检索结果-内蒙古大学图书馆

高原气象 2021年第3期40卷 510-524页

作者：陈相甫赵宇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

利用2011-2020年6-8月全国2400个地面自动站观测的逐小时降水资料和常规观测,结合美国NCEP/NCAR 1°×1°的6 h间隔再分析资料,基于站点统计了冷涡背景下东北地区短时强降水的时空分布特征。然后着眼降水落区,基于冷涡位置... 详细信息

利用2011-2020年6-8月全国2400个地面自动站观测的逐小时降水资料和常规观测,结合美国NCEP/NCAR 1°×1°的6 h间隔再分析资料,基于站点统计了冷涡背景下东北地区短时强降水的时空分布特征。然后着眼降水落区,基于冷涡位置、形状、发展阶段以及与热带系统的相互作用等将冷涡短时强降水分为西北气流型、纬向型、南涡型、副高型和经向型,并讨论了5类短时强降水的对流参数特征。结果表明:6月,冷涡短时强降水多由中涡造成,7月和8月主要由北涡引起。短时强降水主要发生在午后,17:00(北京时)达到峰值。冷涡短时强降水高频区位于辽宁,次高频区位于吉林中部、黑龙江中西部和东北部。不同类型的短时强降水,其降水落区在冷涡不同发展阶段有所差异。冷涡短时强降水发生在条件不稳定的大气中,西北气流型、纬向型和经向型短时强降水的850 hPa与500 hPa温差一般大于25℃;副高型和南涡型短时强降水的850 hPa与500 hPa温差一般小于24℃,但地面露点和可降水量明显比其他3类大。5类短时强降水的对流有效位能一般不超过1500 J·kg^(-1)。大多数情况下,副高型短时强降水发生在中等强度的垂直风切变环境中,其他4类发生在弱的垂直风切变环境中。

关键词：冷涡短时强降水合成分析对流参数垂直风切变

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湖南省主汛期５—８月降水过程延伸期智能预报

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大气科学学报 2025年第3期 486页

作者：曾玲玲谭桂容赵辉张祎黄超费麒铭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湖南省气候中心洞庭湖国家气候观象台

延伸期预报(提前10～30 d的天气预报)是目前尚未解决而又亟需解决的预报问题之一。本文利用2005—2022年湖南省97站逐日降水资料以及次季节至季节(subseasonal-to-seasonal, S2S)欧洲中期天气预报中心(ECMWF)和美国国家环境预报中心(NC... 详细信息

延伸期预报(提前10～30 d的天气预报)是目前尚未解决而又亟需解决的预报问题之一。本文利用2005—2022年湖南省97站逐日降水资料以及次季节至季节(subseasonal-to-seasonal, S2S)欧洲中期天气预报中心(ECMWF)和美国国家环境预报中心(NCEP)两种模式预报产品，并分别以2005—2018年和2019—2022年为训练验证和独立预测年。基于模式的降水与环流预报产品，首先采用分级累积概率匹配和低频阈值法，对模式降水预报进行订正；然后通过分析大尺度环流特征与降水场的耦合关系，结合卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)技术，分别构建基于ECMWF和NCEP动态预报产品的降水预测模型；最后对多种模型的预测结果进行集成，优化预测结果。试验结果表明，经过订正的两种模式延伸期降水预报的准确性均有显著提升，其中NCEP模式预报技巧的改进大于ECMWF模式。具体而言，订正后的NCEP模式单站降水预报TS评分提升38.5%,区域降水评分提升43.9%;ECMWF模式的TS评分提升14.0%,区域降水评分提升24.2%。独立预测表明，ECMWF模式预报的准确性要优于NCEP模式，特别是15 d预报时效前。CNN模型在15～30 d预报中展现出超越单一数值模式的预测能力，基于动力模式和CNN模型优势的集成预测在整个延伸期预报时效内均展现出较高的预报技巧。

