检索结果-内蒙古大学图书馆

气象科学 2024年第1期44卷 82-93页

作者：陈姝宜高庆九谭桂容孙玉婷王辰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 中国气象局武汉暴雨研究所暴雨监测预警湖北省重点实验室武汉430205

本文基于实际观测数据对比分析ERA5、CRA40、CFSR和NCEP/NCAR四套再分析资料在“21·7”极端暴雨研究中的表现,同时采用ERA5作为资料对比的基准,对CRA40在极端暴雨研究中的适用性进行评估。结果表明:(1)四套资料对台风“烟花”、副... 详细信息

本文基于实际观测数据对比分析ERA5、CRA40、CFSR和NCEP/NCAR四套再分析资料在“21·7”极端暴雨研究中的表现,同时采用ERA5作为资料对比的基准,对CRA40在极端暴雨研究中的适用性进行评估。结果表明:(1)四套资料对台风“烟花”、副高等关键环流系统的强度估计均偏低,CRA40与ERA5所分析的高度场流型总体一致,且环流更接近实况。ERA5对200 hPa高空急流的强度估计最高,CRA40与ERA5的差异最小。对流层低层风速的再现能力CRA40与ERA5相当。对于台风“烟花”的加强转折,四套资料均无法再现。(2)925 hPa温度场上,相较其他资料,在青藏高原地区ERA5温度较低,CRA40温度最高,对于弱冷空气侵入河南北部的过程以CRA40与ERA5的结果最为接近。CRA40对水汽通量及其散度的描述与ERA5在分布形势以及数值上较为接近。(3)CRA40与ERA5资料均能刻画出“21·7”暴雨期间郑州站上空良好的动力条件,强度上CRA40基本略弱于ERA5,两套资料所表现出的经向/纬向环流和位涡总体特征一致。

关键词： CRA40 ERA5 “21·7”暴雨再分析资料资料评估

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洲际传输对我国对流层臭氧影响的数值模拟

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中国环境科学 2021年第2期41卷 537-547页

作者：吕鑫侯雪伟卢文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 中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室江苏南京210044

采用MOZART-4模式并引入在线源追踪方法量化分析北美和欧洲对我国对流层臭氧(O3)的贡献,整体来说模拟值能较好地与观测值对应.结果表明,北美和欧洲对流层对我国近地层O3贡献较低,夏季体积分数分别为0.3×10^(-9)和0.6×10^(-9)... 详细信息

采用MOZART-4模式并引入在线源追踪方法量化分析北美和欧洲对我国对流层臭氧(O3)的贡献,整体来说模拟值能较好地与观测值对应.结果表明,北美和欧洲对流层对我国近地层O3贡献较低,夏季体积分数分别为0.3×10^(-9)和0.6×10^(-9);冬季略高,均为0.9×10^(-9).北美对我国自由对流层O3贡献较高,不同季节体积分数峰值均超过3.8×10^(-9),而欧洲对我国自由对流层的贡献在夏季最高可达7.3×10^(-9).呈现以上特征的原因是虽然冬季弱光照条件不利于O3生成,但东亚的下沉气流能增加北美和欧洲对我国近地层O3的贡献;夏季北美和欧洲对流层内O3的生成量大幅增加,但地中海沿岸的下沉气流能减少北美和欧洲大陆西岸对中国O3的贡献而对欧洲整体影响较弱.此外中国地表的上升气流也会减少北美和欧洲对中国近地层O3的贡献.HYSPLIT模拟的输送路径表明冬季由于下沉气流的影响,北美近地层气团难以传输至我国,而自由对流层有13条轨迹到达我国;此时欧洲在东亚下沉气流作用下不同高度均有较多轨迹到达我国.夏季受地中海下沉气流影响北美没有到达中国的轨迹,欧洲到达我国的轨迹同样为一年中最少.

