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第35届中国气象学会年会

作者：张峰薛丹李雯雯石怡宁朱明伟 Hironobu Iwabuchi 林瀚韩威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日本东北大学大气和海洋研究中心中国气象局数值预报中心

本研究提出了有云大气下短波和红外快速辐射传输模式,并将其应用于卫星仿真模拟。对于辐射传输方案,短波主要采用四流球谐函数累加算法,并且运用TMS订正,提出了可以计算双向反射率的辐射传输算法;红外主要采用了四流变分迭代算法。此外... 详细信息

本研究提出了有云大气下短波和红外快速辐射传输模式,并将其应用于卫星仿真模拟。对于辐射传输方案,短波主要采用四流球谐函数累加算法,并且运用TMS订正,提出了可以计算双向反射率的辐射传输算法;红外主要采用了四流变分迭代算法。此外,本研究还提出了一系列改进方案计算大气的光学特性。针对大气中气体吸收,提出了改进的相关K分布方法来计算大气的吸收系数。针对云粒子的散射特性,利用水云粒子光学特性数据库,提出了计算水云粒子散射光学特性的参数化方案。我们将新的快速辐射传输模式应用于葵花八号卫星的仿真模拟中。结果显示,无论是短波还是红外情况下,水云的模拟结果与卫星观测的结果都较为吻合。与目前较为准确的辐射传输模式（CKD+DISORT）的模拟结果相比,新方案的结果在短波波段和长波波段都具有相当高的准确性,且计算效率大大提高。

关键词：快速辐射传输模式卫星仿真模拟有云大气

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支持向量机回归在臭氧预报中的应用

支持向量机回归在臭氧预报中的应用

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2018年全国VOCs治理与监测高峰论坛

作者：苏筱倩安俊琳于兴娜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

采用南京工业区2016年5月20日~8月15日这一高臭氧(O3)期的O3、O3前体物和常规气象资料数据,利用支持向量机回归(SVMr)方法分别预报O3的小时值、日最大值和最大8小时滑动平均值.结果表明,O3小时值预报的相关系数(R2)为0.91,均方误差(MSE... 详细信息

采用南京工业区2016年5月20日~8月15日这一高臭氧(O3)期的O3、O3前体物和常规气象资料数据,利用支持向量机回归(SVMr)方法分别预报O3的小时值、日最大值和最大8小时滑动平均值.结果表明,O3小时值预报的相关系数(R2)为0.91,均方误差(MSE)、平均绝对差值(MAE)和平均绝对百分误差(MAPE)分别为0.05×10-1、3.73和27.54,O3前期浓度、紫外B波段辐射(UVB)和预报时刻前一小时的NO、NO2、氮氧化物(NOx)浓度是关键因子.对于O3日最大值和最大8小时滑动平均值,预报值与观测值间的浓度差分别不超过15×10-9和10×10-9,晴天的预报结果好于降水日,影响两者预报的重要因子是相对湿度和烷烃.

关键词：大气监测臭氧预报支持向量机回归

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南京北郊霾天气下水溶性离子粒径分布特征

南京北郊霾天气下水溶性离子粒径分布特征

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第24届中国大气环境科学与技术大会暨中国环境科学学会大气环境分会2018年学术年会

作者：张程于兴娜时政丁铖邱晨晨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

近年来随着我国经济发展及工业化水平的提高，我国正由传统的、单一的煤烟型大气污染类型，转变成多物质并存、相互影响、相互交织的复合型大气污染，国内大部分地区霾日数呈逐渐增加的趋势。南京市位于长江下游中部，是国家综合交通枢... 详细信息

近年来随着我国经济发展及工业化水平的提高，我国正由传统的、单一的煤烟型大气污染类型，转变成多物质并存、相互影响、相互交织的复合型大气污染，国内大部分地区霾日数呈逐渐增加的趋势。南京市位于长江下游中部，是国家综合交通枢纽，同时其也是我国大气污染最为严重的城市之一。

