检索结果-内蒙古大学图书馆

地学前缘 2022年第5期29卷 410-419页

作者：周波涛蔡怡亨韩振宇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江苏南京210044 南京信息工程大学大气科学学院江苏南京210044 四川省气候中心四川成都610072 中国气象局国家气候中心北京100081

区域性暴雨事件由于影响范围大、持续时间长,更易引发严重洪涝灾害,对经济社会可持续发展构成严重威胁。因此,预估区域性暴雨事件的未来变化对于气候变化适应和灾害风险管理意义重大。本文基于区域气候模式RegCM4对4个全球气候模式的动... 详细信息

区域性暴雨事件由于影响范围大、持续时间长,更易引发严重洪涝灾害,对经济社会可持续发展构成严重威胁。因此,预估区域性暴雨事件的未来变化对于气候变化适应和灾害风险管理意义重大。本文基于区域气候模式RegCM4对4个全球气候模式的动力降尺度模拟,利用“追踪式”客观识别方法,对我国区域性暴雨进行了识别,并从发生频次、持续时间、平均降水量、平均影响范围和综合强度5个方面预估了其在RCP4.5情景下的未来变化。多模式预估结果表明,我国平均区域性暴雨事件的发生频次、持续时间、平均降水量、平均影响范围和综合强度到21世纪末均呈不同程度的上升趋势。与1986—2005年相比,无论在21世纪中期(2046—2065年)还是末期(2080—2099年),位于“低值区”的事件出现频率减少,而位于“高值区”的事件出现频率增加。轻度区域性暴雨事件发生频次将减少,而中度、重度和严重的区域性暴雨事件发生频次将增加。在空间分布上,区域性暴雨事件的发生频次、持续时间和降水量均在我国东部区域大范围增加,并且三者增幅的空间分布型态较为一致。增加最显著的区域主要位于长江中下游、江南和华南地区,而且到21世纪末期的增加幅度大于中期。

关键词：区域性暴雨事件区域气候模式动力降尺度集合预估

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地球科学与环境学报 2023年第6期45卷 1341-1354页

作者：郭紫薇王黎娟刘丹玲南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室江苏南京210044 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江苏南京210044 南京信息工程大学气候与环境变化国际联合实验室江苏南京210044 河南省气象台河南郑州450003

江淮流域夏季洪涝灾害主要归因于大气环流异常的稳定维持。不同大气遥相关的低频振荡及其协同变化对江淮流域夏季降水的影响机理是大气科学领域热点问题之一。利用ERA5逐日再分析资料和中国气象局提供的逐日站点降水资料,揭示了“丝绸... 详细信息

江淮流域夏季洪涝灾害主要归因于大气环流异常的稳定维持。不同大气遥相关的低频振荡及其协同变化对江淮流域夏季降水的影响机理是大气科学领域热点问题之一。利用ERA5逐日再分析资料和中国气象局提供的逐日站点降水资料,揭示了“丝绸之路”(SR)型和东亚—太平洋(EAP)型遥相关的低频特征及其对江淮流域夏季降水的影响机理。结果表明:SR型和EAP型遥相关的10~30 d低频周期与江淮流域夏季降水关系密切,SR型和EAP型遥相关各低频系统都经历了正负位相转换并逐渐达到峰值(谷值)。其主要表现为:①10~30 d低频200 hPa等压面经向风沿西风急流呈偏北风与偏南风的交替分布,当SR型达到负位相峰值时,江淮流域为偏北风控制,中纬度低频气旋加强,加速西风急流;②10~30 d低频西太平洋副热带高压西伸东退、南亚高压东移西撤,二者相向而行,在峰值位相重叠于对江淮流域降水有利的位置;③由东亚沿岸向西北移动的向外长波辐射异常波列亦表现出显著的10~30 d低频振荡特征,处于峰值位相时,向外长波辐射在江淮流域为负异常,有利于江淮流域降水;④10~30 d低频低层正涡度、高层负涡度的配置有利于低层辐合、高层辐散,导致上升运动增强,进而触发江淮流域低频降水。

