检索结果-内蒙古大学图书馆

气象学报 2021年第3期79卷 477-491页

作者：宋佳琨陈耀登陈丹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 北京城市气象研究院北京100089

相比冬季大范围静稳条件下的污染堆积过程,秋季气象条件更加复杂和局地化,气象条件模拟不确定性给秋季气溶胶模拟带来了更大难度,且目前研究较少考虑气象-气溶胶因素在线模拟和联合同化。使用WRF/Chem模式和格点统计差值(GSI)三维变分... 详细信息

相比冬季大范围静稳条件下的污染堆积过程,秋季气象条件更加复杂和局地化,气象条件模拟不确定性给秋季气溶胶模拟带来了更大难度,且目前研究较少考虑气象-气溶胶因素在线模拟和联合同化。使用WRF/Chem模式和格点统计差值(GSI)三维变分同化系统,2015年10月进行了为期1个月的气象-气溶胶资料联合同化及模拟试验,并基于此讨论了气象-气溶胶资料联合同化对秋季PM_(2.5)浓度模拟的影响。结果表明,WRF/Chem模式可以模拟出秋季污染天气过程,但对华北平原和中东部地区存在高估、西北部存在低估现象;同化地面PM_(2.5)浓度观测资料可以改进对PM_(2.5)浓度的模拟,上述两个地区的偏差均得到订正,6 h预报偏差均降低至6μg/m3以内;重点针对华北地区的分析表明,秋季PM_(2.5)污染过程与特殊气象条件(湿度升高、风场辐合、区域输送)密切相关,因此在地面PM_(2.5)观测资料同化基础上增加常规气象资料同化,能进一步提高对华北平原气象-污染过程的表达,PM_(2.5)浓度预报相关系数从0.86提高至0.89。气象-气溶胶联合资料同化能更加准确地模拟秋季气溶胶污染过程,为更好地开展污染成因和在气象预报框架下开展气象-气溶胶相互影响研究提供了基础。

关键词： WRF/Chem 格点统计差值(GSI) PM_(2.5) 气象-气溶胶联合资料同化气象条件华北平原

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CMIP6 HighResMIP对青藏高原气候模拟的评估和预估

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大气科学学报 2023年第2期46卷 193-204页

作者：杨珂珂郭东林华维马迪辛羽婷中国科学院大气物理研究所竺可桢-南森国际研究中心北京100029 三门峡市气象局河南三门峡472000 成都信息工程大学气候与环境变化联合实验室四川成都610225 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 中国科学院西北生态环境资源研究院甘肃兰州730099 中国海洋大学海洋与大气学院山东青岛266100

高分辨率模式模拟被认为是研究资料相对欠缺的青藏高原地区气候变化的重要方法之一。第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)新增了高分辨率模式比较计划(HighResMIP),但其对青藏高原气候的模拟性能尚未系统评估。本研究分析了6对(更高、较... 详细信息

高分辨率模式模拟被认为是研究资料相对欠缺的青藏高原地区气候变化的重要方法之一。第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)新增了高分辨率模式比较计划(HighResMIP),但其对青藏高原气候的模拟性能尚未系统评估。本研究分析了6对(更高、较低分辨率)CMIP6 HighResMIP模式对青藏高原当前气候的模拟能力,并集合预估了近期青藏高原气候的变化趋势。相对较粗分辨率模拟,所有(2/3)模式的更高分辨率模拟减少了平均降水(气温)的区域平均偏差。泰勒图涉及指标的综合评估显示,约1/3模式的更高分辨率对平均气温和降水模拟效果优于较低分辨率,其余模式的更高分辨率则接近或者劣于较低分辨率。集合平均结果优于单个模式,且其更高分辨率模拟效果总体优于较低分辨率。更高分辨率模式集合预估显示,相对于1995—2014年,在SSP5-8.5情景下到2021—2040年青藏高原整体呈增温趋势,东南部增温相对较弱;降水从北到南呈增加-减少-增加的变化模态;青藏高原气温将平均增加(0.81±0.91)℃,降水将平均增加(0.05±0.25) mm/d。

