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海洋预报 2019年第3期36卷 9-17页

作者：钱玲沈菲菲许冬梅张冰赵文远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 正安县气象局贵州遵义563400 江苏省气象科学研究所江苏南京210009

以2012年大西洋飓风季第18号飓风'桑迪'('Sandy')为例,在WRFDA同化系统中结合新拓展的AMSR2同化模块,通过同化AMSR2微波成像仪资料并进一步考察其对飓风'桑迪'的结构、强度、路径分析和预报的影响。研究结果表... 详细信息

以2012年大西洋飓风季第18号飓风'桑迪'('Sandy')为例,在WRFDA同化系统中结合新拓展的AMSR2同化模块,通过同化AMSR2微波成像仪资料并进一步考察其对飓风'桑迪'的结构、强度、路径分析和预报的影响。研究结果表明:与没有同化AMSR2微波成像仪资料的控制试验相比,加入AMSR2微波成像仪资料的同化试验对飓风'桑迪'的风场、海平面气压场的分析效果有所提高,飓风气旋性环流加强。并进一步改进了对飓风'桑迪'的路径、最小海平面气压和最大风速的预报。平均路径误差、最小海平面误差和最大风速误差分别相对控制试验中的相应误差降低了约25 km、2 mb和2 m/s。

关键词： AMSR2 三维变分飓风“桑迪” 飓风预报

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京津冀地区一次雾霾过程的污染分布及来源分析

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高原气象 2019年第6期38卷 1332-1343页

作者：沈新勇陈逸智郭春燕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 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 内蒙古气象服务中心内蒙古呼和浩特010051 浙江大学地球科学学院浙江杭州310027

利用气象与化学模块在线耦合的模式WRF-Chem V3. 5(Weather Research and Forecasting Model coupled to Chemistry Version 3. 5)对2016年11月3-6日的一次京津冀污染过程展开了数值模拟,设计进行了包含人为排放源的实验,运用有效的模... 详细信息

利用气象与化学模块在线耦合的模式WRF-Chem V3. 5(Weather Research and Forecasting Model coupled to Chemistry Version 3. 5)对2016年11月3-6日的一次京津冀污染过程展开了数值模拟,设计进行了包含人为排放源的实验,运用有效的模拟结果对过程进行分析。结果表明:大气稳定度指数能有效量化反映污染过程中的大气稳定状况,且K指数和TT指数相较其他两种指数的指示效果更为准确,是讨论雾霾发生发展原因的有力依据。本次污染高值中心有三个,分别为北京天津一带、河北东北部以及河北南部。PM2. 5、PM10以及SO2污染物水平分布有明显日变化特征,CO和NO2则变化不明显,污染从3日开始发展至6日结束,除NO2外各项污染物都明显受到冷空气的影响,在6日浓度骤降。北京和天津地区的污染是主要来源于河北南部的工业和交通排放的外源型污染,而河北东北部和河北南部的污染则是主要受本地排放影响的内源型污染。污染物主要化学成分为CO,污染物颗粒PM2. 5和PM10量级相当且浓度差别不大,均对本次污染有较大贡献。

关键词： WRF-Chem模式雾霾大气稳定度指数分布特征后向轨迹

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长江三角洲冬季电厂排放对大气污染的影响

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中国环境科学 2018年第9期38卷 3288-3297页

作者：沙桐马晓燕王健颖贾海灵胡亚男田蓉管奇坤李若琳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

分析了长江三角洲地区电厂排放的基本特征并利用WRF-Chem模拟冬季大气污染状况,研究了冬季电厂排放主要污染物的特征及其对空气质量的影响,结果显示,长三角电厂排放的主要大气污染物为SO_2、NOx及PM_(2.5),2010年排放量可分别达到826.8... 详细信息