关键词：大气遥相关夏季降水低频滤波 “丝绸之路”型东亚—太平洋型西太平洋副热带高压江淮流域

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一次雷暴过程云闪放电通道三维结构及其始发阶段特征的观测分析

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电波科学学报 2023年第2期38卷 355-364页

作者：宋琳王曙东姚文孟繁辉李杰孙豪章俊超青岛市气象灾害防御技术中心青岛266003 中国气象局公共气象服务中心北京100081 营口市气象局营口115001 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

为了定量描述云闪三维通道的结构演变,通常建立闪电脉冲辐射源与雷达回波强度之间的关系,还可为雷电预警提供有益参考依据.本文基于南京地区的低频三维闪电辐射源定位系统,观测研究了2018-08-03一次强对流天气过程中典型的三次云闪,利... 详细信息

为了定量描述云闪三维通道的结构演变,通常建立闪电脉冲辐射源与雷达回波强度之间的关系,还可为雷电预警提供有益参考依据.本文基于南京地区的低频三维闪电辐射源定位系统,观测研究了2018-08-03一次强对流天气过程中典型的三次云闪,利用波形互相关算法来确定闪电脉冲到达不同测站的时间差这一定位技术,对云闪的脉冲辐射源点进行三维空间定位,并对其放电通道三维结构特征进行详细分析.结果表明:南京地区此次雷暴过程的三次云闪其始发位置均从6 km高度开始,并近似垂直向上发展,平均发展速度为2.9×10^(5)~3.6×10^(5)m/s,在到达10 km高度后,呈现水平发展趋势,而随后的水平发展阶段位于两个高度或集中于同一高度;三次云闪脉冲始发点处的回波强度均小于30 dBZ,且脉冲辐射源点几乎都是从强回波区的上部或者靠近弱回波区处始发,并在弱回波区继续垂直向上发展.利用波形互相关时间差定位技术对云闪的脉冲辐射源进行空间定位,可以较为清晰地描绘云闪的三维通道结构,进而分析得到南京地区云闪始发阶段脉冲辐射源与雷达回波强度之间的定量映射关系.

关键词：低频磁场三维闪电定位雷达回波闪电始发辐射源

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葵花8号辐射率资料同化在一次川渝暴雨预报中的应用研究

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高原气象 2023年第6期42卷 1478-1491页

作者：梁皓许冬梅束艾青张雪薇宋丽欣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 中国科学院空天信息创新研究院遥感科学国家重点实验室北京100101 承德市气象局河北承德067000 中国气象局雷达气象重点开放实验室江苏南京210000

新一代静止气象卫星葵花8号(Himawari-8)上搭载的静止轨道成像仪AHI(Advanced Himawari Imager)凭借其高时空分辨率可以对重庆地区暴雨进行连续观测。本文选取2019年4月19日的一次区域性暴雨天气过程为试验个例,采用WRF(Weather Researc... 详细信息

新一代静止气象卫星葵花8号(Himawari-8)上搭载的静止轨道成像仪AHI(Advanced Himawari Imager)凭借其高时空分辨率可以对重庆地区暴雨进行连续观测。本文选取2019年4月19日的一次区域性暴雨天气过程为试验个例,采用WRF(Weather Research and Forecasting)中尺度模式进行数值模拟。基于WRFDA(Weather Research and Forecasting model Data Assimilation)同化系统对葵花8号静止气象卫星的AHI辐射率资料进行相应的质量控制和云检测,进而开展循环同化试验,考察卫星资料同化对这次强对流天气过程预报结果的改进。结果表明在同化AHI红外辐射率资料之后,辐射传输模式模拟的亮温和观测亮温更为接近。此外,AHI水汽通道辐射率资料同化有效提高了对各层高度上的风场、水汽场、雷达回波等要素特征的分析效果,并且使模式的初始条件更逼近真实的大气状态。研究发现同化AHI水汽通道辐射率资料后模拟的降水整体分布与实际情况更为接近,主要雨带位置以及强降水中心的精确程度显著高于背景场的预报效果。经过卫星同化的试验可以预报出控制试验漏报的强降水中心,并且有效地削弱了四川东部和甘肃东南部的虚假强降水范围以及强降水中心。本研究可以为川渝地区暴雨天气数值预报系统中的静止红外辐射率资料的预处理和同化应用提供有益的参考。

