检索结果-内蒙古大学图书馆

2020年长江中下游地区梅汛期强降水特征及其与对流层上层斜压Rossby波的关系

大气科学 2022年第5期46卷 1041-1054页

作者：孙思远管兆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南京210044 中国气象局地球系统数值预报中心北京100081 国家气象中心北京100081

2020年梅汛期(6~7月)长江中下游地区发生了严峻的汛情。2020年梅雨期长度和强度均远超历史平均水平。本文利用逐日NCEP/NCAR再分析资料和全球降水量网格数据集,研究了本次梅汛期降水特征及其与对流层上层斜压波动活动的联系。结果表明:... 详细信息

2020年梅汛期(6~7月)长江中下游地区发生了严峻的汛情。2020年梅雨期长度和强度均远超历史平均水平。本文利用逐日NCEP/NCAR再分析资料和全球降水量网格数据集,研究了本次梅汛期降水特征及其与对流层上层斜压波动活动的联系。结果表明:本次梅汛期,长江中下游地区的总降水量和降水异常大值区位于安徽南部,共有7次连续的降水过程发生。长江中下游地区在对流层中低层辐合、高层辐散,且该地区上空有强的异常上升运动,有利于异常强降水的发生发展。同时,水汽自孟加拉湾和中国南海地区输送至长江中下游地区,为强降水的发生提供了充足水汽。利用小波分析研究该地区的逐日降水标准化时间序列时,发现其存在2~4天和6~14天的显著周期。高频(2~14天)扰动所显示的Rossby波动在对流层上层表现出向下游频散的特征,波动源于贝加尔湖附近。波扰动能量和通量所显示的波动向下游的传播过程与波包的传播过程较为一致,分别源于地中海和贝加尔湖附近的波扰能向东或向东南频散至长江中下游地区,有利于该地区扰动加强并进而有利于强降水的发生和维持。以上结果加深了人们对2020年超长“暴力梅”成因的认识并可为有效预测类似事件提供线索。

关键词：梅雨 Rossby波长江中下游地区 2020年

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广州塔闪电光谱特性分析

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光学学报 2023年第12期43卷 335-345页

作者：王雪娟王海通化乐彦吕伟涛陈绿文马颖齐奇武斌许伟群杨静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 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 中国气象局广州热带海洋气象研究所广东广州510641 中国科学院大气物理研究所中层大气和全球环境探测重点实验室北京100029

利用广州高建筑物雷电观测站获得的600 m高广州塔上一次闪电3个回击放电过程的光谱资料,详细分析了广州塔上闪电光谱随时间的演化和随高度的变化特性,并通过对比实测的一组氮原子(NI)[856.8 nm, 859.4 nm, 862.9 nm]多重态的谱线强度比... 详细信息

利用广州高建筑物雷电观测站获得的600 m高广州塔上一次闪电3个回击放电过程的光谱资料,详细分析了广州塔上闪电光谱随时间的演化和随高度的变化特性,并通过对比实测的一组氮原子(NI)[856.8 nm, 859.4 nm, 862.9 nm]多重态的谱线强度比和理论计算值之比,验证了闪电近红外光辐射满足光学薄条件。结果表明:3个回击放电通道约在200 m以下发光较强;在回击放电初期,当向上传输的电流波还未到达通道顶部时,底部通道径向辐射光谱由较强的离子线和较弱的中性原子线组成,而通道顶部径向辐射光谱主要取决于下行先导,由较弱的离子线和较强的中性原子线组成;当回击电流波向上传输到通道顶部后,整个通道径向辐射出很强的离子线和很强的中性原子线,且离子线总强度和原子线总强度均随通道高度的增加而减小;在回击放电70μs以后,200 m以上通道离子线总强度和原子线总强度随通道高度的增加基本保持不变。此观测结果也直接证实了闪电放电通道由一个辐射离子线的高温核心和一个辐射中性原子线温度相对较低的外围电晕组成。

关键词：光谱学可见光谱近红外光谱广州塔闪电放电通道光学薄

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动态植被模型对青藏高原植被的模拟检验

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高原气象 2023年第2期42卷 333-343页

作者：鲍艳王玉琦南素兰俞淼无锡学院江苏无锡214105 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 丹东市气象局辽宁丹东118000 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室所北京100081