分析了长江三角洲地区电厂排放的基本特征并利用WRF-Chem模拟冬季大气污染状况,研究了冬季电厂排放主要污染物的特征及其对空气质量的影响,结果显示,长三角电厂排放的主要大气污染物为SO_2、NOx及PM_(2.5),2010年排放量可分别达到826.8、1475.6和137.3Gg,分别占长三角地区人为源总排放量的34%、38%和14%.冬季主要大气污染物(SO_2、NO_2、PM_(2.5))浓度高值区分布在南京-上海,杭州-宁波一带.电厂对SO_2浓度贡献量(率)的空间分布与SO_2排放的空间分布较为一致,而NO_2、PM_(2.5),其贡献量(率)的高值区主要分布在安徽、浙江和江西的交界处以及浙江省的东海岸.相对SO_2、NO_2,电厂对PM_(2.5)贡献量(率)较低,各地均在20μg/m^3(15%)以下.污染时期电厂排放对模拟的PM_(2.5)和SO_2贡献率(6.9%、34.2%)较清洁时期(4.9%、20.7%)大,而对于NO_2,清洁和污染时期的贡献量没有明显差别,均在10μg/m^3左右.冬季气温低、风速小及边界层高度低的特征不利于低层污染物的扩散,易导致重污染事件的发生.

关键词：长江三角洲电厂排放大气污染物 PM2.5

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长江三角洲初冬一次重污染天气成因分析

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中国环境科学 2018年第11期38卷 4001-4009页

作者：翟华朱彬赵雪婷潘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江苏南京210044

利用站点气象和PM_(2.5)资料以及NCEP的全球再分析数据集研究了2015年12月17～28日长江三角洲地区一次重污染天气过程.结果表明:地面弱气压场是此次污染事件发生发展的主要天气背景,而冷空气带来的大风使PM_(2.5)浓度迅速下降,有效清除... 详细信息

利用站点气象和PM_(2.5)资料以及NCEP的全球再分析数据集研究了2015年12月17～28日长江三角洲地区一次重污染天气过程.结果表明:地面弱气压场是此次污染事件发生发展的主要天气背景,而冷空气带来的大风使PM_(2.5)浓度迅速下降,有效清除了PM_(2.5).区域热力因子和动力因子分析发现,此次过程中大气中低层层结稳定、近地面逆温强,有利于PM_(2.5)和水汽的累积,使其浓度水平升高;对于动力因子来说,较小的通风率和较低的边界层高度不利于污染物扩散,同样使PM_(2.5)浓度上升.两者相比,热力因子对PM_(2.5)浓度值的贡献比动力因子大.结合后向轨迹和排放源分布发现,此次污染过程中长江三角洲地区的PM_(2.5)主要受来自其西北方向的大陆气团(占46%左右)的影响,这些气团途经高污染排放源并把污染物远距离传输至长江三角洲地区.最后利用PSCF和CWT对长江三角洲地区污染物的潜在来源进行了分析,发现PM_(2.5)的来源主要集中在安徽、河南、山西、山东以及长江三角洲本地,说明此次过程中长江三角洲地区的污染物浓度受到远距离输送和局地过程的共同影响.

关键词： PM2.5 气象条件潜在源区

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长江三角洲地区大气污染过程分析

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中国环境科学 2018年第2期38卷 401-411页

作者：邓发荣康娜 Kanike Raghavendra Kumar 胡康蒋永成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江苏南京210044

针对2015年和2016年12月2个月的4次污染过程,利用中分辨率成像光谱仪(MODIS)Terra卫星的气溶胶光学厚度(AOD),Angstrom波长指数(AE)气溶胶数据,并结合PM_(2.5)和PM_(10)的浓度以及比值变化分析,发现以PM_(2.5)为代表的人为因素产生的细... 详细信息