关键词：霾水溶性离子污染来源南京北郊

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近51a新疆夏季不同等级降水的空间分布特征

近51a新疆夏季不同等级降水的空间分布特征

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第35届中国气象学会年会

作者：杜雅菡周顺武亨巴提李耀辉王铁宋瑶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新疆博州气象局兰州干旱气象研究所新疆气象局气候中心

根据新疆51个台站1965—2015年夏季逐日降水资料,将降水划分为小雨、中雨及大雨3个等级,分析了新疆近51 a夏季不同等级降水量、降水日数及降水强度的空间分布特征,并讨论了各等级降水日、降水量及降水强度与总降水量的空间相似程度以及... 详细信息

根据新疆51个台站1965—2015年夏季逐日降水资料,将降水划分为小雨、中雨及大雨3个等级,分析了新疆近51 a夏季不同等级降水量、降水日数及降水强度的空间分布特征,并讨论了各等级降水日、降水量及降水强度与总降水量的空间相似程度以及各等级降水对夏季总降水的贡献。结果表明:(1)新疆降水主要集中在夏季,并以小雨为主。以天山山脉为界,南北两疆降水空间分布存在明显差异,北疆夏季降水量(日)占年降水量(

关键词：新疆夏季降水量、降水日降水强度空间分布

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分位数调整法在北京动力降尺度模拟订正中的适用性评估

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气象学报 2017年第3期75卷 460-470页

作者：杨浩江志红李肇新王晓芳崔春光中国气象局武汉暴雨研究所暴雨监测预警湖北省重点实验室武汉430205 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和气象灾害教育部重点实验室南京210044 法国科研中心动力气象实验室

基于分位数调整法对变网格模式LMDZ4在中国区域进行动力降尺度模拟的北京日平均气温和降水结果进行了统计误差订正。订正后的日平均气温在年循环、平均值和频率等方面均十分接近观测值,全年平均气温偏差由-1.2℃降至-0.4℃。降水的订正... 详细信息

基于分位数调整法对变网格模式LMDZ4在中国区域进行动力降尺度模拟的北京日平均气温和降水结果进行了统计误差订正。订正后的日平均气温在年循环、平均值和频率等方面均十分接近观测值,全年平均气温偏差由-1.2℃降至-0.4℃。降水的订正过程较气温更加复杂,首先对降水日数进行订正,以消除模式产生的虚假微量降水,订正后降水日数误差由61.5%降至3.7%。此外,分位数调整法可有效订正中小型与极端降水的频率和强度,订正后全年降水误差由0.28 mm/d降至0.07 mm/d。订正后最大降水月为7月,与观测一致,消除了冬季的虚假极端降水。分位数调整法无论是对气温还是降水,其订正效果都存在明显的季节性差异。日平均气温的订正在冬、夏季要优于春、秋季,对极端高、低气温的订正更加显著。该统计误差订正方法不仅有效消除了气候平均值的漂移,同时对极值也有一定改善,是一种相对完善的订正方案。分位数调整法也存在一定的不确定性,订正效果受观测资料和模式模拟能力影响较大。

关键词：分位数调整偏差订正动力降尺度气温降水

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太阳准周期变化对北半球夏季平流层加热率的影响

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大气科学学报 2017年第6期40卷 729-736页

作者：陆晏郭栋陶丽张峰刘仁强苏昱丞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

采用1979—2013年6—8月欧洲中期数值预报中心ERA-Interim逐月再分析资料和2004—2010年6—8月美国国家大气和海洋管理局太阳光谱辐照度资料,利用北京气候中心大气辐射模式,计算了北半球平流层夏季臭氧加热率(Ozone Heating Rate,OHR)... 详细信息

采用1979—2013年6—8月欧洲中期数值预报中心ERA-Interim逐月再分析资料和2004—2010年6—8月美国国家大气和海洋管理局太阳光谱辐照度资料,利用北京气候中心大气辐射模式,计算了北半球平流层夏季臭氧加热率(Ozone Heating Rate,OHR)和净加热率(Net Heating Rate,NHR),分析了太阳准11 a变化中太阳活动强年与弱年纬向平均OHR(NHR)的差异,并讨论了差异形成的原因。结果表明:太阳活动强年比弱年的紫外辐射明显要强,导致OHR、NHR整层增强,且随高度增加而增加;臭氧浓度在平流层下层较小,在平流层上层较大,该变化导致OHR、NHR有类似的变化型,且稍向高处偏移;OHR、NHR在平流层上层的变化,由紫外辐射和臭氧共同作用,其他地区均为臭氧起主要作用。