关键词：偏差订正卷积神经网络延伸期预报最优集成方法降水预报

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中国东北冬季极端低温的年代际变化及其成因

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气象科学 2022年第6期42卷 711-720页

作者：闵锦忠粘新悦孙玉婷李岩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

利用JRA-55再分析资料和中国824站日最低气温数据,分析了1961—2013年冬季中国东北地区极端低温的年代际变化及其动力成因。结果表明:东北冬季极端低温1980s中期前频发,1980s后期到2000s初少发,2000s后恢复多发。这与贝加尔湖阻塞高压... 详细信息

利用JRA-55再分析资料和中国824站日最低气温数据,分析了1961—2013年冬季中国东北地区极端低温的年代际变化及其动力成因。结果表明:东北冬季极端低温1980s中期前频发,1980s后期到2000s初少发,2000s后恢复多发。这与贝加尔湖阻塞高压频次偏多—偏少—偏多的同步年代际变化直接相关,与北极涛动(Arctic Oscillation,AO)和准定常行星波活动的年代际振荡相联系。相比于1980s中期前,1988—1999年期间行星波沿极地波导向平流层的传播减弱,引起高纬度平流层下层E-P通量辐合变弱;而行星波沿低纬波导往副热带对流层上层的传播增强,造成副热带对流层中上层E-P通量辐合增强。行星波E-P通量散度的异常由于波—流相互作用,分别导致了极夜急流加强、副热带急流减弱,因而AO增强,不利于贝湖阻高建立和环流经向型发展,极端低温减少。2000—2013年,行星波活动相反,导致AO减弱,贝湖阻高多发,极端低温恢复增多。

关键词：极端低温贝加尔湖阻塞高压北极涛动准定常行星波年代际变化

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1980—2000年北极平流层冬季十年际变化形势的逐月演变

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大气科学学报 2021年第4期44卷 585-591页

作者：吴国华刘仁强黎颖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 汉中市气象局陕西汉中723000

采用1980—2000年的ERA-Interim再分析资料,计算北半球冬季各月(12月、1月、2月)行星波的Eliassen-Palm(EP)通量及其散度,并按冬季不同月份分析平流层整层温度和纬向风场的十年际变化特征与行星波活动变化的关系。结果表明,温度的十年... 详细信息

采用1980—2000年的ERA-Interim再分析资料,计算北半球冬季各月(12月、1月、2月)行星波的Eliassen-Palm(EP)通量及其散度,并按冬季不同月份分析平流层整层温度和纬向风场的十年际变化特征与行星波活动变化的关系。结果表明,温度的十年际变化在高纬度中下平流层12月呈明显增温趋势,1月转为较弱的冷却趋势,2月为明显的冷却趋势。纬向风在中高纬平流层12月呈明显的减速变化,1月减速区与加速区相间分布但强度均较弱,而2月为明显的加速趋势。12月行星波沿低纬度波导向热带对流层顶的传播减弱,沿极地波导向平流层整层的传播明显加强;1月沿两支波导的传播趋势未变但均较弱;而2月行星波沿低纬度波导的传播转为加强趋势,沿极地波导的传播转为减弱趋势。相应地,EP通量散度场的十年际变化形势沿两支波导在12月与2月相反,1月为过渡阶段。因此,北极平流层温度、纬向风、EP通量及其散度场的十年际变化在冬季内呈现一个从北半球环状模(Northern Hemisphere Annular Mode,NAM)的负极趋势向正极趋势逐月演变的过程。

关键词：平流层十年际变化温度纬向风行星波活动

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中国东西部典型本底站黑碳气溶胶时空分布及来源分析

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海洋气象学报 2023年第3期43卷 20-31页

作者：古钰鑫朱彬钱朋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 气象灾害教育部重点实验室江苏南京210044 南京信息工程大学中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室江苏南京210044

基于2007-2018年4个代表性大气本底站(临安、上甸子、龙凤山和瓦里关)的逐小时黑碳(black carbon,BC)观测数据和同期气象资料,开展中国东西部BC时空变化特征分析;利用黑碳仪模型和浓度权重轨迹(concentration weighted trajectory,CWT)... 详细信息

