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2000-2001年北半球冬季一次继发性MJO和一次原发性MJO事件发生的物理机制（英文）

热带气象学报 2016年第6期32卷 841-854页

作者：冯婧李天明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 国际太平洋研究中心/夏威夷大学马诺分校大气科学学院美国夏威夷火奴鲁鲁96822 北京市气象局气象信息中心北京100089

利用逐日的向外长波辐射资料OLR和再分析资料ERA-Interim研究并揭示了2000—2001年发生的一次继发性MJO和一次原发性MJO的初始对流发生的物理过程。研究发现继发性MJO对流事件主要是由边界层低层异常的水平温度平流引发边界层低层异常... 详细信息

利用逐日的向外长波辐射资料OLR和再分析资料ERA-Interim研究并揭示了2000—2001年发生的一次继发性MJO和一次原发性MJO的初始对流发生的物理过程。研究发现继发性MJO对流事件主要是由边界层低层异常的水平温度平流引发边界层低层异常的垂直上升运动造成的。在异常的垂直上升运动与异常的水平湿度平流共同作用下,加湿了边界层大气,导致了上干下湿的大气的不稳定条件,从而触发了MJO对流。而原发性MJO对流事件的发生主要是由三支低频的对流耦合的湿波在印度洋相遇,即一支向东移动的Kelvin波,一支向西移动的Rossby波,一支向东传播的MJO模态,这三支波动相遇,其各自携带的湿度振幅叠加导致了大尺度对流不稳定层结,形成了有利于向东传播的行星尺度的MJO模态的对流发展。

关键词：对流的发生继发性MJO 原发性MJO

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近30年中国农业气候资源分布及其变化趋势分析

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科学技术与工程 2016年第21期16卷 1-11页

作者：李萌申双和褚荣浩李楠沙修竹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/江苏省农业气象重点实验室/南京信息工程大学应用气象学院南京210044 山东聊城市气象局聊城252000 河南省人工影响天气领导小组办公室郑州450003

研究结合20世纪全球气候变暖特征,主要选取20世纪80年代以来全球变暖加剧的30年作为研究时段,利用其中536个地面气象站点逐日气象资料,分析中国近30年农业气候资源变化的总体特征,为合理利用农业气候资源、应对气候变化、制定相应耕作... 详细信息

研究结合20世纪全球气候变暖特征,主要选取20世纪80年代以来全球变暖加剧的30年作为研究时段,利用其中536个地面气象站点逐日气象资料,分析中国近30年农业气候资源变化的总体特征,为合理利用农业气候资源、应对气候变化、制定相应耕作措施和种植制度提供宏观建议。结果表明:气候变化背景下,我国热量资源随时间呈现出显著上升趋势,空间上由东南向东北、西北逐渐减少;其中,无霜期由东南向西北逐渐缩短;东北、中南大部、西北局部地区水分资源随时间呈减少趋势,其中,降水量由东南沿海向西北内陆逐渐减少,参考作物蒸散呈现出南部及西北内陆偏多的趋势,水分从东南向西北总体呈现出由盈余到亏缺的分布规律;光能资源呈现出由西南中部向四周逐渐增加的趋势,且向西北内陆地区增加尤为明显。

关键词：气候变化农业气候资源气候倾向率显著性检验

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利用地基微波辐射计资料反演0～10km大气温湿廓线试验研究

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热带气象学报 2016年第2期32卷 163-171页

作者：鲍艳松钱程闵锦忠侯叶叶陆其峰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 南京信息工程大学大气物理学院江苏南京210044 江苏省水利科学研究院江苏南京210017 国家卫星气象中心北京100081

实测与模拟的微波辐射计亮温存在偏差,导致基于BP神经网络模型的大气温湿廓线反演精度的降低。研究了一种基于资料订正后的BP神经网络反演大气温湿廓线的方法。首先,基于2014年6月南京江宁探空资料,利用MonoRTM模式,模拟中心频率在22.23... 详细信息

