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云南大学学报（自然科学版） 2020年第6期42卷 1137-1146页

作者：郑丹周顺武郭建平多典洛珠王传辉南京信息工程大学大气科学学院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/资料同化研究与应用中心江苏南京210044 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 安徽省气象局安徽合肥230061

依据郑州大气本底站近6 a(2006—2011年)黑碳气溶胶(Black Carbon aerosol,BC)质量浓度观测数据,结合地面气象观测资料,分析了该站四季BC质量浓度日变化特征,并利用谐波分析的方法,探讨了各季BC质量浓度和地面主要气象要素(气温、相对... 详细信息

依据郑州大气本底站近6 a(2006—2011年)黑碳气溶胶(Black Carbon aerosol,BC)质量浓度观测数据,结合地面气象观测资料,分析了该站四季BC质量浓度日变化特征,并利用谐波分析的方法,探讨了各季BC质量浓度和地面主要气象要素(气温、相对湿度和风速)的日变化特征.结果表明:①郑州站BC质量浓度年平均值较高,在BC质量浓度高值季节(秋冬季)其日变化呈现“双峰型”,而在BC质量浓度低值季节(春夏季)则为“单峰型”;②该站四季地面气象要素的日变化均表现为“单峰型”:BC质量浓度高值时刻对应地面气温低值、地面相对湿度高值以及地面风速低值时刻;③谐波分析发现,郑州站秋冬季BC质量浓度日变化具有24 h+12 h周期,春夏季BC质量浓度日变化具有明显的24 h循环;④该站四季气象要素日变化24 h循环显著且均超前于BC质量浓度1~2 h,表明气象要素会对BC质量浓度产生影响.

关键词：黑碳气溶胶质量浓度地面气象要素谐波分析郑州

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滤除ENSO信号前后夏季热带印度洋海盆尺度海温距平对西太平洋副热带高压的不同影响

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气象学报 2019年第3期77卷 442-455页

作者：钱代丽管兆勇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

使用NCEP/NCAR再分析资料、哈得来海表温度和中国国家气候中心的西太平洋副热带高压(西太副高)特征指数,对比分析了ENSO背景下的夏季印度洋海盆尺度模(Indian Ocean basin mode,IOBM)与独立于ENSO的纯IOBM(pure Indian Ocean basin mode... 详细信息

使用NCEP/NCAR再分析资料、哈得来海表温度和中国国家气候中心的西太平洋副热带高压(西太副高)特征指数,对比分析了ENSO背景下的夏季印度洋海盆尺度模(Indian Ocean basin mode,IOBM)与独立于ENSO的纯IOBM(pure Indian Ocean basin mode,IOBM_P)对西太副高的影响机理。结果表明,滤除前期ENSO信号后,西北太平洋上为海温负距平,并在其西北侧强迫出Gill型反气旋。另外,印度洋与海洋性大陆间存在西高东低的海温距平梯度,印度洋正、负海温距平激发出的赤道开尔文波影响至海洋性大陆西部地区,强迫出的异常大气环流关于赤道基本对称。加之此时中国南海至西北太平洋地区降水偏弱,潜热释放偏少,从而非绝热冷却,导致西太副高异常偏强、偏南。而在前期厄尔尼诺的影响下,次年夏季印度洋与海洋性大陆地区均有利于出现海温正距平,开尔文波的影响偏强、偏东,强迫出的异常环流偏向北半球,通过"埃克曼抽吸"和非绝热冷却在对流层低层制造出异常负涡度进而影响西太副高,使其明显偏强、偏西、偏南。由于IOBM_P在2和8年周期上对西太副高的影响最明显,而ENSO信号中主要是3—7a的短周期振荡,因此,ENSO背景下的印度洋变暖对西太副高的遥强迫实际包含了来自热带中太平洋的3—7 a周期信号的滞后影响和印度洋地区局地变化特别是2和8年周期变化的作用。这些结果为人们深入理解西太副高变化规律和做出有效预报提供了线索。

