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环境科学 2019年第8期40卷 3438-3446页

作者：吴瑕曹芳翟晓瑶范美益张世春章炎麟南京信息工程大学应用气象学院气候与环境变化国际合作联合实验室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 中国科学院东北地理与农业生态研究所长春130102

利用大流量采样器采集了长春城郊2016年10月至2016年11月大气细颗粒物(PM2.5)样品共40套,分析了颗粒物中的有机碳(OC)、元素碳(EC)以及非极性有机化合物(主要包括正构烷烃、多环芳烃以及藿烷类化合物)和生物质燃烧标志物左旋葡聚糖的质... 详细信息

利用大流量采样器采集了长春城郊2016年10月至2016年11月大气细颗粒物(PM2.5)样品共40套,分析了颗粒物中的有机碳(OC)、元素碳(EC)以及非极性有机化合物(主要包括正构烷烃、多环芳烃以及藿烷类化合物)和生物质燃烧标志物左旋葡聚糖的质量浓度,并用分子标记物、特征比值及主成分分析-多元线性回归(PCA-MLR)模型等方法探讨了有机气溶胶的主要来源.结果表明,观测期间PM2.5的平均质量浓度为(79. 0±55. 7)μg·m^-3,OC和EC的平均质量浓度分别为(20. 7±15. 6)μg·m^-3和(2. 2±1. 1)μg·m^-3,分别占PM2.5的26. 2%和2. 8%.所测非极性有机化合物的总平均浓度为(186. 3±104. 5) ng·m^-3,浓度高低顺序为正构烷烃[(101. 3±67. 0) ng·m^-3]>多环芳烃[(81. 4±46. 0) ng·m^-3]>藿烷类化合物[(3. 8±1. 9) ng·m^-3,其主要来源包括煤燃烧源、生物质燃烧源以及交通源.主成分分析-多元线性回归模型得出该地区有机气溶胶主要排放源的相对贡献依次是煤燃烧源(47. 0%)、生物质燃烧源(42. 6%)和交通源(10. 4%).本研究结果可为我国东北地区有机气溶胶污染防控提供科学依据.

关键词： PM2.5 有机碳(OC) 元素碳(EC) 非极性有机化合物主成分分析-多元线性回归(PCA-MLR)模型来源解析

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前期土壤湿度、海表面温度对中国夏季极端气温的预测能力评估

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大气科学学报 2019年第5期42卷 790-800页

作者：宋耀明邹永成王志福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

基于中国587站日最高、最低气温观测资料、月平均的ERA_interim土壤湿度(Soil Moisture,SM)再分析资料及扩展重建的海表面温度(Sea Surface Temperature,SST)资料(ERSST),对极端气温指数进行了定义,利用变形的典型相关分析和集合典型相... 详细信息

基于中国587站日最高、最低气温观测资料、月平均的ERA_interim土壤湿度(Soil Moisture,SM)再分析资料及扩展重建的海表面温度(Sea Surface Temperature,SST)资料(ERSST),对极端气温指数进行了定义,利用变形的典型相关分析和集合典型相关分析方法(Ensemble Canonical Correlation,ECC),分析了1979—2009年我国夏季极端气温与前期(春、前冬)SM、SST间的线性联系,建立了中国夏季极端气温预测模型,并对独立样本检验的效果进行了评估。结果表明:1)与中国夏季极端气温联系密切的前期SST异常的空间分布为类PDO(Pacific Decadal Oscillation)型,前期土壤湿度异常的区域为华南、青藏高原、东北和西北地区。2)交叉检验结果表明基于前冬预测因子的极端气温预测模型技巧高于春季,基于SM的极端气温预测模型技巧高于SST。3)独立样本检验表明基于前期SM、SST的ECC模型对中国东部夏季极端气温有一定的预测能力。因此,可以在夏季极端气温的预测业务中考虑前期SM、SST的影响。

关键词：夏季极端气温土壤湿度海表面温度典型相关分析

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不同海域海表温度强迫对东亚夏季风环流潜在可预报性的影响

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地球物理学进展 2019年第4期34卷 1341-1350页

作者：王涛曾刚伯忠凯李忠贤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 山东省气象局气候中心济南250031

本文采用1950—2000年观测的不同海域(全球、热带、热带印度洋-太平洋、热带印度洋及热带太平洋)海表温度分别驱动NCAR CAM3全球大气环流模式,分别进行了5个初值的集合试验,采用方差分析方法,研究了不同海域观测海表温度强迫下东亚夏季... 详细信息

