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2015年10月南京霾污染过程分析

环境科学研究 2017年第12期30卷 1832-1840页

作者：康娜胡康 Kanike Raghavendra Kumar 曹晓云邓发荣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

为探讨南京秋季霾污染过程发生的主要影响因素,利用南京信息工程大学太阳光度计观测霾污染发生天气下AOD(aerosol optical depth,气溶胶光学厚度)数据,计算AE440-1020(ngstr9m Exponent,波长指数)以及a2(光谱曲率),结合CALIPSO(Cloud-... 详细信息

为探讨南京秋季霾污染过程发生的主要影响因素,利用南京信息工程大学太阳光度计观测霾污染发生天气下AOD(aerosol optical depth,气溶胶光学厚度)数据,计算AE440-1020(ngstr9m Exponent,波长指数)以及a2(光谱曲率),结合CALIPSO(Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations)卫星气溶胶组分分析以及MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)火点数据,对2015年10月南京霾污染过程进行分析.结果表明:2015年10月出现的两次霾污染过程期间南京地区AE440-1020均高于1.0并且a2呈负值,其中10月16日AQI达到峰值(201),AOD500达1.51,AE440-1020达1.37,a2达-0.77;这两次较为严重的霾污染过程均主要由人为因素(工业污染、城市建设、生物质燃烧、汽车尾气排放等)产生的细粒子所致.后向轨迹分析发现,2015年10月16日南京地区霾污染天气发生的主要原因是区域型污染,同时受长距离输送影响,大量携带人为因素产生的细粒子以及少量沙尘等污染物的空气团途经内蒙古、山东等地到达南京,加剧了当日的污染程度;2015年10月23日南京地区霾污染天气的发生则主要受长距离输送影响,同时也受到区域型污染影响,加剧了当日的污染程度.研究显示,在稳定的气象条件下,较高的相对湿度、较低的地表风速、低混合层高度以及贴地逆温的出现是诱发霾污染天气产生的有利气象条件.

关键词：太阳光度计 AOD AE 霾气象条件

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北京城、郊和山区不同强度等级降水变化特征比较

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气候变化研究进展 2017年第6期13卷 589-597页

作者：袁字锋翟盘茂李建陈阳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 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081

利用北京地区1977—2013年18个站点逐小时降水资料,将小时降水分为弱降水(第50百分位值以下)、中等强度降水(第50至90百分位值)以及强降水(第90百分位值以上)3个等级,对北京地区山区、郊区以及城区夏季不同强度等级降水变化特征进行了... 详细信息

利用北京地区1977—2013年18个站点逐小时降水资料,将小时降水分为弱降水(第50百分位值以下)、中等强度降水(第50至90百分位值)以及强降水(第90百分位值以上)3个等级,对北京地区山区、郊区以及城区夏季不同强度等级降水变化特征进行了深入细致的分析。结果表明,北京地区夏季降水量存在显著的减少趋势,这种减少趋势主要是由于弱降水和中等强度降水的显著减少引起的,强降水没有表现出明显的增多或减少趋势;与郊区相比,2004年之后城区的强降水对夏季总降水量的贡献越来越大而弱降水的贡献减小。在降水日变化上,不同地区、不同等级的降水存在差异。弱降水存在清晨和夜间双峰值特征,中等强度和强降水只存在夜间单峰值特征。清晨峰值时刻,山区、郊区和城区弱降水都表现出一致的显著减少趋势;夜间峰值时刻,山区的各等级降水变化不显著,而在2004年之后,城区弱降水少于郊区,强降水则多于郊区。北京地区降水过程不对称性特征(降水过程峰值前后差异性)十分明显,其中以强降水的不对称性最强,相对于郊区和山区来说,城区强降水过程的不对称性有增大的趋势。

关键词：小时降水不同等级降水日变化降水过程不对称性

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我国西南地区夏季长周期旱涝急转及其大气环流异常

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大气科学 2017年第6期41卷 1332-1342页

作者：孙小婷李清泉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 国家气候中心中国气象局气候研究开放实验室北京100081

利用1961~2015年中国567站逐日降水资料,定义了一个西南地区夏季长周期旱涝急转指数,结果表明:1961~1970年夏季旱转涝多于涝转旱,1971~1980年夏季涝转旱年较多,1981~2000年旱转涝与涝转旱年相当,21世纪初以来,指数又呈现出负值的趋势,... 详细信息

