检索结果-内蒙古大学图书馆

基于UTCI指数的1980-2019年中国夏季人体舒适度变化特征分析

气候变化研究进展 2022年第1期18卷 58-69页

作者：林卉娇马红云张弥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南京210044 南京信息工程大学南京210044 南京大学南京210023

基于ERA5-HEAT再分析资料中的通用热气候指数(UTCI)数据,利用旋转经验正交函数(REOF)方法将我国划分为8个区,分别为长江、华南、华北、西北、东北、北疆、南疆和西部地区。分析了1980—2019年我国夏季不同地区人体舒适度的变化特征,并... 详细信息

基于ERA5-HEAT再分析资料中的通用热气候指数(UTCI)数据,利用旋转经验正交函数(REOF)方法将我国划分为8个区,分别为长江、华南、华北、西北、东北、北疆、南疆和西部地区。分析了1980—2019年我国夏季不同地区人体舒适度的变化特征,并初步解释了UTCI变化的原因。主要结论如下:我国夏季UTCI呈不断增加趋势,其中西北地区增速最快(平均增率为0.053℃/a),且西部、西北和南疆地区夜间UTCI相较白天增加更明显,主要表现为这些地区的UTCI最小值增率分别较其最大值增率偏高了112%、34%和33%。随着UTCI的上升,我国大部分地区(西部除外)的热不舒适天数及发生热不舒适持续事件的频次都呈增加趋势,其中增率最大的区域是华北地区,分别为1.7 d/(10 a)和2.4次/(10 a)。从气候影响因子的分析发现,我国夏季UTCI增加的原因是气温、露点温度和平均辐射温度的增加以及风速的减少。其中,气温是UTCI增加的主要气候因子,平均贡献率为49%;辐射是大部分地区(西部和华南除外)的第二大因子,而其他因子对UTCI的贡献率主要与各地区的变率大小有关。

关键词：通用热气候指数(UTCI) 人体舒适度热不舒适

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华南冬季雾日年际变化特征及其与ENSO的关系

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大气科学 2023年第4期47卷 1099-1112页

作者：植炫惠徐海明马静植石群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 广东省气候中心广州510080

本文基于1979~2016年华南地区52个台站逐日雾观测数据和ERA5再分析资料等,采用EOF分解等多种统计方法,研究了ENSO对华南冬季雾日年际变化的影响,并进一步探讨了华南冬季雾日年际变化与ENSO关系的年代际转变。结果表明:(1)华南地区冬季... 详细信息

本文基于1979~2016年华南地区52个台站逐日雾观测数据和ERA5再分析资料等,采用EOF分解等多种统计方法,研究了ENSO对华南冬季雾日年际变化的影响,并进一步探讨了华南冬季雾日年际变化与ENSO关系的年代际转变。结果表明:(1)华南地区冬季雾日具有区域一致的变化特征,呈现出明显的年际变化和线性增加的趋势。在冬季,华南地区近地面层北风减弱,大气层结更加稳定,同时温度露点差降低,空气中水汽含量增加,为雾的形成提供了有利的背景场条件。(2)ENSO与华南地区冬季雾日的年际变化存在显著相关关系,在El Niño年的冬季,菲律宾海上空存在一个异常的反气旋环流,反气旋西侧的异常暖湿西南气流给华南地区带来充沛的水汽,有利于雾日的形成。La Niña年雾日的变化则与El Niño年相反。这种显著相关关系主要取决于大雾日数,而非轻雾日数。(3)ENSO与华南地区冬季雾日年际变化的关系在1996年前后出现明显年代际转折,在1979~1996年期间,两者相关性较弱,1997年之后相关性显著增强。这种关系的转变可能受到北大西洋年代际振荡(AMO)的调控。

关键词：华南地区冬季雾日年际变化 ENSO

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基于印度洋海温信号的我国西北地区东部夏季降水组合降尺度预测方法研究

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气象 2024年第3期50卷 357-369页

作者：朱晓炜李清泉孙银川王璠王岱高睿娜刘颖中国气象局旱区特色农业气象灾害监测预警与风险管理重点实验室银川750002 宁夏回族自治区气候中心银川750002 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

利用国家气候中心第二代气候模式预测业务系统(BCC-CPSv2)预测产品,引入印度洋海温信号,采用组合降尺度方法建立了西北地区东部汛期降水预测模型。该预测模型对1991—2017年西北地区东部夏季降水的回报技巧较BCC-CPSv2预测技巧显著提高... 详细信息