针对2015年和2016年12月2个月的4次污染过程,利用中分辨率成像光谱仪(MODIS)Terra卫星的气溶胶光学厚度(AOD),Angstrom波长指数(AE)气溶胶数据,并结合PM_(2.5)和PM_(10)的浓度以及比值变化分析,发现以PM_(2.5)为代表的人为因素产生的细颗粒物是造成研究地区污染发生的重要因素.并且利用MODIS火点数据以及美国海军气溶胶分析与预测系统(NAAPS)模拟分析污染物成分,发现2015年12月12~16日和19~27日2次污染都以人为因素产生的细粒子污染物为主,沙尘以及生物质燃烧产生的烟粒对研究地区影响较小.2016年12月6~10日和15~18日2次污染过程产生的原因不同,利用潜在源贡献因子分析法(PSCF)分析发现6~10日污染天气的产生主要是由西北方向含有大量沙尘粒子气流以及南方生物质燃烧产生的大量烟粒共同输送到研究地区,加之研究地区大量人为污染细粒子的产生,导致了此次混合型污染天气发生.15~18日污染过程与2015年2次污染过程相似,主要原因都在于人为因素产生的细颗粒污染物的影响,沙尘以及烟粒对污染过程起到了加剧的作用.

关键词： MODIS PM2.5 AOD NAAPS气溶胶模拟 PSCF轨迹模式

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中国典型城市冬季大气细颗粒物水溶性离子特征及来源分析

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生态环境学报 2019年第2期28卷 307-315页

作者：林昕曹芳翟晓瑶鲍孟盈俞绍才王京鹏章炎麟南京信息工程大学气候与环境变化国际合作联合实验室大气环境中心江苏南京210044 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南京2100442 浙江大学环境与资源学院/污染环境修复与生态健康教育部重点实验室/空气污染与健康研究中心浙江杭州310058 浙江大学环境与资源学院浙江杭州310058

细颗粒物是大气污染防治的重点内容。分析大气细颗粒物中的水溶性离子组分及其变化,对评价城市空气污染状况和污染物的来源具有重要意义。选取中国东部典型城市长春、北京、上海、杭州和南京作为研究对象,基于2016年11月11日-12月6日大... 详细信息

细颗粒物是大气污染防治的重点内容。分析大气细颗粒物中的水溶性离子组分及其变化,对评价城市空气污染状况和污染物的来源具有重要意义。选取中国东部典型城市长春、北京、上海、杭州和南京作为研究对象,基于2016年11月11日-12月6日大气颗粒物样品采集及其水溶性离子分析,探讨PM_(2.5)中水溶性无机离子浓度变化特征,并利用主成分分析结果分析各类污染源排放对细颗粒物中水溶性离子质量浓度的贡献,以期为区域大气环境质量的改善提供参考依据。结果表明,长春、北京、上海、杭州和南京总水溶性无机离子质量浓度平均值分别为(18.8±9.0)、(34.9±23.3)、(21.8±13.3)、(42.2±21.4)和(62.1±25.9)μg·m^(-3),占PM_(2.5)质量浓度的33.6%-62.1%。二次离子(SIA,包括NO_3^-、SO_4^(2-)和NH_4^+)在总水溶性离子中占比均超过75.0%,说明SIA是水溶性离子的主要组分。SIA占总水溶性离子浓度的百分比随污染程度增强而增加。硝酸盐为5个城市在污染大气下主要的贡献物种。5个城市站点ρ(NO_3^-)/ρ(SO_4^(2-))随着大气污染程度的增加均有不同程度的增加且大于1,说明含氮污染物逐渐成为大气颗粒物中最重要的污染物。除长春硫氧化率(SOR)均值小于0.1外,其他4个城市SOR和氮氧化率(NOR)均大于0.1,说明北京、上海、杭州和南京站点大气中存在较高程度的SO_2和NO_2的二次氧化。北京站点NO_3^-、SO_4^(2-)和NH_4^+以NH_4NO_3和(NH_4)_2SO_4的形式存在,在其他4个城市站点以NH_4NO_3和NH_4HSO_4的形式存在。5个城市水溶性离子主要来源为二次转化、扬尘、生物质和煤燃烧。

