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大气科学学报 2019年第4期42卷 492-501页

作者：管靓张宇昕葛旭阳姜有山上海海洋中心气象台上海200030 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 镇江市气象局江苏镇江212001 南京市气象台江苏南京210019

利用美国威斯康星大学气象卫星研究合作院提供的集成微波图像资料和联合台风预警中心的最佳路径资料,普查2005—2014年西北太平洋地区具有同心眼墙结构的35个强台风个例。对比分析了有、无同心眼墙及同心眼墙生成快、慢的样本的环境场... 详细信息

利用美国威斯康星大学气象卫星研究合作院提供的集成微波图像资料和联合台风预警中心的最佳路径资料,普查2005—2014年西北太平洋地区具有同心眼墙结构的35个强台风个例。对比分析了有、无同心眼墙及同心眼墙生成快、慢的样本的环境场和自身初始结构差异。结果表明:环境场要素对同心眼墙形成与否具有重要调制作用,环境场相对湿度越大,海温越高,同心眼墙越易生成;而同心眼墙的形成速率与自身结构存在密切关系,初始涡旋尺度越大,同心眼墙生成越快,外眼墙位置距离台风中心越远,眼墙替换时间越长,眼墙替换前后强度变化越明显。

关键词：同心眼墙热带气旋初始结构环境场要素

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初始场与云微物理参数方案在飑线数值模拟中的对比研究

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高原气象 2019年第2期38卷 410-420页

作者：张弛王咏青廖玥沈新勇李小凡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 中国科学院大气物理研究所云降水物理与强风暴重点实验室北京100029 浙江大学地球科学学院浙江杭州310027

采用CM1模式以200 m的高精度水平网格距对一次东北冷涡下的飑线过程进行模拟,采用1 km的水平网格距进行对比试验探究网格距的影响,并通过探空资料的替换与修改研究不稳定能量和垂直风切变对飑线发展的影响。研究表明,水平网格距增大主... 详细信息

采用CM1模式以200 m的高精度水平网格距对一次东北冷涡下的飑线过程进行模拟,采用1 km的水平网格距进行对比试验探究网格距的影响,并通过探空资料的替换与修改研究不稳定能量和垂直风切变对飑线发展的影响。研究表明,水平网格距增大主要使系统演变减缓,强度也有一定的减弱;初始场的不稳定能量减小会使飑线减弱明显,直至无法生成;垂直风切变对飑线的形成影响较小,主要改变了飑线的结构,没有垂直风切变时形成的飑线更为松散。最后的敏感性试验研究了7种云微物理参数方案对飑线内水粒子分布的影响,发现不同的云微物理参数方案会使水粒子的含量和分布出现变化,进一步影响固、液态的降水,飑线模拟采用的NA方案高层冰和雪含量最高,但由于雨和降落到地表的雹、霰含量低,使得累计降水量最小。

关键词： CM1模式飑线云微物理参数方案

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基于CWRF模式夏季日降水量的订正技术对比

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热带气象学报 2019年第6期35卷 842-851页

作者：李欣韵余锦华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 Earth System Science Interdisciplinary Center University of MarylandMDUSA 20742

误差订正是提高模式模拟和预报性能的有效方法。基于CWRF(regional Climate-Weather Research and Forecasting model)25套不同物理参数化方案的日降水量模拟资料,对比仅进行降水日数订正(OCD)、仅进行降水量订正(OCM)和先订正降水日数... 详细信息

误差订正是提高模式模拟和预报性能的有效方法。基于CWRF(regional Climate-Weather Research and Forecasting model)25套不同物理参数化方案的日降水量模拟资料,对比仅进行降水日数订正(OCD)、仅进行降水量订正(OCM)和先订正降水日数再订正降水量(COR)三种订正方法,先订正再等权重集成和先等权重集成再订正两种订正思路,重点对1997—2015年华中和华南地区夏季日降水进行订正效果的对比。结果表明:(1)降水日的订正是必要的,综合而言COR方法对CWRF模式日降水的订正效果更佳,尤其是小量级降水,但降水强度的表现不如OCM;(2)先集成后订正的效果更好;(3)CWRF模式不同参数化方案对日降水的模拟能力有显著差别,经过订正后模拟能力均有所提升,但对于不同的模拟方案,其订正效果也不同。表明,误差订正确实能有效提高模式模拟及预报性能,但其效果存在不确定性。提高模式的预报性能,关键还是提高模式对真实大气动力学的表述能力。

关键词： CWRF模式误差订正分位数映射方法

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喀拉海和巴伦支海海冰对中高纬异常纬向环流暨中国东部重霾天气形成的作用