关键词：青藏高原气候变化 HighResM IP 高分辨率模拟

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GRAPES_Meso模式中两种双参数云微物理方案对冷云过程模拟的比较研究

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暴雨灾害 2022年第3期41卷 336-347页

作者：沈新勇施义舍王宏张梦韩静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 海南省南海气象防灾减灾重点实验室海口570203 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 珠海519082 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 北京市气象局北京100089

基于GEAPES_Meso模式,分别利用Morrison方案和WDM6方案对2017年1月5—7日一次以层状云为占主导的云系中冷云过程进行模拟和对比分析,评估两种云微物理方案对本次冷云过程云微物理及云辐射过程演变的影响。结果表明:包含丰富暖云和冷云... 详细信息

基于GEAPES_Meso模式,分别利用Morrison方案和WDM6方案对2017年1月5—7日一次以层状云为占主导的云系中冷云过程进行模拟和对比分析,评估两种云微物理方案对本次冷云过程云微物理及云辐射过程演变的影响。结果表明:包含丰富暖云和冷云物理过程的Morrison双参数云微物理方案模拟效果优于WDM6方案。Morrison方案模拟的云水路径、云冰有效半径及云光学厚度均大于WDM6方案的模拟结果,而模拟云水有效半径小于WDM6的模拟结果。Morrison方案较WDM6方案对云水(云冰)有效半径、云光学厚度、云水路径及地表短波辐射的水平分布模拟结果更为准确。由于Morrison方案模拟云水有效半径大于WDM6方案,云冰有效半径小于WDM6方案,导致Morrison方案模拟的云水和雪混合比大于WDM6方案模拟结果,而雨水、云冰和霰的混合比则明显小于WDM6方案。相较于WDM6方案,Morrison方案模拟的地表短波辐射水平分布和量值一致性更接近于CERES卫星结果。两种方案中包含的不同微物理过程将影响潜热和感热过程,其中,Morrison方案模拟海平面温度和辐射通量小于WDM6方案,该差异在陆地区域更显著。

关键词：冷云过程双参数云微物理方案层状云系云辐射过程 GRAPES_Meso模式

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长三角城市群夏季高温对未来全球增暖的响应

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气象科学 2021年第3期41卷 285-294页

作者：王莹马红云李海俊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/大气科学学院气侯与应用前沿研究院(ICAR) 南京210044 江西省气象局南昌330000

选取中国东部长江三角洲城市群区域作为研究对象,采用中国区域最新的土地覆盖资料ChinaLC,利用中尺度气象模式WRF(Weather Research and Forecasting Model)对国际耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)中CESM(Community Earth System Model... 详细信息

选取中国东部长江三角洲城市群区域作为研究对象,采用中国区域最新的土地覆盖资料ChinaLC,利用中尺度气象模式WRF(Weather Research and Forecasting Model)对国际耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)中CESM(Community Earth System Model)气候模式提供的RCP4.5(Representative Concentration Pathway 4.5)情景预估结果进行动力降尺度,以此模拟研究了未来增温1.5℃/2.0℃时的区域气候变化情况。结果表明:CESM数据作为侧边界资料驱动WRF模式得到的降尺度模拟结果,与历史时期(1996—2005年)的气温观测数据相比,在空间分布上有较高的吻合度,该降尺度方案可以为未来区域气温变化的预估提供较为可靠的数据;长三角地区在到达全球增温1.5℃(2025—2034年)/2.0℃(2042—2051年)时,区域平均气温与历史同期相比分别升高了0.8℃和1.47℃;空间分布上,增温最明显的区域主要集中在城市及其周边镶嵌体区域;随着全球增暖,区域平均高温热浪频次在增温1.5℃/2.0℃时期较历史同期分别增加了47%和100%,热浪强度分别增加了71%和129%;进一步通过对人体舒适度分析发现,与2.0℃升温阈值相比,控制增暖在1.5℃以内,极不舒适覆盖区域影响的人口数预计可减少5602.9万人。

关键词：长三角城市群 CMIP5 高温日数人体舒适度指数

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全球分光地表反照率的长期变化

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大气与环境光学学报 2022年第3期17卷 279-293页

