检索结果-内蒙古大学图书馆

南京信息工程大学学报 2024年第6期16卷 771-781页

作者：智协飞崔碧瑶季焱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 天气在线(无锡)科技有限公司/天气在线气象应用研究所无锡214000

随着全球气候变化的不断加剧和城市化的快速发展,极端降雨过程导致的城市积涝灾害愈演愈烈,已成为世界各国许多城市面临的严重挑战.基于2021年5—8月浙江省诸暨市75个国家自动气象观测站的降雨量数据和典型积水点的积水深度数据,使用深... 详细信息

随着全球气候变化的不断加剧和城市化的快速发展,极端降雨过程导致的城市积涝灾害愈演愈烈,已成为世界各国许多城市面临的严重挑战.基于2021年5—8月浙江省诸暨市75个国家自动气象观测站的降雨量数据和典型积水点的积水深度数据,使用深度学习模型长短时记忆网络(Long Short Term Memory,LSTM)构建降雨量与积水深度的关系模型,提供未来间隔15 min的2 h内城市积涝水位预报,并与随机森林(Random Forest,RF)和人工神经网络(Artificial Neural Network,ANN)模型预报结果进行对比.预报结果表明,LSTM使用前4 h的积水与降雨量资料进行未来2 h积水预报的结果最优,均方根误差(RMSE)小于5.6 cm,相关系数(CC)大于0.93,纳什效率系数(NSE)大于0.86,预报效果优于RF和ANN,所构建的积水预报人工智能模型具有较好的预报效果.

关键词：深度学习长短时记忆网络城市积涝降雨量积水深度

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云南省区域性短时强降水时空分布及其分类天气系统特征

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大气科学学报 2025年第1期48卷 122-135页

作者：郭志荣谭桂容段玮杨素雨姜清华南京信息工程大学气候系统预测与变化应对全国重点实验室/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 云南省气象科学研究所云南昆明650034 云南省气象台云南昆明650034 国家海洋环境预报中心北京100081

山地复杂地形地貌叠加特殊的地理位置使得短时强降水成为云南省发生频率较高的一种强对流天气,常引发自然灾害。基于中国气象局陆面数据同化系统(CMA Land Data Assimilation System,CLDAS)产品提供的2008—2022年0.0625°×0.0... 详细信息

山地复杂地形地貌叠加特殊的地理位置使得短时强降水成为云南省发生频率较高的一种强对流天气,常引发自然灾害。基于中国气象局陆面数据同化系统(CMA Land Data Assimilation System,CLDAS)产品提供的2008—2022年0.0625°×0.0625°高空间分辨率的逐小时降水和ERA5逐小时再分析资料,本研究使用K均值聚类法对91次区域性短时强降水天气过程的环流进行聚类分型,并揭示其三维天气系统配置及热、动力特征。结果表明:1)短时强降水以滇东南发生频率最高,滇东南、滇西南和滇西的部分地区强度最强。日内以20—21时(世界时)强度大,14—15时频次多。年内以7月降水强度最大,6月降水量最多。同时,年际变化明显,其中极强值年份降水量可达80 mm以上,其多年平均降水量维持在26 mm左右。2)区域短时强降水天气过程可分为西风小槽型、高空长槽型和副高外围型,以高空长槽型发生频次最多、强降水范围最大。3)3类天气系统配置都存在有利于短时强降水发生的动力、水汽和热力条件:200 hPa存在强辐散区(如高空急流南侧),500 hPa位于槽前或副高西侧并伴有上升运动,中低层配合有低层切变线和低涡、地面辐合线等;同时,水汽多来自孟加拉湾,水汽随偏西气流至云南上空后辐合,K指数大于38℃。高空长槽型由于中低层切变线和低涡更靠近云南中部,低空锋面及冷空气活动更强,云南区域上空低(高)层辐合(散)最强,且由于其前倾的垂直结构引起的热力不稳定也最强,导致区域上空整层的上升运动和水汽辐合最显著、范围最大,故由其引起的短时强降水范围更大。

关键词：云南省短时强降水客观分型天气学模型

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青藏高原三江源和河湾区夏季降水变化特征及对高原夏季风的响应

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大气科学 2023年第3期47卷 881-892页

作者：杨浩李红莉王斌张文刚崔春光中国气象局武汉暴雨研究所中国气象局流域强降水重点开放实验室/暴雨监测预警湖北省重点实验室武汉430205 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

