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高原气象 2019年第1期38卷 14-28页

作者：胡梦玲游庆龙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 南京市江宁区气象局江苏南京211100

基于1979-2015年青藏高原(下称高原)地区气象观测站的逐日降水资料和ERA-Interim逐日再分析资料,分析高原南侧经圈环流的季节演变及年际变化特征,并讨论其对高原降水及水汽输送的影响。结果表明,高原南侧80°E-90°E范围存在前... 详细信息

基于1979-2015年青藏高原(下称高原)地区气象观测站的逐日降水资料和ERA-Interim逐日再分析资料,分析高原南侧经圈环流的季节演变及年际变化特征,并讨论其对高原降水及水汽输送的影响。结果表明,高原南侧80°E-90°E范围存在前季风环流、季风环流、Hadley环流的季节演变,前季风环流有-0. 377 s^(-1)·(10a)^(-1)减弱的趋势,季风环流有0. 524 m·s^(-1)·(10a)^(-1)显著增强趋势。在90°E-105°E范围存在季风环流和Hadley环流季节转换,季风环流存在0. 413 m·s^(-1)·(10a)^(-1)的增强趋势。基于各经圈环流开始、结束时间的定义,发现在80°E-90°E,前季风环流建立的时间有推迟而结束时间有提前的现象,其维持时间出现每10年-1. 47候的缩短趋势。在90°E-105°E,季风环流维持时间增长,Hadley环流维持时间缩短。前季风环流增强使得高原水汽辐散区辐散增强,水汽辐合区辐合增强,高原西南侧有东北向水汽输送增强,而高原西北侧有西南向水汽输送增强。夏季季风环流增强,高原南部至孟加拉湾地区自南向北的经向水汽输送显著增强,印度洋向高原输送的西南向水汽通量明显增加。前季风环流增强,春季高原中部及西南部降水减少,而东南部和北部降水增加。夏季季风环流增强时,高原南侧上升支增强,高原南部降水增加,而高原北部降水出现减少。

关键词：青藏高原经圈环流变化特征高原降水水汽输送

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阿拉伯海热带气旋生成特征分析

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海洋气象学报 2021年第4期41卷 62-72页

作者：李畅姜霞沈新勇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 中国海洋大学海洋与大气学院山东青岛266100 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519082

利用印度气象局(India Meteorological Department,IMD)、国际气候管理最佳路径档案库(International Best Track Archive for Climate Stewardship,IBTrACS)提供的1982—2020年阿拉伯海热带气旋路径资料,美国国家环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)再分析资料,对近39 a阿拉伯海热带气旋源地和路径特征、活跃区域、频数及气旋累积能量(accumulated cyclone energy,ACE)指数的季节特征和年际变化特征进行分析,并结合环境因素,说明其物理成因。结果表明:阿拉伯海热带气旋多发于10°~25°N,65°~75°E海域,5—6月、9—12月发生频数较高且强度较强,1—4月、7—8月发生频数较低且气旋近中心最大风速均小于35 kn;频数的季节变化主要受控于垂直风切变要素;阿拉伯海热带气旋发生频数和ACE近年有上升趋势,年际变化主要受控于海面温度(sea surface temperature,SST)和850 hPa相对湿度要素。

关键词：热带气旋阿拉伯海特征分析气旋累积能量

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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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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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影响宁夏的热带气旋远距离暴雨特征和预报概念模型

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热带气象学报 2020年第1期36卷 32-41页

作者：闫军王黎娟纪晓玲薛宏宇谭志强任小芳邵建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 中国气象局旱区特色农业气象灾害监测预警与风险管理重点实验室/宁夏回族自治区气象防灾减灾重点实验室宁夏银川750002 宁夏回族自治区气象台宁夏银川750002

利用JMA最佳TC路径资料和NCEP/NCAR再分析资料,普查了19612010年宁夏的暴雨个例,并对影响宁夏的热带气旋远距离暴雨进行了统计和合成分析。结果表明:宁夏各测站远距离暴雨日数在暴雨总日数中普遍占比达30%~46%,是宁夏暴雨类型里十分重... 详细信息

利用JMA最佳TC路径资料和NCEP/NCAR再分析资料,普查了19612010年宁夏的暴雨个例,并对影响宁夏的热带气旋远距离暴雨进行了统计和合成分析。结果表明:宁夏各测站远距离暴雨日数在暴雨总日数中普遍占比达30%~46%,是宁夏暴雨类型里十分重要的一类。远距离暴雨主要集中发生在8月,较宁夏暴雨气候多发期推迟10~20天。台湾岛及其以东洋面和海南岛附近是宁夏产生远距离暴雨的热带气旋高频影响关键区,在两个TC高频影响区域之间还存在一个少台风甚至无台风影响的海域。进一步诊断分析表明,热带气旋、中纬度槽(涡)、副热带高压、水汽通道及高空急流是产生远距离暴雨的主要影响系统。根据诊断特征将远距离暴雨分为两类,揭示其环流差异主要体现在热带气旋和副高位置、水汽输送通道及海平面气压场,并在此基础上归纳了两类远距离暴雨的预报概念模型。