利用1961~2015年中国567站逐日降水资料,定义了一个西南地区夏季长周期旱涝急转指数,结果表明:1961~1970年夏季旱转涝多于涝转旱,1971~1980年夏季涝转旱年较多,1981~2000年旱转涝与涝转旱年相当,21世纪初以来,指数又呈现出负值的趋势,涝转旱年偏多。选取西南地区夏季旱涝急转典型年,对旱涝急转年的大气环流和水汽输送异常进一步分析发现,旱转涝年旱期西太平洋副热带高压偏西偏强,中高纬西风带偏强,冷空气不易南下,垂直场上表现为下沉运动,来自孟加拉湾和南海的水汽输送异常偏弱,西南地区亦处于水汽辐散区,因此降水偏少。而涝期中高纬环流的经向运动增强,乌拉尔山以东的槽加深,东亚沿岸脊加强,中高纬西风带偏弱,在垂直场上表现为上升运动,孟加拉湾和南海为西南地区提供了充足的水汽,有利于该地区降水增多;涝转旱年则相反。

关键词：西南地区旱涝急转大气环流水汽输送

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应用同位素技术对华北平原南部重工业污染城市徐州冬季大气含氮气溶胶来源进行定量解析

应用同位素技术对华北平原南部重工业污染城市徐州冬季大气含氮气...

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第七届全国环境地球化学大会

作者：范美益章炎麟林煜棋常运华曹芳张雯淇鲍孟盈刘晓妍翟晓瑶林昕宋文怀赵祝钰南京信息工程大学气候与环境变化国际合作联合实验室大气环境中心江苏南京 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//气象灾害教育部重点实验室

本研究选取华北平原南部地区污染最严重的典型工业城市徐州为研究对象，分析其冬季和夏季大气气溶胶中细颗粒物(PM2.5)的化学组分，主要包括水溶性离子(WSⅡs)、总氮(TN)及稳定氮同位素值(δ15N)并利用 ISORROPIA-Ⅱ 模型计算气溶胶液... 详细信息

本研究选取华北平原南部地区污染最严重的典型工业城市徐州为研究对象，分析其冬季和夏季大气气溶胶中细颗粒物(PM2.5)的化学组分，主要包括水溶性离子(WSⅡs)、总氮(TN)及稳定氮同位素值(δ15N)并利用 ISORROPIA-Ⅱ 模型计算气溶胶液态水含量(ALWC).

关键词：含氮气溶胶气溶胶液态水含量贝叶斯混合模型

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大气中多尺度相互作用的研究进展

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暴雨灾害 2018年第3期37卷 197-203页

作者：沈新勇沙莎刘靓珂李小凡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 上海海洋气象台上海201306 浙江大学地球科学学院杭州310027

大气运动的形式多种多样,大气中存在多种尺度的天气系统,大气中多尺度相互作用成为近几十年来关注的热点问题。该文对大气多尺度作用的研究进行了总结和回顾。目前,多尺度相互作用的研究主要集中在E-P通量、波包理论和大气能量学等方面... 详细信息

大气运动的形式多种多样,大气中存在多种尺度的天气系统,大气中多尺度相互作用成为近几十年来关注的热点问题。该文对大气多尺度作用的研究进行了总结和回顾。目前,多尺度相互作用的研究主要集中在E-P通量、波包理论和大气能量学等方面,大致包含均匀基本气流和非均匀基本气流下的相互作用;正压大气和斜压大气条件下的相互作用;绝热和非绝热条件下的相互作用;正压大气和斜压大气有无地形效应条件下波包与基本气流的相互作用;波流相互作用中中尺度扰动波包的发展;多种尺度动能和有效位能之间的能量转换等。上述理论很好地解释了一些天气现象,比如平流层爆发性增温现象、北半球阻塞形式的形成和维持原因、寒潮爆发过程和西太平洋副热带高压变动以及与中国降水的相关性等。多尺度系统之间的相互作用在台风和梅雨锋暴雨过程中尤为重要,不同尺度系统相互影响以及不同尺度系统之间的能量转换对台风和梅雨锋暴雨的发生、发展以及消亡过程有重要的影响。

关键词：多尺度相互作用 E-P通量波包理论大气能量学

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生态模型在农田蒸散及土壤水分模拟中的适用性评价

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生态学杂志 2017年第1期36卷 267-276页

作者：张雪松刘雅各胡正华柳艺博张富存韩小梅南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/江苏省农业气象重点实验室南京210044 中国科学院沈阳应用生态研究所森林生态与管理重点实验室沈阳110016 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