利用国家气候中心第二代气候模式预测业务系统(BCC-CPSv2)预测产品,引入印度洋海温信号,采用组合降尺度方法建立了西北地区东部汛期降水预测模型。该预测模型对1991—2017年西北地区东部夏季降水的回报技巧较BCC-CPSv2预测技巧显著提高,空间相关系数由0.42提高到0.75,均方根误差明显减小,最多下降达80%。预测模型对降水空间分布型的预测能力较好,很好地回报了典型年份(1987年和2010年)夏季的降水距平百分率分布。通过抓住气象变量的空间分布特征,组合降尺度方法可以修正动力模式产品的预测误差,为西北地区东部夏季降水预测提供科学依据和技术支持,具有较好的应用前景。

关键词：印度洋海温西北地区东部夏季降水组合降尺度预测模型

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近70年有限区域流函数速度势算法研究的回顾和新进展

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大气科学 2023年第2期47卷 502-516页

作者：曹洁陈海山 XU Qin 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/大气科学学院南京210044 美国国家海洋和大气管理局强风暴国家实验室美国诺曼73072

流函数和速度势能很好反映流体的涡度和散度特征,一直广泛应用于全球和区域大气和海洋环流分析、污染物扩散和资料同化等研究领域。近年发现,有限区域流函数速度势常用算法计算中小尺度系统复杂流场和复杂下垫面驱动的边界层流场时,精... 详细信息

流函数和速度势能很好反映流体的涡度和散度特征,一直广泛应用于全球和区域大气和海洋环流分析、污染物扩散和资料同化等研究领域。近年发现,有限区域流函数速度势常用算法计算中小尺度系统复杂流场和复杂下垫面驱动的边界层流场时,精度显著下降。本文全面回顾上世纪五十年代以来的五类常用算法,从数学原理和物理意义两方面简述优缺点,总结其适用范围;指出常用的调和—余弦法在可解性条件方面的科学问题,并设计订正方案,以提高其在求解复杂流场问题中的适用性和计算精度;通过理想函数和实际天气过程复杂流场的多组数值试验,直观定量显示并归纳总结适于不同分辨率资料的算法。本文旨在为流函数速度势及其相关变量在极端天气气候事件机理分析和数值预报等领域的有效应用,提供科学依据。

关键词：流函数速度势有限区域可解性条件极端天气气候事件

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保定市冬季PM_(2.5)的氧化潜势特征及其影响来源分析

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环境科学 2022年第6期43卷 2878-2887页

作者：吴继炎杨池张春燕范美益吴爱坪章炎麟南京信息工程大学应用气象学院耶鲁大学-南京信息工程大学大气环境中心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南京210044

为了探究保定市郊区2018年冬季PM_(2.5)氧化潜势的特征及其影响来源,利用二硫苏糖醇(DTT)测定法对PM_(2.5)中活性氧进行测定,采用皮尔逊相关分析PM_(2.5)中各化学成分与氧化潜势的关系,并且利用PMF对DTT_(v)进行污染源解析.结果表明,冬... 详细信息

为了探究保定市郊区2018年冬季PM_(2.5)氧化潜势的特征及其影响来源,利用二硫苏糖醇(DTT)测定法对PM_(2.5)中活性氧进行测定,采用皮尔逊相关分析PM_(2.5)中各化学成分与氧化潜势的关系,并且利用PMF对DTT_(v)进行污染源解析.结果表明,冬季保定市ρ(PM_(2.5))平均值为(140.96±70.67)μg·m^(-3),高于同时期北京PM_(2.5)浓度.氧化潜势的DTT_(v)和DTT_(m)值均表现出白天高于夜间的情况[DTT_(v)白天为(2.37±0.76)nmol·(min·m^(3))^(-1),夜间为(2.14±1.17)nmol·(min·m^(3))^(-1);DTT_(m)白天为(0.96±0.60)pmol·(min·μg)^(-1),夜间为(0.76±0.41)pmol·(min·μg)^(-1)].这表明白天的大气环境更有利于活性氧的生成和存活.另外,通过对DTT_(v)与糖类化合物、无机盐离子、OC、EC和水溶性金属等相关性分析,发现金属Fe、草酸根和NH_(4)^(+)与DTT_(v)在昼夜均存在较高相关性(白天:r=0.790,P<0.01,晚上:r=0.960,P<0.01;白天:r=0.609,P<0.01,晚上:r=0.577,P<0.01;白天:r=0.627,P<0.01,晚上r=0.586,P<0.01),另外OC、左旋葡聚糖、甘露聚糖和半乳聚糖仅仅在白天与DTT_(v)相关性较高(r=0.675,P<0.01;r=0.701,P<0.01;r=0.662,P<0.01;r=0.671,P<0.01).最后,利用PMF模型对DTT_(v)进行源解析,发现影响DTT_(v)的污染源主要有次生来源(29.9%)、生物质燃烧(29.2%)、扬尘(11.2%)、矿物粉尘和工业来源(8.6%)和交通源(21.1%)这5种,次生来源和生物质燃烧对DTT_(v)的影响占主要地位.

