检索结果-内蒙古大学图书馆

气象科学 2023年第4期43卷 460-472页

作者：刘泽萱胡景高郭栋谢金材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 镇江市气象局江苏镇江212008

本文从气候平均角度及年际时间尺度对传统梅雨区(28°~34°N,110°~123°E)的西北部(NW区)梅雨期降水及其与大气环流和海温的关系进行了研究,重点比较其与典型梅雨区梅雨期降水的异同。结果表明:(1)气候平均而言,850 hP... 详细信息

本文从气候平均角度及年际时间尺度对传统梅雨区(28°~34°N,110°~123°E)的西北部(NW区)梅雨期降水及其与大气环流和海温的关系进行了研究,重点比较其与典型梅雨区梅雨期降水的异同。结果表明:(1)气候平均而言,850 hPa层次上大于40 g·m·kg^(-1)·s^(-1)的水汽输送带无法覆盖NW区,导致该地区在35~37候没有类似于江南地区、长江中下游地区和江淮地区梅汛期集中性降水的特征。(2)1979—2017年共39 a中,NW区有24 a出现了梅雨现象,有15 a为空梅,平均入梅日期为6月27日,比长江流域偏晚13 d,平均出梅日期为7月13日,与长江流域相近,梅雨期平均日降水量与长江流域相当。(3)NW区梅雨期时,雨量偏多的地区在我国黄淮地区,此时江南地区雨量偏少。东亚夏季风系统成员,如南亚高压、西太平洋副热带高压、青藏高原南部梅雨锚槽、低层西北太平洋反气旋等都比长江流域梅雨时偏北。(4)与典型梅雨区不同,NW区的入梅时间与赤道印度洋、赤道中东太平洋等关键区海温没有显著关联。

关键词：传统梅雨区西北部梅雨期降水年际变化大气环流

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南太平洋副热带偶极子对中国气候影响的数值模拟

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地球物理学进展 2023年第5期38卷 1939-1950页

作者：郭晨光官元红陆其峰董冉南京信息工程大学数学与统计学院南京210044 南京信息工程大学江苏省应用数学中心南京210044 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南京210044 中国气象局地球系统数值预报中心北京100081

本文基于Hadley中心的海温数据集HadISST,利用EOF(Empirical Orthogonal Function)方法,分析了北半球冬季南太平洋副热带海温的特点,其第一模态呈现为马蹄型偶极子的空间分布(两个冷极中心和一个暖极中心),即为南太平洋副热带偶极模态(S... 详细信息

本文基于Hadley中心的海温数据集HadISST,利用EOF(Empirical Orthogonal Function)方法,分析了北半球冬季南太平洋副热带海温的特点,其第一模态呈现为马蹄型偶极子的空间分布(两个冷极中心和一个暖极中心),即为南太平洋副热带偶极模态(South Pacific Ocean Dipole,SPOD);其次采用通用地球系统模式(the Commuinty Earth System Model version1.0.4,简称CESM1.0.4)探讨了SPOD模态对中国冬夏气候的影响.数值试验结果表明,在北半球冬季,SPOD偶极模态可使中国华东和东北等地区的地表温度(Surface Temperature,TS)减小、海平面气压(Sea Level Pressure,SLP)升高,而在中国西南地区的TS、SLP分别增加和降低.与此同时,SPOD偶极模态通过海气相互作用可诱发低(高)层索马里越赤道气流(Somali Cross-Equatorial Flow,Somali CEF)和中国南海越赤道气流(South China Sea Cross-equatorial Flow)出现异常南(北)风、中国20°N—40°N附近的大气异常上升运动、水汽通量散度在中国华北和长江中下游地区异常辐合,从而引起该区域的降水增加.在北半球夏季,虽然SPOD偶极模态在衰退,但仍对中国区域的SLP、TS存在影响,且基本与冬季相反.此时SPOD偶极模态可使低(高)层索马里越赤道气流呈现北(南)风异常和中国南海越赤道气流呈现南(北)风异常、中国30°N、40°N附近大气的垂直运动分别呈现异常上升、下沉运动,从而水汽在华北附近区域为异常辐散、在华东至华南部分区域为异常辐合,这些可能是引起中国东部降水呈现北负南正的异常空间型的原因.