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大气科学学报 2019年第2期42卷 267-279页

作者：陈诚牛涛陆尔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 中国气象局灾害天气国家重点实验室/中国气象局大气化学实验室/中国气象科学研究院北京100081

采用1981年1月—2017年2月国家气象信息中心雾、霾数据集资料、同期NCEP/NCAR再分析资料以及哈德来中心的海冰资料,分析了秋冬季喀拉海和巴伦支海海冰变化与东亚冬季风暨中国东部冬季雾和霾日数变化特征之间的关系。研究结果表明,喀拉... 详细信息

采用1981年1月—2017年2月国家气象信息中心雾、霾数据集资料、同期NCEP/NCAR再分析资料以及哈德来中心的海冰资料,分析了秋冬季喀拉海和巴伦支海海冰变化与东亚冬季风暨中国东部冬季雾和霾日数变化特征之间的关系。研究结果表明,喀拉海和巴伦支海海冰对亚洲区中高纬纬向环流有重要影响,秋季海冰异常偏少是冬季亚洲区中高纬异常纬向环流形成的诱因之一。该地区秋季海冰偏少年,冬季亚洲中高纬地区纬向环流异常偏强,东亚大槽偏弱,影响我国东部地区的东亚冬季风减弱,这为大气污染物在水平方向上的聚集提供了有利条件,同时在海冰偏少年,对流层从中层向下均为正温度距平,与地表温差减小,不利于对流发展,使得大气的状况变得更加稳定,不利于大气污染物在垂直方向上的扩散,水平和垂直方向上的共同作用导致中国东部地区易发生霾天气过程。虽然喀拉海和巴伦支海海冰是影响中国东部地区冬季霾过程发生的重要因子之一,但其对冬季中国东部雾天气发生日数多寡的影响并不显著。亚洲区纬向环流指数相比经向环流指数更能反映中国东部地区冬季雾-霾日数的变化,冬季亚洲中高纬纬向环流越强,中国东部地区雾-霾日数越多。

关键词：海冰雾霾东亚冬季风纬向环流

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中国东部夏季风雨带向北推进与条件对称不稳定的关系研究

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大气科学 2019年第5期43卷 943-958页

作者：黄明策 CAO Zuohao 沈新勇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 广西壮族自治区气象台南宁530022 Environment Canada TorontoOntarioCanada 中国科学院大气物理研究所云降水物理与强风暴重点实验室北京100029

利用1981~2010年欧洲中期天气预报中心(ECMWF)ERA-interim再分析资料和中国741站日降水资料,分析了中国东部夏季风雨季期间,条件对称不稳定(CSI)与季风雨带季节性向北推进的关系。结果表明,逐月强降水距平场显示了雨带强降水中心自华南(... 详细信息

利用1981~2010年欧洲中期天气预报中心(ECMWF)ERA-interim再分析资料和中国741站日降水资料,分析了中国东部夏季风雨季期间,条件对称不稳定(CSI)与季风雨带季节性向北推进的关系。结果表明,逐月强降水距平场显示了雨带强降水中心自华南(4~6月)先北跳到江淮(5~7月),再到华北(7~8月)的季节性进程,特别是7~8月强降水距平场具有'北多南少'分布特征,与对应的平均雨量场相比,其表征雨带季节性北跳现象更显著。与雨带强降水中心季节性变化一致,大气负湿位涡通量中心亦先在华南停滞(4~6月)、然后移到江淮(5~7月),最后到达华北(7~8月)。在垂直方向上,CSI区4、5及9月主要在925~600 hPa,而6~8月抬升到700~600 hPa,CSI区也很好地表征了夏季风北进加强、南撤减弱以及所伴随的雨带变化趋势。在春末夏初,夏季风建立初期的华南、江淮雨季集中期,热成风(垂直风切变)作用对倾斜对流有效位能(SCAPE)的贡献占绝对优势,盛夏的华北雨季集中期则相反,浮力作用项(CAPE)占主要作用;同时,热成风作用项的季节分布与强降水中心季节变化一致,但浮力作用项却没有这种变化关系。条件性湿位涡通量指数(CMF index)可指示雨带强降水异常区。

关键词：季风雨带强降水湿位涡通量条件对称不稳定对流有效位能倾斜对流有效位能

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南印度洋大气垂直环流与江西6月降水的关系

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热带气象学报 2019年第3期35卷 423-432页

作者：张黎谭桂容章毅之南京信息工程大学大气科学学院江苏南京210044 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江苏南京210044 江西省气候中心江西南昌330000