关键词：大气颗粒物(PM_(2.5)) 氧化潜势(OP) 二硫苏糖醇(DTT) 活性氧(ROS) PMF源解析

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2015~2019年南京北郊碳质气溶胶组成变化

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环境科学 2022年第6期43卷 2858-2866页

作者：谢添曹芳章炎麟林煜棋范美益宋文怀鲍孟盈项妍琨赵祝钰杨笑影谢锋张煜娴俞浩然张子金邢佳莉南京信息工程大学应用气象学院耶鲁大学-南京信息工程大学大气环境中心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南京210044

碳质气溶胶是大气细颗粒物的重要组成,对空气质量、人体健康和气候变化有着重要影响.为了探究碳质气溶胶在减排背景下的长期变化,本研究测定了南京北郊5 a(2014年12月17日至2020年1月5日)PM_(2.5)样品的有机碳(OC)和元素碳(EC)浓度.结... 详细信息

碳质气溶胶是大气细颗粒物的重要组成,对空气质量、人体健康和气候变化有着重要影响.为了探究碳质气溶胶在减排背景下的长期变化,本研究测定了南京北郊5 a(2014年12月17日至2020年1月5日)PM_(2.5)样品的有机碳(OC)和元素碳(EC)浓度.结果表明,ρ(OC)和ρ(EC)5a平均值分别为(10.2±5.3)μg·m^(-3)和(1.6±1.1)μg·m^(-3),其中OC占PM_(2.5)的31.1%,EC占PM_(2.5)的5.2%.OC和EC均呈现出冬高夏低的季节特征.通过非参数的Mann-Kendall检验和Sen's斜率发现,OC和PM_(2.5)的浓度整体呈显著下降趋势[OC:P<0.0001,-0.79μg·(m^(3)·a)^(-1),-0.29%·a^(-1);PM_(2.5):P<0.0001,-4.59μg·(m^(3)·a)^(-1),-1.58%·a^(-1)].EC虽然整体上升,但显著性和变化幅度相对而言并不明显[P=0.02;0.05μg·(m^(3)·a)^(-1),0.02%·a^(-1)].从冬季的长期变化看,OC、EC都呈显著下降[OC:P<0.0001,-2.05μg·(m^(3)·a)-1,-0.74%·a^(-1);EC:P=0.001,-0.15μg·(m^(3)·a)^(-1),-0.05%·a^(-1)],且下降较总体更明显.OC和EC的相关性表明,冬季和夏季的来源较春季和秋季更复杂.根据OC/EC特征比值判断,2015~2019年燃煤源和生物质燃烧源的贡献有所下降,工业源与机动车排放源的影响日益显著,与此对应的是OC的明显下降和EC的轻微回升.OC/EC比值大于2.0,说明研究区域存在二次污染.进一步计算发现SOC变化与OC一致,呈显著下降[P<0.0001,-0.47μg·(m^(3)·a)^(-1),-0.17%·a^(-1)],均值为(5.0±3.5)μg·m^(-3),占OC的49.2%.以上变化说明南京市近年来对空气污染的防控治理效果明显,同时今后的治理可以针对VOCs的排放,以减轻二次污染.

关键词：南京北郊有机碳(OC) 元素碳(EC) 长期变化二次有机碳(SOC)

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高寒气候区生长季NDVI与昼夜不对称增温的Copula分析

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大气科学学报 2024年第3期47卷 407-424页

作者：李忠良何光鑫李勋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 中国气象局广州热带海洋气象研究所/广东省区域数值预报重点实验室广东广州510640 海南省气象局南海气象防灾减灾重点实验室/海南省气象台海南海口570203

利用1982—2016年的青海地区归一化植被指数和气象数据,基于马尔科夫链蒙特卡罗的Copula函数方法,深入探索昼夜增温不对称性与植被活动之间的复杂关系,揭示了昼夜增温和NDVI之间的联合概率分布及其季节性差异。研究结果表明,昼夜增温与N... 详细信息

