场在华南地区汇合后继续向南输送,陆海温差低值年,水汽通量距平输送主要来自中国东部海域,向西传输到达中国中东部后分别向南北两个方向输送;夏季中国东部陆海表面温差与夏季整层水汽通量在中国华北区域存在负位相相关关系,证明了中国东部陆海温差越高,经向水汽通量向南输送就会越强,所对应的蒙古区域、孟加拉湾区域表面温度就会越高,形成一个"高-强-高"的温差-水汽通量-温度相互响应现象,夏季中国东部陆海表面温差与春季中国整个海岸沿线表面温度有明显的相关关系,春季海岸沿线表面温度对夏季中国大陆水汽输送有一定预测作用。

关键词：陆海表面温差相关关系整层水汽通量 “高-强-高”响应现象

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贝叶斯方法在降水预报中的研究现状

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科学技术创新 2017年第29期 22-23页

作者：李倩文王文蔡晓军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

贝叶斯方法作为一种统计方法通过收集样本的先验信息对有限的样本进行修正。而朴素贝叶斯分类法能简单快捷地做到降水分类,因而得到了广泛地应用。着重解释了朴素贝叶斯分类法的基本思想,并概括了贝叶斯方法在降水等级预报、集合预报中... 详细信息

贝叶斯方法作为一种统计方法通过收集样本的先验信息对有限的样本进行修正。而朴素贝叶斯分类法能简单快捷地做到降水分类,因而得到了广泛地应用。着重解释了朴素贝叶斯分类法的基本思想,并概括了贝叶斯方法在降水等级预报、集合预报中的应用。

关键词：降水预报统计方法朴素贝叶斯分类法

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三套冰晶核化参数化方案的对比分析

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大气科学学报 2017年第2期40卷 181-192页

作者：史湘军朱寿鹏智协飞杜康云刘庆爱王琳玮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/东亚季风与区域气候变化科技创新团队江苏南京210044 中国科学院大气物理研究所LASG实验室北京100029 河北省气象局气候中心河北石家庄050021 上海市气象局公共气象服务中心上海200030

基于大气模式CAM5对比分析了三套基于物理过程发展而来的冰晶核化参数化方案,包括BN方案、KL方案和CAM5自带的LP方案。针对三个方案的离线测试结果表明,由LP和BN方案计算得出的冰晶数浓度随硫酸盐溶液滴的数浓度增加而明显增加,而KL方... 详细信息

基于大气模式CAM5对比分析了三套基于物理过程发展而来的冰晶核化参数化方案,包括BN方案、KL方案和CAM5自带的LP方案。针对三个方案的离线测试结果表明,由LP和BN方案计算得出的冰晶数浓度随硫酸盐溶液滴的数浓度增加而明显增加,而KL方案对硫酸盐溶液滴的数浓度不敏感;CAM5模拟结果显示,这三套方案得出的云辐射强迫、冰晶数浓度及其概率分布非常相似,基本上都接近观测。但是,使用KL方案得出的全球平均云长波辐射强迫从工业革命前到当代增加0.05 W·m^(-2),明显低于LP方案的0.36 W·m^(-2)和BN方案的0.33 W·m^(-2);由此可见,选择哪个冰晶核化参数化方案不会明显影响模式对冰云的模拟性能,但对评估人为产生气溶胶的间接效应可能有显著影响。

关键词：冰晶核化参数化方案气候模式气溶胶间接效应对比分析

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一次梅雨锋暴雨的边界层热通量输送与湍流动能收支分析

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气象科学 2017年第6期37卷 753-765页

作者：马铮沈新勇黄文彦李小凡冯涛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 沈阳中心气象台沈阳110016 中国科学院大气物理研究所云降水物理与强风暴重点实验室北京100029 常州市气象局江苏常州213022 浙江大学地球科学学院杭州310027 南京大学中国气象局-南京大学气候预测研究联合实验室气候与全球变化研究所南京210023

利用中尺度WRF模式对于2007年7月一次典型的梅雨锋暴雨过程进行了高分辨率数值模拟,对于边界层内的热通量输送和湍流动能的时空变化特征,以及湍流动能各收支项的分布及变化特征进行了分析。结果表明,降水发生时段内边界层热通量和湍流... 详细信息

利用中尺度WRF模式对于2007年7月一次典型的梅雨锋暴雨过程进行了高分辨率数值模拟,对于边界层内的热通量输送和湍流动能的时空变化特征,以及湍流动能各收支项的分布及变化特征进行了分析。结果表明,降水发生时段内边界层热通量和湍流动能的时空分布特征与晴空日变化特征表现出显著不同,潜热通量随高度自下而上呈现"正—负—正"的分布,感热通量以负值为主,负值中心高度与潜热通量由负转正的高度相对应,湍流动能的发展高度与持续时间都有所增加,降水区近地面湍流动能弱于其他区域,但是在468 m以上高度则显著强于其他区域。降水区湍流动能的来源主要是平均风切变所产生的机械湍流,浮力作用与粘性耗散在降水期间消耗湍流动能,湍流输送作用将低层的湍流动能输送至较高的高度,使低层减小而高层增大,临界高度与湍流动能的大值中心高度对应。

关键词：梅雨锋暴雨边界层热通量湍流动能

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雷达径向风资料EnKF同化应用对Vicente(2012)登陆台风强度变化过程预报的影响试验研究

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热带气象学报 2017年第3期33卷 345-356页

作者：朱磊万齐林刘靓珂沈新勇高郁东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 中国气象局广州热带海洋气象研究所/广东省区域数值天气预报重点实验室广东广州510640 中国科学院大气物理研究所云降水物理与强风暴重点实验室北京100029