动态植被模型是研究植被变化对气候反馈和影响的重要模型工具。本文对耦合了动态植被(Dynamic Vegetation,DV)和碳氮(Carbon and Nitrogen,CN)模型的NCAR陆面过程模式CLM4.5(Community Land Model version 4.5)对青藏高原(以下简称高原... 详细信息

动态植被模型是研究植被变化对气候反馈和影响的重要模型工具。本文对耦合了动态植被(Dynamic Vegetation,DV)和碳氮(Carbon and Nitrogen,CN)模型的NCAR陆面过程模式CLM4.5(Community Land Model version 4.5)对青藏高原(以下简称高原)植被的模拟性能进行了评估,获得了定量化的偏差信息,并对高原植被和气候变化因子的关系进行了初步探讨。结果表明:模型能大致再现叶面积指数(Leaf area index,LAI)在历史时期的季节循环、长期变化趋势和空间分布,但空间变率较遥感资料大。模拟的乔木覆盖度偏大,草地覆盖度偏小,因此严重高估了植被高原南部和东部的LAI。与遥感观测相比,模拟的LAI呈现了1~2个月的滞后,这与模式本身的植被动力机制不完善和模式的降水驱动偏差有关。高原植被变化趋势的时空分布与表层土壤水和降水等气象因子的趋势变化显示出较好的一致性,表明在该研究时段,地表水循环的变化(主要是降水和土壤水含量)对高原植被生长可能起主导作用。

关键词：青藏高原植被覆盖度动态植被模型 CLM4.5-CNDV

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江淮地区夏季极端日降水事件变化特征及其与Rossby波活动的联系

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大气科学 2022年第1期46卷 15-26页

作者：孙思远管兆勇金大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 中国气象局地球系统数值预报中心北京100081 国家气象中心北京100081

利用NCEP/NCAR逐日再分析资料和中国国家级地面气象站基本气象要素日值数据集,研究了1979~2016年(38年)夏季江淮地区区域性极端日降水事件的统计特征及其与Rossby波活动的联系。结果表明:在38年夏季(6~7月)中,江淮地区区域性极端日降水... 详细信息

利用NCEP/NCAR逐日再分析资料和中国国家级地面气象站基本气象要素日值数据集,研究了1979~2016年(38年)夏季江淮地区区域性极端日降水事件的统计特征及其与Rossby波活动的联系。结果表明:在38年夏季(6~7月)中,江淮地区区域性极端日降水量的95百分位阈值为33.95 mm d^(-1) ,且共有63次极端日降水事件发生。江淮地区极端日降水事件发生时,在对流层中低层受气旋性异常环流控制,在对流层上层受反气旋性异常环流控制,为极端日降水事件的形成和维持提供了有利的斜压性环流背景。源于孟加拉湾和中国南海地区的水汽在江淮地区有较强的汇集,为极端日降水事件的发生、发展提供了有利的水汽条件。在极端日降水事件发生期间,引起江淮地区扰动涡度拟能显著变化的主要是时间平均气流对扰动涡度的平流输送项和扰动气流中的水平散度项;在极端日降水事件发生当天,对流层上层的扰动涡度拟能迅速减弱,同时在低层快速增强。波动起源于里海和黑海附近,有明显的下游频散效应,传至江淮地区约需3~5 d时间,为江淮地区极端日降水事件的形成提供了扰动能量。这些结果加深了对极端日降水事件成因的认识,并为预报预测提供了思路。

关键词：江淮地区极端日降水 Rossby波扰动涡度拟能

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淮河流域暖季极端高温干旱复合事件的演变特征及其与气候和植被的关系

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生态学报 2024年第13期44卷 5596-5608页

作者：姚昊昕李清泉赵亮吴星麒沈新勇段春锋李畅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 中国气象局气候预测研究重点开放实验室国家气候中心北京100081 中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室北京100029 南京信息工程大学应用气象学院南京210044 南京信息工程大学大气环境中心教育部气候与环境变化国际合作联合实验室南京210044 海南省南海气象防灾减灾重点实验室海口570203 大气科学与卫星遥感安徽省重点实验室安徽省气象科学研究所合肥230031