关键词：西太平洋副热带高压印度洋海盆尺度模厄尔尼诺开尔文波非绝热加热

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华南汛期旱涝急转及其大气环流特征

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气候与环境研究 2019年第4期24卷 430-444页

作者：张玉琴李栋梁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

利用国家气象信息中心提供的1960~2015年中国753站汛期(4~9月)逐日降水资料,对华南地区汛期旱涝急转现象进行了分析,定义了一个旱涝急转评价指标,分析了旱涝急转事件的特点及其大气环流特征。结果表明:华南在56年汛期中共发生了17次旱... 详细信息

利用国家气象信息中心提供的1960~2015年中国753站汛期(4~9月)逐日降水资料,对华南地区汛期旱涝急转现象进行了分析,定义了一个旱涝急转评价指标,分析了旱涝急转事件的特点及其大气环流特征。结果表明:华南在56年汛期中共发生了17次旱涝急转事件,发生频率由1960年代的3次下降到1970年代、1980年代的1次,后迅速增加到1990年代的4次、21世纪初的8次。将其按急转时间分为春末初夏旱转涝事件和盛夏涝转旱事件。春末初夏旱转涝事件,旱期西太平洋副热带高压主体偏南,中国东部主要受干冷高压脊控制,华南低层负涡度发展伴随着辐散、下沉运动的加强和水汽输送的减弱,降水偏少;涝期西太平洋副热带高压北抬,孟加拉湾南支槽异常偏强,华南位于副热带高压西侧和南亚高压东南侧,低层正涡度发展伴随着辐合、上升运动和水汽输送的加强,降水偏多。盛夏涝转旱事件,涝期西太平洋副热带高压主体偏西,华南处于副热带高压西北侧和南亚高压东南侧,低层水汽输送、辐合和上升运动均加强,正涡度发展,降水增多;旱期西太平洋副热带高压显著北跳,南亚高压向东向北扩展至长江中下游地区,华南为西太平洋副热带高压和高空东风急流所控制,低层水汽输送减弱,辐散和下沉运动加强,负涡度发展,干旱少雨。

关键词：旱涝急转华南标准化降水指数汛期

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北半球热带中太平洋与印度洋海表温度梯度对夏季西北太平洋热带气旋生成频数变化的影响

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热带海洋学报 2019年第5期38卷 42-51页

作者：方珂余锦华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

基于1951-2018年哈德里中心海温资料、美国气象环境预报中心和美国国家大气研究中心再分析资料和第四代欧洲中心汉堡模式,针对1994年、2018年等西北太平洋热带气旋(TC)生成异常多的年份,研究了引起TC增加的海表温度异常(SSTA)模态及其... 详细信息

基于1951-2018年哈德里中心海温资料、美国气象环境预报中心和美国国家大气研究中心再分析资料和第四代欧洲中心汉堡模式,针对1994年、2018年等西北太平洋热带气旋(TC)生成异常多的年份,研究了引起TC增加的海表温度异常(SSTA)模态及其影响机制。结果表明,北半球热带中太平洋增暖与印度洋变冷是夏季西北太平洋TC生成频数增加的主要原因,北大西洋负三极型式SSTA促使TC生成的进一步增加。热带中太平洋增暖与印度洋冷却在菲律宾以东激发出西风异常和气旋性环流异常。北大西洋负三极型式SSTA在我国南海、菲律宾至东南沿岸激发出气旋性环流异常。前者在西北太平洋中部,后者在南海产生有利于TC生成的局地环境。1994年和2018年夏季热带中太平洋出现暖SSTA、印度洋为冷SSTA、北大西洋呈现负三极型式SSTA,西北太平洋TC生成频数极端增多。近30年来,当出现热带中太平洋增暖和印度洋冷却时,北大西洋表现出比1989年以前更强的负三极型式SSTA,使西北太平洋TC生成频数和北半球热带印度洋–太平洋SSTA梯度的线性相关更显著。