关键词：南太平洋副热带偶极子 CESM 中国气候越赤道气流

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基于机器学习融合模型的中国气候季节预测

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中国科学:地球科学 2025年第5期55卷 1526-1541页

作者：钱丹未黄艳艳王会军南京信息工程大学气候系统预测与变化应对全国重点实验室/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南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 中国科学院大气物理研究所竺可桢-南森国际研究中心

中国气象灾害频发,有效的季节预测对于做好防灾减灾和经济社会的可持续发展规划具有重要意义.本研究设计了一种基于气候大数据集并结合传统统计预测经验的机器学习融合模型(Y-model),旨在提升季节预测能力,并且挖掘潜在的预测因子. Y-mo... 详细信息

中国气象灾害频发,有效的季节预测对于做好防灾减灾和经济社会的可持续发展规划具有重要意义.本研究设计了一种基于气候大数据集并结合传统统计预测经验的机器学习融合模型(Y-model),旨在提升季节预测能力,并且挖掘潜在的预测因子. Y-model首先利用经验正交分解(EOF)对预测的目标变量(中国各季节的温度和降水)进行降维处理,然后采用图像识别技术从气候大数据集中自动筛选出潜在的预测因子,并确保与同期环流异常显著相关,接着基于影响统计预测技巧的五个关键因素设置不同阈值,构建了预测因子大样本集合.最后利用Facebook Prophet模型提前2个月对各季节温度和降水进行独立试报.预测结果显示, Y-model可以有效预测2011～2022年间中国气候的季节变化,其中温度和降水的平均空间相关系数分别达到0.60和0.24,均优于CFSv2模式.此外,通过分析极端气候年份的潜在预测因子,发现2020年超强梅雨与前期印度洋信号和平流层信号密切相关,而2022年极端高温可能受到西太平洋海温和西亚土壤温度异常的共同影响.本研究为中国气候的季节预测提供了新的视角和方法.

关键词：机器学习季节气候预测中国气候图像识别技术大样本

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春夏季节转换前北亚平稳增温过程的热力学特征

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大气科学 2023年第4期47卷 1183-1195页

作者：符诗怡施宁张东东谢作威南京信息工程大学大气科学学院南京210044 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/气候与环境变化国际合作联合实验室南京210044 中国科学院大气物理研究所国际气候与环境科学中心北京100029

本文利用1958~2019年日本气象厅逐日再分析资料(JRA-55),基于热力学方程,详细研究了北亚地区春夏季节转换前(第19至28候)平稳增温过程的热力学特征。结果表明,气候温度平流和非绝热加热有相反的变化趋势,它们先后主导着北亚春夏季节转... 详细信息

本文利用1958~2019年日本气象厅逐日再分析资料(JRA-55),基于热力学方程,详细研究了北亚地区春夏季节转换前(第19至28候)平稳增温过程的热力学特征。结果表明,气候温度平流和非绝热加热有相反的变化趋势,它们先后主导着北亚春夏季节转换前的温度变化。在第22候之前,绝热的气候温度平流主导着北亚地区的增暖过程。但随着欧亚大陆中高纬度上的非绝热加热逐步增强,气候温度平流逐渐变为冷平流,使得非绝热加热成为主导项。线性斜压模式结果表明,非绝热加热除直接加热局地大气外,它还会在北亚地区强迫出气旋式环流异常和上升运动,从而引导着原位于新地岛附近的低压系统向北亚地区移动,进而在水平和垂直方向上引起绝热的冷平流。该冷平流部分抵消了非绝热的加热作用,最终在北亚地区形成平稳的增温过程。

关键词：北亚非绝热加热温度平流春夏季节转换

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台风灾害时空特征分析与评估模型构建

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灾害学 2023年第4期38卷 187-194页

作者：汪路卢莹赵海坤南京信息工程大学数学与统计学院江苏南京210044 福建省气象灾害防御技术中心福建福州350001 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/太平洋台风研究中心江苏南京210044

基于1993—2016年中国热带气旋灾情资料分析台风灾害及其损失(死亡人数、受淹农田面积、直接经济损失)的时空特征,并构建定性和定量模型评估台风导致的直接经济损失。结果表明:①1993—2016年间三类灾害损失呈下降趋势,且局地受灾程度... 详细信息

基于1993—2016年中国热带气旋灾情资料分析台风灾害及其损失(死亡人数、受淹农田面积、直接经济损失)的时空特征,并构建定性和定量模型评估台风导致的直接经济损失。结果表明:①1993—2016年间三类灾害损失呈下降趋势,且局地受灾程度与区域经济发展和台风登陆频次密切相关;②沿海地区的登陆台风以中等强度为主,且目前的防台减灾政策有一定成效;③通过构建组合分类模型和BP神经网络回归模型可以更好地评估直接经济损失,且两个模型的最终预测精度均达到了较高水平(86.08%和80%)。

关键词：热带气旋直接经济损失灾害评估组合预测神经网络

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基于FY-3DMWRI的海上大气可降水反演研究

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地球物理学进展 2024年第5期39卷 1723-1733页

作者：徐超凡官元红鲍艳松陆其峰李江涛南京信息工程大学数学与统计学院南京210044 南京信息工程大学江苏省应用数学中心南京210044 南京信息工程大学江苏省系统建模与数据分析国际合作联合实验室南京210044 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南京210044 中国气象局地球系统数值预报中心北京100081