关键词：冬季细颗粒物水溶性离子大气污染来源解析

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青藏高原季风的季节内振荡特征

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高原气象 2019年第6期38卷 1158-1171页

作者：陈悦李文铠郭维栋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江苏南京210044 中国科学院大气物理研究所季风系统研究中心北京100029 中国科学院大学北京100049 南京大学气候与全球变化研究院/南京大学大气科学学院江苏南京210023

利用ERA-Interim再分析资料,采用集合经验模态分解、功率谱分析、合成分析等方法,研究了青藏高原(下称高原)季风指数(Qinghai-Tibetan Plateau Monsoon Index,QTPMI)所表征的青藏高原季风季节内振荡特征,结果表明:(1)高原季风变率的季... 详细信息

利用ERA-Interim再分析资料,采用集合经验模态分解、功率谱分析、合成分析等方法,研究了青藏高原(下称高原)季风指数(Qinghai-Tibetan Plateau Monsoon Index,QTPMI)所表征的青藏高原季风季节内振荡特征,结果表明:(1)高原季风变率的季节内分量(10~90天)在总变率中占据了可观的比例,QTPMI的季节内分量可解释总变率的26%,在夏季的解释方差可达37%;(2) QTPMI的季节内振荡与其相应周期的低频大气环流异常(对流层中高层异常气旋、反气旋)东移经过高原上空过程相联系,且异常信号的强度在向东传播的过程中存在增强-减弱-增强-减弱的演变特征(即到达高原前增强,在高原上东移减弱,移出高原后增强,继续东移入海时减弱);(3)高原夏季风期间环流与大气热源在季节内振荡上有一致性,呈现高原夏季风强(弱),大气热源强(弱)的关系。

关键词：青藏高原季风大气季节内振荡大气热源合成分析

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多普勒雷达资料同化对北京“7·21”大暴雨过程模拟的影响

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沙漠与绿洲气象 2020年第2期14卷 50-60页

作者：沈菲菲束艾青许冬梅郭雅凯李超王易张冰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 高原与盆地暴雨旱涝灾害四川省重点实验室四川成都610225 河南省气象局河南郑州450003 南通市气象局江苏南通226018 江苏省气象台江苏南京210008 江苏省气象科学研究所江苏南京210008

利用新一代中尺度预报模式WRFV3.6及其三维变分同化系统(WRF-3DVAR),对2012年7月21日北京地区的一次暴雨过程进行多普勒天气雷达径向风和反射率的同化试验研究,检验和探讨高时空分辨率多普勒天气雷达资料在改进模式初始场及提高对暴雨... 详细信息

利用新一代中尺度预报模式WRFV3.6及其三维变分同化系统(WRF-3DVAR),对2012年7月21日北京地区的一次暴雨过程进行多普勒天气雷达径向风和反射率的同化试验研究,检验和探讨高时空分辨率多普勒天气雷达资料在改进模式初始场及提高对暴雨过程预报的准确率等方面的应用效果及意义。结果发现雷达资料同化能在初始场中加入反映产生降水的低层风场辐合的动力和锋前暖区充足的水汽条件的物理信息,可以在模式积分开始后改善初始场中水汽和风的分布,较快地模拟出局地对流系统的发生、发展,改善由于中尺度观测资料不足而造成的模式初始场里中尺度信息缺乏的问题。径向速度的同化增加了中尺度信息,对初始流场的调整较为显著,侧重于改进风场。而雷达反射率资料的同化对初始温、湿度场和强回波位置的调整更明显,侧重于改进湿度场。累计降水的预报结果显示,同化径向风资料对雨带的位置、范围有较好的改进,同化雷达反射率资料对暴雨强度的预报有明显的改善。通过降水ETS评分发现,同化常规观测试验相对于控制实验,对于5、15 mm和25 mm降水评分能增加0.1左右,径向风同化试验能增加0.2左右,反射率同化试验能增加0.3左右,而径向风加反射率试验增加的评分介于0.2~0.3。雷达资料对于提高定量降水预报的精确度有着重要作用。