本文采用1950—2000年观测的不同海域(全球、热带、热带印度洋-太平洋、热带印度洋及热带太平洋)海表温度分别驱动NCAR CAM3全球大气环流模式,分别进行了5个初值的集合试验,采用方差分析方法,研究了不同海域观测海表温度强迫下东亚夏季风环流的潜在可预报性.结果表明,在不同海域海表温度强迫作用下,东亚地区夏季风环流的潜在可预报性表现为低纬地区高于中高纬地区,其中全球海表温度强迫作用下的东亚夏季风环流的潜在可预报性超过0.5的范围要大于其他海域海表温度强迫作用下的范围.在全球海表温度强迫下,垂直方向上热带地区的夏季风环流潜在可预报性要高于中高纬度地区.东亚夏季100 hPa位势高度场潜在可预报性与热带太平洋海表温度存在密切的关系.东亚夏季500 hPa位势高度场潜在可预报性与热带印度洋海表温度的存在密切的关系,且这种关系存在年代际变化,20世纪70年代末以后两者关系由之前的关系弱转为很强的正相关.

关键词：潜在可预报性东亚夏季风环流海表温度

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玉溪烤烟低温冷害风险评价与区划

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河南农业大学学报 2020年第4期54卷 704-710页

作者：王秀珍景元书谢新乔杨继周李湘伟朱云聪胡保文田育天梅玲丽南京信息工程大学应用气象学院江苏南京210044 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 红塔烟草(集团)有限责任公司原料部云南玉溪653100

为了探究玉溪复杂地形下烤烟种植的低温冷害风险,规避气象灾害带来的影响和损失,利用玉溪七县二区13个烤烟气象观测站2009—2018年常规气象观测资料、社会经济数据等,综合危险性、敏感性、易损性、防灾减灾能力4个评价因子构建玉溪烤烟... 详细信息

为了探究玉溪复杂地形下烤烟种植的低温冷害风险,规避气象灾害带来的影响和损失,利用玉溪七县二区13个烤烟气象观测站2009—2018年常规气象观测资料、社会经济数据等,综合危险性、敏感性、易损性、防灾减灾能力4个评价因子构建玉溪烤烟低温冷害风险评估模型,借助GIS平台进行风险评价和区划。结果表明:1)灾害因子危险性表现为东北部较高、西南部较低,成熟采烤期较移栽伸根期危险性高。2)孕灾环境敏感性由西南向东北递减,大部区域敏感性在中等偏上;西部、北部地区承灾体易损性较高,中部地区较低;防灾减灾能力呈东高西低。3)综合风险评价结果表明,大部分区域在中等及中等气象风险以下,对比不同县区,江川区、澄江县、新平县东部、华宁县北部为中风险-高风险区;易门县、红塔区、通海县、峨山县为低-次高风险区。

关键词：烤烟低温冷害风险评价与区划玉溪

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一个诊断极区平流层温度变化的近似方程的检验及应用

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大气科学学报 2019年第6期42卷 874-879页

作者：刘仁强付焱焱吴国华王咏青 Wright J S 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 清华大学地球系统科学系北京100084

根据一个诊断极区平流层温度变化的近似方程及其滑动累加计算方案,采用19802000年的MERRA-2再分析日资料计算了北半球极区低平流层100 hPa逐月的温度增量项、动力加热项和非绝热加热项,以及各项的线性趋势。结果表明,各月温度增量项与... 详细信息

根据一个诊断极区平流层温度变化的近似方程及其滑动累加计算方案,采用19802000年的MERRA-2再分析日资料计算了北半球极区低平流层100 hPa逐月的温度增量项、动力加热项和非绝热加热项,以及各项的线性趋势。结果表明,各月温度增量项与累积的动力和非绝热加热之和在气候平均的年循环意义上接近平衡,而且它们的趋势也近似平衡。进一步通过多元回归,得到了动力和非绝热加热作用对当前月温度趋势的分别贡献,动力作用是北极低平流层冬季温度趋势的主导因素并且在冬季内不一致,而非绝热作用在其他季节是主导因素。

关键词：平流层温度变化热通量近似动力加热非绝热加热

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广东佛山EF3级龙卷超级单体风暴高分辨率数值模拟

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地球物理学报 2019年第11期62卷 4082-4097页

作者：唐嘉蕙冉令坤沈新勇炎利军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北京100029 佛山市气象局龙卷风研究中心广东佛山528000

本文对2015年10月4日发生于广东佛山地区台风“彩虹”登陆后螺旋云带中的一次强龙卷风过程进行高分辨率(148m,48m)数值模拟,结果产生了类龙卷涡旋(Tornado-LikeVortex,TLV),最接近观测到的龙卷风,并对龙卷超级单体及产生龙卷的TLV系统... 详细信息