水汽是大气中重要的组成部分,实现大气中水汽含量的高精度反演对气象研究有着重要意义.本文利用FY-3D卫星微波成像仪(FY-3D/MWRI)在2019—2022年间每年7月份的亮温资料,根据随机森林算法,以太平洋区域ERA5水汽数据为参考,分别建立海上... 详细信息

水汽是大气中重要的组成部分,实现大气中水汽含量的高精度反演对气象研究有着重要意义.本文利用FY-3D卫星微波成像仪(FY-3D/MWRI)在2019—2022年间每年7月份的亮温资料,根据随机森林算法,以太平洋区域ERA5水汽数据为参考,分别建立海上晴空大气可降水的六通道、八通道随机森林反演模型(RF6、RF8).试验结果表明,相较于经验回归反演模型,随机森林反演模型精度有明显提高,其中RF6模型精度提高了约22%,RF8模型精度提高了约28%.进一步,将基于太平洋区域数据训练生成的RF6、RF8反演模型应用于北大西洋与南印度洋的大气可降水反演,也得到了较好的结果.因此,海上晴空大气可降水的随机森林反演模型具有较好的稳定性和普适性,且RF8模型优于RF6模型,RF6模型优于经验回归模型.

关键词：微波成像仪大气可降水量反演随机森林模型经验回归模型

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末次间冰期南半球西风急流变化的模拟研究

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第四纪研究 2023年第4期43卷 977-988页

作者：江南萱燕青王会军中国科学院大气物理研究所竺可桢-南森国际研究中心北京100029 中国科学院大学北京100049 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江苏南京210044

研究末次间冰期气候变化有助于加深理解变暖情景下气候的变化规律及其对轨道参数变化的响应特征。本研究利用国际古气候模拟对比计划第四阶段的多模式结果,分析了南半球副热带西风急流(200 hPa)与副极地西风急流(850 hPa)在末次间冰期... 详细信息

研究末次间冰期气候变化有助于加深理解变暖情景下气候的变化规律及其对轨道参数变化的响应特征。本研究利用国际古气候模拟对比计划第四阶段的多模式结果,分析了南半球副热带西风急流(200 hPa)与副极地西风急流(850 hPa)在末次间冰期的变化特征及机制。多模式集合平均结果表明,末次间冰期夏季南半球副热带西风急流相较于工业革命前位置偏北(+2.5°),强度偏弱(-5.3%);南半球副极地西风急流也存在类似的变化特征(+1.1°/-7.4%)。在冬季,末次间冰期南半球副热带西风急流相较于工业革命前南移增强(-0.8°/+5.6%),而南半球副极地西风急流北移增强(+0.8°/+4.2%),并且不同洋盆上空的急流具有不同的变化特征。副热带急流与副极地西风急流位置与强度的变化分别与对流层中高层与低层的斜压稳定性的变化相联系。此外,热带非绝热加热与中纬度Rossby波传播的共同作用造成了南印度洋西侧与东侧、高层与低层西风急流反向变化的结果,这种反向变化得到了降水重建的支持。

关键词：末次间冰期南半球副热带西风急流副极地西风急流

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造成东北地区暴雪过程的温带气旋暖输送带特征研究

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高原气象 2023年第5期42卷 1271-1284页

作者：白云飞赵宇李树岭姚余辉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江苏南京210044 黑龙江省哈尔滨市气象局黑龙江哈尔滨150030 浙江省衢州市气象局浙江衢州324000

利用欧洲中期天气预报中心(European Center for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)的ERA5再分析资料与拉格朗日分析工具(Largrangian analysis tool,LAGRANTO),对2006-2021年期间引发东北地区暴雪天气的温带气旋暖输送带进行统计,研究了暖输送带对气旋和降水发展的作用及其与锢囚锋的关系。结果表明:(1)气旋的加深率与暖输送带强度有明显的正相关,两者相关系数为0.63,通过α=0.01的显著性检验。大部分气旋在迅速加深24 h期间锢囚,以暖式锢囚为主。(2)强烈发展的锢囚型气旋通常具有强暖输送带,暖输送带低空入流主要位于气旋中心和气旋暖区附近,暖输送带的出流有两个分支:一支上升至气旋西北侧高空,另一支随高空西风带向气旋下游移动;气旋锢囚阶段低空正位涡异常与高空正位涡异常相互作用,形成贯穿整个对流层的位涡柱。(3)未锢囚或晚锢囚的气旋虽然有强暖输送带,但缺少对流层上层的干侵入,仅在低空有正位涡异常,气旋发展较弱。弱的锢囚型气旋存在明显干侵入,但暖输送带及降水均较弱。(4)具有强(弱)暖输送带的气旋造成的降水更多(少),且降水落区与暖输送带分布有密切关系。移动到气旋中心附近的暖输送带气块对气旋的发展有重要作用,其水平运动引起的暖平流及上升运动组织形成的低空非绝热位涡均能加强气旋式环流,进而促进气旋发展。