使用淮河流域1981年至2020年的149个气象站点的气温和相对湿度数据,分析了流域暖季极端高温干旱复合事件(Compound Drought and Heat Events,CDHEs)的时空演变特征,并通过趋势分析和相关分析法探讨了CDHEs与气候和植被的关系。结果表明:... 详细信息

使用淮河流域1981年至2020年的149个气象站点的气温和相对湿度数据,分析了流域暖季极端高温干旱复合事件(Compound Drought and Heat Events,CDHEs)的时空演变特征,并通过趋势分析和相关分析法探讨了CDHEs与气候和植被的关系。结果表明:(1)CDHEs的发生日数在年代际尺度上呈现明显的增加趋势,并且范围扩大,频发区逐渐向淮河流域中西部移动;(2)在年际尺度上,CDHEs随时间序列呈显著的波动上升趋势,空间分布上以西北部为中心向四周递减。连续CDHEs事件呈年际变化,最大2至4天的连续事件存在波动,2019年达到高峰,并且在流域内零散或成片出现;(3)在月际尺度上,CDHEs的发生日数在6月最多,其次是5月、7月、9月和8月。淮河流域入汛前的旱情和入汛后的旱涝急转都容易导致CDHEs发生,而且随着月际变化向南移动;(4)CDHEs对水热条件和大气环流具有特别的敏感性。在850hPa反气旋和500hPa显著高压异常的控制下,高温、低湿、高蒸发和降水少的气候背景有利于淮河地区CDHEs的形成,尤其是在淮河中西部地区。因此,CDHEs的发生与气候变化密切相关;(5)CDHEs与植被生长也存在显著关系。CDHEs与GPP呈显著的负相关,而与NDVI呈显著的正相关,显著地区的土地类型以耕地和城乡、工矿、居民用地为主。GPP和NDVI的不同步可能是因为多种因素的非线性相互作用,而不仅仅是单一因素的影响。此外,对于GPP和NDVI来说,土壤含水量至关重要。总之,本文对淮河流域CDHEs的时空分布特征进行了深入研究,并探讨了其与气候和植被的关系。研究结果可以为该地区的气象灾害防御和生态环境保护提供科学依据和参考。

关键词：淮河流域极端高温干旱复合事件气候变化时空分布特征植被

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基于因果检验的非线性系统的预测试验

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物理学报 2022年第8期71卷 37-45页

作者：张绿夷王革丽谭桂容吴越中国科学院大气物理研究所中层大气和全球环境探测重点实验室北京100029 中国气象局广州热带海洋气象研究所广州510641 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南京210044 四川省气候中心成都610072

非线性、非平稳系统的预测是一个具有重要科学意义的研究课题.最近一些工作已将收敛交叉映射算法(convergent cross mapping,CCM)用于检验变量之间的因果关系,由于在CCM算法中,相空间中相互靠近的点在时间上具有相似的发展趋势和运动轨... 详细信息

非线性、非平稳系统的预测是一个具有重要科学意义的研究课题.最近一些工作已将收敛交叉映射算法(convergent cross mapping,CCM)用于检验变量之间的因果关系,由于在CCM算法中,相空间中相互靠近的点在时间上具有相似的发展趋势和运动轨迹,因此该方法可以尝试应用于非线性、非平稳系统的预测试验研究中.鉴于此,本文将CCM算法分别应用于Lorenz系统和实际气候时间序列的预测中,并检测不同相空间重构方法对预测效果的影响.主要结果如下:1)不论是理想Lorenz模型还是实际气候序列,对于单变量、多变量和多视角嵌入法3种重构相空间方法而言,多视角嵌入法对变量的预测效果最好,表明对于给定长度的时间序列,重构相空间中包含的信息越多,其预测能力越强;2)将NAM(northern hemisphere annular mode)加入SAT(surface air temperature)的重构相空间中可以改善SAT的预测效果.在使用单变量、多变量和多视角嵌入法进行预测时,利用复杂系统中变量中共有信息的特性,在时间序列长度一定的情况下,可以利用动力系统的复杂性来增加系统内的信息.基于因果检验的预测建模方法,通过挖掘数据中定量信息的提取,对非线性、非平稳系统预测技巧的改进提供了一个新颖的思路.