关键词：川渝暴雨 AHI辐射率资料资料同化水汽场

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CWRF模式对长江流域极端降水气候事件的模拟能力评估

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气候变化研究进展 2022年第1期18卷 44-57页

作者：孙晨汪方周月华李兰武汉区域气候中心武汉430074 国家气候中心中国气象局气候研究开放实验室北京100081 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1980—2016年长江流域站点观测降水,评估了CWRF区域气候模式对长江流域面雨量和极端降水气候事件的模拟能力。结果表明:CWRF模式能较好地再现1980—2016年长江流域及不同分区降水空间分布及月/季面雨量年际变率,且在冬、春季表现较... 详细信息

基于1980—2016年长江流域站点观测降水,评估了CWRF区域气候模式对长江流域面雨量和极端降水气候事件的模拟能力。结果表明:CWRF模式能较好地再现1980—2016年长江流域及不同分区降水空间分布及月/季面雨量年际变率,且在冬、春季表现较好,夏、秋季次之。CWRF模式对长江流域面雨量存在系统性高估,对面雨量的模拟能力在长江中下游明显优于长江上游和金沙江,这可能和长江流域上游及金沙江地区地形复杂、站点稀少导致的面雨量实况代表性不足,以及CWRF模式自身模拟能力欠缺均有关。CWRF模式对长江流域极端降水事件也具备一定的模拟能力,能较好反映出长江中下游的变湿趋势,对长江上游极端强降水减弱而长江中下游地区极端强降水增强的趋势均有所体现,但对于日尺度极端降水和复杂地形下的降水模拟效果不佳。

关键词： CWRF 长江流域面雨量极端降水

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21世纪第2个10年初华北夏季降水年代际增加及与大气环流异常的联系

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气象学报 2023年第5期81卷 764-775页

作者：赵嘉诚李清泉丁一汇刘芸芸谭桂容沈新勇吴清源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 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 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 珠海519082

华北是中国人口聚集区及主要的农业和工业区,旱涝灾害会造成严重的经济损失和环境影响。基于近61年(1961—2021年)逐月降水量观测数据研究发现,华北地区夏季降水在21世纪第2个10年初发生了明显的年代际变化——在2011/2012年前后经历了... 详细信息

华北是中国人口聚集区及主要的农业和工业区,旱涝灾害会造成严重的经济损失和环境影响。基于近61年(1961—2021年)逐月降水量观测数据研究发现,华北地区夏季降水在21世纪第2个10年初发生了明显的年代际变化——在2011/2012年前后经历了从干到湿的变化。选择1999—2011年作为干旱期,2012—2021年作为湿润期,进一步对比分析了华北地区在干旱期和湿润期相关大气环流系统的差异。结果表明,华北地区此次从干到湿的年代际变化与东亚夏季风的变化关系不大,这与20世纪70年代末和90年代末发生的年代际变化有所不同。在2011—2021年湿润期,对流层中低层环流场上在蒙古高原—中国东北地区上空为气旋式环流异常,气旋西侧的偏北风将高纬度的冷空气输送到华北,有利于冷、暖空气在华北地区的交汇;对流层高层则在蒙古高原—贝加尔湖地区上空为气旋式环流异常,有利于东亚西风急流的东伸北抬,由涡度方程诊断可知相对涡度的水平平流项对急流位置偏北东伸有重要贡献;上述环流形势有利于华北地区上升运动的增强。与此同时,湿润期华北地区上空假相当位温升高,且假相当位温垂直变化增强,说明华北上空大气更加暖湿,且大气层结更不稳定,也有利于垂直运动的发展。动力和热力条件异常变化共同导致华北地区在2012—2021年降水较前期降水明显增多。