本文利用1981~2020年观测数据和ERA5再分析资料,将青藏高原腹地三江源和东南重要水汽通道河湾区作为典型研究区域,分析了降水不同时间尺度变化特征及其典型强弱年对高原季风环流系统的响应,结果表明:(1)三江源和河湾区降水的季节变化均... 详细信息

本文利用1981~2020年观测数据和ERA5再分析资料,将青藏高原腹地三江源和东南重要水汽通道河湾区作为典型研究区域,分析了降水不同时间尺度变化特征及其典型强弱年对高原季风环流系统的响应,结果表明:(1)三江源和河湾区降水的季节变化均呈双峰型分布,峰值出现在7月初和8月下旬。夏季降水在21世纪初发生年代际转折,尤其是三江源降水量在近20年增加明显。两个高原季风指数DPMI(Dynamic Plateau Monsoon Index)和ZPMI(Zhou Plateau Monsoon Index)的夏季风爆发时间均超前于河湾区和三江源降水的明显增加期。三江源夏季降水年际变化与两个高原夏季风指数有较好的相关性。三江源与河湾区虽然相邻很近,但三江源夏季降水受高原季风影响程度远大于河湾区。当高原夏季风增强(减弱)时,三江源降水量偏多(少)。(2)三江源降水偏多年,南亚高压偏东偏强,低层高原主体低压异常,有利于西南风和东南风在三江源区域交汇,南方暖湿空气能够深入高原腹地导致水汽辐合偏强。河湾区降水偏多年,河湾区及整个高原主体附近高度场并没有明显异常,河湾区的水汽输送主要有两条路径,一条来自孟加拉湾沿高原南坡的西南路径,另一条来自中亚地区穿过高原上空的西北路径,两条路径在高原东侧汇合继续向东输送。

关键词：降水高原夏季风大气环流三江源河湾区

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2022年夏季长江流域极端高温的研究进展与展望

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地球科学进展 2025年

作者：华文剑冯慧婷崔亚朱胡宇涵南京信息工程大学气候系统预测与变化应对全国重点实验室/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信息工程大学大气科学学院徐州市气象局复旦大学大气与海洋科学系/大气科学研究院

2022年夏季长江流域经历了前所未有的高温热浪，引发科学界的广泛关注。受长达一个多月的破纪录高温与干旱影响，此次极端事件不仅对人类、经济和环境造成了日益严重的损失，也加剧了粮食不安全状况，阻碍了可持续发展。因此，更加全面... 详细信息

2022年夏季长江流域经历了前所未有的高温热浪，引发科学界的广泛关注。受长达一个多月的破纪录高温与干旱影响，此次极端事件不仅对人类、经济和环境造成了日益严重的损失，也加剧了粮食不安全状况，阻碍了可持续发展。因此，更加全面地认识2022年夏季长江流域极端高温，对于理解全球变暖背景下极端事件变化的原因，认识人类活动和自然变率的影响，以及评估可能面临的气候风险都具有重要的科学意义。首先回顾了2022年夏季长江流域极端高温的主要特征、形成机制和原因，以及近3年来对此次极端高温事件的研究进展。研究表明，2022年夏季长江流域高温是一次罕见的极端热事件，此次事件的发生主要是由西太平洋副热带高压（西太副高）、南亚高压等环流异常，“三重”La Ni?a（连续3年发生的La Ni?a事件）、大西洋和印度洋等海温强迫，以及土壤湿度—气温等陆气反馈等综合作用造成。除了自然变率的贡献，人类活动也是造成本次事件的主要因素。随着全球变暖，此类极端高温事件将会成为常态。最后，讨论了极端高温相关的研究要点、存在问题以及未来可能的发展方向。

关键词：极端高温长江流域 2022年夏季人类活动自然变率

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东北地区温带气旋暴雪过程的大气河特征

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高原气象 2023年第3期42卷 734-747页

作者：黄子怡赵宇李树岭白云飞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江苏南京210044 黑龙江省哈尔滨市气象局黑龙江哈尔滨150028

利用2007-2020年的常规观测、东北地区6 h和24 h降水资料以及欧洲中期天气预报中心ERA5再分析资料,对东北地区温带气旋暴雪过程有/无大气河伴随进行了统计,并对比了有/无大气河伴随时环境场特征的异同。结果表明:83%的温带气旋暴雪过程... 详细信息