关键词：热带气旋生成频数印度洋–太平洋海表温度异常梯度北大西洋三极型式海表温度异常

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青藏高原臭氧谷极端事件的定义及其特征

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大气科学学报 2019年第1期42卷 129-137页

作者：徐雯雯郭栋孙晓娟施春华陈丹段明铿饶建杜雅菡唐舟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1979—2016年ERA-interim逐日再分析资料,定义了青藏高原臭氧谷(Ozone Valley over the Tibetan Plateau,OVTP)极端和普通强(弱)事件,并讨论了其特征。结果表明:1) OVTP极端强事件在夏秋季节多发,10月最多,频率达2. 0%; OVTP普通强... 详细信息

利用1979—2016年ERA-interim逐日再分析资料,定义了青藏高原臭氧谷(Ozone Valley over the Tibetan Plateau,OVTP)极端和普通强(弱)事件,并讨论了其特征。结果表明:1) OVTP极端强事件在夏秋季节多发,10月最多,频率达2. 0%; OVTP普通强事件在春夏季多发,7月最多,频率达1. 7%。OVTP极端弱事件在秋冬季多发,12月最多,频率达3. 8%; OVTP普通弱事件在冬季多发,1月最多,频率达2. 0%。2) OVTP极端强事件出现频率显著增加(0. 004%·a^(-1)),极端弱事件出现频率显著减少(-0. 015%·a^(-1))。OVTP普通事件的变化均不显著。3) OVTP极端强事件的面积和强度均在秋季最大,10月达到最大值,面积为4. 3×10~5km^2,强度为1. 5×10~5t; OVTP普通强事件的面积和强度均在夏季最大,7月达到峰值,面积为1. 7×105km^2,强度为4. 1×10~3t。OVTP极端弱事件的面积和强度在春夏较小,4月达到最小值,面积为3. 2×10~4km^2,强度为1. 1×10~2t; OVTP普通弱事件的面积和强度在春夏秋均较小,4月和10月达到极小值,4月面积为2. 5×10~4km^2,强度为68 t,10月面积为2. 2×10~4km^2,强度为97t。4) OVTP极端和普通强事件的面积(强度)均呈显著增大(增强)趋势,极端强事件的面积达2. 5×10~2km^2·a^(-1),强度达2. 5×10~2t·a^(-1),普通强事件的面积达4. 5×10~2km^2·a^(-1),强度达4. 5 t·a^(-1)。极端和普通弱事件的面积(强度)均呈显著减小(减弱)趋势,极端弱事件的面积达-1. 7×10~4km^2·a^(-1),强度达-7. 0×10~3t·a^(-1),普通弱事件的面积达-2. 3×10~3km^2·a^(-1),强度达-2. 7×102t·a^(-1)。

关键词：青藏高原臭氧谷极端事件频数面积强度

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南方涛动年际变化与夏季亚澳季风环流及海洋性大陆区域气候异常的联系

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大气科学学报 2019年第1期42卷 36-45页

作者：张萌萌管兆勇张奔奔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

利用美国NOAA卫星观测的SOI(Southern Oscillation Index,南方涛动指数)资料以及NCEP/NCAR、CMAP月平均资料,采用相关分析等方法,研究了南方涛动年际变化与夏季亚澳季风环流及海洋性大陆区域气候异常的联系。结果表明:南方涛动具有显著... 详细信息

利用美国NOAA卫星观测的SOI(Southern Oscillation Index,南方涛动指数)资料以及NCEP/NCAR、CMAP月平均资料,采用相关分析等方法,研究了南方涛动年际变化与夏季亚澳季风环流及海洋性大陆区域气候异常的联系。结果表明:南方涛动具有显著的年际变化特征,这种年际变化对夏季亚澳季风区及海洋性大陆区域的环流、降水及温度异常有重要影响。当SOI正位相时,赤道以南的澳大利亚东部地区以及西北太平洋海域高层为气旋,低层为反气旋,赤道地区的东部太平洋低层为辐散中心,高层为辐合中心,有利于下沉运动维持;加里曼丹岛附近低层辐合,高层辐散,有利于上升运动维持;海洋性大陆地区降水为显著的正异常,东亚地区降水存在较弱的正异常;海洋性大陆地区以及我国青藏高原到东海一带温度为正异常,孟加拉湾及印度半岛区域温度为负异常。