利用1982—2016年的青海地区归一化植被指数和气象数据,基于马尔科夫链蒙特卡罗的Copula函数方法,深入探索昼夜增温不对称性与植被活动之间的复杂关系,揭示了昼夜增温和NDVI之间的联合概率分布及其季节性差异。研究结果表明,昼夜增温与NDVI之间的关系在不同季节呈现显著差异。尤其在秋季,昼夜增温对NDVI的影响最为显著,其次是夏季和春季。通过Copula函数模型,发现昼夜增温与NDVI在特定温度区间内呈现正相关,表明适宜的温度条件下昼夜增温对植被生长具有促进作用。然而,当昼夜增温超过某一阈值时,其对NDVI的促进作用转变为抑制作用,从而限制了植被的生长。同时,还揭示了重现期与昼夜增温及NDVI之间的关系。在较低的重现期下,昼夜增温与NDVI的联合概率较高,表明在这些条件下,植被生长良好的情况出现的频率较高。反之,较高的重现期对应于昼夜增温与NDVI较低的联合概率,表明植被生长受到抑制。本研究通过Copula函数提供了一个全新的视角来理解昼夜增温与植被动态之间的相互作用,强调了气温变化对植被生长影响的复杂性。

关键词：昼夜增温归一化植被指数(NDVI) 非对称性增温 Copula 重现期

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AMO对ENSO与初夏西太平洋海洋热浪年际关系的年代际调制作用

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热带海洋学报 2024年第5期43卷 1-16页

作者：袁钰徐海明马静张彤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

海洋热浪是发生在海洋上的极端高温事件,对海洋环境和生态系统具有破坏性影响。文章采用1960—2020年第五代欧洲中期天气预报中心再分析资料(European centre for medium-range weather forecasts reanalysis v5,ERA5)和英国气象局哈德... 详细信息

海洋热浪是发生在海洋上的极端高温事件,对海洋环境和生态系统具有破坏性影响。文章采用1960—2020年第五代欧洲中期天气预报中心再分析资料(European centre for medium-range weather forecasts reanalysis v5,ERA5)和英国气象局哈德来中心全球海冰和海洋表面温度资料集(Hadley centre global sea ie and sea surface temperature,HadISST)以及地球系统模式(community Earth system model,CESM1)北大西洋理想试验数据等,通过相关、合成分析等多种统计方法,研究了厄尔尼诺–南方涛动(El Niño-Southern Oscillation,ENSO)与次年初夏西太平洋海洋热浪年际关系的变化特征,并进一步探讨了二者关系发生年代际变化的可能成因。研究结果表明:1)ENSO与次年初夏西太平洋海洋热浪月数的年际关系具有明显的年代际变化特征,北大西洋多年代际振荡(Atantic multidecadal oscillation,AMO)是二者年际关系发生年代际变化的主要成因。当AMO处于正位相时,ENSO与次年初夏西太平洋海洋热浪存在显著的正相关关系,而当AMO处于负位相时,上述二者相关关系不再显著;2)AMO主要通过调控ENSO事件的强度进而影响西北太平洋大气环流的异常响应,从而进一步影响ENSO与次年初夏西太平洋海洋热浪之间的关系。当AMO处于负(正)位相时,相对较强(弱)的ENSO事件通过强(弱)风–蒸发–海温正反馈过程,使得ENSO事件次年初夏西北太平洋地区产生位置相对偏东(西)、强度相对偏强(弱)的异常反气旋/气旋。异常反气旋/气旋的位置和强度导致初夏西太平洋海洋热浪的分布在AMO正、负位相存在显著差异。

关键词：初夏海洋热浪西太平洋北大西洋多年代际振荡厄尔尼诺–南方涛动西北太平洋异常气旋/反气旋

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一次复杂地形下边界层抬升型暖区暴雨对流触发条件和可预报性的数值研究

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大气科学 2024年第3期48卷 1095-1112页

作者：徐渊闵锦忠庄潇然王霄朱利剑江西省气象台南昌330096 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 江苏省气象台南京210008 凉山州气象局四川省凉山州615000 中国气象局上海台风研究所上海200030

长江中下游地区的暖区暴雨过程易受复杂下垫面强迫的影响,具有较大的预报不确定性,尤其是其中的对流触发过程。为探讨此类过程的触发条件及揭示其可预报性受限制程度,本文针对2020年6月23日一次复杂地形包裹下的长江中下游暖区暴雨展开... 详细信息