使用江西省82站1959-2016年6月降水资料和NCEP/NCAR逐月再分析资料,研究了南印度洋大气垂直环流与江西6月降水的关系,并运用大尺度局地涡度倾向变化方程诊断了年际、年代际变化引起的局地涡度倾向异常对江西6月降水的贡献,解释了南印度... 详细信息

使用江西省82站1959-2016年6月降水资料和NCEP/NCAR逐月再分析资料,研究了南印度洋大气垂直环流与江西6月降水的关系,并运用大尺度局地涡度倾向变化方程诊断了年际、年代际变化引起的局地涡度倾向异常对江西6月降水的贡献,解释了南印度洋大气垂直环流与江西6月降水年际关系发生年代际改变的原因。结果表明南印度洋大气垂直环流与江西6月降水有密切的关系,且两者的年际关系存在年代际变化:(1)二者关系在1960年代末和1990年代初发生了两次转变,1969年前为显著正相关,1969-1989年相关性不明显,1990年后又转变为显著正相关。(2)江西6月降水偏多年,500 hPa上东亚地区从中高纬到低纬为"+-+"距平符号分布,江西区域异常正涡度,低层南北风距平在江西上空交汇;降水偏少年环流异常则相反。(3)南印度洋大气垂直环流可引起东亚环流异常,使江西区域涡度正异常;但其影响与背景场的变化有关。动力诊断表明,1969-1989年南印度洋大气垂直环流年际异常对江西局地涡度为正贡献,但年代际异常为负贡献,削弱了年际异常的作用;1990-2016年阶段年际异常为正贡献,同时年代际异常也为正贡献,加强了年际异常的作用,使得其与江西6月降水的正相关显著。

关键词：南印度洋垂直环流江西6月降水年代际变化年际变化动力诊断

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西藏拉萨汛期降水日变化特征

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干旱气象 2020年第1期38卷 58-65页

作者：多典洛珠周顺武宋倩倩孙阳赤曲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 西藏自治区拉萨市气象局西藏拉萨850000 西藏自治区气象台西藏拉萨850000

利用拉萨2005—2017年逐小时降水观测资料和1969—2017年逐3 h降水观测资料,在分析该站汛期(5—9月)降水日变化特征的基础上,揭示该站昼夜降水的长期演变特征。结果表明:(1)拉萨小时降水量和降水频次日变化呈单峰型分布,两者峰值均出现... 详细信息

利用拉萨2005—2017年逐小时降水观测资料和1969—2017年逐3 h降水观测资料,在分析该站汛期(5—9月)降水日变化特征的基础上,揭示该站昼夜降水的长期演变特征。结果表明:(1)拉萨小时降水量和降水频次日变化呈单峰型分布,两者峰值均出现在05:00(北京时,下同),谷值出现在15:00—17:00;小时降水强度日变化呈双峰型分布,峰值出现在17:00和00:00,谷值出现在13:00—15:00。(2)拉萨汛期不同等级降水的小时降水量和降水频次日变化位相不同,其中微雨和小雨的小时降水量和降水频次日变化为单峰型,且峰值均出现在05:00,而中雨及以上小时降水量和降水频次日变化峰值出现时间较微雨和小雨略有提前。(3)近49 a拉萨汛期昼夜降水量显著增多,降水强度显著增强,而降水日数无明显趋势,降水强度增强是拉萨汛期降水量增多的主要原因。

关键词：日变化降水量降水频次降水强度昼夜降水

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硫酸盐气溶胶间接效应对中国东部冬季气候的影响

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气象与环境学报 2020年第5期36卷 52-61页

作者：王东东朱彬万绪江中国气象局沈阳大气环境研究所辽宁沈阳110166 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候与环境变化国际合作联合实验室江苏南京210044 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 南京信息工程大学中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室江苏南京210044 辽宁省人工影响天气办公室辽宁沈阳110166

气溶胶间接效应通过对云的作用来影响气候,其过程复杂且不确定性较大。本研究利用美国国家大气研究中心(NCAR)的公共大气模式CAM5.1,通过改变模式中硫酸盐气溶胶转化为云凝结核数浓度的数量,设计了硫酸盐气溶胶间接效应的敏感性试验,通... 详细信息