关键词：臭氧在线源追踪方法季节变化前向轨迹洲际传输

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西北内陆高原四个地区的地闪活动特征

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电瓷避雷器 2022年第2期 46-52页

作者：黎奇郭凤霞王文博夏欣刘泽甘明骏张坤蔡彬彬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

本研究利用ADTD提供的2016~2018年全国陆地范围的地闪资料,对西北内陆高原的西藏那曲、青海大通、甘肃兰州和甘肃平凉这4个地区地闪数量和峰值电流参数的时间变化特征进行了分析。结果表明:总地闪数量日变化呈单峰值分布,主要发生于15:0... 详细信息

本研究利用ADTD提供的2016~2018年全国陆地范围的地闪资料,对西北内陆高原的西藏那曲、青海大通、甘肃兰州和甘肃平凉这4个地区地闪数量和峰值电流参数的时间变化特征进行了分析。结果表明:总地闪数量日变化呈单峰值分布,主要发生于15:00-19:00。发生月份主要在6月-9月,11月-次年2月很少。负地闪的变化规律与总地闪的变化规律基本一致,这是因为地闪以负地闪为主。4个地区的负地闪和总地闪达到峰值和谷值的时间基本一致,而4个地区的正地闪达到峰值和谷值的时间有些差异。此外,4个地区的正地闪峰值电流变化范围为45 kA~90 kA,负地闪的为10 kA~50 kA,且正、负地闪峰值范围均大于全国陆地区域的。具有差异的是甘肃平凉地区正地闪峰值电流达到最大值为68 kA,青海大通地区达到最小值为34.8 kA;西藏那曲地区负地闪峰值电流达到最大值为43.7 kA,甘肃平凉地区达到最小值为32.6 kA。

关键词：西北内陆高原闪电活动地闪峰值电流

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海南一次雷暴过程闪电特征分析

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电瓷避雷器 2022年第3期 89-96页

作者：蒋尧孙豪杨敢姚年鹏戴炳哲张其林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

利用海南省三维闪电定位资料、SA波段雷达资料及云顶亮温资料对2019年9月9日的一次强天气过程进行闪电特征、雷达回波特征以及云顶亮温特征的分析。结果表明:雷暴起始于海南的东北部,整个过程一直向西南方向发展。云闪始发高度在5.5 km... 详细信息

利用海南省三维闪电定位资料、SA波段雷达资料及云顶亮温资料对2019年9月9日的一次强天气过程进行闪电特征、雷达回波特征以及云顶亮温特征的分析。结果表明:雷暴起始于海南的东北部,整个过程一直向西南方向发展。云闪始发高度在5.5 km左右,雷暴发展期间高度维持在4~6 km。利用自主研发的磁天线对6次云闪和6次地闪进行分析,云闪上升沿时间、下降沿时间、半峰值宽度均在1~10μs区间;地闪半峰值宽度在10~25μs区间。闪电的电流强度在雷暴初期极不稳定,起伏较大,在发展过程中逐渐趋于稳定。雷暴旺盛发展阶段,闪电的雷达回波强度>30 dBz,部分超过了50 dBz;云顶亮温与闪电频次的相关性较好,闪电发生在190~230 K的冷云区中,云顶高度大概为14 km。

关键词：三维闪电定位磁天线雷达回波云顶亮温

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地面电导率、地球曲率和电离层对远距离闪电定位的影响

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电瓷避雷器 2022年第2期 31-38页

作者：姚年鹏侯文豪张其林戴炳哲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

为了研究地面电导率、地球曲率和电离层对远距离(大于200 km)闪电定位的影响,通过新型近似算法和二维时域有限差分(two-dimensional finite-difference time-domain, 2D-FDTD)算法进行数值模拟,分析雷电电磁场的远距离传播特征,并采用... 详细信息