作者：何娟张华苏红娟周喜讯陈琪谢冰游婷中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 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江苏南京210000 中国科学院大学北京100049 中国气象局气候研究开放实验室/中国气象局气候中心北京100081 重庆市气象科学研究所重庆401147

为了精确地定量研究土地利用变化对地表反照率的影响,利用公元850–2100年期间土地利用数据集获取了一套长时期的全球分光(近红外、可见光、短波)地表反照率数据集,并进行了详细的分析和对比验证。验证结果表明,所得的分光地表反照率与M... 详细信息

为了精确地定量研究土地利用变化对地表反照率的影响,利用公元850–2100年期间土地利用数据集获取了一套长时期的全球分光(近红外、可见光、短波)地表反照率数据集,并进行了详细的分析和对比验证。验证结果表明,所得的分光地表反照率与MODIS数据对应结果的空间分布特征基本一致;在非冰雪覆盖区的可见光反照率差别在−0.0081∼0.0029之间,精度较高;差别最大的区域为南、北半球中高纬度的冰雪覆盖区。研究表明,自1860年以来,所有典型区域(包括中国东部、欧洲东南部、美国中东部和巴西南部)的城市建成区逐年增加,特别是巴西南部的自然植被逐年减少;在1860–1980年间,各区域主要表现为自然植被向城市建成区和耕地转化;在1980–2015年,巴西南部耕地类型持续增加,其余区域均表现出自然植被逐步恢复的变化趋势。此外,不同土地利用类型的分光反照率存在很大差别,例如,春季可见光反照率在冰雪表面为0.5069,混交林为0.0444,而城市建成区为0.0870;且受不同纬度和下垫面性质的影响,同一土地利用类型的分光地表反照率也存在明显的空间差异,例如,春季草原的可见光反照率最大为0.4915,最小为1.127×10^(−4)。这套长时期全球分光地表反照率数据集可以为土地利用变化驱动气候变化的相关定量研究奠定数据基础。

关键词：地表反照率土地利用土地利用数据集中分辨率成像光谱仪人类活动

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上新世热带海道变化影响东亚气候的模拟研究

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地学前缘 2022年第5期29卷 310-321页

作者：谭宁张仲石郭正堂王会军中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国科学院地球科学研究院北京100029 中国地质大学(武汉) 湖北武汉430074 中国气象局-中国地质大学(武汉)极端天气气候与水文地质灾害研究中心湖北武汉430074 中国科学院大气物理研究所竺可桢-南森国际研究中心北京100029 中国科学院大学北京100049 中国科学院生物演化与环境卓越创新中心北京100044 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 中国科学院气候变化研究中心北京100029

上新世早—中期是巴拿马海道关闭及印度尼西亚海道收缩的关键时期。目前,针对这两个海道关闭的气候效应已有不少研究,但多数研究关注巴拿马海道、洋流变化及其与北半球高纬冰盖发育的联系,缺乏两大热带海道关闭/收缩对东亚气候影响及机... 详细信息

上新世早—中期是巴拿马海道关闭及印度尼西亚海道收缩的关键时期。目前,针对这两个海道关闭的气候效应已有不少研究,但多数研究关注巴拿马海道、洋流变化及其与北半球高纬冰盖发育的联系,缺乏两大热带海道关闭/收缩对东亚气候影响及机理的研究。我们基于挪威地球系统模型(NorESM-L)探讨了印尼海道收缩及巴拿马海道的浅关闭对东亚气候的影响。结果表明,热带海道的关闭/收缩加强了北太平洋的经向梯度,进一步导致夏季近地表气温在东亚北部降低,东亚南部升高;降水在长江流域至中国东海一线显著增加,但在东亚南部至西南部显著减少。冬季,近地表气温在东亚大陆地区升高,降水减少。上述变化主要由印尼海道的收缩导致,除冬季温度外,巴拿马海道浅关闭对东亚气候的影响较弱。此外,结合定性的记录-模拟对比,我们进一步揭示出热带海道的关闭/收缩可在一定程度上影响东亚气候在中上新世的转型,但不是主要驱动力。