气溶胶间接效应通过对云的作用来影响气候,其过程复杂且不确定性较大。本研究利用美国国家大气研究中心(NCAR)的公共大气模式CAM5.1,通过改变模式中硫酸盐气溶胶转化为云凝结核数浓度的数量,设计了硫酸盐气溶胶间接效应的敏感性试验,通过与控制试验对比来研究其间接效应对中国东部地区冬季云、降水和季风强度的影响。结果表明:在东亚地区云凝结核形成过程中,硫酸盐气溶胶占绝对的主导地位。硫酸盐气溶胶间接效应导致中国东部地区冬季云凝结核和云滴数浓度显著增加,海洋和陆地低层的云滴有效半径减小和总云液水路径的增加,导致了云反照率的增加。引起的负辐射强迫使地表和大气降温,海平面气压升高,增加的海陆气压梯度导致中国南方地区东亚冬季风增强,总降水率减少。硫酸盐气溶胶间接效应可能不是东亚冬季风在20世纪80年代中期年际变率减弱的原因。

关键词：硫酸盐气溶胶 CAM5.1模式敏感性试验东亚冬季风

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青藏高原那曲地区一次对流云降水的数值模拟

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高原山地气象研究 2020年第3期40卷 18-28页

作者：侯文轩华维郭艺媛黄天赐范广洲成都信息工程大学大气科学学院/高原大气与环境四川省重点实验室成都610225 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 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

利用NCEP FNL再分析资料为初始场,通过WRF中尺度数值模式(V3.9.1版本)对2015年8月26~27日青藏高原那曲地区一次对流云降水过程进行了模拟,分析了不同积云对流参数化方案和云微物理参数化方案组合对本次降水过程中降水量、环流场、雷达... 详细信息

利用NCEP FNL再分析资料为初始场,通过WRF中尺度数值模式(V3.9.1版本)对2015年8月26~27日青藏高原那曲地区一次对流云降水过程进行了模拟,分析了不同积云对流参数化方案和云微物理参数化方案组合对本次降水过程中降水量、环流场、雷达反射率以及云微物理特征模拟效果的影响。结果表明:WRF模式能较好地模拟出本次降水的时空变化特征,但不同参数化方案组合各有优势,总体而言,Grell-Devenyi+SUB_YLIN和Grell-Freitas+SUB_YLIN组合模拟性能最优。本次对流云降水以冰相过程为主,雪粒子贡献最大,暖云粒子对降水的影响并不明显。从云微物理过程的时间演变可看出,性能最好的SUB_YLIN方案能合理模拟降水过程中雪粒子与冰晶粒子间的转换过程,雪粒子可在凝结过程中释放潜热促使对流运动发展,也可通过融化过程促进降水发生,对流层高层冰晶粒子凝华产生的潜热释放亦为深对流的发展创造了有利条件。

关键词：青藏高原对流云降水云微物理数值模拟

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北半球平流层春季最后增温事件爆发日期定义方法的比较分析

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气象科技进展 2024年第5期14卷 29-36页

作者：刘翔宇闫柳池胡景高邓洁淳李宗泽何欢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 中国科学院大学北京100049 南京创蓝科技有限公司南京211135

本文对定义北半球平流层春季最后增温事件(Stratospheric Final Warming,SFW)爆发日期的三种不同方法进行了比较分析。三种方法分别为:1)基于平流层极夜急流核心纬度带(60°--75°N)逐日纬向平均纬向风最后一次由西风转为东风... 详细信息

本文对定义北半球平流层春季最后增温事件(Stratospheric Final Warming,SFW)爆发日期的三种不同方法进行了比较分析。三种方法分别为:1)基于平流层极夜急流核心纬度带(60°--75°N)逐日纬向平均纬向风最后一次由西风转为东风的时间,简称为逐日风场反转法;2)将月平均纬向风场数据线性插值成逐日数据,然后基于插值后的逐日纬向平均纬向风由西风转为东风的时间,简称为月均风场插值法;3)90°N与60°N之间纬向平均温度经向梯度最后一次由负转正的日期,简称为温度梯度反转法。结果表明,由逐日风场反转法和月均风场插值法得到的SFW爆发日期基本一致,但是当平流层冬末和春初发生爆发性增温时,两种方法确定的SFW爆发日期易出现较大偏差;温度梯度反转法确定的SFW爆发日期早于逐日风场反转法确定的SFW爆发日期,在30 hPa等压面层,两种方法定义的平均日期相差16 d。由于逐日风场反转法在实际使用时更为常见,因此,以该方法为参考,对温度梯度反转法进行修订,结果表明,如果将温度梯度反转法中的阈值由0 K提高为3 K,以上利用温度和风场确定的SFW爆发日期则基本一致。

关键词：平流层最后增温事件爆发日期逐日风场反转月均风场插值温度梯度反转

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