为评价生态模型在农田蒸散及土壤水分运动模拟中的适用性,利用2013—2015年南京农业气象测站观测数据,评估了BEPS(Boreal Ecosystem Productivity Simulator)模拟冬小麦农田生态系统逐日蒸散及与土壤水分动态的可靠性,并进一步开展了植... 详细信息

为评价生态模型在农田蒸散及土壤水分运动模拟中的适用性,利用2013—2015年南京农业气象测站观测数据,评估了BEPS(Boreal Ecosystem Productivity Simulator)模拟冬小麦农田生态系统逐日蒸散及与土壤水分动态的可靠性,并进一步开展了植被冠层蒸腾和农田土壤蒸发分离。模拟结果表明:BEPS适用于研究冬小麦农田蒸散量及土壤水分运动规律;由于考虑了叶片聚集指数和冬小麦根系垂直分布递减系数随生育期变动的参数化改进,BEPS分别可以解释2013—2014年和2014—2015年两个生长季农田生态系统蒸渗仪实测蒸散量变化的83%和74%,参数化改进前后模型效率ME相当(前:0.8,后0.74),标准差RMSE(前:1.50,后1.05),平均偏差MBE(前:0.5,后0.35),误差减小;两个生长季中,土壤蒸发占冠层上方总蒸散的比例随生育进程而变化,全生育期发散比平均值分别为34%和29%;BEPS模拟的0~40 cm土层深度土壤水分随时间变化趋势与实测值基本一致,可以解释78%以上的土壤水分实测值变化,并能快速地响应降水变化。本研究表明,生态模型可以用于模拟冬小麦农田蒸散和土壤水分变化,并有助于厘定农田冠层中难以区分的植被蒸腾和土壤蒸发的比例关系,可为进一步开展气候变化背景下的区域蒸散发评估及与之相联系的农田节水管理奠定基础。

关键词：生态模型 BEPS 根系垂直分布农田蒸散土壤水分冬小麦

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中国东北初夏降水与冷涡活动及西亚春季陆面热力异常的可能联系

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海洋气象学报 2018年第1期38卷 10-16页

作者：陈海山杨静秋张莞昕滕方达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/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害教育部重点实验室江苏南京210044 南京信息工程大学大气科学学院江苏南京210044 沈阳中心气象台辽宁沈阳110001

基于国家气候中心提供的站点降水资料、欧洲中期天气预报中心(ECMWF)再分析ERAInterim陆面温度资料及美国国家环境预报中心和大气研究中心(NCEP/NCAR)位势高度、风场再分析资料,采用相关、合成、线性回归等多种统计分析方法,初步探讨了... 详细信息

基于国家气候中心提供的站点降水资料、欧洲中期天气预报中心(ECMWF)再分析ERAInterim陆面温度资料及美国国家环境预报中心和大气研究中心(NCEP/NCAR)位势高度、风场再分析资料,采用相关、合成、线性回归等多种统计分析方法,初步探讨了东北初夏降水与西亚前期(春季)陆面热力异常的可能联系。研究发现,东北初夏降水与前期春季西亚地区的陆面温度存在较为密切的联系,西亚地区(30~70°E,25~45°N)陆面春季异常增暖,对应东北初夏降水减少,尤其是东北地区东北部降水减少显著。进一步分析表明,西亚地区春季陆面异常增暖能引起初夏贝加尔湖附近地区反气旋性异常环流,导致初夏东北冷涡活动偏弱,东北初夏降水减弱。上述结果表明,西亚春季的陆面热力异常可以为东北初夏降水预测提供有效的前期信号。

关键词：东北初夏降水东北冷涡陆面热力异常

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风暴尺度集合预报最优侧边界条件扰动方法设计:个例分析

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气象科学 2017年第1期37卷 21-29页

作者：庄潇然闵锦忠蔡沅辰冯佳玮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/大气科学学院南京210044

考虑到全球预报模式与风暴尺度预报模式在分辨率上的显著差异,在构造风暴尺度集合预报系统的时候需要用一个中间分辨率的中尺度区域模式为风暴尺度模式提供侧边界条件扰动,但如何构造侧边界扰动才能更为有效地提高风暴尺度集合预报系统... 详细信息