基于2007-2018年4个代表性大气本底站(临安、上甸子、龙凤山和瓦里关)的逐小时黑碳(black carbon,BC)观测数据和同期气象资料,开展中国东西部BC时空变化特征分析;利用黑碳仪模型和浓度权重轨迹(concentration weighted trajectory,CWT)分析法对比分析了各站点BC的来源类型和潜在源区。结果表明:(1)中国BC质量浓度分布呈现“东高西低”的特点,各站点BC多年平均质量浓度依次为临安站[(3553±2336)ng·m^(-3)]、上甸子站[(2045±1918)ng·m^(-3)]、龙凤山站[(1966±2104)ng·m^(-3)]、瓦里关站[(455±380)ng·m^(-3)]。(2)东西部4个典型本底站点BC质量浓度季节变化和日变化特征不同。东部站点为冬季最高、春秋季次之、夏季最低,而西部站点表现为春季最高、夏季次之、冬季再次之、秋季最低;东部站点BC质量浓度日变化以“双峰型”分布为主,西部瓦里关站呈“昼高夜低”的高山站特征。研究期内,各站BC呈逐年显著下降的趋势,体现了中国大气污染治理的成效。(3)BC主要来自液态燃料的燃烧(简记为“BC liquid”);受冬季采暖影响,夏季BC liquid大于冬季。(4)受亚洲季风影响,不同季节近地面风场对东西部站点BC质量浓度的影响不同,BC潜在来源也不同。东部站冬季潜在源区多在周边大城市群,高值区范围较大;夏季多来自各站偏南方向。西部瓦里关站夏季潜在源区为四川北部城市群,冬季为中国兰州附近和印度北部。

关键词：黑碳气溶胶东西部大气本底站来源解析时空演变

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基于神经网络和地理信息的华东及华南地区降水概率预报

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大气科学学报 2021年第3期44卷 381-393页

作者：智协飞张珂珺田烨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江苏南京210044 天气在线气象应用研究所江苏无锡214000

基于欧洲中期天气预报中心(the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)2015年2月8日—2016年12月31日中国华东及华南地区24~168 h预报时效的逐日24 h累积降水集合预报资料,利用前馈神经网络建立NN(Neutral Network)模型及NN-GI(Neutral Network-Geographic Information)模型进行概率预报试验,并对两个模型输出的概率预报结果进行评估。结果表明,经NN模型和NN-GI模型订正后,降水概率预报结果得到明显改进,在168 h预报时效时,降水概率预报的CRPS值与原始集合预报相比分别下降了约16.00%、21.27%。与NN模型相比,NN-GI模型由于考虑到各格点的地理信息差异,在区域内预报技巧整体改进更优。这表明,在利用机器学习方法改进降水预报时,在模型中加入各个格点的地理信息非常重要。

关键词：降水概率预报神经网络地理信息 ECMWF集合预报

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福建省森林植被NEP时空变化及影响因子分析

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生态环境学报 2023年第5期32卷 845-856页

作者：翁升恒张玉琴姜冬昕潘卫华李丽纯张方敏福建省气象科学研究所福建福州350001 福建省灾害天气重点实验室/中国气象局海峡灾害天气重点开放实验室福建福州350001 福建省气象宣传科普教育中心福建福州350001 南京信息工程大学应用气象学院气象灾害预报预警与评估协同创新中心/江苏省农业气象重点实验室江苏南京210044

不断加剧的气候变化和人类活动增加了区域生态系统碳循环研究的不确定性。净生态系统生产力(NEP)能够定量描述陆地生态系统与大气之间的碳交换量,探究区域生态系统NEP的时空变化及对气象、植被等因子的响应有助于明晰区域生态系统碳收... 详细信息