长江中下游地区的暖区暴雨过程易受复杂下垫面强迫的影响,具有较大的预报不确定性,尤其是其中的对流触发过程。为探讨此类过程的触发条件及揭示其可预报性受限制程度,本文针对2020年6月23日一次复杂地形包裹下的长江中下游暖区暴雨展开高分辨率的数值模拟和对流尺度集合模拟,通过Lagrange气块后向轨迹分析、去除地形和关闭热效应的敏感性试验以及集合敏感性分析等方法对此次过程的对流触发阶段展开分析。结果表明,此次过程被抬升气块的主要源地为1.5 km以下的边界层,仙霞岭和杉岭在正午时分因热力作用而驱动的出谷风是引发局地辐合抬升的动力源,高低层散度、湿位涡的垂直配置以及偶极型位涡异常对此次对流触发过程具有较好的指示意义。此外,该过程对前期近地面2 m高度处温度和模式底层视热源具有较高的敏感性,该结果证实下垫面强迫的精确刻画对于提升暖区暴雨的预报效果至关重要。逐步减小初始场误差的初值敏感性试验进一步表明,此次暖区对流过程的可预报性显著低于北边的锋面过程,表现为锋面对流的偏差总能量能随初始误差的缩小持续性降低,而暖区对流的偏差总能量曲线则仍能增长至与原水平相近,呈现出非线性辐合收缩特征。因此,对于天气尺度强迫显著的锋面对流,或可优先考虑通过加强资料同化能力等手段降低初始场误差来减小预报误差;但对于复杂地形下的暖区暴雨对流触发过程,则需要更加强调通过集合预报来捕捉其不确定性。

关键词：暖区暴雨对流触发复杂地形对流尺度集合模拟可预报性

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基于热带和热带外独立影响途径的中国东部冬季阴天频次的季节预测

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大气科学 2023年第3期47卷 683-697页

作者：谭辉朱志伟蒋薇郝立生李琳菲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/气象灾害预测预警与评估协同创新中心南京210044 江苏省气候中心南京210041 天津市气候中心天津300074

本文利用中国东部1078个测站1961~2003年逐日云量数据资料,揭示了中国东部冬季阴天频次主模态的时空分布特征,探讨了其形成的两条独立影响途径,并根据影响机理建立了季节预测模型。结果表明:(1)中国东部冬季阴天频次的经验正交函数分解... 详细信息

本文利用中国东部1078个测站1961~2003年逐日云量数据资料,揭示了中国东部冬季阴天频次主模态的时空分布特征,探讨了其形成的两条独立影响途径,并根据影响机理建立了季节预测模型。结果表明:(1)中国东部冬季阴天频次的经验正交函数分解第一模态独立且显著,解释了其59%的总方差。该模态基本呈现空间一致型的分布,表现出显著的年际变率特征。当该模态为正位相时,北太平洋对流层低层存在显著的大尺度反气旋环流异常,其西侧异常偏南风能够将热带海洋的水汽输送至中国东部地区,导致该地区阴天频次增多。(2)前期8月和9月北太平洋副热带持续性海温异常的纬向偶极型分布(NPD)和副热带北大西洋海平面气压9至11月的短期变化(LPA)是该模态的两个主要驱动因子。当NPD中的西极为冷异常时,在局地低层气旋性异常环流的作用下冷海温异常向南平流,发展至热带西太平洋。而当热带西太平洋冷海温异常形成后,皮耶克里斯反馈作用能够发展和维持太平洋“西冷东暖”海表温度异常分布。“西冷东暖”的海表温度异常导致的热带纬向偶极型对流异常能够进一步激发北太平洋“北正南负”的偶极型高度场异常。北部反气旋异常西侧的偏南风有利于水汽输送至中国东部,从而导致阴天频次增多;LPA主要反映的是中高纬准定常罗斯贝波列由秋季至冬季的迅速转变。当副热带北大西洋海表面气压在前秋由正转负时,罗斯贝波列在东北亚上空冬季形成准正压的异常反气旋,其西侧偏南风异常同样能够导致中国东部阴天频次增多。(3)依据以上热带和热带外的两条独立影响机理途径,我们建立了具有物理意义的季节预测模型,利用2004~2013年间数据进行独立预测获得良好预测效果,可供业务预测部门参考和借鉴。

关键词：中国东部冬季阴天频次热带和热带外影响季节预测

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