检索结果-内蒙古大学图书馆

2016年秋季中国南方降水异常的环流特征及海温影响

大气科学 2021年第5期45卷 1023-1038页

作者：蒋子瑶徐海明马静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 南京信息工程大学大气科学学院南京210044

本文利用中国气象台站观测降水、英国Hadley中心海温和NCEP/NCAR再分析数据集等资料,研究了2016年秋季中国南方降水异常偏多的环流特征及其海温影响。结果表明,2016年秋季东亚副热带西风急流偏强,我国南方地区位于急流入口区的右侧,有... 详细信息

本文利用中国气象台站观测降水、英国Hadley中心海温和NCEP/NCAR再分析数据集等资料,研究了2016年秋季中国南方降水异常偏多的环流特征及其海温影响。结果表明,2016年秋季东亚副热带西风急流偏强,我国南方地区位于急流入口区的右侧,有利于产生上升运动;同时西太平洋副热带高压强度偏强、面积偏大、位置偏北偏西,对应副高西南侧的东南风将热带太平洋的暖湿气流向我国南方输送,有利于降水偏多。另外,2016年秋季登陆我国的台风异常偏多,频繁活动的台风给我国南方带来了大量降水,也是导致我国南方降水异常偏多的原因之一。进一步研究表明,2016年秋季南方降水异常偏多主要与同期赤道西太平洋和东南太平洋海温异常偏高有关,上述海区的海温异常通过激发向下游传播的遥相关波列或通过Gill响应对东亚环流产生影响,进而有利于中国南方降水增多。通过CAM5.3(Community Atmosphere Model Version 5.3)一系列的敏感性试验,验证了上述的结果。

关键词：中国南方地区秋季降水环流特征海温异常数值模拟

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地面电导率、地球曲率和电离层对远距离闪电定位的影响

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电瓷避雷器 2022年第2期 31-38页

作者：姚年鹏侯文豪张其林戴炳哲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

为了研究地面电导率、地球曲率和电离层对远距离(大于200 km)闪电定位的影响,通过新型近似算法和二维时域有限差分(two-dimensional finite-difference time-domain, 2D-FDTD)算法进行数值模拟,分析雷电电磁场的远距离传播特征,并采用... 详细信息

为了研究地面电导率、地球曲率和电离层对远距离(大于200 km)闪电定位的影响,通过新型近似算法和二维时域有限差分(two-dimensional finite-difference time-domain, 2D-FDTD)算法进行数值模拟,分析雷电电磁场的远距离传播特征,并采用“时差法”(time-of-arrival, TOA)进行远距离闪电定位。结果表明:1)雷电电磁场沿陆地表面传播时,受地面电导率、地球曲率影响,距离每增加100 km,峰值到达时间平均延后1.24μs,分别带来482 m和976 m的定位误差(小于0.5%);2)电离层会引入天波信号。观测距离大于700 km时,地波难以识别,会误把天波峰值时刻当作峰值到达时间,导致定位错误,甚至无法定位;3)识别地波后,定位误差仅为504 m。因此,在进行远距离闪电定位前,必须先进行地波识别,再利用地波进行定位。研究结论对提高远距离闪电定位精度有科学意义,对雷电预警具有实际的参考价值。

关键词：雷电电磁场传播效应算法模拟闪电定位

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乌鲁木齐地区山体地形对地闪回击定位精度的影响

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电瓷避雷器 2022年第3期 42-48页

作者：杨敢陈佳雯戴炳哲姚年鹏蒋尧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南京210044

利用二维时域有限差分算法(FDTD),构建了真实地形下的雷电电磁波传播模型,研究了乌鲁木齐周边区域山地地形对雷电电磁波传播的影响,然后提出了一种修正闪电定位误差的方法即不同步长的地形包络法。模拟结果表明:1)山地地形会明显改变切... 详细信息

利用二维时域有限差分算法(FDTD),构建了真实地形下的雷电电磁波传播模型,研究了乌鲁木齐周边区域山地地形对雷电电磁波传播的影响,然后提出了一种修正闪电定位误差的方法即不同步长的地形包络法。模拟结果表明:1)山地地形会明显改变切向磁场的波形峰值大小和上升沿时间,给闪电定位带来误差,波形峰值变化最大的增加了57%,上升沿时间增加范围在1~5μs,相比平地最大定位误差增加了3 800 m。2)步长为10 km的地形包络法修正效果最好,最大修正了510 m的定位误差。

关键词：雷电电磁场时域有限差分山地地形闪电定位地形包络法

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5—9月不同类型东北冷涡的统计特征及成因

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大气科学学报 2021年第5期44卷 773-781页

作者：杨鎛王黎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NCEP(2.5°×2.5°)逐6 h再分析资料及中国气象局提供的MICAPS观测资料,对1989—2018年5—9月生成并维持的东北冷涡进行统计分析。结果表明,近30年东北冷涡出现频率逐年上升;年平均冷涡过程为7.4次,维持时间为3~5 d;5... 详细信息