实测与模拟的微波辐射计亮温存在偏差,导致基于BP神经网络模型的大气温湿廓线反演精度的降低。研究了一种基于资料订正后的BP神经网络反演大气温湿廓线的方法。首先,基于2014年6月南京江宁探空资料,利用MonoRTM模式,模拟中心频率在22.234 GHz^58.800 GHz范围内22通道亮温;对比模拟和实测南京站微波辐射计资料,建立实测微波辐射计资料订正模型。然后,以南京地区2011—2013年探空资料为输入,模拟22通道亮温数据,并基于模拟的22通道亮温数据和当地探空资料,利用BP神经网络算法,建立大气温度、水汽密度、相对湿度廓线反演模型。最后,利用构建的订正模型,对2014年7月试验获取的微波辐射计资料进行订正,并将订正后的微波辐射计资料输入BP神经网络反演模型,反演0~10 km高度58层的大气温度、水汽密度和相对湿度,对比实际探空资料以及微波辐射计二级产品,评估分析反演效果。实验结果表明:所建的反演模型提高了大气温湿廓线反演精度,大气温度、水汽密度和相对湿度均方根误差范围分别为1.0~2.0 K、0.20~1.93 g/m^3和2.5%~18.6%。

关键词：地基微波辐射计 BP神经网络大气廓线反演精度

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凝结潜热释放和地表热通量对一次飑线过程的影响

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气象科学 2016年第6期36卷 709-720页

作者：沈新勇岳俗甲刘佳李小凡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重点实验室北京100029 浙江大学地球科学学院杭州310027

针对2013年7月4—5日一次产生大风、短时强降水强对流天气的飑线过程进行数值试验,研究了凝结潜热释放和地表热通量在中尺度对流系统的发生发展过程中的影响。结果表明:(1)凝结潜热释放对飑线系统有重要的作用,对飑线发展维持、移动及... 详细信息

针对2013年7月4—5日一次产生大风、短时强降水强对流天气的飑线过程进行数值试验,研究了凝结潜热释放和地表热通量在中尺度对流系统的发生发展过程中的影响。结果表明:(1)凝结潜热释放对飑线系统有重要的作用,对飑线发展维持、移动及成熟阶段的垂直结构都有着一定影响。(2)当飑线系统进入成熟阶段后,小尺度的积云对流中的凝结加热作用于中高层大气,加强了高层辐散低层辐合的配置,而对流系统内垂直上升运动的加强又导致凝结加热作用更强。(3)凝结加热作用极大地促进了飑线的低层入流、高层出流的垂直结构,以及系统前方中层入流和高层出流之间形成的间接垂直反环流,促进高空动能下传的同时,使系统前方对流不稳定性增加,新的对流单体易于触发。(4)潜热释放间接增强了对流内部的冷性下沉气流,进而加强了低层的阵风锋,使得新的对流单体能在飑锋处触发,飑线以新老对流单体交替的方式向前移动。(5)在高低空急流的垂直耦合促进飑线发展的同时,成熟阶段飑线中较强的凝结加热对高低层急流有反馈作用,一定程度上增强了这种垂直耦合。(6)地表感热、潜热通量等边界层非绝热过程在对流系统的触发和发展中起到了较为重要的作用。地表热通量在白天加强了对流边界层的湍流混合作用,由此产生的特征维持到了夜间,形成了适合飑线触发的层结条件。另外,在对流形成之前,与地表潜热通量相关的边界层加湿作用为对流的爆发贮存了丰富的水汽和不稳定能量。

关键词：飑线敏感性试验凝结加热地表热通量

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基于海温和大气环流特征量的农业气候年景预测

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江苏农业科学 2016年第9期44卷 435-439页

作者：徐敏徐经纬高苹吴洪颜徐乐江苏省气象局江苏南京210008 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/资料同化研究与应用中心江苏南京210044 扬州市气象局江苏扬州225009

由于农业其后年景预测可为合理安排农业生产布局、科学制定宏观调控政策提供一定依据,分析江苏省1961—2014年全年粮食作物相对气象产量与气象条件之间的关系。结果发现:降水对相对气象产量的影响权重最大,其次为日照和≥0℃活动积温,... 详细信息

由于农业其后年景预测可为合理安排农业生产布局、科学制定宏观调控政策提供一定依据,分析江苏省1961—2014年全年粮食作物相对气象产量与气象条件之间的关系。结果发现:降水对相对气象产量的影响权重最大,其次为日照和≥0℃活动积温,说明农业气候年景受光照资源、热量资源、水分资源的综合影响。为了将光、温、水的综合影响定量化,构建农业气候年景综合指数,将历年综合指数与相应年景进行统计分析,划定丰、平、歉年所对应的综合指数范围。基于太平洋海温和大气环流对长期天气过程影响的滞后性,同时考虑预报因子的显著性、稳定性和独立性,应用最优化技术,建立农业气候年景综合指数的预测模型,经过历史拟合和试报检验,效果理想,可投入业务应用,提前1年预测综合指数,从而确定农业气候年景。