利用2007-2020年的常规观测、东北地区6 h和24 h降水资料以及欧洲中期天气预报中心ERA5再分析资料,对东北地区温带气旋暴雪过程有/无大气河伴随进行了统计,并对比了有/无大气河伴随时环境场特征的异同。结果表明:83%的温带气旋暴雪过程有大气河伴随,其中59%的大气河登陆东北。11月和3月的暴雪过程大气河出现的频率最高,12月和1月基本无大气河伴随。南方气旋和黄淮气旋参与的暴雪过程大气河出现的频率高且强度强,相应的降水量较大;蒙古气旋暴雪过程大气河出现的频率低,降水量较小。有大气河伴随的暴雪过程高空急流有2支,低空急流强;500 hPa上有冷涡,形成切断低压和大气河相互作用有利于强降水的形势;850 hPa有明显的暖舌和较强锋区,因而有利于水汽输送和动力抬升,主要为冷锋降雨和暖锋降雪。无大气河相伴的暴雪过程高空急流有1支,低空急流弱;500 hPa上无冷涡,西风槽较弱;850 hPa锋区和低涡强度较弱,高空辐散和水汽条件差,主要为暖锋降雪。有大气河伴随时暴雪过程的水汽主要源自东海和黄渤海,低层不稳定层较厚,边界层水汽辐合区宽广且强,上升运动较强;无大气河伴随时水汽主要源自日本海,不稳定层结和上升运动较弱,边界层水汽辐合区狭窄且弱。大气河不仅体现了强水汽输送,还体现了较好的动力抬升。

关键词：温带气旋暴雪过程大气河合成分析

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地球科学与环境学报 2023年第6期45卷 1341-1354页

作者：郭紫薇王黎娟刘丹玲南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室江苏南京210044 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江苏南京210044 南京信息工程大学气候与环境变化国际联合实验室江苏南京210044 河南省气象台河南郑州450003

江淮流域夏季洪涝灾害主要归因于大气环流异常的稳定维持。不同大气遥相关的低频振荡及其协同变化对江淮流域夏季降水的影响机理是大气科学领域热点问题之一。利用ERA5逐日再分析资料和中国气象局提供的逐日站点降水资料,揭示了“丝绸... 详细信息

江淮流域夏季洪涝灾害主要归因于大气环流异常的稳定维持。不同大气遥相关的低频振荡及其协同变化对江淮流域夏季降水的影响机理是大气科学领域热点问题之一。利用ERA5逐日再分析资料和中国气象局提供的逐日站点降水资料,揭示了“丝绸之路”(SR)型和东亚—太平洋(EAP)型遥相关的低频特征及其对江淮流域夏季降水的影响机理。结果表明:SR型和EAP型遥相关的10~30 d低频周期与江淮流域夏季降水关系密切,SR型和EAP型遥相关各低频系统都经历了正负位相转换并逐渐达到峰值(谷值)。其主要表现为:①10~30 d低频200 hPa等压面经向风沿西风急流呈偏北风与偏南风的交替分布,当SR型达到负位相峰值时,江淮流域为偏北风控制,中纬度低频气旋加强,加速西风急流;②10~30 d低频西太平洋副热带高压西伸东退、南亚高压东移西撤,二者相向而行,在峰值位相重叠于对江淮流域降水有利的位置;③由东亚沿岸向西北移动的向外长波辐射异常波列亦表现出显著的10~30 d低频振荡特征,处于峰值位相时,向外长波辐射在江淮流域为负异常,有利于江淮流域降水;④10~30 d低频低层正涡度、高层负涡度的配置有利于低层辐合、高层辐散,导致上升运动增强,进而触发江淮流域低频降水。

关键词：大气遥相关夏季降水低频滤波 “丝绸之路”型东亚—太平洋型西太平洋副热带高压江淮流域

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一次天山南脉暴雨过程的位势稳定度变化特征及地形敏感性研究

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大气科学 2024年第5期48卷 1817-1836页

作者：谢越冉令坤沈新勇黄伟周括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实验室北京100029 岱山县气象局岱山316200