利用NCEP(2.5°×2.5°)逐6 h再分析资料及中国气象局提供的MICAPS观测资料,对1989—2018年5—9月生成并维持的东北冷涡进行统计分析。结果表明,近30年东北冷涡出现频率逐年上升;年平均冷涡过程为7.4次,维持时间为3~5 d;5月冷涡出现频率最高,8、9月较低;5—7月平均每年受冷涡影响天数分别为9.9、8.8、7.0 d,受东北冷涡影响最长时间可达19 d以上。按照不同特性将其分为北、中、南涡及强、弱冷涡。北涡较少出现在7月,中涡很少出现在6月,南涡集中在5、6月。弱冷涡出现频率约为强冷涡的1.2倍。春末(5月)、秋初(9月)出现强北涡的频率较高,而夏季(6—8月)出现弱中涡的频率较高。北涡出现在春末秋初时,偏强的高空急流加强了对流层上层的辐散,与中下层环流场配合,使冷涡得以维持。此外,冷涡中心位势高度较低,配合有明显冷槽或冷核和强上升运动,干侵入有较强的促进作用,有利于冷涡的发展及加强;中涡出现在夏季时,高空急流及干侵入偏弱,冷涡中心附近各要素场不利于冷涡的加强。

关键词：东北冷涡统计特征干侵入高空急流

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闪电连续电流的光谱分析及通道温度特性研究

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光谱学与光谱分析 2022年第7期42卷 2069-2075页

作者：王雪娟许伟群化乐彦王海通吕伟涛杨静袁萍张其林张袁瞰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 中国科学院中层大气和全球环境探测重点实验室北京100029 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

连续电流是闪电放电过程中的一个重要子物理过程,它是指雷暴云局部电荷中心在回击之后沿原通道对地的持续放电过程。在连续电流阶段,原本发光微弱的通道其亮度有时会突然增强,这种现象被称为叠加了M分量,自20世纪连续电流被发现以来,国... 详细信息

连续电流是闪电放电过程中的一个重要子物理过程,它是指雷暴云局部电荷中心在回击之后沿原通道对地的持续放电过程。在连续电流阶段,原本发光微弱的通道其亮度有时会突然增强,这种现象被称为叠加了M分量,自20世纪连续电流被发现以来,国内外学者进行了许多观测研究。目前主要是利用电磁学和光学的观测手段揭示其放电和发光的宏观特征,利用光谱观测对其通道内部微观的发光信息和物理特性等的研究还很缺乏。如关于连续电流阶段放电通道内的温度特性参数目前鲜有报道,而温度是研究闪电连续电流放电通道物理特性所必需的基本参量,也是预防连续电流引起的雷电灾害事故所关心的参数。依据由无狭缝高速光谱仪观测的一次云对地闪电首次回击后叠加三个M分量的连续电流过程的光谱资料,分析了整个放电过程中光谱的演化特征,计算了连续电流放电过程电流核心通道和外围电晕通道的温度,研究了两者随通道高度的变化特性。结果表明,在初始回击阶段,通道的光辐射主要是激发能较高的一次电离的氮离子辐射,在之后连续电流阶段,通道的光辐射则主要是激发能较低的中性氮、氧原子辐射。离子线辐射在回击初期时最强,氢Hα线和红外波段的中性原子线在M1时最强,连续谱在M2时最强。近红外波段的四条线OⅠ777.4,NⅠ746.8,821.6和868.3 nm在整个放电过程都可以被观测到。在连续电流阶段,电流核心通道温度为42060~43940 K,比相应回击核心通道温度高6020~7900 K;外围电晕通道温度为16170~20500 K;通道核心温度和电晕温度均随时间变化不大;通道核心温度随通道上升呈减小趋势,而外围电晕温度随通道上升呈增大趋势。

关键词：闪电连续电流光谱电流核心通道电晕通道温度

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洲际传输对我国对流层臭氧影响的数值模拟

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中国环境科学 2021年第2期41卷 537-547页

作者：吕鑫侯雪伟卢文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 中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室江苏南京210044

采用MOZART-4模式并引入在线源追踪方法量化分析北美和欧洲对我国对流层臭氧(O3)的贡献,整体来说模拟值能较好地与观测值对应.结果表明,北美和欧洲对流层对我国近地层O3贡献较低,夏季体积分数分别为0.3×10^(-9)和0.6×10^(-9)... 详细信息

