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第35届中国气象学会年会

作者：李伟江志红张学斌李肇新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

区域极端降水变化的人类活动信号检测,不仅对制定应对气候变化的政策至关重要,同时也是区域气候变化研究中的热点问题以及面临的重大挑战。本文使用非平稳的广义极值理论分布模型对单个站点的年最大降水量进行拟合,结合全球地表温度作... 详细信息

区域极端降水变化的人类活动信号检测,不仅对制定应对气候变化的政策至关重要,同时也是区域气候变化研究中的热点问题以及面临的重大挑战。本文使用非平稳的广义极值理论分布模型对单个站点的年最大降水量进行拟合,结合全球地表温度作为参数的协变量研究人类活动对极端降水的影响,使用基于自取法的场显著性检验给出区域尺度人类活动信号影响显著性的检测。结果发现,在现有的观测记录范围内(1961-2012年),无法从现有的极端降水变化中检测到人类活动的显著影响。基于参与第五次耦合模式比较计划(C MIP5)的全球气候模式未来R CP8.5情景的预估结果发现,中国区域极端降水变化中人类活动的信号大约到2035年左右能够被显著检测出来。当信号被检测出来的时候,极端降水风险已经发生了比较大的变化。当前气候下的区域平均20,50和100年一遇的极端降水事件分别变为15,34和63年一遇的降水事件。其中西部地区,尤其是西南极端降水变化受人类活动影响最为明显,但模式间存在较大的不确定性。

关键词：极端降水人类活动信号检测

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基于PCA-RBF的风电场短期风速订正方法研究

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气象科技 2018年第1期46卷 10-15页

作者：邓华张颖超顾荣黄飞支兴亮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南京210044 江苏省大数据分析技术重点实验室南京210044 气象灾害教育部重点实验室南京210044

风电功率预测中最重要的因子是风速,准确的风速预测是风电功率预测的前提和基础。为了提高短期风速预测的准确性,本研究采用WRF模式,对我国上海崇明吕四风电场的风速进行预报。在此基础上,利用PCA-RBF算法结合WRF模式预报风向、气温、... 详细信息

风电功率预测中最重要的因子是风速,准确的风速预测是风电功率预测的前提和基础。为了提高短期风速预测的准确性,本研究采用WRF模式,对我国上海崇明吕四风电场的风速进行预报。在此基础上,利用PCA-RBF算法结合WRF模式预报风向、气温、气压等气象要素对预报风速进一步订正。实验结果表明,利用PCA-RBF算法对WRF模式预报风速进行订正后,预报风速的误差进一步减小,相对均方根误差降低20%~30%,相对平均绝对误差降低15%~20%。与其他智能算法(BP算法、LSSVM算法)对比分析后得出,PCA-RBF算法对WRF模式预报风速具有较好的订正效果,能够有效提高风速预报准确率。

关键词： WRF模式 PCA算法 RBF算法风速订正

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基于地基遥感资料的厦门市污染边界层特征分析

基于地基遥感资料的厦门市污染边界层特征分析

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第十一届海峡论坛·第八届海峡两岸民生气象论坛

作者：蒋永成张伟张玲陈德花谢祖欣郑秋萍陈进生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 厦门市气象局海峡气象开放实验室厦门市气象台厦门 361012 福建省气象科学研究所福州 350003 中国科学院城市环境研究所厦门 361021

城市大气边界层是影响城市环境气象的重要研究对象,本研究利用新型地基遥感数据针对城市颗粒物污染过程开展边界层特征分析,旨在利用风廓线雷达和微波辐射计等高时空分辨率的遥感数据探讨边界层内大气运动、温湿条件的变化与近地面污染... 详细信息

城市大气边界层是影响城市环境气象的重要研究对象,本研究利用新型地基遥感数据针对城市颗粒物污染过程开展边界层特征分析,旨在利用风廓线雷达和微波辐射计等高时空分辨率的遥感数据探讨边界层内大气运动、温湿条件的变化与近地面污染累积的关系.主要研究结论如下：厦门地区颗粒物污染过程中,边界层内弱风层厚度较地面风速而言更能够代表边界层内扩散条件的变化,可以更好的表征和预测近地面污染的变化,边界层内垂直扩散情况可以通过边界层内的垂直温差表现,0-3 km 温差与PM2.5 浓度有着密切的联系;在局地累积的污染过程中,边界层内存在较厚的弱风层,同时2 km 以下的风场有明显的日变化特征,导致边界层内不存在有效的传输和扩散,另外,在污染时边界层垂直温差较大,表现出垂直扩散条件差的特征;冷空气过程有将上游污染物向本地区输送的可能,城市边界层在东北大风的条件下伴随着显著的垂直下沉运动,以及边界层顶部附近弱风层的层底高度下降的特征,有利于上空污染向下扩散.多源地基遥感数据联合分析,能够进一步解释城市边界层内气象条件对于城市大气污染变化的影响,集合各设备的探测优势开展城市宜居和污染气象条件研究具有较高的科学性和可行性.