不断加剧的气候变化和人类活动增加了区域生态系统碳循环研究的不确定性。净生态系统生产力(NEP)能够定量描述陆地生态系统与大气之间的碳交换量,探究区域生态系统NEP的时空变化及对气象、植被等因子的响应有助于明晰区域生态系统碳收支状况和应对气候变化。基于TEC模型和生态系统呼吸模型评估了福建省森林2000-2020年NEP时空格局,并借助地理探测器和贡献率方法探究了福建省NEP时空变化的主要驱动因子。结果表明:(1)2000-2020年福建省森林多年年均NEP为528 g·m^(-2),呈极显著的增强趋势。空间分布规律为“高值主要分布在福建南部的内陆地区,低值主要分布在中北部和南部沿海地区”,约48.3%的地区NEP呈显著上升趋势,主要分布在福建省的中部偏西南地区,而仅有1.00%的地区呈显著下降趋势;(2)空间分布上,影响福建省森林NEP的空间分异的主要因子为植被、地形和气象要素。归一化植被指数对森林NEP空间分布的影响最大,是影响福建省森林NEP空间分异的主要驱动因子,其次是地形和太阳辐射,高程的最适区间为891-1 491 m,而辐射的最适区间为128-130 W·m^(-2)。与单因子相比,双因子间的相互作用均增强了对NEP空间分布的影响,其中归一化植被指数与太阳辐射的交互作用对NEP解释力最强;(3)时间变化上,气候与植被因子综合解释了福建省森林NEP年际变化的46.7%,其中归一化植被指数的升高是NEP多年变化的主导因素,而气象因子的变化均对NEP的上升趋势起到了负抑制作用,这说明在“双碳”建设时需要有效提高植被对气候变化的适应能力。

关键词：福建森林净生态系统生产力时空变化影响因子

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长江三角洲地区昼夜降水变化及其差异

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科技通报 2023年第3期39卷 23-31,66页

作者：孙善磊杜新观张艺方周舒佳周洋毕早莹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/大气科学学院南京210044 金坛区气象局江苏金坛213200

厘清长江三角洲(长三角)地区昼夜降水变化规律有助于加深当地降水特征、过程和机制的理解。基于长三角地区202个气象站1973—2017年昼夜降水资料,详细分析了该地区昼夜降水时空变化特征。结果表明:(1)年尺度上,日总、白昼、夜间降水均... 详细信息

厘清长江三角洲(长三角)地区昼夜降水变化规律有助于加深当地降水特征、过程和机制的理解。基于长三角地区202个气象站1973—2017年昼夜降水资料,详细分析了该地区昼夜降水时空变化特征。结果表明:(1)年尺度上,日总、白昼、夜间降水均表现为由南向北递减;降水昼夜差异区域性特征明显,南部白昼降水显著多于夜间降水,而北部情况相反,且昼夜差异较大地区多对应复杂下垫面。降水昼夜差具有明显的季节性差异,春、夏季明显,其中以夏季最大。(2)整体而言,年和各季节(除春季)的日总、白昼、夜间降水均呈不同程度增加趋势,以夏季增加最为明显。年、秋和冬季的日总降水变化由夜间降水主导,春、夏季则由白昼降水主导。(3)夏季极端降水大值区位于浙江东南沿海和安徽西南部山区,且长江以北(南)的极端降水以夜间(白昼)降水为主导。夏季极端降水以增加趋势为主,其中长三角南部和北部的极端降水变化分别由白昼和夜间降水主导。

关键词：昼夜降水线性趋势极端降水时空变化长江三角洲地区

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对基于RegCM4降尺度的中国区域性暴雨事件模拟评估

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气候变化研究进展 2021年第4期17卷 420-429页

作者：蔡怡亨韩振宇周波涛南京信息工程大学大气科学学院南京210044 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/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 中国气象局国家气候中心北京100081

基于区域气候模式RegCM4对4个全球气候模式动力降尺度模拟(分别记为CdR、EdR、HdR、MdR)以及高分辨率格点观测数据CN05.1的日降水数据,利用"追踪式"客观识别方法,对1981—2005年中国区域性暴雨事件进行了识别,并评估了模式对... 详细信息