考虑到全球预报模式与风暴尺度预报模式在分辨率上的显著差异,在构造风暴尺度集合预报系统的时候需要用一个中间分辨率的中尺度区域模式为风暴尺度模式提供侧边界条件扰动,但如何构造侧边界扰动才能更为有效地提高风暴尺度集合预报系统的预报能力目前仍然未知。本文基于WRF模式,通过一次个例试验设计了风暴尺度集合预报中的3种不同侧边界扰动方案,结果表明:直接通过0.5°水平分辨率全球集合预报扰动插值所得到的侧边界扰动(LBC_DOWN)在预报中可以获得较高的大尺度扰动能量,而在中尺度区域模式(本文中为模式外层)中通过ETKF循环所构造的侧边界条件扰动(LBC_CYCLE)包含较高的中小尺度能量,而将LBC_CYCLE中的中尺度扰动信息与LBC_DOWN中的大尺度扰动信息相混合所得到的混合侧边界扰动(LBC_BLEND)在大尺度能量上更接近于LBC_DOWN,在中小尺度能量上更接近于LBC_CYCLE;LBC_BLEND较前两种方案有着更好的离散度技巧表现;在降水概率预报技巧方面LBC_BLEND与LBC_CYCLE较为接近,且均优于LBC_DOWN。

关键词：风暴尺度集合预报侧边界条件扰动

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降水的统计降尺度预报及其空间相关性和时间连续性重建

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大气科学学报 2018年第1期41卷 36-45页

作者：王姝苏智协飞俞剑蔚陈超辉周红梅朱寿鹏赵欢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 江苏省盐城市大丰区气象局江苏盐城224100 南京大气科学联合研究中心江苏南京210008 江苏省气象台江苏南京210008 国防科技大学气象海洋学院江苏南京211101 武汉中心气象台湖北武汉430074

利用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)、日本气象厅(JMA)、美国国家环境预报中心(NCEP)以及英国气象局(UKMO)四个中心1~7 d日累计降水量集合预报资料,以中国降水融合产品作为"观测值",对我国地面降水量进行统计降尺度预报,并对预... 详细信息

利用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)、日本气象厅(JMA)、美国国家环境预报中心(NCEP)以及英国气象局(UKMO)四个中心1~7 d日累计降水量集合预报资料,以中国降水融合产品作为"观测值",对我国地面降水量进行统计降尺度预报,并对预报降水的空间相关性和时间连续性进行重建。对降水量进行分级后,建立各个量级的回归方程进行统计降尺度预报。此外,还利用Schaake Shuffle方法重建丢失的空间相关性和时间连续性。结果表明,分级回归比未分级回归后的预报结果相关系数更高,预报误差更小,更接近观测值。Schaake Shuffle方法可以有效地改进降水预报的空间相关性和时间连续性,使之更接近实况观测,集合成员间的相关性也更好。

关键词：降水量预报统计降尺度 Schaake Shuffle方法相关性重建

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北半球冬季不同PNA和NAO配置与中国降水的联系

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高原气象 2018年第5期37卷 1264-1276页

作者：王博饶建王华曌生宸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 甘肃省武威市古浪县气象局甘肃古浪733100 南京大学大气科学学院江苏南京210023 中国科学院大气物理研究所大气科学与地球流体力学数值模拟国家重点实验室北京100029 中国科学院大学北京100049

使用NCEP/NCAR再分析资料、GPCC(Global Precipitation Climatology Centre)降水资料和中国气象局台站降水资料,系统研究了冬季太平洋-北美型遥相关(Pacific-North America,PNA)和北大西洋涛动(North Atlantic Oscillation,NAO)在年际尺度上的不同配置及其与我国冬季降水的可能联系。结果表明,在年际尺度上,冬季PNA与NAO两种遥相关无显著相关关系,两者的相关系数只有-0. 13。PNA或NAO的正位相期间,我国华南沿海均出现了显著的降水正异常中心。根据两种遥相关的位相和强度,可将两者的配置划分为以下四种:PNA与NAO均为正位相(第一类配置),PNA为正位相但NAO为负位相(第二类配置),PNA与NAO均为负位相(第三类配置),PNA为负位相但NAO为正位相(第四类配置)。与单个PNA或NAO因子相比,PNA与NAO呈现不同极端位相配置类型时大气环流异常更强,但中国降水异常并不是单因子效应的简单叠加。GPCC和台站降水资料都表明,第一类配置时,黄河以南的降水表现为南涝北旱;第二类配置时,西南至华南西部偏旱,而长江出海口偏涝;第三类配置时,黄河以南整体偏旱;第四类配置时,东北东部、西南至华南西部偏涝,东南沿海偏旱。

关键词：太平洋-北美型遥相关北大西洋涛动降水异常

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