关键词：城市边界层风廓线雷达微波辐射计颗粒物污染海峡西岸

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远距离地闪回击ELF/VLF电磁场传播特性的模拟分析

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高原气象 2018年第4期37卷 1102-1109页

作者：冯建伟侯文豪范雪王磊周磊肖冬苏州市气象局江苏苏州215131 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 南京信息工程大学滨江学院江苏南京210044 云南电力试验研究院(集团)有限公司云南昆明650217 云南电网有限责任公司昆明供电局云南昆明650011

闪电放电产生的频谱范围从几赫兹到几十兆赫兹,但是多数电磁场能量集中在低频和甚低频区。建立了一种新的更简便的近似解析算法来计算中远距离闪电回击电磁场。该近似算法将电磁波沿不同性质复杂地表传播的衰减函数在频域上分化为电导... 详细信息

闪电放电产生的频谱范围从几赫兹到几十兆赫兹,但是多数电磁场能量集中在低频和甚低频区。建立了一种新的更简便的近似解析算法来计算中远距离闪电回击电磁场。该近似算法将电磁波沿不同性质复杂地表传播的衰减函数在频域上分化为电导率衰减和地表曲率衰减两个函数的卷积,这样衰减函数物理意义更为明确,避开了和原来复杂的高震荡艾里函数有关的微分方程求解过程,计算过程大幅简化。通过繁琐繁杂但高精度的牛顿迭代求解法验证,证明了本文近似算法能很好的计算中距离闪电回击辐射场的幅值、波头时间等参量,在地面电导率为4 S·m^(-1),0.01 S·m^(-1)和0.001 S·m^(-1)时近似算法的最大误差分别为0.2%,3.3%和8.7%。简化后使得计算效率大大提高,同时通过精度对比,发现提出的近似算法精度是比较理想的。因此,该研究结果更加方便有效地解决了远距离雷电电磁波传播和放电参量的反演。此外计算发现地球曲面对中距离电磁场的传播具有明显的影响。比如,在地球曲面的影响下1 500 km处闪电回击ELF/VLF辐射电磁场的幅值仅仅为平坦地表情况的30%~40%,500km处闪电回击ELF/VLF辐射电磁场的幅值仅仅为平坦地表情况的75%~80%。

关键词：闪电回击 ELF/VLF辐射场电导率衰减因子地表曲率衰减因子

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基于隐马尔可夫模型的中国东部地区汛期雨型划分及其季内与年代际变化

基于隐马尔可夫模型的中国东部地区汛期雨型划分及其季内与年代际...

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第35届中国气象学会年会

作者：郭莲怡江志红陈威霖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信息工程大学气候与环境变化国际联合实验室

本文引入了一种新的分型方法——隐马尔可夫模型(hidden Markov model),通过对1961-2013年中国东部389个站点汛期(4-9月)逐日降水资料建模,发现中国东部汛期降水呈现华南多雨、江南多雨、江淮多雨、华北多雨、全局多雨和全局少雨共6种... 详细信息

本文引入了一种新的分型方法——隐马尔可夫模型(hidden Markov model),通过对1961-2013年中国东部389个站点汛期(4-9月)逐日降水资料建模,发现中国东部汛期降水呈现华南多雨、江南多雨、江淮多雨、华北多雨、全局多雨和全局少雨共6种降水空间结构。依据前四种雨型的持续概率分析表明,华北多雨型持续性最高,其次为江淮多雨型,江南多雨型最低;各雨型间最大与次大转移概率揭示了汛期降水由江南多雨型-华南多雨型-江南多雨型-江淮多雨型-华北多雨型的雨带推进全过程;雨型发生概率的季内变化可判定出各雨型起始时间。基于近60年各雨型发生概率的变化发现华南多雨型、江淮多雨型与华北多雨型在20世纪70年代中后期、20世纪90年代初期及后期具有显著的年代际变化,2000年后中国东部汛期降水总体呈上升趋势,南涝北旱特征持续存在。总之,HMM提供了一种具有转移概率的新的分型方法。