探索了基于WRF模式的集合卡尔曼滤波同化方法(WRF-EnKF,简称EnKF)在近海有可能达到更强台风连续循环同化中国大陆高时空分辨率多普勒天气雷达径向风观测资料的效果,同时检验台风Vicente(2012)的三维结构演变及其动力学特征。通过短期集... 详细信息

探索了基于WRF模式的集合卡尔曼滤波同化方法(WRF-EnKF,简称EnKF)在近海有可能达到更强台风连续循环同化中国大陆高时空分辨率多普勒天气雷达径向风观测资料的效果,同时检验台风Vicente(2012)的三维结构演变及其动力学特征。通过短期集合预报得到跟随当前流场变化着的背景误差协方差的台风涡旋和动力学结构。研究发现,EnKF同化预报系统能有效地同化高时空分辨率雷达径向速度观测资料,显著改善初始场中台风Vicente的中小尺度内核结构,同时提高对台风Vicente的路径和强度及其相伴随的短期强降水预报。在台风最强时刻同化雷达径向风观测能快速(1~2 h)得到真实的暖核台风结构,同时进一步提高台风路径和强度的预报。另外,EnKF同化雷达径向风观测资料还能有效提高短期降水预报,1 h和3 h累积降水的分布、降水中心以及降水随时间演变都能得到显著改善,这与改善台风路径、结构和强度有密切关系。因此,对中国东南沿海有可能达到较强的台风进行同化雷达径向风观测资料可改善登陆台风的预报水平,这为利用我国地基多普勒天气雷达观测资料改善模式的初始场从而提高台风预报提供一定的指示作用。

关键词：热带气旋雷达径向风集合卡尔曼滤波

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长江中下游地区2011年冬春连旱及2013年夏季高温干旱环流特征及其与Rossby波活动的联系对比分析

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热带气象学报 2017年第6期33卷 992-999页

作者：许金萍王文蔡晓军许志丽许金星安吉县气象局浙江安吉313300 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 内蒙古气象科学研究所内蒙古呼和浩特010051 敦化市气象局吉林敦化133700

利用1981—2013年NCEP/NCAR逐日再分析资料及OISST海温月资料,对长江中下游地区2011年冬春连旱及2013年夏季高温、干旱事件的形成机制进行对比分析。结果发现两次干旱事件:(1)均受偏强东亚季风影响,导致冷暖气流无法交汇于长江流域;(2)... 详细信息

利用1981—2013年NCEP/NCAR逐日再分析资料及OISST海温月资料,对长江中下游地区2011年冬春连旱及2013年夏季高温、干旱事件的形成机制进行对比分析。结果发现两次干旱事件:(1)均受偏强东亚季风影响,导致冷暖气流无法交汇于长江流域;(2)赤道太平洋海温距平均呈现"西正东负",加强Walker环流的同时引发局地Hadley环流异常,致使长江流域上空长期受异常下沉气流控制;(3)均与大西洋的Rossby波有关:2011年冬春,受NAULEA遥相关型影响,Rossby波能量向东频散至亚欧大陆东部及太平洋地区堆积,使东亚大槽长期维持在120°E附近,加强东亚冬季风;2013年夏季,受同为负位相的"silk road"及EAP遥相关型共同作用,源自北大西洋的Rossby波能量能够影响到东亚-太平洋地区,致使西太副高异常西伸,加强东亚夏季风。

关键词：长江中下游地区干旱 Rossby波遥相关型

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热带太平洋海温异常对北极海冰的可能影响

热带太平洋海温异常对北极海冰的可能影响

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第34届中国气象学会年会

作者：罗蕊祁莉张文君何金海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1950-2015年间Hadley环流中心海冰和海温资料及NCEP/NCAR再分析资料,研究了热带太平洋海温异常对北极海冰的可能影响,并从大气环流和净表面热通量两个角度探讨了可能的物理机制。结果表明,在ENSO事件发展年的夏、秋季节,EP型与C... 详细信息

本文利用1950-2015年间Hadley环流中心海冰和海温资料及NCEP/NCAR再分析资料,研究了热带太平洋海温异常对北极海冰的可能影响,并从大气环流和净表面热通量两个角度探讨了可能的物理机制。结果表明,在ENSO事件发展年的夏、秋季节,EP型与CP型El Ni?o事件与北极海冰异常的联系无明显信号。而La Ni?a事件期间北极海冰出现显著异常,并且EP型与CP型La Ni?a之间存在明显差异。EP型La Ni?a发生时,北极地区巴伦支海、喀拉海关键区海冰异常减少,CP型La Ni?a事件则对应着东西伯利亚海、楚科奇海地区海冰异常增加。在EP型La Ni?a发展年的夏、秋季节,热带太平洋海温异常通过遥相关波列,使得巴伦支海、喀拉海海平面气压为负异常并与中纬度气压正异常共同构成类似AO正位相的结构,形成的风场异常有利于北大西洋暖水的输入,同时造成暖平流,偏高的水汽含量进一步加强了净表面热通量收入,使得巴伦支海、喀拉海海冰异常减少。而在CP型La Ni?a发展年的夏季,东西伯利亚海、楚科奇海关键区受其东侧气旋式环流的影响,以异常北风分量占主导,将海冰从极点附近由北向南输送到关键区,海冰异常增加,而净表面热通量的作用较小。

关键词：北极海冰 EP型 CP型 La Ni?a 大气环流净表面热通量

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