关键词：温带气旋锢囚锋暖输送带位涡

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12月和2月热带太平洋海温与东亚水汽输送关系的年代际变化机制

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大气科学 2023年第4期47卷 975-994页

作者：张胜龙孙博陈平清华大学地球系统科学系教育部地球系统模拟重点实验室北京100084 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南京210044 南方海洋科学与工程广东省实验室珠海519080 中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所乌鲁木齐830002

利用1950~2019年NCEP/NCAR大气再分析资料、NOAA海表面温度资料以及ERA5垂直积分水汽通量资料,分析了12月和2月热带中东太平洋海温与东亚水汽输送关系的年代际变化。结果表明,12月东亚上空经向水汽输送与热带中东太平洋海温的相关性在1... 详细信息

利用1950~2019年NCEP/NCAR大气再分析资料、NOAA海表面温度资料以及ERA5垂直积分水汽通量资料,分析了12月和2月热带中东太平洋海温与东亚水汽输送关系的年代际变化。结果表明,12月东亚上空经向水汽输送与热带中东太平洋海温的相关性在1980年代中期之前较弱,1980年代中期之后二者呈显著正相关;2月二者关系在1950~1970年和1990~2010年呈显著正相关。12月二者关系年代际变化的主要原因是热带太平洋海温通过太平洋—东亚(PEA)遥相关型和环北半球遥相关型对东亚水汽输送的影响在1980年代中期之后增强;当热带中东太平洋海温偏暖(冷)时,影响PEA遥相关型和环北半球遥相关型,导致东亚自南向北的水汽输送异常增强(减弱)。与12月不同的是,2月二者关系在1950~1970和1990~2010年主要受PEA遥相关型影响。而在1971~1989期间,2月二者关系受环北半球遥相关型影响;当热带太平洋海温偏冷(暖)时,影响环北半球遥相关型,导致东亚经向水汽输送异常增强(减弱),该机制可以部分抵消PEA机制对东亚水汽输送的影响,导致二者关系在此期间不显著。此外1990年之后,热带印度洋海温对12月和2月东亚经向水汽输送的影响增强,在12月热带印度洋海温主要通过“开尔文波—埃克曼辐散”效应影响东亚经向水汽输送,而在2月主要通过印度洋上的沃克环流影响东亚经向水汽输送。

关键词：水汽输送热带太平洋海温太平洋—东亚遥相关环北半球遥相关

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不同情景达到碳中和下中国区域气候变化的预估

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大气科学学报 2022年第3期45卷 364-375页

作者：邓荔朱欢欢江志红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

利用第6次耦合模式比较计划(CMIP6)中的9个全球气候模式的模拟结果,通过CO_(2)浓度达峰时间确定SSP1-1.9和SSP1-2.6两种情景下的全球碳中和时间,预估了全球碳中和下中国区域气候较历史参考期(1995—2014年)的未来变化,分析不同时间达到... 详细信息

利用第6次耦合模式比较计划(CMIP6)中的9个全球气候模式的模拟结果,通过CO_(2)浓度达峰时间确定SSP1-1.9和SSP1-2.6两种情景下的全球碳中和时间,预估了全球碳中和下中国区域气候较历史参考期(1995—2014年)的未来变化,分析不同时间达到碳中和下气候响应差异,并与未实现碳中和的SSP2-4.5情景下的气候变化对比。结果表明,SSP1-1.9和SSP1-2.6情景下全球达到碳中和的时间分别为2041年和2063年,相较于历史参考期,SSP1-1.9/SSP1-2.6下中国区域平均年气温上升1.22/1.58℃,平均年降水量增加7.1%/9.9%。SSP1-2.6(晚碳中和)较SSP1-1.9(早碳中和)情景下年均温增高约0.36℃,最大升温区位于西南及高原地区。对降水而言,晚碳中和较早碳中和全国平均年降水量增加约2.7%。全年及夏季降水量显著增加区主要在西北,新疆地区出现降水增加超过8%的大值区,冬季则集中于黄河中下游,增幅也超过8%。未碳中和的SSP2-4.5情景下中国区域的升温显著强于SSP1-2.6(碳中和)情景,年平均气温高约0.61℃,西北地区是升温差别大值区,其中新疆部分地区增加升温超过0.8℃。SSP2-4.5较SSP1-2.6情景年降水量在西北地区增加显著,内蒙古西北部最大增加超过10%。有无碳中和对冬季降水影响更大,SSP2-4.5情景下新疆部分地区降水增加比SSP1-2.6下多20%左右,云南部分地区则少15%左右,表明有无碳中和对气候的影响远大于早晚碳中和。

关键词：碳中和预估气候变化不同情景

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