检索结果-内蒙古大学图书馆

高原气象 2022年第5期41卷 1124-1140页

作者：李双双张杰陈志恒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/气象灾害省部共建教育部重点实验室江苏南京210044

利用气候预报中心(CPC)提供的1979-2018年日降水数据,欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的全球再分析数据及美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的海温数据分析了中亚地区极端降雪的时空演变特征及其与北大西洋海温的联系,并通过地球系统模式CESM... 详细信息

利用气候预报中心(CPC)提供的1979-2018年日降水数据,欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的全球再分析数据及美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的海温数据分析了中亚地区极端降雪的时空演变特征及其与北大西洋海温的联系,并通过地球系统模式CESM1.0.4的CAM5.1模块进行敏感性试验验证.结果表明:中亚地区冬季极端降雪空间分布极不均匀,极端降雪主要发生在哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦和北疆地区,乌兹别克斯坦、土库曼斯坦和南疆的沙漠地区极端降雪较少;四个极端降雪指数在中亚和各个气候区均表现为显著的增加趋势,其中,以天山山脉为代表的南部关键区年际变率最大.中亚南部关键区极端降雪频次增加对应沿着北大西洋急流和亚非急流的两支波列增强,其波源位于副热带北大西洋和热带北大西洋,并对应北大西洋"一致型"和"三极子型"两类海温模态.自2000年以来,增加的(副)热带海温及两类模态指数均有助于亚非急流入口西伸,并与北大西洋急流对接,加强了波源区能量沿两支急流向下游频散,并增强了两支波列,进而导致巴尔喀什湖一带的气旋异常和阿拉伯海北部的反气旋异常加强,二者增强了来自阿拉伯海的西南水汽输送以及中亚南部地区的辐合,有助于2000年以来的极端降雪增加.CESM模式结果较好地验证了北大西洋副热带和热带地区海温通过波列和涡旋异常对极端降雪的影响.

关键词：中亚干旱区极端降雪北大西洋海温一致型三极子型

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环境引导气流两类典型年际模态与西北太平洋热带气旋活动的联系

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海洋学报 2023年第3期45卷 1-13页

作者：杨昕玮邵宇行赵海坤韩翔周育锋姜明波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/太平洋台风研究中心江苏南京210044 浙江大学海洋学院浙江舟山316000 北京应用气象研究所北京100082

本文基于中国气象局上海台风研究所整编的热带气旋(Tropical Cyclone,TC)最佳路径资料及美国NCEP/NCAR月平均再分析资料,采用经验正交函数分解、合成分析、相关分析等统计方法,分析了1979-2016年7-9月西北太平洋地区海盆尺度大尺度环境... 详细信息

本文基于中国气象局上海台风研究所整编的热带气旋(Tropical Cyclone,TC)最佳路径资料及美国NCEP/NCAR月平均再分析资料,采用经验正交函数分解、合成分析、相关分析等统计方法,分析了1979-2016年7-9月西北太平洋地区海盆尺度大尺度环境引导气流的年际变化与热带气旋活动之间的联系。结果表明:(1)西北太平洋地区夏季大尺度环境引导气流在年际尺度上存在两个典型模态。其中第一典型模态大尺度环境引导气流呈现经向分布的偶极型环流型,该模态与东部型ENSO密切相关;第二典型模态大尺度环境引导气流呈明显的局地反气旋环流形态,其与中部型ENSO和热带大西洋海温异常紧密关联。(2)大尺度环境引导气流第一典型模态异常年份之间TC活动(生成位置、路径、强度和持续时间)具有显著差异,TC生成空间分布南北差异显著;TC路径尤其西北行和西行盛行路径也具有显著差异。(3)第二典型模态异常年份之间,TC生成位置和路径差异与第一模态呈现显著不同,TC生成位置呈现较为明显的东西向分布,在东南象限TC生成差异尤为显著,TC路径的差异主要体现在西北行和近海转向两类盛行路径。

关键词：大尺度引导气流西北太平洋热带气旋移动海温异常年际尺度

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1979~2020年北极和青藏高原臭氧低值区的动力输送特征比较