本文对2015年10月4日发生于广东佛山地区台风“彩虹”登陆后螺旋云带中的一次强龙卷风过程进行高分辨率(148m,48m)数值模拟,结果产生了类龙卷涡旋(Tornado-LikeVortex,TLV),最接近观测到的龙卷风,并对龙卷超级单体及产生龙卷的TLV系统的三维动热力精细化结构进行诊断分析.结果表明,此次龙卷产生于超级单体右侧边缘,钩状回波显著,伴有明显的中气旋活动.模拟的龙卷超级单体与之前观测研究和理想化建模的龙卷超级单体结构相类似,超级单体后部云墙之下低层水成物呈现狭窄的触地漏斗状结构,对应低层的TLV系统;TLV具有中心气流下沉和周围气流上升的动力结构,对应上宽下窄的强烈涡管.与之前的研究相比,本次台风螺旋云带中的超级单体中后部入流较弱,出流较强,其前部气流上升存在水合物聚集.相对螺旋度(StormRelativeHelicity,SRH)的分析表明,超级单体的发展伴随正负SRH的增大,龙卷发生在SRH正负高值区的交界处.

关键词：龙卷类龙卷涡旋超级单体螺旋度

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青藏高原臭氧谷极端事件的定义及其特征

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大气科学学报 2019年第1期42卷 129-137页

作者：徐雯雯郭栋孙晓娟施春华陈丹段明铿饶建杜雅菡唐舟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江苏南京210044

利用1979—2016年ERA-interim逐日再分析资料,定义了青藏高原臭氧谷(Ozone Valley over the Tibetan Plateau,OVTP)极端和普通强(弱)事件,并讨论了其特征。结果表明:1) OVTP极端强事件在夏秋季节多发,10月最多,频率达2. 0%; OVTP普通强... 详细信息

利用1979—2016年ERA-interim逐日再分析资料,定义了青藏高原臭氧谷(Ozone Valley over the Tibetan Plateau,OVTP)极端和普通强(弱)事件,并讨论了其特征。结果表明:1) OVTP极端强事件在夏秋季节多发,10月最多,频率达2. 0%; OVTP普通强事件在春夏季多发,7月最多,频率达1. 7%。OVTP极端弱事件在秋冬季多发,12月最多,频率达3. 8%; OVTP普通弱事件在冬季多发,1月最多,频率达2. 0%。2) OVTP极端强事件出现频率显著增加(0. 004%·a^(-1)),极端弱事件出现频率显著减少(-0. 015%·a^(-1))。OVTP普通事件的变化均不显著。3) OVTP极端强事件的面积和强度均在秋季最大,10月达到最大值,面积为4. 3×10~5km^2,强度为1. 5×10~5t; OVTP普通强事件的面积和强度均在夏季最大,7月达到峰值,面积为1. 7×105km^2,强度为4. 1×10~3t。OVTP极端弱事件的面积和强度在春夏较小,4月达到最小值,面积为3. 2×10~4km^2,强度为1. 1×10~2t; OVTP普通弱事件的面积和强度在春夏秋均较小,4月和10月达到极小值,4月面积为2. 5×10~4km^2,强度为68 t,10月面积为2. 2×10~4km^2,强度为97t。4) OVTP极端和普通强事件的面积(强度)均呈显著增大(增强)趋势,极端强事件的面积达2. 5×10~2km^2·a^(-1),强度达2. 5×10~2t·a^(-1),普通强事件的面积达4. 5×10~2km^2·a^(-1),强度达4. 5 t·a^(-1)。极端和普通弱事件的面积(强度)均呈显著减小(减弱)趋势,极端弱事件的面积达-1. 7×10~4km^2·a^(-1),强度达-7. 0×10~3t·a^(-1),普通弱事件的面积达-2. 3×10~3km^2·a^(-1),强度达-2. 7×102t·a^(-1)。

关键词：青藏高原臭氧谷极端事件频数面积强度

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区域气候模式CWRF对东亚冬季风气候特征的模拟

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地球科学进展 2020年第3期35卷 319-330页

作者：王冰笛李清泉沈新勇董李丽汪方王涛梁信忠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江苏南京210044 国家气候中心/中国气象局气候研究开放实验室北京100081 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519082 沈阳区域气候中心辽宁沈阳110166 Earth System Science Interdisciplinary Center University of MarylandMDUSA20742

利用1979-2016年欧洲中期天气预报中心的ERA-Interim大气再分析资料及美国国家海洋和大气管理局的ERSSTv4海表面温度资料驱动区域气候模式CWRF,对东亚冬季风气候特征进行模拟和评估。结果表明:CWRF模式能够较好地再现东亚冬季风环流的... 详细信息