关键词：上新世热带海道东亚气候太平洋海表温度

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深度学习在ENSO预测中的应用研究

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大气科学学报 2025年第3期48卷 429-437页

作者：方巍付海燕罗京佳南京信息工程大学计算机学院/数字取证教育部工程研究中心江苏南京210044 中国气象科学研究院灾害天气科学与技术全国重点实验室北京100081 南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心江苏南京210044 南京气象科技创新研究院中国气象局交通气象重点开放实验室江苏南京210041 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/气候与应用前沿研究院江苏南京210044

厄尔尼诺-南方涛动(El Ni o-Southern Oscillation,ENSO)是自然界气候变化中年际变化最显著的异常信号。ENSO会在全球范围内引发天气和气候异常,由此造成的自然灾害给人类生命和财产安全带来了巨大危害。随着人工智能的发展,ENSO预测方... 详细信息

厄尔尼诺-南方涛动(El Ni o-Southern Oscillation,ENSO)是自然界气候变化中年际变化最显著的异常信号。ENSO会在全球范围内引发天气和气候异常,由此造成的自然灾害给人类生命和财产安全带来了巨大危害。随着人工智能的发展,ENSO预测方法已从传统方法拓展到了深度学习技术。因此,对ENSO预测进行了较为全面的论述:概述了ENSO相关知识;回顾了传统的预测方法;介绍了深度学习模型在ENSO预测中的应用,分析了它们的优势、局限性以及改进方向;基于当前方法面临的挑战,对未来ENSO预测的发展趋势进行了展望。

关键词： ENSO预测人工智能深度学习气候变化气象灾害

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南亚高压区Rossby波能量向上穿越对流层顶传播的特征与机制

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地球物理学报 2020年第1期63卷 73-85页

作者：俞子闲郭栋李丽平施春华金鑫李震坤陈丹林祥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 上海市气候中心上海200030 中国气象科学研究院北京100081

夏季平流层盛行强东风,Rossby波能量难以从对流层向上传播至平流层,而冬季平流层盛行西风,Rossby波能量容易上传,因此以往对Rossby波能量向平流层传播的研究多考虑冬季的情况.而事实上,因为夏季高原上空南亚高压反气旋环流,并非只有强... 详细信息

夏季平流层盛行强东风,Rossby波能量难以从对流层向上传播至平流层,而冬季平流层盛行西风,Rossby波能量容易上传,因此以往对Rossby波能量向平流层传播的研究多考虑冬季的情况.而事实上,因为夏季高原上空南亚高压反气旋环流,并非只有强东风存在,所以Rossby波能量也可能在南亚高压区向上传播,从而影响平流层的温度、风场及大气成分等.因此,本文利用ERA-interim逐日再分析资料,分析了1979—2015年夏季南亚高压区Rossby波能量穿越对流层顶传播的特征与机制.结果表明:Rossby波能量可以从南亚高压西北部的窗口区上传至平流层,最高可到达平流层顶,而在南亚高压的其他部分,Rossby波能量均不能穿越对流层顶上传或穿越对流层顶后无法继续上传.南亚高压西北区Rossby波能量可以穿越对流层顶传播的原因是盛行西风,且西风急流出现的频率很小,同时涡动热量通量异常引起的垂直分量的第一项对其上传有很大贡献.南亚高压东北区也盛行西风,然而Rossby波能量不能向上穿越对流层顶的原因是强西风出现频率较高,且温度脊与高度脊位相相近,不利于上传.南亚高压南部均盛行东风,在平流层中下层均为稳定层结,因此Rossby波能量很难上传.南亚高压西南区在对流层位于青藏高原环流的伊朗高原下沉区附近,层结稳定,并且温度脊超前于高度脊,所以Rossby波能量很难上传.而南亚高压东南区在对流层位于南海-西太平洋热带幅合带,层结不稳定,存在Rossby波能量较弱的上传,达到对流层顶后无法继续上传,该区域温度脊落后于高度脊的温压场配置也为Rossby波能量在对流层内的传播提供了条件.

