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大气科学学报 2019年第1期42卷 36-45页

作者：张萌萌管兆勇张奔奔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

利用美国NOAA卫星观测的SOI(Southern Oscillation Index,南方涛动指数)资料以及NCEP/NCAR、CMAP月平均资料,采用相关分析等方法,研究了南方涛动年际变化与夏季亚澳季风环流及海洋性大陆区域气候异常的联系。结果表明:南方涛动具有显著... 详细信息

利用美国NOAA卫星观测的SOI(Southern Oscillation Index,南方涛动指数)资料以及NCEP/NCAR、CMAP月平均资料,采用相关分析等方法,研究了南方涛动年际变化与夏季亚澳季风环流及海洋性大陆区域气候异常的联系。结果表明:南方涛动具有显著的年际变化特征,这种年际变化对夏季亚澳季风区及海洋性大陆区域的环流、降水及温度异常有重要影响。当SOI正位相时,赤道以南的澳大利亚东部地区以及西北太平洋海域高层为气旋,低层为反气旋,赤道地区的东部太平洋低层为辐散中心,高层为辐合中心,有利于下沉运动维持;加里曼丹岛附近低层辐合,高层辐散,有利于上升运动维持;海洋性大陆地区降水为显著的正异常,东亚地区降水存在较弱的正异常;海洋性大陆地区以及我国青藏高原到东海一带温度为正异常,孟加拉湾及印度半岛区域温度为负异常。

关键词：南方涛动亚澳季风环流海洋性大陆年际变化气候异常

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广东佛山EF3级龙卷超级单体风暴高分辨率数值模拟

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地球物理学报 2019年第11期62卷 4082-4097页

作者：唐嘉蕙冉令坤沈新勇炎利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南京210044 中国科学院大气物理研究所北京100029 佛山市气象局龙卷风研究中心广东佛山528000

本文对2015年10月4日发生于广东佛山地区台风“彩虹”登陆后螺旋云带中的一次强龙卷风过程进行高分辨率(148m,48m)数值模拟,结果产生了类龙卷涡旋(Tornado-LikeVortex,TLV),最接近观测到的龙卷风,并对龙卷超级单体及产生龙卷的TLV系统... 详细信息

本文对2015年10月4日发生于广东佛山地区台风“彩虹”登陆后螺旋云带中的一次强龙卷风过程进行高分辨率(148m,48m)数值模拟,结果产生了类龙卷涡旋(Tornado-LikeVortex,TLV),最接近观测到的龙卷风,并对龙卷超级单体及产生龙卷的TLV系统的三维动热力精细化结构进行诊断分析.结果表明,此次龙卷产生于超级单体右侧边缘,钩状回波显著,伴有明显的中气旋活动.模拟的龙卷超级单体与之前观测研究和理想化建模的龙卷超级单体结构相类似,超级单体后部云墙之下低层水成物呈现狭窄的触地漏斗状结构,对应低层的TLV系统;TLV具有中心气流下沉和周围气流上升的动力结构,对应上宽下窄的强烈涡管.与之前的研究相比,本次台风螺旋云带中的超级单体中后部入流较弱,出流较强,其前部气流上升存在水合物聚集.相对螺旋度(StormRelativeHelicity,SRH)的分析表明,超级单体的发展伴随正负SRH的增大,龙卷发生在SRH正负高值区的交界处.

关键词：龙卷类龙卷涡旋超级单体螺旋度

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海表温度差异对1998及2016年8月西北太平洋热带气旋生成频数的影响

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气候变化研究进展 2019年第2期15卷 119-129页

作者：方珂余锦华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1970—2016年Hadley中心海温资料、NCEP/NCAR再分析资料和ECHAM4模式,研究了各海盆海表温度异常(SSTA)对1998和2016年这两个超级厄尔尼诺衰减年8月西北太平洋热带气旋(TC)生成及大尺度环流变化的可能影响。结果表明,热带印度洋和大... 详细信息

基于1970—2016年Hadley中心海温资料、NCEP/NCAR再分析资料和ECHAM4模式,研究了各海盆海表温度异常(SSTA)对1998和2016年这两个超级厄尔尼诺衰减年8月西北太平洋热带气旋(TC)生成及大尺度环流变化的可能影响。结果表明,热带印度洋和大西洋在1998与2016年几乎相反的SSTA型态是导致TC生成频数显著差异的主要原因之一,而热带和北太平洋SSTA在1998与2016年均分别在珠江三角洲和日本以南形成气旋性环流。1998年8月热带印度洋和大西洋SSTA产生的西北太平洋反气旋环流响应强于太平洋SSTA产生的气旋性环流异常,使西北太平洋受异常反气旋控制,减少TC的生成。2016年在三个大洋SSTA共同作用下,西北太平洋受异常气旋控制导致TC生成频数偏多。太平洋经向SSTA模在北半球副热带强迫出东西反向的跷跷板形势,在西北太平洋对流层产生的响应与实际变化相反,因此太平洋经向模对西北太平洋TC生成没有正的贡献。