利用1979-2016年欧洲中期天气预报中心的ERA-Interim大气再分析资料及美国国家海洋和大气管理局的ERSSTv4海表面温度资料驱动区域气候模式CWRF,对东亚冬季风气候特征进行模拟和评估。结果表明:CWRF模式能够较好地再现东亚冬季风环流的平均特征,包括低层大陆冷高压的位置、中心强度以及高低层风场的变化特征,对北风出现区域和频率的模拟也与再分析资料的结果相符。该模式模拟的中国地区的气温、降水分布与观测基本一致,水汽输送也与再分析资料吻合,来自孟加拉湾的水汽为华南降水所需的水分起着至关重要的作用。对视热源和视水汽汇的模拟结果表明,模式较好地模拟出了东亚大陆与邻近海域的热力差异。分析结果均表明,区域气候模式CWRF具备模拟东亚冬季风主要特征的能力。

关键词：区域气候模式东亚冬季风数值模拟 CWRF 冬季风指数

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南方涛动年际变化与夏季亚澳季风环流及海洋性大陆区域气候异常的联系

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大气科学学报 2019年第1期42卷 36-45页

作者：张萌萌管兆勇张奔奔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江苏南京210044

利用美国NOAA卫星观测的SOI(Southern Oscillation Index,南方涛动指数)资料以及NCEP/NCAR、CMAP月平均资料,采用相关分析等方法,研究了南方涛动年际变化与夏季亚澳季风环流及海洋性大陆区域气候异常的联系。结果表明:南方涛动具有显著... 详细信息

利用美国NOAA卫星观测的SOI(Southern Oscillation Index,南方涛动指数)资料以及NCEP/NCAR、CMAP月平均资料,采用相关分析等方法,研究了南方涛动年际变化与夏季亚澳季风环流及海洋性大陆区域气候异常的联系。结果表明:南方涛动具有显著的年际变化特征,这种年际变化对夏季亚澳季风区及海洋性大陆区域的环流、降水及温度异常有重要影响。当SOI正位相时,赤道以南的澳大利亚东部地区以及西北太平洋海域高层为气旋,低层为反气旋,赤道地区的东部太平洋低层为辐散中心,高层为辐合中心,有利于下沉运动维持;加里曼丹岛附近低层辐合,高层辐散,有利于上升运动维持;海洋性大陆地区降水为显著的正异常,东亚地区降水存在较弱的正异常;海洋性大陆地区以及我国青藏高原到东海一带温度为正异常,孟加拉湾及印度半岛区域温度为负异常。

关键词：南方涛动亚澳季风环流海洋性大陆年际变化气候异常

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贺兰山东麓两次局地暴雨过程的湿位涡诊断分析

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暴雨灾害 2020年第2期39卷 148-157页

作者：肖云清沈新勇张晓露杨苑媛张建荣张弛李小凡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7500113 银川市气象局银川750011 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 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 珠海519082 浙江大学地球科学学院杭州310027

利用自动气象站雨量资料、MICAPS4调阅资料以及NCEP再分析资料,对比分析了2016年8月21日和2018年7月22日宁夏贺兰山东麓两次局地暴雨过程的降水特征、环流形势等,重点对两次过程的湿位涡场进行了诊断分析。结果表明:两次暴雨过程第一阶... 详细信息

利用自动气象站雨量资料、MICAPS4调阅资料以及NCEP再分析资料,对比分析了2016年8月21日和2018年7月22日宁夏贺兰山东麓两次局地暴雨过程的降水特征、环流形势等,重点对两次过程的湿位涡场进行了诊断分析。结果表明:两次暴雨过程第一阶段均为暖区降水,表现出降水范围小、时间短、强度大,相对第一阶段降水,第二阶段降水范围较大、雨强较小。两次过程强降水均发生在假相当位温(θse)等值线密集区,并沿低空急流轴呈长条状分布,强降水时段与θse最大值出现时间相一致。暴雨区位于位涡(PV)负值中心区附近,暴雨发生发展过程与PV负值中心的移动和变化较为一致,PV负值中心的加强和减弱以及移动方向对局地暴雨的预报有很好的指示意义。对流层500 hPa以上湿位涡正压项(MPV1)正的大值区对应700 hPa以下负的大值区,正负中心区垂直叠加的配置有利于暴雨发生发展。垂直剖面图上600 hPa都存在湿位涡斜压项(MPV2)负极值中心,对流层中低层MPV2负极值中心的强度和维持时间以及变化对局地暴雨的预报有一定的指示作用。

关键词：局地暴雨湿位涡诊断分析贺兰山东麓

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