关键词：太阳循环紫外辐射臭氧加热率平流层

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东亚夏季风指数的分类及物理特征分析

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大气科学学报 2017年第3期40卷 299-309页

作者：陈海山陈健康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1961—2010年NCEP再分析资料,分析了较有代表性的16个东亚夏季风指数,讨论了不同季风指数反映的环流及降水之间的异同,探讨了不同季风指数与东亚夏季风不同空间模态之间的可能关联。结果表明,东亚夏季风指数大致分为两类:1)第一类... 详细信息

利用1961—2010年NCEP再分析资料,分析了较有代表性的16个东亚夏季风指数,讨论了不同季风指数反映的环流及降水之间的异同,探讨了不同季风指数与东亚夏季风不同空间模态之间的可能关联。结果表明,东亚夏季风指数大致分为两类:1)第一类季风指数存在明显的年代际变化,反映了东亚夏季风强弱的整体一致型变化,与东亚夏季风环流第一模态具有很好的对应关系。高指数年,整个东亚区域夏季风活动整体偏强;贝加尔湖地区为深厚气旋性环流控制,副高位置略偏北;华北、东北地区降水显著偏多,长江流域及其以南降水偏少,降水异常型与我国夏季偶极型季风降水相似,这类指数对我国华北地区降水有较好的指示作用。2)第二类季风指数具有明显的年际变化特征,反映的是东亚夏季风强弱的南北反相变化,与东亚夏季风环流第二模态相对应。高指数年,我国东南地区夏季风偏弱,东北部夏季风偏强;西北太平洋为深厚的气旋性距平环流控制,副高偏北,该分布型与东亚—太平洋(EAP)遥相关十分相似;我国东北、内蒙古地区,华南地区降水增多,长江流域降水显著减少,降水异常型与我国夏季三极型季风降水异常型相似,这类指数对我国长江流域降水有较好的指示作用。

关键词：东亚夏季风指数空间多模态大气环流异常夏季降水分类讨论

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CMIP5模式对中国极端气温及其变化趋势的模拟评估

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气候变化研究进展 2017年第1期13卷 11-24页

作者：蒋帅江志红李伟沈雨辰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 岳阳市气象局岳阳414000 无锡市气象局无锡214101

本文基于中国区域逐日气温资料和CMIP5中30个全球气候模式资料,计算了平均日最高气温(TXAV)、平均日最低气温(TNAV)、热浪指数(HWDI)、霜冻日数(FD)、和暖夜指数(TNF90)5个极端气温指数,评估各模式对中国区域极端气温的气候平均场和趋... 详细信息

本文基于中国区域逐日气温资料和CMIP5中30个全球气候模式资料,计算了平均日最高气温(TXAV)、平均日最低气温(TNAV)、热浪指数(HWDI)、霜冻日数(FD)、和暖夜指数(TNF90)5个极端气温指数,评估各模式对中国区域极端气温的气候平均场和趋势的模拟能力。研究结果表明,大部分模式能够较好地模拟出极端指数的气候平均场,其中对TNAV、TXAV和FD平均场模拟能力较强,大部分模式平均场与观测场的相关系数超过0.90,但对TNF90和HWDI的模拟能力相对较低,相关系数均低于0.70,且各模式的模拟能力存在较大的差异。对极端指数的趋势模拟来说,模式模拟的中国区域平均各极端气温指数的线性变化趋势与观测相同,但大多数模式模拟趋势的强度偏弱。相比于气候平均场,模式对极端气温指数趋势空间场模拟较差,除TNAV有1/3的模式平均场与观测场的相关系数超过0.60外,模式模拟其余指数的相关系数均低于0.60。模拟极端气温气候平均场的能力最优的5个模式为:IPSL-CM5A-MR、CMCC-CM、IPSL-CM5A-LR、MPI-ESM-MR和MPI-ESM-P。趋势空间场模拟最好的5个模式为:MPI-ESM-P、CANESM2、ACCESS1-3、BCC-CSM1-1和Nor ESM1-M。模式对极端气温指数的时空模拟能力一致性较差,但基于气候平均场或趋势空间场的优选模式,相比于所有集合模式平均,模拟能力均有一定程度的改善。