关键词：收敛交叉映射算法因果关系非线性预测非线性系统

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初夏东北移高原低涡活动特征

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气象 2022年第3期48卷 324-333页

作者：孙芳周顺武王美蓉马淑俊周庶黄雨婧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/资料同化研究与应用中心南京210044 拉萨市气象局拉萨850011

高原低涡是青藏高原(简称高原)的主要降水系统,其移出高原后,往往会在高原下游地区造成大到暴雨甚至大暴雨。低涡移出高原后的移动方向主要有东移、东北移等。本文基于1979—2018年高原低涡数据库,选取初夏(6月)东北移低涡为研究对象,... 详细信息

高原低涡是青藏高原(简称高原)的主要降水系统,其移出高原后,往往会在高原下游地区造成大到暴雨甚至大暴雨。低涡移出高原后的移动方向主要有东移、东北移等。本文基于1979—2018年高原低涡数据库,选取初夏(6月)东北移低涡为研究对象,依据其移出位置,将其分为偏西型低涡(简称Ⅰ类低涡)和偏东型低涡(简称Ⅱ类低涡),对两类东北移低涡的源地、结构、环流及其对降水的影响等方面进行了统计分析,并与东移低涡进行了对比。结果表明:东北移低涡源地较东移低涡偏北,Ⅰ类低涡主要生成于高原西北部,而Ⅱ类低涡存在3个主要源地。移出高原后,Ⅰ类低涡最大上升运动主要出现在低涡东北侧,而Ⅱ类低涡同东移低涡相似,上升区主要位于低涡东南侧。低涡在高原上的移动方向及移出位置主要受到200 hPa中纬度引导气流的影响,移出高原后的移动方向则主要受500 hPa高原以东槽脊的影响,其中河套高压脊对东北移低涡的阻挡作用尤为重要。低涡移动速度受海拔高度差和移动方向的共同影响,移出高原前Ⅱ类低涡与东移低涡移动速度明显快于Ⅰ类低涡;移出高原后两类东北移低涡平均移动速度较东移低涡更慢。Ⅰ类低涡移出后主要影响河西走廊地区,且降水以小雨为主;Ⅱ类低涡主要影响西北地区东部,其中近七成的低涡会引起大到暴雨。

关键词：东北移高原低涡东移高原低涡高原低涡源地移动速度强度

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1979~2020年北极和青藏高原臭氧低值区的动力输送特征比较

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大气科学 2023年第3期47卷 866-880页

作者：王启璐徐雯雯涂静怡于淑洋饶建郭栋南京信息工程大学大气科学学院南京210044 中国地质大学(武汉)环境学院大气科学系武汉430074 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 南京信息工程大学雷丁学院南京210044

基于ERA5月平均再分析资料,利用Lorenz环流分解方法从定常和瞬变以及基流和涡旋的角度对比了北极与青藏高原臭氧低值区的动力输送特征。结果表明:动力总输送在两地上平流层作用最强,均使其臭氧浓度降低,且定常输送均强于瞬变输送,纬向... 详细信息

基于ERA5月平均再分析资料,利用Lorenz环流分解方法从定常和瞬变以及基流和涡旋的角度对比了北极与青藏高原臭氧低值区的动力输送特征。结果表明:动力总输送在两地上平流层作用最强,均使其臭氧浓度降低,且定常输送均强于瞬变输送,纬向与经向输送的作用均大致相反。然而,动力输送在北极地区的作用强度远大于青藏高原地区。北极地区纬向输送使得平流层中上层臭氧浓度降低,平流层下层臭氧浓度升高,经向输送的作用与之相反且强度明显偏弱,二者均主要作用于上平流层。青藏高原地区纬向和经向输送除在上平流层均使得臭氧浓度降低外,二者作用大致相反且强度相当,输送大值区在垂直方向上存在双中心结构,分别位于上平流层与上对流层—下平流层(Upper Troposphere–Lower Stratosphere,简称UTLS)区。两地区纬向和经向输送的差异均主要由定常涡旋输送所造成。青藏高原地区定常与瞬变输送的强度差异没有北极地区大。此外,两地定常和瞬变输送中涡旋对臭氧纬向平均的输送均起到主要作用,体现出涡旋输送在两地臭氧浓度变化的动力输送过程中发挥着至关重要的作用。