为了研究地面电导率、地球曲率和电离层对远距离(大于200 km)闪电定位的影响,通过新型近似算法和二维时域有限差分(two-dimensional finite-difference time-domain, 2D-FDTD)算法进行数值模拟,分析雷电电磁场的远距离传播特征,并采用“时差法”(time-of-arrival, TOA)进行远距离闪电定位。结果表明:1)雷电电磁场沿陆地表面传播时,受地面电导率、地球曲率影响,距离每增加100 km,峰值到达时间平均延后1.24μs,分别带来482 m和976 m的定位误差(小于0.5%);2)电离层会引入天波信号。观测距离大于700 km时,地波难以识别,会误把天波峰值时刻当作峰值到达时间,导致定位错误,甚至无法定位;3)识别地波后,定位误差仅为504 m。因此,在进行远距离闪电定位前,必须先进行地波识别,再利用地波进行定位。研究结论对提高远距离闪电定位精度有科学意义,对雷电预警具有实际的参考价值。

关键词：雷电电磁场传播效应算法模拟闪电定位

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有无El Ni?o影响下热带北大西洋春季增暖的差异及可能成因

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热带气象学报 2021年第1期37卷 126-135页

作者：叶洋波余锦华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

热带北大西洋(Northern Tropical Atlantic,NTA)海温异常(sea surface temperature anomaly,SSTA)对美洲乃至全球的气候变率有着重要影响。利用再分析资料对NTA的暖SSTA进行诊断,分析有、无El Nino影响下春季增暖的差异以及可能的成因... 详细信息

热带北大西洋(Northern Tropical Atlantic,NTA)海温异常(sea surface temperature anomaly,SSTA)对美洲乃至全球的气候变率有着重要影响。利用再分析资料对NTA的暖SSTA进行诊断,分析有、无El Nino影响下春季增暖的差异以及可能的成因。结果表明,与El Nino有关的情形中关键区(5~25°N,10~60°W)平均春季SSTA为0.55℃,无El Ni?o情形是0.37℃;前者与冬季的显著正偏差出现在NTA,后者主要发生在NTA的东侧,且正偏差的数值较小。El Nino激发的热带外Rossby波活动通过加强北大西洋涛动(North Atlantic Oscillation,NAO)负位相,引起El Ni?o峰值后NTA海域显著的西风异常,暖Kelvin波加热NTA对流层大气,增强其容纳水汽的能力,减小海-气界面的垂直湿度梯度,两者共同作用使海表蒸发减弱,在NTA春季呈现显著暖SSTA。与El Nino无关的情形中,NTA SSTA的变化主要受热带海-气反馈过程的调制,其与热带外NAO的季节内振荡有关,NAO的季节平均负位相较弱,异常西风值较小,同时海-气垂直湿度梯度异常增大,使春季NTA的增暖较弱。

关键词： NTA 春季SSTA El Ni?o 遥相关 NAO

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WP和NAO对中国东南部冬季温度的协同影响

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大气科学学报 2021年第3期44卷 394-404页

作者：施春华孙伟佳郭栋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

利用NCEP/NCAR和ERA-Interim再分析资料,通过多元线性回归等分析方法,研究了西太平洋遥相关型(Western Pacific teleconnection,WP)和北大西洋涛动(North Atlantic Oscillation,NAO)的不同配置对中国东南部冬季气温的影响。结果表明:WP正位相年,中低纬太平洋被异常暖性高压控制,其局地作用使得中国东南部温度偏高;NAO正位相年,其遥相关作用通过南、北两支波列,分别调控南、北支槽系统,协同作用使得中国东南部30°N附近温度偏低。考虑这两种遥相关型的共同作用,当WP和NAO同位相时,两者作用部分抵消,中国东南部温度变化不显著;当WP正位相、NAO负位相时,两者同步的加热效应使得中国东南部显著暖异常;当WP负位相、NAO正位相时,两者同步的冷却效应使得中国东南部显著冷异常。

关键词： WP NAO 中国东南部冬季气温

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乌鲁木齐地区山体地形对地闪回击定位精度的影响

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电瓷避雷器 2022年第3期 42-48页

作者：杨敢陈佳雯戴炳哲姚年鹏蒋尧张其林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

利用二维时域有限差分算法(FDTD),构建了真实地形下的雷电电磁波传播模型,研究了乌鲁木齐周边区域山地地形对雷电电磁波传播的影响,然后提出了一种修正闪电定位误差的方法即不同步长的地形包络法。模拟结果表明:1)山地地形会明显改变切... 详细信息