关键词： Rossby波能量穿越对流层顶南亚高压纬向风西风急流稳定度

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昆明地区连绵起伏山体对地闪回击定位精度影响的模拟研究

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电波科学学报 2021年第2期36卷 179-186,312页

作者：吉德志张运龙王磊张金波戴炳哲云南电网有限责任公司昆明供电局昆明650011 云南电力试验研究院(集团)有限公司昆明650217 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

为了探讨真实地形对雷电定位精度的影响,利用二维时域有限差分(two-dimensional finitedifference time-domain,2D FDTD)算法,采取共形网格剖分技术,通过与平坦地面相比,首先研究了云南昆明地区复杂地形地貌对雷电电磁场传播的影响,然... 详细信息

为了探讨真实地形对雷电定位精度的影响,利用二维时域有限差分(two-dimensional finitedifference time-domain,2D FDTD)算法,采取共形网格剖分技术,通过与平坦地面相比,首先研究了云南昆明地区复杂地形地貌对雷电电磁场传播的影响,然后利用时差定位算法,进一步探讨了该地区复杂地形地貌对雷电定位精度的可能影响.结果表明:1)由于复杂山体对雷电高频信号的优先衰减作用,传播路径上的山体越高大,相应的雷电电磁波波头时间越长,即信号到达时间(time of arrival,TOA)可能会延迟.从本文选取的昆明研究区域看,脉冲波形峰值到达滞后时间大概分布在4~5μs.2)根据脉冲信号TOA的不同定义方式,无论是平坦地面还是考虑复杂地形地貌的真实地表,峰值到达法的误差最大.对假定的平坦地面而言,除了峰值到达法,绝大多数TOA时差定位偏差在200 m以内,甚至重合.但对真实传播路径而言,不同雷击点对应不同的传播路径,有的偏差在100~200 m左右,有的偏差在2000 m左右.

关键词：山体雷电电磁场辐射场强度信号到达时差定位

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全球气候变化中的云辐射反馈作用研究进展

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中国科学：地球科学 2022年第3期52卷 400-417页

作者：张华王菲汪方李剑东陈晓龙王在志李建周喜讯王秋艳王海波游婷谢冰陈琪端义宏中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 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 中国气象局气候研究开放实验室国家气候中心北京100081 中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室北京100029 中国气象局气候模式室国家气候中心北京100081 中国气象科学研究院气候与气候变化研究所北京100081 中国科学院大学北京100049 中国科学院大气物理研究所中层大气和全球环境探测重点实验室北京100029 重庆市气象科学研究所重庆401147

云的形成过程及其类型复杂多样,在气候系统中发挥着重要作用.在当前气候背景下,云在大气顶的净辐射效应为负值,即对地气系统起着强烈的冷却作用.云反馈过程是当前气候变化研究中不确定性最大的因子之一,其强度会随时间、空间、云量、云... 详细信息

云的形成过程及其类型复杂多样,在气候系统中发挥着重要作用.在当前气候背景下,云在大气顶的净辐射效应为负值,即对地气系统起着强烈的冷却作用.云反馈过程是当前气候变化研究中不确定性最大的因子之一,其强度会随时间、空间、云量、云高、云光学厚度等发生变化.目前,观测研究和气候模拟都表示全球平均云反馈为正值,以热带高云高度反馈和热带海洋低云量反馈两个正反馈为主,但是云反馈仍然存在较大的不确定性.在温室气体驱动的全球变暖下云如何对气候系统进行反馈至关重要,它直接影响气候敏感度的估算并决定着气候模式对未来全球变暖预估的准确性.因此,云反馈强度也会在很大程度上影响温室气体减排政策的制定.为此,本文回顾了云在气候系统中反馈作用的最新研究进展,指出了该研究领域当前面临的关键挑战,最后,对未来需要开展的研究进行了讨论与展望,以期为全球和东亚区域云辐射物理过程模拟、模式不确定性分析以及未来气候变化和全球变暖预估等方面的研究提供系统的科学参考.

关键词：云辐射云反馈气候反馈气候敏感度气候变化

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