关键词：臭氧低值区环流分解动力输送定常输送瞬变输送

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两建筑物的相对参数对地闪落雷点分布的影响

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电瓷避雷器 2023年第2期 18-25页

作者：朱鑫谭涌波余骏皓钟育青谭雨薇杨珂鑫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

利用三维高分辨率的闪电随机发展模式,在保证模拟域内的两个建筑物长度、宽度和初始电场环境等基本参数不变的前提下,通过改变模拟域近地面两建筑物的相对高度、相对距离、相对方位3种建筑物相对参数来研究建筑物对周围低矮环境的落雷点... 详细信息

利用三维高分辨率的闪电随机发展模式,在保证模拟域内的两个建筑物长度、宽度和初始电场环境等基本参数不变的前提下,通过改变模拟域近地面两建筑物的相对高度、相对距离、相对方位3种建筑物相对参数来研究建筑物对周围低矮环境的落雷点(即上行先导的始发点,下同)的影响。系统阐述了不同情况下的高建筑物对于周围低矮环境的雷击保护效应。结果表明:(1)固定高建筑物的高度,不断增加矮建筑物的高度,在一定高度比内高建筑物对近距离内低矮建筑物具有明显的雷击保护效应,随着两建筑物的高度不断接近(高度比越来越小)保护效应逐渐减弱,当高矮建筑物的高度比下降到小于1:0.80之后,高建筑物失去保护能力;(2)高建筑物对地面在近距离一定范围内存在雷击保护效应,且具有明显的临界保护距离。当高矮建筑物之间的间距扩大到大于300 m之后,高建筑失去物对矮建筑物的保护能力;(3)建筑物之间的相对方位对地面落雷点的分布影响不大。最后,笔者采用多元线性回归的方法定量的给出了建筑物之间的相对高度、相对间距对高建筑物的保护效率的影响的概率公式,经检验,具有较强的线性相关关系。

关键词：雷击概率落雷点控制变量法数值模拟

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青藏高原植被对未来气候变暖的反馈

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高原气象 2023年第3期42卷 553-563页

本文使用NCAR的公共陆面过程模型CLM4.5-CNDV对21世纪末青藏高原(以下简称高原)植被的变化趋势和时空分布进行了预测,以研究高原植被对未来气候进一步变暖的反馈。模式大气驱动数据基于“美国大气科学研究中心”NCAR/NCEP历史时期的气... 详细信息

本文使用NCAR的公共陆面过程模型CLM4.5-CNDV对21世纪末青藏高原(以下简称高原)植被的变化趋势和时空分布进行了预测,以研究高原植被对未来气候进一步变暖的反馈。模式大气驱动数据基于“美国大气科学研究中心”NCAR/NCEP历史时期的气候数据和“第五次国际耦合模式比较计划”CMIP5的多模式集成数据未来气候的变化构建而成,目的是为模式提供高原未来相对真实的气候变化特征。研究得到的主要结论如下:未来高原叶面积指数(LAI)总体呈增加趋势,植被覆盖度增加,高原总体变绿。在未来高原气候变暖湿的状况下,高原植被迁移活动明显,以乔木为代表的植被功能类型倾向于向更冷干的西北方向扩展,覆盖面积增大,高原植被类型整体呈现从冷到暖的一个“升级”调整过程。在未来气候进一步暖化的情况下,高原植被LAI的显著变化区与降水和土壤水变化表现出了较好的一致性,表明未来地表水循环分量(尤其是降水和土壤水)可能成为限制植被生长的最重要的气候因子。研究中也发现CLM4.5-CNDV模式初始植被类型设置与高原实际植被分布严重不符,导致了高原植被模拟和预测上产生了较大的不确定性,这也是未来模式改进的方向。

关键词：青藏高原植被变化覆盖度

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