关键词： CMIP5 极端气温趋势优选模式

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新型探测资料在2014年春节污染天气中的应用

新型探测资料在2014年春节污染天气中的应用

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第35届中国气象学会年会

作者：戴竹君高辉李力王黎娟王宏斌陆晓波南京市气象局南京军区空军气象中心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江苏省气象科学研究所南京市环境监测中心

利用NCEP/NCAR再分析资料、南京市环保局监测数据,分析2014年春节污染天气背景,结合南京探空资料、常规观测资料、风廓线雷达及微波辐射计资料,分析这次春节期间的大气混合层高度、通风系数和逆温层特征。按照春节假期污染情况,可将其... 详细信息

利用NCEP/NCAR再分析资料、南京市环保局监测数据,分析2014年春节污染天气背景,结合南京探空资料、常规观测资料、风廓线雷达及微波辐射计资料,分析这次春节期间的大气混合层高度、通风系数和逆温层特征。按照春节假期污染情况,可将其分为两个阶段:前期是1月30日—2月2日,南京处于均压场里,空气污染扩散条件差,逆温层容易形成,污染较重。后期是2月3日—2月6日,冷暖气流活跃,混合层厚度升高,通风系数增大,逆温层被破坏,逆温强度锐减,空气质量显著改善。结果显示,混合层高度越低、通风系数越小及逆温层结越厚、越强,污染越严重。针对不同级别污染程度为四要素设立了定量化指标:当混合层高度低于1 km、通风系数低于2500 m/s、逆温层厚度大于500 m、逆温强度大于2℃/100m,易出现中度以上污染;当混合层高度高于2 km、通风系数高于7000 m/s、逆温层厚度小于200 m、逆温强度小于0.5℃/100m,不易出现污染天气,可为预报提供更多参考依据。

关键词：污染新资料混合层高度通风系数逆温

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雷暴单体的对流强度对电荷结构的影响

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科学技术与工程 2017年第25期17卷 7-16页

作者：郭凤霞李雅雯鲍敏刘祖培黄兆楚王曼菲南京信息工程大学教育部气象灾害重点实验室/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/南京信息工程大学中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044

利用三维雷暴云动力—电耦合数值模式,通过改变中心扰动位温,设置敏感性试验组,分析探讨雷暴单体对流强度对电荷结构的影响。结果表明:雷暴单体对流强度随着扰动位温的增加而增加。对流强度不同,其空间电荷结构也明显不同,但始终存在底... 详细信息

利用三维雷暴云动力—电耦合数值模式,通过改变中心扰动位温,设置敏感性试验组,分析探讨雷暴单体对流强度对电荷结构的影响。结果表明:雷暴单体对流强度随着扰动位温的增加而增加。对流强度不同,其空间电荷结构也明显不同,但始终存在底部次正电荷区。当对流较弱时,雷暴电荷结构简单,只有主负电荷区和次正电荷区,无主正电荷区。在中等强度的对流雷暴中,雷暴内基本呈正常三极性电荷结构,且主负电荷区有上、下两个明显的电荷中心,上部中心的电荷密度更大。在强雷暴单体中,除了正常的三极性结构以外,次正电荷区以下出现了小范围弱的负电荷区,云顶出现了负屏蔽层,从下到上呈现出正负交替的五层,是电荷结构最复杂的阶段。这主要是由于云上部的正电荷区持续时间较长,电荷密度较大,增强了对周围大气中自由离子的吸引,自由离子被吸引到云边界附着到粒子上,在云顶形成了负屏蔽电荷层。同时,由于对流强,霰粒子可以得到更快的增长,固态降水增强,下沉气流中的霰通过与云滴的感应碰撞形成了云底部短时的弱负电荷区。

关键词：雷暴单体电荷结构起电机制对流强度水凝物

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