采用MOZART-4模式并引入在线源追踪方法量化分析北美和欧洲对我国对流层臭氧(O3)的贡献,整体来说模拟值能较好地与观测值对应.结果表明,北美和欧洲对流层对我国近地层O3贡献较低,夏季体积分数分别为0.3×10^(-9)和0.6×10^(-9);冬季略高,均为0.9×10^(-9).北美对我国自由对流层O3贡献较高,不同季节体积分数峰值均超过3.8×10^(-9),而欧洲对我国自由对流层的贡献在夏季最高可达7.3×10^(-9).呈现以上特征的原因是虽然冬季弱光照条件不利于O3生成,但东亚的下沉气流能增加北美和欧洲对我国近地层O3的贡献;夏季北美和欧洲对流层内O3的生成量大幅增加,但地中海沿岸的下沉气流能减少北美和欧洲大陆西岸对中国O3的贡献而对欧洲整体影响较弱.此外中国地表的上升气流也会减少北美和欧洲对中国近地层O3的贡献.HYSPLIT模拟的输送路径表明冬季由于下沉气流的影响,北美近地层气团难以传输至我国,而自由对流层有13条轨迹到达我国;此时欧洲在东亚下沉气流作用下不同高度均有较多轨迹到达我国.夏季受地中海下沉气流影响北美没有到达中国的轨迹,欧洲到达我国的轨迹同样为一年中最少.

关键词：臭氧在线源追踪方法季节变化前向轨迹洲际传输

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长三角地区一次区域污染过程中细颗粒物的来源解析及其光学特性

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环境科学 2021年第2期42卷 556-563页

作者：夏丽朱彬王红磊康汉青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发实验室南京210044 南京信息工程大学大气与环境实验教学中心国家综合气象观测专项试验外场南京210044

为研究长三角地区细颗粒物污染的分布特征及其光学特性,选择在城市(苏州)、郊区(南京)和区域背景站(临安)同时进行PM_(2.5)采集并进行化学分析.这次污染过程中,苏州、南京和临安的PM_(2.5)平均浓度分别达到(169.8±56.5)、(169.9... 详细信息

为研究长三角地区细颗粒物污染的分布特征及其光学特性,选择在城市(苏州)、郊区(南京)和区域背景站(临安)同时进行PM_(2.5)采集并进行化学分析.这次污染过程中,苏州、南京和临安的PM_(2.5)平均浓度分别达到(169.8±56.5)、(169.9±51.2)和(154.0±54.9)μg·m^(-3).散度系数分析显示3个站点气象要素和PM_(2.5)化学成分的差异较小,PM_(2.5)污染呈现同步性和区域化特征.利用化学成分法估算的消光系数在苏州、南京和临安分别是(561±223)、(655±340)和(679±349) Mm^(-1),与能见度法估算的消光系数之间相关度较高(r为0.73~0.80).利用PMF模型解析PM_(2.5)的污染来源,二次硝酸(32%)和二次硫酸(25%)的占比最大,其次是生物质燃烧(16%)、不完全燃烧源(7%)、燃料燃烧(7%)、土壤地壳源(8%)和海洋源(5%).对PM_(2.5)消光系数的主要贡献源是二次生成的硝酸硫酸源、不完全燃烧和生物质燃烧源.与质量浓度的源贡献相比,二次硝酸硫酸源的占比降低了约4%,不完全燃烧源的贡献增加了5%,说明PM_(2.5)的各类源对其质量浓度和消光系数的贡献效率存在差别.

关键词：长三角细颗粒物气象要素消光系数来源解析

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CMIP5和CMIP6模式在历史试验下对AMO和PDO的模拟评估

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地球科学进展 2021年第1期36卷 58-68页

作者：夏松刘鹏江志红程军南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化联合国际研究实验室/气象灾害预测与评估协同创新中心江苏南京210044

利用Hadley中心的观测海温资料,以及耦合模式比较计划的第五阶段和耦合模式比较计划的第六阶段历史试验的模式资料,分析和评估了2个最为重要的年代际尺度模态,北大西洋年代际振荡、太平洋年代际振荡在耦合模式比较计划的第五阶段和耦合... 详细信息

利用Hadley中心的观测海温资料,以及耦合模式比较计划的第五阶段和耦合模式比较计划的第六阶段历史试验的模式资料,分析和评估了2个最为重要的年代际尺度模态,北大西洋年代际振荡、太平洋年代际振荡在耦合模式比较计划的第五阶段和耦合模式比较计划的第六阶段中的模拟能力。通过对比多模式集合发现,在空间模态方面,耦合模式比较计划的第五阶段和耦合模式比较计划的第六阶段都能模拟出北大西洋年代际振荡在北大西洋地区的信号,但耦合模式比较计划的第六阶段的模拟更好,对于太平洋年代际振荡模态而言,都能模拟出在北太平洋地区的信号,而太平洋年代际振荡在热带太平洋地区的信号,耦合模式比较计划的第六阶段模拟的振幅明显更接近观测。在周期的模拟方面,耦合模式比较计划的第五阶段和耦合模式比较计划的第六阶段结果相似,都能模拟出北大西洋年代际振荡存在60~70年的周期,以及太平洋年代际振荡存在20年和60~70年的双周期。整体而言,耦合模式比较计划的第六阶段相比于耦合模式比较计划的第五阶段在空间特征模拟方面有一定进步,但是对于周期的模拟能力,没有明显进步。