关键词：农业气候年景海温环流特征量预测模型

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南京地区一次臭氧污染过程的行业排放贡献研究

南京地区一次臭氧污染过程的行业排放贡献研究

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第五届经济快速发展地区空气质量改善国际学术研讨会

作者：马晓丹赵天良胡俊孙晓芸张磊单云鹏刘端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中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044 美国沙漠研究所大气科学科美国内华达州里诺市89512 美国内华达大学里诺分校大气科学系美国内华达州里诺市89512 江苏省气象台南京210008

采用WRF-CHEM模式对南京地区春季一次臭氧(O3)污染过程进行了模拟及行业排放贡献分析.此次O3污染过程发生在2015年5月22-26日,南京地区一直处于地面高压控制的晴好天气之下,并于25日达到O3污染的峰值.模拟与观测的一致性指数IOA达到0.89... 详细信息

采用WRF-CHEM模式对南京地区春季一次臭氧(O3)污染过程进行了模拟及行业排放贡献分析.此次O3污染过程发生在2015年5月22-26日,南京地区一直处于地面高压控制的晴好天气之下,并于25日达到O3污染的峰值.模拟与观测的一致性指数IOA达到0.89,表征本次O3污染过程的模拟与观测结果的一致性较高.通过5类排放源(工业源、农业源、居住源、交通源、生物源)的敏感性试验,探究各行业排放源中O3前体物对近地面O3浓度的相对贡献.结果表明工业源在白天为持续正贡献,且在午后16:00时达到峰值,而交通源、居住源和农业源的贡献随气温的升高在白天由负贡献转为正贡献,并在18:00时左右达到峰值.在夜晚,O3则主要通过交通源排放的大量NO进行滴定消耗.在高O3浓度(≥200μg·m-3)时,各人为排放源均为正贡献,工业源的贡献最大,达到50μg·m-3,在低O3浓度(＜200μg·m-3)时,交通源、居住源和农业源呈负贡献.生物源在人为排放源主导的南京城区O3污染过程中的贡献几乎为零.考虑到O3生成机制的复杂性,对于南京地区,减少工业源排放是控制O3污染的关键.

关键词：臭氧污染行业排放贡献一氧化氮滴定消耗

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西北东部夏季极端干旱事件机理分析

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大气科学学报 2016年第4期39卷 468-479页

作者：朱伟军王燕娜周兵潘佳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 北京延庆区气象局北京102100 国家气候中心北京100081 民航西北空中交通管理局宁夏分局宁夏银川750004

利用国家气候中心提供的1951—2012年逐日降水、温度、综合气象干旱指数、逐月NCEP/NCAR再分析资料等,采用REOF分析、动力诊断、相关分析以及合成分析等方法,从大气环流异常特征、高空急流与季风异常等方面揭示西北东部夏季极端干旱事... 详细信息

利用国家气候中心提供的1951—2012年逐日降水、温度、综合气象干旱指数、逐月NCEP/NCAR再分析资料等,采用REOF分析、动力诊断、相关分析以及合成分析等方法,从大气环流异常特征、高空急流与季风异常等方面揭示西北东部夏季极端干旱事件的可能机理。研究发现西北东部夏季发生极端干旱时,副热带急流轴"倾斜",且急流与东亚夏季风强度均处于相对偏弱阶段。极端干旱的成因研究表明:急流轴"倾斜"及其强度减弱导致西北东部地区高层大范围的异常辐合;该地区为水汽源区,对流层整层水汽收支显著亏损;此外,该地区低层盛行来自内陆干旱区的异常西南风,东亚夏季风强度偏弱,高低层配置及大尺度环流形势不利于降水产生。

关键词：西北东部夏季极端干旱环流异常

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一次长江流域梅雨降水中三种云量计算方案的对比研究

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大气科学学报 2016年第2期39卷 209-220页

作者：崔文君智协飞朱寿鹏周志敏王晓芳李红莉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 美国北达科他大学大气科学系北达科他州大福克斯市58202 中国气象局武汉暴雨研究所湖北武汉430205

采用NCEP分析场,选取2010年梅雨期长江流域的一次降水过程,分别基于Slingo方案、NCAR方案和钱氏方案,利用相对湿度计算云量,并以LAPS(Local Analysis and Prediction System)系统输出的云量分析场作为观测值,分别在高层(400 h Pa)与低层... 详细信息