关键词：南方涛动亚澳季风环流海洋性大陆年际变化气候异常

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广东佛山EF3级龙卷超级单体风暴高分辨率数值模拟

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地球物理学报 2019年第11期62卷 4082-4097页

作者：唐嘉蕙冉令坤沈新勇炎利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 中国科学院大气物理研究所北京100029 佛山市气象局龙卷风研究中心广东佛山528000

本文对2015年10月4日发生于广东佛山地区台风“彩虹”登陆后螺旋云带中的一次强龙卷风过程进行高分辨率(148m,48m)数值模拟,结果产生了类龙卷涡旋(Tornado-LikeVortex,TLV),最接近观测到的龙卷风,并对龙卷超级单体及产生龙卷的TLV系统... 详细信息

本文对2015年10月4日发生于广东佛山地区台风“彩虹”登陆后螺旋云带中的一次强龙卷风过程进行高分辨率(148m,48m)数值模拟,结果产生了类龙卷涡旋(Tornado-LikeVortex,TLV),最接近观测到的龙卷风,并对龙卷超级单体及产生龙卷的TLV系统的三维动热力精细化结构进行诊断分析.结果表明,此次龙卷产生于超级单体右侧边缘,钩状回波显著,伴有明显的中气旋活动.模拟的龙卷超级单体与之前观测研究和理想化建模的龙卷超级单体结构相类似,超级单体后部云墙之下低层水成物呈现狭窄的触地漏斗状结构,对应低层的TLV系统;TLV具有中心气流下沉和周围气流上升的动力结构,对应上宽下窄的强烈涡管.与之前的研究相比,本次台风螺旋云带中的超级单体中后部入流较弱,出流较强,其前部气流上升存在水合物聚集.相对螺旋度(StormRelativeHelicity,SRH)的分析表明,超级单体的发展伴随正负SRH的增大,龙卷发生在SRH正负高值区的交界处.

关键词：龙卷类龙卷涡旋超级单体螺旋度

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海表温度差异对1998及2016年8月西北太平洋热带气旋生成频数的影响

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气候变化研究进展 2019年第2期15卷 119-129页

作者：方珂余锦华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1970—2016年Hadley中心海温资料、NCEP/NCAR再分析资料和ECHAM4模式,研究了各海盆海表温度异常(SSTA)对1998和2016年这两个超级厄尔尼诺衰减年8月西北太平洋热带气旋(TC)生成及大尺度环流变化的可能影响。结果表明,热带印度洋和大... 详细信息

基于1970—2016年Hadley中心海温资料、NCEP/NCAR再分析资料和ECHAM4模式,研究了各海盆海表温度异常(SSTA)对1998和2016年这两个超级厄尔尼诺衰减年8月西北太平洋热带气旋(TC)生成及大尺度环流变化的可能影响。结果表明,热带印度洋和大西洋在1998与2016年几乎相反的SSTA型态是导致TC生成频数显著差异的主要原因之一,而热带和北太平洋SSTA在1998与2016年均分别在珠江三角洲和日本以南形成气旋性环流。1998年8月热带印度洋和大西洋SSTA产生的西北太平洋反气旋环流响应强于太平洋SSTA产生的气旋性环流异常,使西北太平洋受异常反气旋控制,减少TC的生成。2016年在三个大洋SSTA共同作用下,西北太平洋受异常气旋控制导致TC生成频数偏多。太平洋经向SSTA模在北半球副热带强迫出东西反向的跷跷板形势,在西北太平洋对流层产生的响应与实际变化相反,因此太平洋经向模对西北太平洋TC生成没有正的贡献。