关键词：西北太平洋热带气旋生成频数(TCGN) 数值模式海表温度异常(SSTA)

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中国长江三角洲地区黑碳特征和来源分析

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中国环境科学 2019年第9期39卷 3585-3594页

作者：井安康朱彬丁德平赵德龙严殊祺戴明明王媛敏郭振东康汉青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 北京市人工影响天气办公室北京100089

利用2016年中国气象局设于长江三角洲地区的上海崇明东滩(DT).上海浦东(PD),安徽寿县(SX),浙江临安(LA)和浙江洪家(HJ)5个站点的BC观测资料,结合气象资料和污染物数据等,对该地区BC特征和来源展开研究.上海东滩,上海浦东,安徽寿县,浙江... 详细信息

利用2016年中国气象局设于长江三角洲地区的上海崇明东滩(DT).上海浦东(PD),安徽寿县(SX),浙江临安(LA)和浙江洪家(HJ)5个站点的BC观测资料,结合气象资料和污染物数据等,对该地区BC特征和来源展开研究.上海东滩,上海浦东,安徽寿县,浙江临安和浙江洪家5个站点BC年平均浓度分别为(1834±1713),(2410±1537),(2823±1759),(2651±1518)和(2544±1399)ng/m^3.上海东滩浓度较低,其他站点较为接近.各站点BC都有明显的季节变化.上海崇明东滩冬季BC浓度高于其他季节.其他4个站点都是冬季>春季>秋季>夏季.上海东滩四季BC日变化不明显,而其他站点四季BC浓度日变化的高值都出现在交通高峰期(06:00~09:00,18:00~21:00).上海浦东,安徽寿县,浙江临安和浙江洪家BC主要来源于机动车尾气排放和燃煤.所有站点风速较低(风速<3m/s),BC受风速影响显著,风速越大,BC浓度越低.相对湿度在50~60之间,BC平均浓度最高.潜在源区贡献(PSCF)的分析结果显示,冬夏两季长江三角洲5个站点BC潜在源区主要集中在江苏,安徽和浙江等地.

关键词：黑碳来源分析长江三角洲

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贺兰山东麓两次局地暴雨过程的湿位涡诊断分析

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暴雨灾害 2020年第2期39卷 148-157页

作者：肖云清沈新勇张晓露杨苑媛张建荣张弛李小凡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7500113 银川市气象局银川750011 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 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 珠海519082 浙江大学地球科学学院杭州310027

利用自动气象站雨量资料、MICAPS4调阅资料以及NCEP再分析资料,对比分析了2016年8月21日和2018年7月22日宁夏贺兰山东麓两次局地暴雨过程的降水特征、环流形势等,重点对两次过程的湿位涡场进行了诊断分析。结果表明:两次暴雨过程第一阶... 详细信息

利用自动气象站雨量资料、MICAPS4调阅资料以及NCEP再分析资料,对比分析了2016年8月21日和2018年7月22日宁夏贺兰山东麓两次局地暴雨过程的降水特征、环流形势等,重点对两次过程的湿位涡场进行了诊断分析。结果表明:两次暴雨过程第一阶段均为暖区降水,表现出降水范围小、时间短、强度大,相对第一阶段降水,第二阶段降水范围较大、雨强较小。两次过程强降水均发生在假相当位温(θse)等值线密集区,并沿低空急流轴呈长条状分布,强降水时段与θse最大值出现时间相一致。暴雨区位于位涡(PV)负值中心区附近,暴雨发生发展过程与PV负值中心的移动和变化较为一致,PV负值中心的加强和减弱以及移动方向对局地暴雨的预报有很好的指示意义。对流层500 hPa以上湿位涡正压项(MPV1)正的大值区对应700 hPa以下负的大值区,正负中心区垂直叠加的配置有利于暴雨发生发展。垂直剖面图上600 hPa都存在湿位涡斜压项(MPV2)负极值中心,对流层中低层MPV2负极值中心的强度和维持时间以及变化对局地暴雨的预报有一定的指示作用。

关键词：局地暴雨湿位涡诊断分析贺兰山东麓

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欧亚积雪与京津冀秋季10-11月霾日频数年际变率的联系及其可能机制