采用NCEP分析场,选取2010年梅雨期长江流域的一次降水过程,分别基于Slingo方案、NCAR方案和钱氏方案,利用相对湿度计算云量,并以LAPS(Local Analysis and Prediction System)系统输出的云量分析场作为观测值,分别在高层(400 h Pa)与低层(850 h Pa),从宏观比较与统计分析的角度,与计算结果进行云量大小与区域分布的对比分析。结果表明,三个云量计算方案对云量中心位置的把握均较为准确,但对云量值的计算存在大小不等的误差。NCAR方案计算结果和LAPS输出场最为吻合,能够体现出云量大值区,但区域一般偏大;Slingo方案相较NCAR方案来说略差,但也能较好地描述云带分布;此外,钱氏方案计算出的云量值始终偏小,但其能够较好地描述云带轮廓与云量的分布特征。综合对比结果,NCAR云量计算方案比其余两者更优,且在低层(850 h Pa)表现尤为明显。

关键词：相对湿度云量计算 Slingo方案 NCAR方案钱氏方案

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未来百年夏季青藏高原臭氧变化趋势及可能机制

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大气科学学报 2016年第3期39卷 309-317页

作者：苏昱丞郭栋郭胜利施春华刘仁强刘煜宋刘明徐建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 空间天气研究所江苏南京210044 中国气象科学研究院北京100081 浙江省嘉兴市气象局浙江嘉兴314050

利用全大气气候通用模式(WACCM3)对政府间气候变化专门委员会排放情景特别报告中2001年到2099年A1B、A2、B1三种排放情景进行了模拟,分析了三种排放情景下青藏高原地区未来百年臭氧总量在夏季(6—8月)的变化趋势及引起该变化的可能机制... 详细信息

利用全大气气候通用模式(WACCM3)对政府间气候变化专门委员会排放情景特别报告中2001年到2099年A1B、A2、B1三种排放情景进行了模拟,分析了三种排放情景下青藏高原地区未来百年臭氧总量在夏季(6—8月)的变化趋势及引起该变化的可能机制。结果表明:在三种排放情景下未来百年夏季高原区臭氧总量均呈现增长趋势,其中A2情景下臭氧增长最快,B1情景下增长最慢,但相对于同纬度其他地区,高原区的臭氧总量增长较慢,即高原区臭氧谷加深。高原区高空污染物的减少以及局域Hadley环流的减弱是未来高原区臭氧总量增加的原因;而南亚高压的增强,以及与之相对应的辐散增强则可能是高原区臭氧谷继续加深的原因。

关键词：臭氧青藏高原未来百年趋势机制

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气候变化情景下黄淮海区域热量资源及夏玉米温度适宜度

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大气科学学报 2016年第3期39卷 391-399页

作者：李萌申双和吕厚荃韩艳褚荣浩沙修竹南京信息工程大学应用气象学院江苏南京210044 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/江苏省农业气象重点实验室江苏南京210044 中国气象局国家气象中心北京100081 河南大学环境与规划学院河南开封475004 河南省人工影响天气领导小组办公室河南郑州450003

利用黄淮海区域90个站点1971—2000年逐日气象资料以及国家气候中心发布的未来气候变化情景(A1B)下区域气候模式(Reg CM3)模拟的黄淮海区域1951—2070年0.25°×0.25°格点气象资料,结合夏玉米主要生育期对温度的需求,构建... 详细信息

利用黄淮海区域90个站点1971—2000年逐日气象资料以及国家气候中心发布的未来气候变化情景(A1B)下区域气候模式(Reg CM3)模拟的黄淮海区域1951—2070年0.25°×0.25°格点气象资料,结合夏玉米主要生育期对温度的需求,构建了黄淮海区域的温度适宜度和变异系数模型,并对1951—2070年黄淮海区域热量资源、夏玉米主要生育期的温度适宜度及其变异系数的时空变化特征进行分析。结果表明:1)黄淮海区域≥10℃积温和80%保证率下日平均温度≥10℃的初日均呈现由北向南依次增加的趋势,且随时间推移,分别呈增加和提前趋势。2)黄淮海区域夏玉米播种—出苗期的温度适宜度随时间整体呈逐渐上升的变化趋势、其变异系数随时间呈降—升—降的变化趋势;出苗—抽雄期的温度适宜度随时间呈先降后升的变化趋势、其变异系数呈降—升—降—升的变化趋势;抽雄—成熟期的温度适宜度空间上呈现2010年前北低南高、未来情景下中部低四周高的分布趋势,时间上呈2010年前稳定、未来情景下先降后升的变化趋势,其变异系数呈相反变化趋势;3)黄淮海区域夏玉米温度适宜度及其变异系数从播种—出苗期—出苗—抽雄期—抽雄—成熟期均呈反相位的变化关系。

关键词：夏玉米热量资源温度适宜度变异系数

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