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大气科学 2023年第3期47卷 866-880页

作者：王启璐徐雯雯涂静怡于淑洋饶建郭栋南京信息工程大学大气科学学院南京210044 中国地质大学(武汉)环境学院大气科学系武汉430074 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 南京信息工程大学雷丁学院南京210044

基于ERA5月平均再分析资料,利用Lorenz环流分解方法从定常和瞬变以及基流和涡旋的角度对比了北极与青藏高原臭氧低值区的动力输送特征。结果表明:动力总输送在两地上平流层作用最强,均使其臭氧浓度降低,且定常输送均强于瞬变输送,纬向... 详细信息

基于ERA5月平均再分析资料,利用Lorenz环流分解方法从定常和瞬变以及基流和涡旋的角度对比了北极与青藏高原臭氧低值区的动力输送特征。结果表明:动力总输送在两地上平流层作用最强,均使其臭氧浓度降低,且定常输送均强于瞬变输送,纬向与经向输送的作用均大致相反。然而,动力输送在北极地区的作用强度远大于青藏高原地区。北极地区纬向输送使得平流层中上层臭氧浓度降低,平流层下层臭氧浓度升高,经向输送的作用与之相反且强度明显偏弱,二者均主要作用于上平流层。青藏高原地区纬向和经向输送除在上平流层均使得臭氧浓度降低外,二者作用大致相反且强度相当,输送大值区在垂直方向上存在双中心结构,分别位于上平流层与上对流层—下平流层(Upper Troposphere–Lower Stratosphere,简称UTLS)区。两地区纬向和经向输送的差异均主要由定常涡旋输送所造成。青藏高原地区定常与瞬变输送的强度差异没有北极地区大。此外,两地定常和瞬变输送中涡旋对臭氧纬向平均的输送均起到主要作用,体现出涡旋输送在两地臭氧浓度变化的动力输送过程中发挥着至关重要的作用。

关键词：臭氧低值区环流分解动力输送定常输送瞬变输送

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实时天气背景依赖的反射率因子间接同化及多暴雨个例试验

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大气科学 2022年第3期46卷 691-706页

作者：黄静陈耀登陈海琴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

为避免直接同化时反射率非线性观测算子线性化带来的线性近似误差问题,目前许多研究和业务中还常采用间接同化方式来同化雷达反射率因子,其通过背景场温度判定水凝物类型及比例。基于一种实时天气背景依赖的雷达反射率因子间接同化方案... 详细信息

为避免直接同化时反射率非线性观测算子线性化带来的线性近似误差问题,目前许多研究和业务中还常采用间接同化方式来同化雷达反射率因子,其通过背景场温度判定水凝物类型及比例。基于一种实时天气背景依赖的雷达反射率因子间接同化方案,进行了4次暴雨过程(2次强对流,2次锋面)的循环同化及预报试验。结果表明:对于强对流暴雨个例,相对于传统温度判定方案,天气背景依赖方案的温度预报误差更小、降水预报评分更高,而对于锋面过程区别不明显;进一步机理分析表明,对于强对流暴雨个例,由于背景依赖方案在同化反射率因子时引入了实时天气背景信息,使得分析场水凝物结构能够更好表征实际对流特征且与其它模式变量更为协调,进而改善了模式预报的热、动力及水汽条件,从而改善了降雨预报效果;而锋面暴雨由浅对流过程占主导,水凝物以低层的雨水为主导,冰相水凝物对于该过程的影响较小,由于两种方案反演的雨水结构和量级均相似,因此降雨预报差异较小。

关键词：暴雨雷达资料同化反射率因子间接同化

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夏季南亚高压对其邻近UTLS区域臭氧分布的影响

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气象科学 2023年第6期43卷 761-771页

作者：王佳晨陈丹郭栋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

利用欧洲中期数值预报中心(ECMWF)提供的ERA5高分辨率月平均再分析资料,分析了1991—2020年共30 a夏季6—8月南亚高压对其邻近上对流层—下平流层区域臭氧(O 3)分布的影响。结果表明:ERA5资料能清晰地刻画出南亚高压夏季6—8月的月变化... 详细信息