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气象科学 2020年第5期40卷 711-720页

作者：汪靖常越杨修群柳艳菊何金海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 天津市气象科学研究所天津300074 广东省气象局广州510640 南京大学大气科学学院南京210023 国家气候中心北京100081

基于1980-2017年京津冀地区定时观测资料、欧亚陆面积雪资料、欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-range Weather Forecasts,ECMWF)再分析资料,美国国家环境预报中心/大气研究中心(NCEP/NCAR)再分析资料以及英国哈德莱中... 详细信息

基于1980-2017年京津冀地区定时观测资料、欧亚陆面积雪资料、欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-range Weather Forecasts,ECMWF)再分析资料,美国国家环境预报中心/大气研究中心(NCEP/NCAR)再分析资料以及英国哈德莱中心提供的海冰密集度资料,分析了秋季10-11月京津冀霾日频数年际变率与同期欧亚积雪的物理联系,并通过气候统计诊断和敏感性试验探讨了积雪异常影响京津冀10-11月霾日频数年际变率的可能机理。结果表明,10-11月京津冀霾日频数年际变率与同期东欧-西伯利亚平原地区(记为R Eu;50°~60°N,40°~80°E)积雪厚度和积雪覆盖度均呈现显著的正相关关系。R Eu积雪正异常与其西北侧的挪威海-巴伦支海海域以及北欧到东欧地区上空大气冷源密切联系,该冷源可激发一个自上述区域途经R Eu一直到东北亚的准正压大尺度纬向Rossby波列来调制影响京津冀霾日频数年际变率的关键环流系统,即东北亚异常反气旋。上述异常环流背景下,京津冀地区对流层低层为偏南风异常所控制,稳定大气层结易于建立,边界层高度偏低、地面风速偏弱且相对湿度偏高。该环境条件有利于霾天气发生发展,使得同期霾日偏多。作为预测信号,当前期9月楚科奇海-西波弗特海海冰偏少(多)时,10-11月京津冀霾日可能偏多(少)。

关键词：京津冀地区 10—11月霾日频数年际变率积雪环流异常

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气候变化背景下未来中国气候生产潜力时空动态格局

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干旱区资源与环境 2019年第9期33卷 72-80页

作者：徐雨晴於琍周波涛石英徐影中国气象局国家气候中心北京100081 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

基于气温及降水数据,运用Thornthwaite Memorial模型,分析了气候变化背景下中国未来(2021-2099年)RCP4.5和RCP8.5气候情景相对于基准期(1986-2005年)气候生产潜力的时空分布及动态变化特征。结果表明:基准期、未来RCP4.5及RCP8.5情景下... 详细信息

基于气温及降水数据,运用Thornthwaite Memorial模型,分析了气候变化背景下中国未来(2021-2099年)RCP4.5和RCP8.5气候情景相对于基准期(1986-2005年)气候生产潜力的时空分布及动态变化特征。结果表明:基准期、未来RCP4.5及RCP8.5情景下中国气候生产潜力(CPP)年均值分别为754.14、878.48、920.34g/(m^2·a)。未来CPP呈显著增加趋势,但并未发生突变。其中,RCP4.5情景下年均增加124.34g/(m^2·a),只21世纪前半叶显著增加;RCP8.5情景下年均增加166.20g/(m^2·a),21世纪前半、后半叶均显著增加,且后半叶增幅更大。未来RCP4.5、RCP8.5情景下中国CPP呈年代际递增趋势,20年代最低,分别为841.90、849.94g/(m^2·a),90年代最高,分别为894.43、1001.44g/(m^2·a);随着年代增加距平百分率由负到正,增幅逐渐变大。在空间上CPP总体呈现出从西北向东南逐渐递增的带状分布。未来CPP在大部分区域都增加,增幅在北部大于南部,大部分地区增幅在300g/(m^2·a)以下,只有西北部分地区增幅超过600g/(m^2·a),最高达14倍。在西、南部少数地区,未来CPP将下降,最大降幅为293g/(m^2·a)(93%)。该研究对于未来合理利用气候资源、科学应对气候变化、实施可持续发展战略具有一定的指导意义。

关键词：气候生产潜力预估 RCPs情景 Thornthwaite Memorial模型中国

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一次东北冷涡背景下MCS过程多尺度能量相互作用研究

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大气科学学报 2020年第3期43卷 447-457页

作者：沈新勇张弛肖云清沙莎王林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江苏南京210044 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519082 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甘肃银川750002 银川市气象局甘肃银川750011 上海海洋中心气象台上海201306 浙江大学地球科学学院浙江杭州310027