关键词： WRF模式多普勒雷达资料同化三维变分北京暴雨

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春季热带大西洋北部海温异常与我国盛夏降水异常的联系

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热带气象学报 2019年第6期35卷 756-766页

作者：李忠贤陈晨曾刚邓伟涛吴玲玲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江苏南京210044 南京信息工程大学大气科学学院江苏南京210044 南京铁道职业技术学院社会科学教学部江苏南京210031

利用Hadley中心的海表温度资料、全国160站降水资料以及NCEP-DOE AMIP-II再分析等资料,运用多种统计分析方法,分析了春季(3—5月)热带大西洋北部海温异常变化特征及其对我国盛夏(7、8月)降水异常的影响。结果表明:春季热带大西洋北部模... 详细信息

利用Hadley中心的海表温度资料、全国160站降水资料以及NCEP-DOE AMIP-II再分析等资料,运用多种统计分析方法,分析了春季(3—5月)热带大西洋北部海温异常变化特征及其对我国盛夏(7、8月)降水异常的影响。结果表明:春季热带大西洋北部模态是热带大西洋海温异常REOF分解的第一模态,方差贡献率为34.5%。热带大西洋北部海温异常年际变率具有明显的季节差异,其中春季最为显著。春季热带大西洋北部海温异常与我国盛夏华中地区降水异常有显著的正相关关系。进一步分析表明,春季热带大西洋北部的海温正异常可以激发出Rossby波,在热带大西洋西北部和热带东太平洋北部产生异常的气旋式环流,引起上述区域的对流层低层(上层)大气出现异常辐合(辐散),并通过热带大西洋北部地区和太平洋之间的垂直环流异常,在中太平洋地区对流层低层大气出现异常辐散,有利于西北太平洋地区产生异常反气旋式环流,异常反气旋西北侧的西南气流有利于水汽输送至我国华中地区,使该地区降水偏多。且这种影响可以通过热带大西洋北部海温异常的持续性,从春季一直持续到盛夏。

关键词：热带大西洋北部海温盛夏降水大气环流

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夏季大西洋Niňo基本特征及其与中国夏季降水异常的联系

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大气科学学报 2019年第6期42卷 835-844页

作者：李忠贤余滔曾刚邓伟涛王健治吴玲玲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江苏南京210044 中国民用航空局厦门空中交通管理站气象台福建厦门361006 南京铁道职业技术学院社会科学教学部江苏南京210031

利用NCEP-DOE AMIP-Ⅱ再分析资料、Hadley中心海表温度资料以及全国160站降水资料,运用经验正交函数(Empirical Orthogonal Function,EOF)分解和回归分析等方法,研究了夏季大西洋Nino的变化特征及其与中国夏季降水异常的联系。结果表明... 详细信息

利用NCEP-DOE AMIP-Ⅱ再分析资料、Hadley中心海表温度资料以及全国160站降水资料,运用经验正交函数(Empirical Orthogonal Function,EOF)分解和回归分析等方法,研究了夏季大西洋Nino的变化特征及其与中国夏季降水异常的联系。结果表明:夏季大西洋Nino是热带大西洋海温异常的第一EOF模态,其方差贡献率为33.7%,具有明显的年际变化特征。当夏季大西洋Nino处于暖位相时,对流层低层西北太平洋地区出现明显的异常反气旋,受其影响,西太平洋副热带高压强度增强、位置西伸,中国华南地区出现显著的西南风异常,有利于西太平洋副热带高压西南侧的水汽向中国长江流域及其以北地区输送,使中国长江流域和华北地区降水增多,而中国东南沿海地区则受西北太平洋异常反气旋控制,不利于降水发生;反之亦然。

关键词：大西洋Nino EOF分解中国夏季降水西北太平洋异常反气旋西太平洋副热带高压

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