利用欧洲中期数值预报中心(ECMWF)提供的ERA5高分辨率月平均再分析资料,分析了1991—2020年共30 a夏季6—8月南亚高压对其邻近上对流层—下平流层区域臭氧(O 3)分布的影响。结果表明:ERA5资料能清晰地刻画出南亚高压夏季6—8月的月变化及振荡特征,同时能很好地反映出对应的臭氧低值这一现象。此外,ERA5高分辨率资料还能揭示出臭氧低值的范围和强度变化与南亚高压的范围和强度变化之间存在紧密联系。当南亚高压异常偏强(弱)时,邻近区域的臭氧低值增强(减弱),当南亚高压中心位置发生振荡时,臭氧浓度纬向偏差的中心也随之发生变化,这种变化在南亚高压偏强年时更明显。但这种联系有一定复杂性,不同月份的相关性存在差异。南亚高压对臭氧浓度的这种影响主要与对流层的空气输送有关,臭氧低值中心位置和范围的变化与位涡低值、位温纬向偏差负值区域分布相对应。

关键词：南亚高压臭氧 ERA5再分析资料合成分析

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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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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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基于机器学习算法和能量闭合理论的高标准稻田蒸散估算

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中国农业气象 2024年第10期45卷 1109-1122页

作者：邰久王伟徐敏胡凝陈上徐敬争胡小旭吕恒祝子涵赖宇婧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/中国气象局生态系统碳源汇重点开放实验室/江苏省农业气象重点实验室南京210044 江苏省气候中心南京210008 航天新气象科技有限公司无锡214028

为选出模拟长江中下游高标准稻田各生育期实际蒸散(ETa)的最优机器学习模型,并探究能量闭合对机器学习模型模拟ETa的影响,基于南通市2020年高标准水稻田小气候、土壤和通量观测数据,分析各生育期稻田ETa及相关因子的时间变化特征,利用B... 详细信息

为选出模拟长江中下游高标准稻田各生育期实际蒸散(ETa)的最优机器学习模型,并探究能量闭合对机器学习模型模拟ETa的影响,基于南通市2020年高标准水稻田小气候、土壤和通量观测数据,分析各生育期稻田ETa及相关因子的时间变化特征,利用BP神经网络和随机森林两种算法估算各生育期ETa,评估基于波文比的强迫能量闭合对机器学习模型模拟ETa精度的影响。结果表明:(1)在不同生育期,气象和土壤因子对稻田ETa的重要性不同,入射短波辐射(K↓)始终是稻田ETa的主控因子。(2)加入K↓可显著提高机器学习模型对ETa的模拟精度,相关系数提高了14.9%,RMSE降低51.1%。5种变量组合中,包含饱和水汽压差(VPD)、风速(U)、气温(Ta)、相对湿度(RH)和入射短波辐射(K↓)的BP1模型是模拟分蘖期前稻田ETa的最佳模型,包含Ta、RH和K↓的BP3模型更适于模拟分蘖期后的稻田ETa。(3)强迫能量闭合能改善BP神经网络模型对ETa的模拟效果,在分蘖期前更为明显,5种变量组合中,BP2模型(U、Ta、RH和K↓)在能量闭合后的模拟效果提升最明显,相关系数提高了3.5%,RMSE降低25.7%。

关键词：蒸散机器学习算法能量闭合水稻生育期

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台风“美莎克”(2020)的变性过程中降水的微物理机制研究

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大气科学 2024年第6期48卷 2353-2373页

作者：杜涵平凡谭桂容周冠博黄伟沈新勇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云降水物理与强风暴院重点实验室(LACS) 北京100029 国家气象中心北京100081 岱山县气象局浙江岱山316200