关键词：华北夏季降水年代际变化东亚西风急流

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1951—2017年冬季中国南方持续性冰冻雨雪事件的气候特征及其与环流异常的联系

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大气科学学报 2022年第5期45卷 768-777页

作者：孙晓娟李驷焱虞越越郭栋施春华南京信息工程大学大气科学学院/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1950—2018年中国753站逐日气温和降水资料及NCEP/NCAR逐日再分析资料,确定了1951—2017年冬季中国南方强持续性冰冻雨雪事件,并对其时空特征、区划及事件爆发日的环流特征进行分析。结果表明:(1)中国南方持续性冰冻雨雪事件存在显... 详细信息

采用1950—2018年中国753站逐日气温和降水资料及NCEP/NCAR逐日再分析资料,确定了1951—2017年冬季中国南方强持续性冰冻雨雪事件,并对其时空特征、区划及事件爆发日的环流特征进行分析。结果表明:(1)中国南方持续性冰冻雨雪事件存在显著的2~3 a周期变化,且1985年前后发生了突变,虽然近年来其强度呈显著减弱趋势,但仍然发生了多次强持续性冰冻雨雪事件;(2)持续性冰冻雨雪事件在中国南方中西部发生频次高、持续日数长,在中国南方中东部则强度更大;(3)中国南方37次强持续性冰冻雨雪事件可划分为华中型、华南型和西南型3类;(4)3类持续性冰冻雨雪事件爆发日,欧亚大陆500 hPa位势高度异常呈现北高南低,蒙古高压显著偏强、中心南进,该配置有利于北方冷空气向南输送,且南支槽显著加深,水汽向北输送活跃。三者的不同之处在于蒙古高压强度及影响范围存在差异,其中西南型最强、范围最大、南伸显著,华南型次之;华中型、华南型的水汽输送受南支槽和副热带高压共同影响,而西南型的水汽输送仅受南支槽调控。

关键词：冰冻雨雪事件气候特征中国南方环流异常区划

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大规模植被恢复对东亚气候的可能影响

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气候与环境研究 2022年第3期27卷 351-367页

作者：马丹萌俞淼刘伟光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 南京信息工程大学大气科学学院南京210044

利用动态植被模型CLM4-CNDV、区域气候模式RegCM4.6-CLM3.5和全球气候模式CAM4探究了当前气候状态下东亚区域可能的自然植被分布以及自然植被恢复对东亚区域气候产生的可能影响。结果表明,当前气候条件下,农作物区可能分布的自然植被为... 详细信息

利用动态植被模型CLM4-CNDV、区域气候模式RegCM4.6-CLM3.5和全球气候模式CAM4探究了当前气候状态下东亚区域可能的自然植被分布以及自然植被恢复对东亚区域气候产生的可能影响。结果表明,当前气候条件下,农作物区可能分布的自然植被为:蒙古高原以北、东北、华北平原和四川盆地的部分地区为裸土;东亚东南部及蒙古高原以北地区主要为林地;四川盆地及山东半岛主要为灌木;东北地区、东南沿海和长江中下游地区主要为草地。将农作物区恢复为自然植被后将对区域气候产生显著影响。其中,东亚东部大部分地区由于植被叶面积指数增加引起的蒸散发增强,使得夏季降水增加且温度降低显著;华北、四川盆地和广东中部平原地区植被叶面积指数减小,伴随区域内夏季降水显著减少且温度升高。而蒙古高原地区的气候变化不仅受区域内植被覆盖变化影响,还可能与印度地区和我国东南部植被变化引起的大气环流调整有关,使得蒙古高原西部冬季温度降低,而其东部夏季温度升高,同时夏季降水减少显著。研究所采用的试验方案是在相对理想的情况下进行的,但其结果为进一步区分不同地区植被覆盖变化的影响提供一定的参考。

关键词：植被恢复东亚气候响应

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基于SKEB集合预报的“7·20”郑州极端暴雨可预报性研究

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中国科学：地球科学 2024年第7期54卷 2259-2275页