基于ERA5再分析资料和CMORPH卫星降水数据,对2019年9月9~10日发生在天山南脉的暴雨过程进行高分辨率数值模拟,分析位势不稳定变化特征;进一步开展地形敏感性试验,利用地形追随坐标系位势稳定度倾向方程研究不同尺度地形扰动对位势不稳... 详细信息

基于ERA5再分析资料和CMORPH卫星降水数据,对2019年9月9~10日发生在天山南脉的暴雨过程进行高分辨率数值模拟,分析位势不稳定变化特征;进一步开展地形敏感性试验,利用地形追随坐标系位势稳定度倾向方程研究不同尺度地形扰动对位势不稳定变化的影响。分析结果表明:(1)暴雨发生前低层大气位势不稳定显著,而随着暴雨发生发展,不稳定能量被释放,低层大气趋于位势稳定。(2)位势散度项是位势稳定度倾向方程的重要强迫项,主要由爬流引起。经向爬流垂直切变与广义位温经向梯度的耦合项是爬流位势散度的主导项。本次暴雨发生过程中,地形扰动通过改变经向爬流的垂直切变和广义位温的经向梯度,造成位势不稳定的发展。这些结果有助于提高新疆地区的暴雨预报水平。

关键词：暴雨位势不稳定地形敏感性试验位势稳定度倾向方程

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基于CMIP6模式对青藏高原平均降水的模拟评估与预估

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南京大学学报（自然科学版） 2024年第2期60卷 301-316页

作者：季玉枝杨小玲周波涛徐昕王元中尺度灾害性天气教育部重点实验室南京大学大气科学学院南京210023 江西信息应用职业技术学院南昌330043 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信息工程大学南京210044

青藏高原降水对区域气候和水循环有着重要影响,在全球变暖的大背景下,研究青藏高原的降水分布及趋势变化十分必要.以1995-2014年青藏高原观测降水为基准态,评估第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)中20个模式对青藏高原年和季节平均降水... 详细信息

青藏高原降水对区域气候和水循环有着重要影响,在全球变暖的大背景下,研究青藏高原的降水分布及趋势变化十分必要.以1995-2014年青藏高原观测降水为基准态,评估第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)中20个模式对青藏高原年和季节平均降水的模拟能力.结果表明,CMIP6模式能够较好地模拟出青藏高原降水从东南向西北减少的空间分布特征,但模式模拟仍存在湿偏差,平均降水偏差达到1.3 mm·d^(-1).而且对于冬季模拟降水,模式之间存在较大的差异,模式标准差在3 mm·d^(-1)以上.在共享社会经济路径SSP5-8.5和SSP2-4.5情景下,基于20个模式的模式集合(AMME)与择优选取的五个模式组成的集合(BMME)对中期(2045-2065年)和长期(2081-2100年)平均降水的未来预估,整体上青藏高原未来降水将有所增加,SSP5-8.5情景增幅大于SSP2-4.5,长期降水增幅大于中期.中期降水变化与长期分布一致,除了冬季和秋季南部地区、夏季东部地区表现为降水减少之外,其他大部分地区表现为全年和季节平均降水量的增加.BMME预估全年和季节平均降水增幅往往大于AMME.未来年平均降水的增加主要来源于春季降水的增加.

关键词： CMIP6模式青藏高原平均降水模式评估预估

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南太平洋副热带偶极子对中国气候影响的数值模拟

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地球物理学进展 2023年第5期38卷 1939-1950页

作者：郭晨光官元红陆其峰董冉南京信息工程大学数学与统计学院南京210044 南京信息工程大学江苏省应用数学中心南京210044 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 中国气象局地球系统数值预报中心北京100081

本文基于Hadley中心的海温数据集HadISST,利用EOF(Empirical Orthogonal Function)方法,分析了北半球冬季南太平洋副热带海温的特点,其第一模态呈现为马蹄型偶极子的空间分布(两个冷极中心和一个暖极中心),即为南太平洋副热带偶极模态(S... 详细信息