关键词：耦合模式比较计划的第五阶段耦合模式比较计划的第六阶段北大西洋年代际振荡太平洋年代际振荡模拟能力

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全球增暖1.5/2℃下中国区域极端降水的风险变化及其影响因子

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大气科学学报 2023年第1期46卷 97-109页

作者：朱连华祝颖锜姚壹壹石晨徐凡然赵暐昊江志红南京信息工程大学数学与统计学院江苏南京210044 南京信息工程大学江苏省应用数学中心江苏南京210044 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江苏南京210044 吉林省气象科学研究所中高纬度环流系统与东亚季风研究开放实验室吉林长春130062 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

利用24个CMIP6全球气候模式的逐日降水模拟资料,基于广义极值分布(GEV)模型,研究了全球增暖1.5/2℃下我国20、50和100 a重现期极端降水的未来风险变化。可以发现,相对于历史时期(1995—2014年),全球升温1.5和2℃下极端降水发生概率风险... 详细信息

利用24个CMIP6全球气候模式的逐日降水模拟资料,基于广义极值分布(GEV)模型,研究了全球增暖1.5/2℃下我国20、50和100 a重现期极端降水的未来风险变化。可以发现,相对于历史时期(1995—2014年),全球升温1.5和2℃下极端降水发生概率风险空间分布相近,总体上呈现增加趋势,但额外增暖0.5℃将导致更高的风险。如50 a重现期极端降水,在增暖1.5/2℃下其重现期将分别变为17/14 a,极端降水将变得更加频繁。不同区域对气候变暖的响应存在区域差异,其中中国西部长江黄河中上游和青藏高原地区、中国东部长江黄河中下游及其以南地区,极端降水发生概率比达到3以上,局部更是达到5以上,为我国极端降水气候变化响应高敏感区域。进一步,基于概率分布函数从理论角度探讨了位置和尺度参数对发生概率风险的影响与贡献度量,并用于探讨极端降水气候平均态和变率变化对极端降水发生风险的影响,结果显示:位置和尺度参数的增量变化、风险变化率存在着显著的东西部差异,从而导致极端降水发生风险的影响因素存在差异。如中国西部尽管极端降水气候平均态和变率变化幅度不大,但因风险变化率较高,从而导致该区域的发生风险大幅增加;与之相反,中国东部风险变化率较小,但气候平均态和年际变率增幅较大,同样导致该区域风险增加依然较高;此外,相对于位置参数,全国大部分区域主要是尺度参数的变化导致极端降水未来风险增大。

关键词： CMIP6 极端降水全球变暖广义极值分布概率比

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多源数据融合在强对流天气中地面风场的识别应用

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高原气象 2022年第3期41卷 790-802页

作者：王子昕王咏青张静王易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/大气科学学院江苏南京210044 南京大气科学联合研究中心江苏南京210009 江苏省气象台江苏南京210008

利用多普勒天气雷达探测数据、常规观测资料和ERA5再分析资料,综合分析了2019年7月6日发生在江苏省的一次强对流天气过程的天气形势和雷达回波强度演变特征,并进行了多源数据融合的试验。试验通过VAP技术将雷达径向速度数据反演为矢量风... 详细信息

利用多普勒天气雷达探测数据、常规观测资料和ERA5再分析资料,综合分析了2019年7月6日发生在江苏省的一次强对流天气过程的天气形势和雷达回波强度演变特征,并进行了多源数据融合的试验。试验通过VAP技术将雷达径向速度数据反演为矢量风场,并利用典型相关分析的方法(CCA)对雷达径向速度资料反演的风场、再分析资料的风场和气象自动站资料的风场进行数据融合。通过风场融合试验,获得了强对流系统更加丰富准确的地面风场信息,与雷达探测的特征对应,消除了反演风场的量级误差,填补了被过滤的风场信息,恢复了气流的旋转特征。强对流天气过程中,江苏省地区受高空冷涡影响,在高空冷槽、高空急流、低层切变线和地面辐合线的配置条件下,形成了上干冷、下暖湿的层结不稳定结构。通过融合风场的识别:强对流天气系统发展阶段,地面有气旋性辐合流场,包含中γ尺度气旋和辐合线,与反气旋和辐散相伴。气旋性气流对应着雷达回波中的入流缺口,辐合线位于风暴前沿(移动方向)。强对流天气系统强盛阶段,地面流场转变为强辐合弱旋转,灾害性天气发生。

关键词：风场反演数据融合地面风场旋转辐合

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