关键词：隐马尔可夫模型(HMM) 汛期雨型雨带推进年代际变化

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不同模式扰动方案在风暴尺度集合预报中的对比试验研究

不同模式扰动方案在风暴尺度集合预报中的对比试验研究

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第35届中国气象学会年会

作者：刘畅闵锦忠冯宇轩贲海荣王世璋广东省气候中心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台州市气象局

[研究目的]由于适用于中长期集合预报中的模式扰动技术在风暴尺度集合预报系统中的影响并不明确,为探究不同模式扰动方案在风暴尺度集合预报中的效果,[资料和方法]基于WRF模式设计三组模式扰动方案:多物理扰动（MP）方案、随机物理倾向... 详细信息

[研究目的]由于适用于中长期集合预报中的模式扰动技术在风暴尺度集合预报系统中的影响并不明确,为探究不同模式扰动方案在风暴尺度集合预报中的效果,[资料和方法]基于WRF模式设计三组模式扰动方案:多物理扰动（MP）方案、随机物理倾向扰动（Stochastically Perturbed Parameterization Tendencies,SPPT）方案以及由MP方案与SPPT方案组合构建的一种新混合扰动（SPMP）方案。对2013年7月5日至6日发生在江淮流域的一次强对流天气过程进行数值模拟。[结果][结论]结果表明:MP方案的设计在积分前期的降水概率评分较为出色,对高层大气的扰动效果更为合理;SPPT方案中主要作用于积分中后期,对大气低层及近地面的扰动效果最为理想,尤其是对于地面水汽场的模拟;SPMP方案能显著提高大气中高层各预报变量的离散度,降低均方根误差,提升集合成员的可信度,有效弥补降水评分在单独使用MP方案和SPPT方案中不同积分时段的不足。在扰动水平传播方向上,SPMP方案的扰动形态主要受MP方案主导;垂直方向上,SPMP方案在低层的扰动形态与SPPT方案一致,在高层受MP方案控制。波普能量分析表明三组方案的扰动能量随积分时间均有向大尺度传播的趋势,SPMP方案能有效补偿两种方案能量在各尺度的耗散。

关键词：模式扰动风暴尺度集合预报随机物理倾向扰动

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冬季北半球两大洋风暴轴的协同变化及其与同期海气系统的空间耦合关系

冬季北半球两大洋风暴轴的协同变化及其与同期海气系统的空间耦合...

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南大气候预测研究联合实验室2017年度学术年会

作者：李天宇朱伟军吉林省气候中心长春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 1960–2014 年NCEP/NCAR(美国环境预报中心和国家大气研究中心)的逐日再分析资料以及NCPC(美国气候预报中心)的海温资料和大气环流及海洋指数，通过计算风暴轴指数、经验证交分解(EOF)等方法，研究了冬季北半球北太平洋风暴轴(PST... 详细信息

基于 1960–2014 年NCEP/NCAR(美国环境预报中心和国家大气研究中心)的逐日再分析资料以及NCPC(美国气候预报中心)的海温资料和大气环流及海洋指数，通过计算风暴轴指数、经验证交分解(EOF)等方法，研究了冬季北半球北太平洋风暴轴(PST)和北大西洋风暴轴(AST)之间不同时间尺度下的协同变化特征，并利用回归和相关分析对风暴轴的年际和年代际协同变化特征与同期海气系统的空间耦合关系进行了探讨。

关键词：风暴轴协同变化年际变化年代际变化海气系统

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南极涛动与西沙夏季气候的关联性

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气象科技 2018年第2期46卷 292-298页

作者：孙立周顺武孙阳陈少健陈长丘周海霞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 海南省三沙市气象局三沙573199

利用近53a(1960—2012年)南海西沙群岛永兴岛气象站的观测资料以及同期的NCEP/NCAR月平均再分析资料,分析了近53a西沙夏季气候变化特征及其与春、夏季南极海平面气压的可能联系,并初步分析了南极涛动(AAO)对西沙夏季气候的影响。结果表... 详细信息

利用近53a(1960—2012年)南海西沙群岛永兴岛气象站的观测资料以及同期的NCEP/NCAR月平均再分析资料,分析了近53a西沙夏季气候变化特征及其与春、夏季南极海平面气压的可能联系,并初步分析了南极涛动(AAO)对西沙夏季气候的影响。结果表明:近53a来西沙夏季平均降水持续减少、气温明显升高、风速显著减弱;降水、气温和风速还表现出准2a的年际变率及7~11a的年代际变率。回归分析和相关分析结果均表明,当春、夏季南极海平面气压偏强(弱)时,西沙夏季降水偏多(少)、气温偏低(高)、风速偏强(弱)、空间分布型类似于负(正)位相的南极涛动(AAO)。春、夏季AAO处于正位相,一方面在年代际尺度上导致东亚夏季风减弱,另一方面在年际尺度上导致印度季风减弱,从而使得西沙夏季降水偏少、气温偏高、风速偏弱。