本文基于Hadley中心的海温数据集HadISST,利用EOF(Empirical Orthogonal Function)方法,分析了北半球冬季南太平洋副热带海温的特点,其第一模态呈现为马蹄型偶极子的空间分布(两个冷极中心和一个暖极中心),即为南太平洋副热带偶极模态(South Pacific Ocean Dipole,SPOD);其次采用通用地球系统模式(the Commuinty Earth System Model version1.0.4,简称CESM1.0.4)探讨了SPOD模态对中国冬夏气候的影响.数值试验结果表明,在北半球冬季,SPOD偶极模态可使中国华东和东北等地区的地表温度(Surface Temperature,TS)减小、海平面气压(Sea Level Pressure,SLP)升高,而在中国西南地区的TS、SLP分别增加和降低.与此同时,SPOD偶极模态通过海气相互作用可诱发低(高)层索马里越赤道气流(Somali Cross-Equatorial Flow,Somali CEF)和中国南海越赤道气流(South China Sea Cross-equatorial Flow)出现异常南(北)风、中国20°N—40°N附近的大气异常上升运动、水汽通量散度在中国华北和长江中下游地区异常辐合,从而引起该区域的降水增加.在北半球夏季,虽然SPOD偶极模态在衰退,但仍对中国区域的SLP、TS存在影响,且基本与冬季相反.此时SPOD偶极模态可使低(高)层索马里越赤道气流呈现北(南)风异常和中国南海越赤道气流呈现南(北)风异常、中国30°N、40°N附近大气的垂直运动分别呈现异常上升、下沉运动,从而水汽在华北附近区域为异常辐散、在华东至华南部分区域为异常辐合,这些可能是引起中国东部降水呈现北负南正的异常空间型的原因.

关键词：南太平洋副热带偶极子 CESM 中国气候越赤道气流

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区域气候模式对长江中下游梅雨的数值模拟:积云对流参数化方案和水平分辨率的影响

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大气科学 2024年第6期48卷 2178-2200页

作者：李昊谦王璐陈林孙明葛子安程一峰张荣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/气候与环境变化国际合作联合实验室南京210044 青岛海洋科学与技术试点国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266237 南京信息工程大学海洋科学学院南京210044

本文研究了区域气候模式RegCM4.7对长江中下游梅雨期降水的模拟技巧,聚焦不同积云对流参数化方案、水平分辨率、微物理方案和陆面模式对梅雨降水模拟的影响及可能原因。基于区域模式中积云对流参数化方案、水平分辨率、微物理方案和陆... 详细信息

本文研究了区域气候模式RegCM4.7对长江中下游梅雨期降水的模拟技巧,聚焦不同积云对流参数化方案、水平分辨率、微物理方案和陆面模式对梅雨降水模拟的影响及可能原因。基于区域模式中积云对流参数化方案、水平分辨率、微物理方案和陆面模式的不同配置组合,本研究共开展了96组成员试验,分析了不同模式配置方案下2020年超强梅雨个例以及1990~2020多年长江中下游梅雨期降水的模拟性能。结果发现:RegCM4.7模式在长江中下游梅雨期降水模拟方面具有一定技巧,其中积云对流参数化方案的选取对模拟结果影响较大,Tiedtke方案对梅雨降水的模拟技巧相对较高,而Grell方案相对较低。分析发现Tiedtke方案能够更合理地再现对流降水以及对流降水与层状云降水的比率,这可能是导致该方案对梅雨降水整体模拟效果较好的原因。进一步地,水平分辨率对梅雨期降水模拟的影响与地形因素有关,低水平分辨率(60 km)试验在复杂地形区域表现出显著的降水湿偏差,随着水平分辨率的提高,复杂地形带来的降水湿偏差可以明显减小。研究发现,在低分辨率试验中,中尺度对流系统(MCS)降水被长时间地锢囚在山区陡峭地形处,这将导致长时间尺度上的平均降水表现出湿偏差;而高分辨率试验能够更好地刻画复杂地形区域MCS从午后生成并逐渐向东传播的日变化特征,进而合理地再现梅雨期平均降水。最后,RegCM4.7中的微物理方案和陆面模式的选取对降水的模拟影响不大。综上,一系列数值试验结果表明区域气候模式RegCM4.7对包括2020年超强梅雨个例在内的长江中下游梅雨期降水具有较好的模拟技巧,相较而言,当RegCM4.7模式采用Tiedtke积云对流参数化时梅雨降水整体模拟技巧相对最佳,若更关注复杂地形区域的降水可考虑采用高水平分辨率配置。

关键词：梅雨模拟 RegCM4区域模式积云对流参数化方案模式分辨率 2020超强梅雨

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