基于区域气候模式RegCM4对4个全球气候模式动力降尺度模拟(分别记为CdR、EdR、HdR、MdR)以及高分辨率格点观测数据CN05.1的日降水数据,利用"追踪式"客观识别方法,对1981—2005年中国区域性暴雨事件进行了识别,并评估了模式对其气候特征的模拟性能。结果表明:4个动力降尺度模拟以及多模式集合能较好地模拟区域性暴雨事件发生频次、平均持续时间、平均降水量、平均影响范围和综合强度的年内分布特征以及气候平均值。观测的区域性暴雨事件持续时间、平均降水量、平均影响范围和综合强度在不同区间的频率分布特征以及区域性暴雨事件的累计频次、累计持续时间和累计降水量的空间分布特征也能得到很好地再现。模拟值与观测的空间相关系数都在0.9以上,且均方根误差不超过0.4。不过,相对而言,模式模拟的区域性暴雨事件频次略少,主要由对中度区域性暴雨事件低估所致;模拟的平均持续时间和平均降水量略偏高,而平均影响范围略偏小。综合强度方面,除HdR外,其余模拟均有所高估,尤其是MdR。在频率分布特征和空间分布方面,CdR的模拟性能低于其他模拟。多模式集合模拟的平均持续时间、平均降水量、平均影响范围和综合强度的相对误差分别为13%、2%、-11%和3%。

关键词：区域性暴雨事件动力降尺度模拟评估气候特征

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南京北郊黑碳气溶胶分布特征及来源

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环境科学 2020年第10期41卷 4392-4401页

作者：谢锋林煜棋宋文怀鲍孟盈章炎麟南京信息工程大学应用气象学院耶鲁大学-南京信息工程大学大气环境中心南京210044 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气象灾害教育部重点实验室南京210044

黑碳(black carbon,BC)是含碳物质燃烧排放所产生的大气颗粒物(particulate matter,PM)中一种重要组分,其对辐射效应表现为对太阳辐射的吸收和散射,影响着地气系统的能量交换.本研究于2019年1~5月在南京北郊利用黑碳仪AE33(aethalometer... 详细信息

黑碳(black carbon,BC)是含碳物质燃烧排放所产生的大气颗粒物(particulate matter,PM)中一种重要组分,其对辐射效应表现为对太阳辐射的吸收和散射,影响着地气系统的能量交换.本研究于2019年1~5月在南京北郊利用黑碳仪AE33(aethalometer,magee)测量了黑碳气溶胶浓度数据,对其日夜变化和季节变化进行分析,并筛选出污染天与清洁天,对其特征和来源进行分析.结果显示采样期间黑炭气溶胶的平均浓度为(3.8±2.3)μg·m^-3,冬季浓度为春季的1.3倍.BC浓度呈现明显的日变化,BC高值出现在日间交通高峰时间段,受到交通排放的影响较大.?ngstrom指数α冬春整体差异不大,春季为1.32冬季为1.30,此结果也指出BC排放源以机动车排放为主.此外,针对采样期间污染天与清洁天的BC来源特征进行分析,发现污染天机动车排放源占比为68%~87%,清洁天为72%~86%,清洁天来源小幅波动但均以机动车排放源为主,污染天相对而言存在一定的机动车源减少生物质和煤炭燃烧源增加的情况,取决于污染时段的排放情况,利用BC/CO(0.005)进一步验证了上述源解析结果.通过PSCF和CWT分析可以得到南京北郊大气BC颗粒物以本地来源为主,但冬季可能存在来自东南地区的机动车排放来源,春季可能存在来自西南地区的生物质及煤炭燃烧来源.总体看来南京北郊黑碳气溶胶分布以冬高春低,并存在明显日夜变化,主要来源为本地的机动车排放为主.

关键词：黑碳气溶胶黑碳仪质量吸收效率(Angstrom指数) 潜在源贡献函数法(PSCF) 浓度权重轨迹法(CWT) 南京

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