关键词：南极涛动海平面气压西沙降水气温风速

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海洋性大陆地区夏季降水的区域性特征及与亚-印-太不同气候信号的联系

海洋性大陆地区夏季降水的区域性特征及与亚-印-太不同气候信号的...

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第35届中国气象学会年会

作者：管兆勇许琪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

海洋性大陆区域(Maritime Continent,MC)受到季风、热带海洋信号等众多因素的共同作用,降水具有显著的区域特征。利用1979-2013年的NCEP/NCAR和GPCP月平均再分析资料,通过REOF方法,对北半球夏季(6-9月)MC地区的降水进行区域划分,进一步... 详细信息

海洋性大陆区域(Maritime Continent,MC)受到季风、热带海洋信号等众多因素的共同作用,降水具有显著的区域特征。利用1979-2013年的NCEP/NCAR和GPCP月平均再分析资料,通过REOF方法,对北半球夏季(6-9月)MC地区的降水进行区域划分,进一步通过小波、回归等方法,诊断研究了不同地区降水的变化特征及其与东亚夏季风异常、热带海洋信号的联系。结果表明:MC地区的降水可被划分为四个独立的区域,分别位于印尼中东部地区(Ⅰ区)、印尼西部洋面地区(Ⅱ+Ⅴ区)、赤道西太平洋暖池地区(Ⅲ区)以及关岛地区(Ⅳ+Ⅵ区)。各区降水的时间序列均具有较强的年际特征且差异显著。Ⅰ区降水异常与热带太平洋气候变动密切相关,Ⅱ+Ⅴ区则受到热带太平洋和热带印度洋的共同作用。Ⅲ区与Ⅳ+Ⅵ区降水异常和东亚地区季风活动及热带地区的辐合辐散异常有关。当各区降水出项异常时,均存在显著的水汽与环流场的辐合辐散与之对应,东亚地区出现EAP/PJ,或类似的遥相关型。这些结果有利于深刻认识MC区域的气候特征变化,并为进一步研究东亚夏季风以及中国降水的异常提供一定线索。

关键词：海洋性大陆北半球夏季东亚季风中国降水

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海洋锋海表风速最小值及其成因

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热带气象学报 2017年第2期33卷 167-176页

作者：周琰刘宣飞李智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和气象灾害教育部重点实验室江苏南京210044

利用2000—2008年AVHRR、QuickSCAT等高分辨率卫星观测资料和CFSR再分析资料,分析了墨西哥湾流区、东海黑潮锋区、巴西-马尔维纳斯合流区和厄加勒斯回流区等全球主要海洋锋区的大气响应特征,发现在上述海洋锋区普遍存在海表矢量风速的... 详细信息

利用2000—2008年AVHRR、QuickSCAT等高分辨率卫星观测资料和CFSR再分析资料,分析了墨西哥湾流区、东海黑潮锋区、巴西-马尔维纳斯合流区和厄加勒斯回流区等全球主要海洋锋区的大气响应特征,发现在上述海洋锋区普遍存在海表矢量风速的最小值分布,并对这一现象的产生原因进行探讨。研究指出:夏季(6—8月)墨西哥湾流区、6月东海黑潮锋区附近有明显的矢量风速最小值分布,而巴西-马尔维纳斯合流区及厄加勒斯回流区海洋锋附近则终年存在矢量风速最小值。产生这一现象的条件是大尺度气压背景场梯度方向与海洋锋附近海表温度梯度方向接近一致,其物理过程为:海洋锋暖(冷)水区一侧上空对应有低(高)气压,由此产生的局地气压梯度与大尺度背景气压梯度方向接近相反,导致锋区附近叠加后的气压梯度最小,海表风速因此也最小。同时,摩擦作用使海表风偏向低压一侧,于是沿锋区走向(跨锋区走向)的风速分量差在暖水区一侧产生气旋性切变涡度(风速辐合),进而造成上升运动和强降水,而该分量差在冷水区一侧则产生相反的大气响应特征。

关键词：海洋锋气压调整机制海表矢量风速最小值

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