作者：杨敏余沛龙张立凤潘晓滨钟权加李昀英国防科技大学气象海洋学院长沙410073 中国气象局高影响天气(专项)重点开放实验室长沙410073 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 香港科技大学海洋科学系中国香港999077

本文基于内层格距为3km的WRF模式,利用随机动能后向散射(SKEB)方案,设计了三种不同尺度模式扰动的集合预报试验,研究了2021年“7·20”郑州极端暴雨事件中24h累积降水(RAIN24h)和16~17时小时强降水(RAIN1h)可预报性的多尺度特征.结... 详细信息

本文基于内层格距为3km的WRF模式,利用随机动能后向散射(SKEB)方案,设计了三种不同尺度模式扰动的集合预报试验,研究了2021年“7·20”郑州极端暴雨事件中24h累积降水(RAIN24h)和16~17时小时强降水(RAIN1h)可预报性的多尺度特征.结果表明,随着扰动尺度增大,降水强度的集合离散度增加,预报值与观测降水强度更为接近.在中尺度和对流尺度扰动集合中, RAIN1h在20km以下尺度失去可预报性, RAIN24h在各尺度均未明显失去可预报性,而天气尺度扰动使RAIN24h和RAIN1h失去可预报性的范围延伸至60km及以下尺度.此外,RAIN24h(RAIN1h)最大降水位置预报的不确定性约在400km(50~60km)尺度上.郑州站附近低空南风急流是造成RAIN1h预报不确定性的重要系统,与其相关的快速增强的低层气旋式涡度,中层辐散和上升运动是极端小时降水发生发展的关键动力条件.通过辐散、涡旋和垂直动能谱及其误差谱的分析进一步发现,所有试验中的较小尺度误差能量增长均快于较大尺度,并将在更短的时间内达到饱和.较大尺度扰动不仅加快了较大尺度误差的增长,还通过误差能量降尺度串级使得所有尺度的误差更易增长,这意味着暴雨预报中改善模式对较大尺度系统的预报效果有利于提高极端强降水位置和强度的预报能力.

关键词：随机动能后向散射(SKEB) 极端降水集合预报可预报性

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CMIP6模式中的中国冬季气温主要区域空间模态及与观测的对比分析

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气象科学 2023年第6期43卷 736-748页

作者：陈金琪胡景高徐海明郭栋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 内蒙古自治区气候中心呼和浩特010051 南京信息工程大学雷丁学院南京210044

利用国际耦合模式比较计划第六阶段(CMIP6)的全球气候模式历史模拟试验资料,通过旋转经验正交函数分析得到了CMIP6模式中的我国冬季气温变化主要的区域空间模态。结果表明:CMIP6多模式集合平均中我国冬季气温有4个主要的区域空间模态,... 详细信息

利用国际耦合模式比较计划第六阶段(CMIP6)的全球气候模式历史模拟试验资料,通过旋转经验正交函数分析得到了CMIP6模式中的我国冬季气温变化主要的区域空间模态。结果表明:CMIP6多模式集合平均中我国冬季气温有4个主要的区域空间模态,分别为中原—西北型,华南型,东北型以及滇藏型。其中,东北型与滇藏型是较为稳定的空间模态,在所选CMIP6模式及观测资料中都稳定存在,这也是前人研究中一致性较高的模态。而我国新疆、西北、华中及华南地区的冬季气温在空间分型上存在分歧,这些地区的分型在以往研究中的一致性也较差。华南型在所选CMIP6模式内是一致存在的模态,中原—西北型在模式内部的差异性较大。在近40 a观测资料中,新疆及西北到我国南方为统一的空间分型,在CMIP6多模式集合平均的结果中新疆及西北地区气温空间分布与我国中原地区的联系更为紧密。CMIP6模式能较好地模拟出与低温空间分布有直接联系的对流层中层的槽的位置,当CMIP6模式和观测中的冬季气温都表现为同一个空间模态时,该模态所对应的对流层中层的主要环流系统在观测和CMIP6模式中也是一致的。

关键词： CMIP6模式冬季气温空间模态环流特征

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