关键词：热带气旋远距离暴雨统计特征预报概念模型宁夏

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江淮梅雨峰暴雨的数值模拟与诊断分析

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兰州大学学报（自然科学版） 2020年第4期56卷 527-536页

作者：张鹏许冬梅沈菲菲束艾青卞慧敏周萱李超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 天津市东丽区突发公共事件硬件信息发布中心天津300163 高原与盆地暴雨旱涝灾害四川省重点实验室成都610225 中国气象局沈阳大气环境研究所沈阳110000 南通市气象局江苏南通226018

利用NCEP/NCAR再分析资料结合新一代中尺度天气研究预报(WRF)模式对2013年7月5-6日发生在江淮地区的一次梅雨锋暴雨过程进行了30 km分辨率数值模拟并对模拟结果进行了诊断分析.结果表明,本次江淮地区暴雨过程24 h累积降水呈东西带状分布... 详细信息

利用NCEP/NCAR再分析资料结合新一代中尺度天气研究预报(WRF)模式对2013年7月5-6日发生在江淮地区的一次梅雨锋暴雨过程进行了30 km分辨率数值模拟并对模拟结果进行了诊断分析.结果表明,本次江淮地区暴雨过程24 h累积降水呈东西带状分布,中心最大累积降水量超过180 mm;环流形势分析表明东北冷涡、副热带高压及江淮切变线构成了影响此次暴雨的关键系统.WRF高分辨率数值模拟可以准确地再现本次降水过程的范围和强度.通过分析高分辨率的模式输出结果发现,造成本次暴雨过程的中尺度对流系统(MCS)呈带状分布特征,系统内部高层辐散和低层辐合相配合,其中新生单体高层辐散强于低层辐合,有利于系统上升运动的增强,发展成熟的对流体高层辐散与低层辐合强度相当;在MCS发展初期,南北两侧的次级环流促进了对流的发展,在MCS发展到成熟阶段后,次级环流开始抑制对流作用;在MCS演变过程中产生的水汽相变凝结潜热对暴雨区的对称不稳定及上升运动起到促进作用,对MCS的发展起间接的正贡献.

关键词：梅雨锋暴雨数值模拟中尺度对流系统诊断分析

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Rossby波和热带对流活动对2010年6月梅雨发生前后我国东部两次强降水过程的影响

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大气科学学报 2019年第6期42卷 824-834页

作者：李慧陆尔翟盘茂李肇新陈阳甘如玉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 中国气象科学研究院北京100081

基于574台站的逐日降水资料及NCEP/NCAR逐日再分析资料,在比较2010年梅雨期前后(6月7-11日和18-22日)我国东部两次强降水过程的大尺度环流型差异的基础上,从Rossby波活动通量及热带对流活动探讨了这两次强降水过程的异同。结果表明,相... 详细信息

基于574台站的逐日降水资料及NCEP/NCAR逐日再分析资料,在比较2010年梅雨期前后(6月7-11日和18-22日)我国东部两次强降水过程的大尺度环流型差异的基础上,从Rossby波活动通量及热带对流活动探讨了这两次强降水过程的异同。结果表明,相同之处在于:两次强降水过程期间中高纬度地区都存在Rossby波向下游传播,中纬度地区呈现双阻型式,低纬度地区西太平洋副热带高压(以下简称西太副高)强度偏强、西伸脊点位置偏西。不同之处在于:1)第一次降水过程中Rossby波的波源位于北欧地区附近,贝加尔湖地区为低槽,使得冷空气南下到36°N左右;同时孟加拉湾活跃的对流系统使西太副高加强西伸到95°E左右,冷暖空气交汇,导致强降水发生;2)第二次降水过程中Rossby波的波源位于北欧地区和中西伯利亚地区附近,东亚地区的低槽较第一次过程明显加深,有利于冷空气到达长江中下游地区(30°N左右),西太平洋暖池地区活跃的对流系统使得西太副高加强西伸到90°E左右,冷暖空气在长江中下游及其以南地区交汇,导致强降水发生。

关键词：持续性降水大气环流梅雨波活动通量对流活动

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太平洋年代际振荡对冬季北半球两大洋风暴轴协同变化的可能影响

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大气科学学报 2019年第6期42卷 892-901页

作者：朱伟军曹煜晨李天宇祁春娟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 吉林省气候中心吉林长春130062

利用NCEP/NCAR提供的再分析资料和NOAA提供的海温资料分析太平洋年代际振荡(Pacific Decadal Oscillation,PDO)不同位相的年代际背景下北半球海气耦合关系的异常与风暴轴协同变化的联系,主要结果如下:1)冬季太平洋年代际振荡与北半球两... 详细信息