利用二维时域有限差分算法(FDTD),构建了真实地形下的雷电电磁波传播模型,研究了乌鲁木齐周边区域山地地形对雷电电磁波传播的影响,然后提出了一种修正闪电定位误差的方法即不同步长的地形包络法。模拟结果表明:1)山地地形会明显改变切向磁场的波形峰值大小和上升沿时间,给闪电定位带来误差,波形峰值变化最大的增加了57%,上升沿时间增加范围在1~5μs,相比平地最大定位误差增加了3 800 m。2)步长为10 km的地形包络法修正效果最好,最大修正了510 m的定位误差。

关键词：雷电电磁场时域有限差分山地地形闪电定位地形包络法

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台风强度变化最快时涡度的解析解

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南京信息工程大学学报（自然科学版） 2022年第5期14卷 625-634页

作者：范景威周伟灿冯也骋官元红南京信息工程大学数学与统计学院南京210044 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 宿迁泽达职业技术学院宿迁 223800

利用旋转坐标系中的基本方程推导得到动能方程,通过动能的局地变化率定义刻画台风强度变化率的能量泛函,对泛函作变分得到Euler⁃Lagrange方程.分析方程可知,当台风强度变化率达到最大时,摩擦力、气压梯度力、重力和动能梯度满足四力平... 详细信息

利用旋转坐标系中的基本方程推导得到动能方程,通过动能的局地变化率定义刻画台风强度变化率的能量泛函,对泛函作变分得到Euler⁃Lagrange方程.分析方程可知,当台风强度变化率达到最大时,摩擦力、气压梯度力、重力和动能梯度满足四力平衡关系.因此,这四个力确定的向量可以作为台风强度的预报因子,更准确地确定台风系统强度变化率达到最大的时间点.进一步通过风场变分分解提取到有旋场中的最大涡旋,得到台风强度变化最快时涡度和流场的解析解,对研究台风发展过程中速度的变化趋势和台风的空间结构具有实用价值,为台风路径和强度预报提供了一定的理论指引.

关键词：台风强度涡度解析解变分法风场分解

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地闪三维随机模型的改进及多上行先导的数值模拟研究

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气象学报 2022年第6期80卷 999-1008页

作者：林雨荷谭涌波余骏皓樊佳乐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/南京信息工程大学中国气象局气溶胶-云-降水重点开放实验室南京210044 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室/雷电物理和防护工程实验室北京100081

为了探讨地闪连接过程中多上行先导的起始与发展,考虑到光学观测事实及雷暴电场环境,本研究在已有多上行先导三维随机参数化方案的基础上,植入背景电场模块并改进上、下行先导模块。基于新模型开展大量敏感性试验,结果如下:(1)新模型模... 详细信息

为了探讨地闪连接过程中多上行先导的起始与发展,考虑到光学观测事实及雷暴电场环境,本研究在已有多上行先导三维随机参数化方案的基础上,植入背景电场模块并改进上、下行先导模块。基于新模型开展大量敏感性试验,结果如下:(1)新模型模拟的下行先导形态多样、分支数大幅度减少,能更好地再现多样的地闪连接过程。(2)在孤立建筑物情况下,上行先导长度、闪击距离以及触发多上行先导的次数与建筑物高度成正相关。(3)随着建筑物增高,同一次地闪中首个始发的上行先导与后续始发的上行先导间的起始时间差整体呈现上升趋势。初步研究表明:建筑物高度对触发多上行先导的影响显著。此外,受到建筑物高度及正、负先导发展情况的影响,低矮建筑物触发的多上行先导几乎同时起始,而高建筑物上允许首个始发的上行先导优先发展一定长度后再始发后续上行先导。

关键词：数值模拟多上行先导建筑物高度

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