采用WRF模式对东北冷涡背景下MCS过程进行模拟,利用Barnes滤波将模式数据分解为3个尺度,分别代入相应的能量方程中进行计算,从能量角度研究MCS发展过程,多尺度系统能量相互转化,以及动能与降水的联系。研究表明:在此次过程中各尺度之间... 详细信息

采用WRF模式对东北冷涡背景下MCS过程进行模拟,利用Barnes滤波将模式数据分解为3个尺度,分别代入相应的能量方程中进行计算,从能量角度研究MCS发展过程,多尺度系统能量相互转化,以及动能与降水的联系。研究表明:在此次过程中各尺度之间都有位能向动能的大量转化,为系统发展提供能量。在对流单体发展到MCS成形前,中低层天气尺度动能减少,天气尺度动能向β中小尺度动能转换,促进对流单体的发展;高层天气尺度动能增强,对应高空急流增强,促进对流系统发展;β中小尺度系统在中层对α中尺度系统有动能输送,促进MCS形成。在MCS形成和发展阶段,各尺度位能向α中尺度和β中小尺度动能转化达到最大。在MCS减弱阶段,天气尺度系统和α中尺度系统在中高层对β中小尺度系统有一定的抑制作用,使β中小尺度系统发展减弱。此次过程中β中小尺度系统是降水的直接成因,动能变化的正值中心对应大的降水中心。

关键词：东北冷涡 MCS 多尺度能量相互作用

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春季影响江淮地区的天气尺度气旋活动与同期降水的联系

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大气科学 2019年第2期43卷 311-324页

作者：卢楚翰周洁雯胡叶孙燕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 江苏省气象科学研究所南京210008

本文基于1979～2013年ERA-Interim逐日4次的850 hPa位势高度场资料,利用基于最外围闭合等值线的气旋区客观识别方法得到春季影响江淮地区的二维气旋集,依据水平尺度划分了天气尺度气旋并分析该区域气旋强度的时空分布特征以及气旋活动... 详细信息

本文基于1979～2013年ERA-Interim逐日4次的850 hPa位势高度场资料,利用基于最外围闭合等值线的气旋区客观识别方法得到春季影响江淮地区的二维气旋集,依据水平尺度划分了天气尺度气旋并分析该区域气旋强度的时空分布特征以及气旋活动与站点降水异常的关系,结果表明:天气尺度气旋活动与江淮地区降水异常、强降水事件发生频次均存在显著的正相关关系。气旋活动指数高—低年份差值分析发现,随着气旋活动指数增强,东北亚地区对流层中上层增温并伴随异常高压中心出现,促使其南部南北经向温度梯度以及高空西风急流偏弱。这有利于江淮区域北部异常正涡度平流输入,同时江淮地区对流层低层形成横槽型环流,江淮区域南部及其上游地区对流层中下层出现异常西南气流,有利于江淮区域涡度增大,相应的低空辐合、高空辐散垂直结构,为天气尺度气旋发展与维持提供了有利的动力抬升条件。横槽型异常环流配置有利于江淮区域南部的西南暖湿气流和北部的异常西向/西北向水汽输入和堆积,导致区域云量以及降水异常的增多。

关键词：天气尺度气旋客观识别降水异常江淮地区

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多普勒雷达资料同化在台风“灿都”(2010)预报中的应用研究

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热带海洋学报 2019年第2期38卷 20-31页

作者：戚佩霓沈菲菲寇蕾蕾楚志刚许冬梅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

文章基于中尺度天气预报模式(WRF)及其三维变分同化系统(WRF-3DVAR),采用了两部雷达径向风资料,进行单一时间分析以初始化台风"灿都"(Chanthu),比较研究了同化雷达径向速度(Vr)对台风"灿都"分析和预报的影响。结果... 详细信息

文章基于中尺度天气预报模式(WRF)及其三维变分同化系统(WRF-3DVAR),采用了两部雷达径向风资料,进行单一时间分析以初始化台风"灿都"(Chanthu),比较研究了同化雷达径向速度(Vr)对台风"灿都"分析和预报的影响。结果表明:同化雷达径向风的作用主要体现在台风强度和环流结构的调整,且在同化达到一定时长后,对改进同化后的预报分析有积极效应。同化试验改进台风的初始风场以及台风环流中心的热力和动力结构、强度和位置,进而提高18h预报的台风结构、路径、强度。

关键词：雷达径向风资料资料同化天气预报模式的三维变分同化系统台风

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