关键词：西北太平洋热带气旋生成频数(TCGN) 数值模式海表温度异常(SSTA)

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基于多源数据的夏威夷大气低层火山灾害影响分析

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自然灾害学报 2019年第5期28卷 160-171页

作者：戴晨曹念文杨少波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

自2018年5月3日起,位于美国夏威夷大岛上的Kilauea火山(19.41°N,155.28°W)开始了为期数月的剧烈喷发活动。为了探讨此次火山灾害活动对局地大气所造成的影响,综合利用地面环境监测站数据、MODIS Level 1B数据、GDAS再分析资... 详细信息

自2018年5月3日起,位于美国夏威夷大岛上的Kilauea火山(19.41°N,155.28°W)开始了为期数月的剧烈喷发活动。为了探讨此次火山灾害活动对局地大气所造成的影响,综合利用地面环境监测站数据、MODIS Level 1B数据、GDAS再分析资料以及CALIPSO数据对此次火山活动期间的主要污染物浓度特征、火山灰气溶胶的水平分布特征及光学特性展开分析。结果表明,由于赤道东风带的存在,近地面火山口以西地区受喷发活动影响较大。在火山活动期间,西部沿海细粒子和SO 2浓度较3~4月明显上升,逐三小时SO 2浓度的中位数环比上升一个量级,PM 2.5浓度中位数则均达到前两个月数值水平3倍以上;利用MODIS和CALIPSO遥感数据分析得到,平均气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Depth,AOD)的高值区总体上自夏威夷大岛往西呈现东北-西南向带状分布,西部沿海的部分区域平均AOD甚至超过1.6;此次火山活动过程中陆地部分的低层气溶胶类型以烟尘型为主,平均色比(Color Ratio,CR)达到1.2~1.5;平均粒子退偏振比(Particulate Depolarization Ratio,PDR)在2 km高度以上多分布在0~0.06范围内,以球形颗粒物居多,而在2 km以下区域则由非球形颗粒物占主导。研究显示,此次火山灾害事件中,夏威夷大岛以西地区在东风带输送下近地面污染物浓度剧烈上升,生成的颗粒物多为粒径较大且不规则的烟尘气溶胶。

关键词：火山灾害 PM2.5 SO2 气溶胶光学厚度气溶胶光学特性

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大气冰核谱对雷暴云微物理过程及起电影响的数值模拟

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高原气象 2019年第3期38卷 593-603页

作者：王梦旖谭涌波师正刘俊于梦颖郑天雪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

利用已有的二维对流云模式,讨论了三种不同的冰核谱对雷暴云微物理、起电及电荷结构的影响。模拟结果表明:(1)不同的冰核谱环境对雷暴云中冰相粒子的含量及分布具有明显作用。冰核谱的垂直温区越大,产生的冰相粒子分布越广。在冰核浓度... 详细信息

利用已有的二维对流云模式,讨论了三种不同的冰核谱对雷暴云微物理、起电及电荷结构的影响。模拟结果表明:(1)不同的冰核谱环境对雷暴云中冰相粒子的含量及分布具有明显作用。冰核谱的垂直温区越大,产生的冰相粒子分布越广。在冰核浓度较大的个例中,冰晶和霰粒子的含量高,更多的小冰相粒子出现在海拔更高的区域;(2)高温区冰核的数量会对上升气流速度产生显著影响。高温区的冰核越多,冰相粒子在微物理发展过程中释放的潜热越多,上升气流强,对流发展越旺盛;(3)在低温区冰晶浓度高的谱环境个例中,雷暴云中的非感应起电率和感应起电率高,导致起电量增加。高温区冰核多的谱环境,大量冰晶和霰获得正电荷形成次正电荷区,电荷结构呈现三极性;而高温区冰核少的谱环境,参与起电的水成物粒子少,易形成偶极性电荷结构。

关键词：冰晶冰核谱电荷结构数值模拟

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