利用NCEP/NCAR提供的再分析资料和NOAA提供的海温资料分析太平洋年代际振荡(Pacific Decadal Oscillation,PDO)不同位相的年代际背景下北半球海气耦合关系的异常与风暴轴协同变化的联系,主要结果如下:1)冬季太平洋年代际振荡与北半球两大洋风暴轴协同变化之间存在显著的相关关系,当PDO暖位相时,对应两大洋风暴轴南北位置反向的异常变化,其中北太平洋风暴轴偏南且中东部减弱,北大西洋风暴轴偏北且中东部增强,PDO冷位相时相反。2)PDO为暖位相时,对应El Nino型海温异常,北大西洋海温呈三极型,平均槽脊加强,经向环流增强,极涡收缩,北太平洋风暴轴南压,大西洋风暴轴则北抬,此时欧亚大陆北部和北美大陆大部分地区温度异常升高,亚洲南部、非洲北部及巴伦支海以北的高纬温度异常降低,北美西南部和格陵兰岛附近温度也为异常降低,PDO冷位相时相反。

关键词：风暴轴协同变化太平洋年代际振荡海气耦合

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2015年夏季东亚和南亚降水异常与热带太平洋海温异常的联系及机理

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大气科学学报 2019年第5期42卷 745-754页

作者：张梦珂金大超南京信息工程大学大气科学学院江苏南京210044 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南京210044

2015年我国东部夏季降水呈现南北反位相的空间分布,河套地区降水异常偏少、长江中下游地区降水异常偏多,同期印度中部地区降水负异常,上述三个区域2015年夏季降水距平百分率绝对值极大值均超过55%。东亚和南亚地区2015年夏季降水异常的... 详细信息

2015年我国东部夏季降水呈现南北反位相的空间分布,河套地区降水异常偏少、长江中下游地区降水异常偏多,同期印度中部地区降水负异常,上述三个区域2015年夏季降水距平百分率绝对值极大值均超过55%。东亚和南亚地区2015年夏季降水异常的形成机理主要是由于该年夏季处于El Nino事件的发展位相,菲律宾群岛及邻近区域反气旋环流异常,江淮地区至日本列岛气旋式环流异常,对流层低层位势高度异常场和整层水汽异常输送场亦存在相一致的空间分布,表现为负位相的EAP(East Asian-Pacific)/PJ(Pacific-Japan)型遥相关,有利于河套地区降水偏少和长江流域降水偏多。热带太平洋海温异常引起热带地区Walker环流负异常,热带西太平洋地区上空受异常下沉气流控制,热带印度洋区域对流层盛行东风异常,减弱了印度夏季风,并造成了印度中部地区夏季降水偏少。另一方面,印度上空对流层低层受异常反气旋控制,该异常反气旋北侧的西风异常沿着青藏高原南麓向东运动,增强了与EAP/PJ型遥相关相联系的异常水汽输送,有利于维持和增强河套地区降水负异常和长江中下游地区降水正异常。

关键词：夏季降水异常中国东部印度中部 El Nino事件 EAP/PJ型遥相关

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光谱法研究闪电回击放电通道的电阻及电流的热效应

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光谱学与光谱分析 2019年第12期39卷 3718-3723页

作者：王雪娟袁萍张其林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 西北师范大学物理与电子工程学院甘肃省原子分子物理与功能材料重点实验室甘肃兰州730070

闪电放电通道的电阻及电流产生的热效应对雷电灾害研究以及防护设计都具有重要意义,放电通道的热力学特性与其等离子体辐射光谱密切相关。利用无狭缝摄谱仪获得的两次云对地多回击闪电放电的等离子体辐射光谱,依据谱线波长、强度等信息... 详细信息

闪电放电通道的电阻及电流产生的热效应对雷电灾害研究以及防护设计都具有重要意义,放电通道的热力学特性与其等离子体辐射光谱密切相关。利用无狭缝摄谱仪获得的两次云对地多回击闪电放电的等离子体辐射光谱,依据谱线波长、强度等信息,结合同步地面电场变化资料,应用空气等离子体传输理论,计算了闪电回击放电通道的电导率、峰值电流、核心通道半径,进而得到了闪电回击等离子体通道单位长度的电阻、峰值电流时的热功率及在回击初始前5μs内通道储存的热能。并与常规金属导体进行比较,分析了闪电回击放电在峰值电流时等离子体通道的热功率与电阻、电流平方之间的相关性关系。结果表明:利用光谱研究得到的闪电放电通道的电阻为0.04~8.41Ω·m^-1、峰值电流时的热功率为0.88×10^8~2.20×10^8 W·m^-1、回击初始前5μs内通道储存的热能为1.47×10^2~3.66×10^2 J·m^-1,以上结果与文献报道的利用其他方法得到的结果相比,在合理的范围内;与常规金属导体相比,闪电回击放电等离子体通道在峰值电流时的热功率与电阻成正比,但与电流的平方呈指数减小的关系;由于闪电等离子体通道的电阻与温度的3/2次方成反比,通常回击放电通道中峰值电流越大,通道温度越高,而电阻会迅速降低,因此热功率也会急剧减小。此结论进一步验证了采用欧姆加热方法加热等离子体的致命缺点。

关键词：闪电回击通道电阻热功率热能

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