本文采用数值模式WRF4.2对2020年09号变性台风“美莎克”进行了数值模拟,再现了“美莎克”北上过程中逐渐与高纬度冷槽结合变性并产生暴雨的过程。通过将台风划分为中心低压区及外围云区,并分别分析其热力学、动力学及云微物理特征,得... 详细信息

本文采用数值模式WRF4.2对2020年09号变性台风“美莎克”进行了数值模拟,再现了“美莎克”北上过程中逐渐与高纬度冷槽结合变性并产生暴雨的过程。通过将台风划分为中心低压区及外围云区,并分别分析其热力学、动力学及云微物理特征,得到了冷槽对降水强度空间分布及时间变化特征的影响及机制。研究结果表明:(1)干冷空气由中层入侵台风中心低压区,使对流高度降低,其造成的上干下湿不稳定结构维持了中低层的对流强度。在外围云区,冷空气从低层入侵从而抬升暖空气以及垂直涡度输送作用使得高层的上升运动更强。系统逐渐演变为向前倾斜的对流结构。(2)本次降水的主要云微物理过程为:由水蒸气凝华的雪在下落过程中收集了云水,并融化为雨水,雨水又收集了大量云水导致增长。还有部分雨水源自霰粒子融化和雨水收集霰粒子,霰粒子主要来自雪收集云水的过程。(3)雪融化以及雨水收集云水是雨水的两个最大来源,冷槽通过影响台风的热动力结构,影响到了云水和雪的空间分布,最终影响到降水的空间分布:在中心低压区云水更聚集于台风中心,在外围云区沿出流的方向上雪更超前于云水。而雨水主要分布在雪和云水大值相重合的区域。在量值特征方面,低层干冷空气入侵使得外围云区雪凝华和雨水蒸发效率更高,云水凝结效率低,导致了外围云区水凝物中的雪的占比更大,云水及雨水的占比更少。(4)冷槽主要是通过影响到台风的垂直速度变化,直接影响到雪的凝华和云水凝结效率,继而影响到雪收集云水、雪收集云水增加至霰、雪融化为雨水、雨水收集云水、霰融化为雨水等过程的效率,最终导致了降水量的变化。

关键词：台风变性冷槽暴雨云微物理过程

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月内尺度上与冬季北太平洋大范围海温暖异常相联系的海气相互作用特征

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大气科学 2022年第2期46卷 293-308页

作者：陈宏莉徐海明马静邓洁淳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

本文采用1985~2015年美国气象环境预报中心及能源部(NCEP/DOE)再分析以及美国国家海洋大气管理局(NOAA)海温(SST)等资料,基于大范围SST异常的确定规则,在北太平洋区域选取了8个暖事件,采用跟随SST异常中心的动态合成方法,研究分析了冬... 详细信息

本文采用1985~2015年美国气象环境预报中心及能源部(NCEP/DOE)再分析以及美国国家海洋大气管理局(NOAA)海温(SST)等资料,基于大范围SST异常的确定规则,在北太平洋区域选取了8个暖事件,采用跟随SST异常中心的动态合成方法,研究分析了冬季北太平洋生命史为50天左右的大范围SST暖异常在其盛期前后的月内尺度海气结构特征。结果表明:(1)大范围SST暖异常前期主要表现为大气对海洋的强迫作用,后期则主要表现为海洋对大气的强迫作用。(2)SST暖异常伴随的大气结构在前后期发生了明显的转变,前期SST暖异常上空伴随着相当正压的偶极型气压异常(即东北侧为异常高压而西南侧为异常低压),对应大气偏东风异常。后期SST暖异常区北侧上空伴随着相当正压的低压异常,南侧为弱高压异常,对应大气偏西风异常。(3)在SST暖异常后期大气出现了气旋式环流异常响应,这主要是因为高频瞬变涡旋反馈强迫在起关键作用,且瞬变涡度的强迫作用是主要贡献因子。(4)海流结构在前后期也发生了明显的转变,前期海洋动力过程不利于维持SST暖异常,后期异常暖平流和异常下沉流均有助于维持SST暖异常及其对大气的影响。

关键词：月内尺度北太平洋大范围海温异常海气相互作用

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