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超强台风“天鹅”(2015)路径突变过程机理研究

大气科学 2018年第1期42卷 227-238页

作者：毕鑫鑫陈光华周伟灿南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验彭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季风系统研究中心北京100029

本文采用中国气象局的最佳台风路径数据和美国国家环境预报中心1°×1°每6 h再分析资料作为研究工作的基本场,运用了分部位涡反演方法探讨影响2015年第15号超强台风"天鹅"路径突变的物理机制,得到以下结论:(1)... 详细信息

本文采用中国气象局的最佳台风路径数据和美国国家环境预报中心1°×1°每6 h再分析资料作为研究工作的基本场,运用了分部位涡反演方法探讨影响2015年第15号超强台风"天鹅"路径突变的物理机制,得到以下结论:(1)就天气系统而言,"天鹅"整个移动过程中都受到周围环境场及引导气流的影响,主要的影响系统包括西北太平洋副热带高压、季风涡旋、邻近台风"艾莎尼"及台风外围反气旋;(2)定量分析了与各影响系统扰动位涡相关的引导气流矢量,发现整个过程中超强台风"天鹅"的移动始终受西北太平洋副热带高压的影响,其次是来自季风涡旋及台风外围反气旋的贡献,而当"天鹅"有向北转向趋势时,与外围反气旋相关的东北向引导气流导致了台风的路径北折;(3)进一步定量分析了总扰动位涡在不同高度层上相关引导气流的贡献,结果表明在垂直方向上对流层中层系统的引导气流矢量与"天鹅"的移动最为吻合,而形成于低层系统的偏南风气流与"天鹅"向北突然转向有着密切的联系,并在转向后逐渐向中高层发展增强。

关键词：台风位涡反演路径突变引导气流

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基于ERA-Interim的中国云水量时空分布和变化趋势

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高原气象 2018年第6期37卷 1590-1604页

作者：刘菊菊游庆龙周毓荃马茜蓉蔡淼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 中国气象科学研究院北京100081

利用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)发布的新一代全球分辨率ERA-Interim再分析数据,用九点平滑、一元线性回归法分析了1979-2016年中国云水量时空分布特征和变化趋势。结果表明:(1)中国云水含量和云液水含量大值区主要位于四川东部-湖南85... 详细信息

利用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)发布的新一代全球分辨率ERA-Interim再分析数据,用九点平滑、一元线性回归法分析了1979-2016年中国云水量时空分布特征和变化趋势。结果表明:(1)中国云水含量和云液水含量大值区主要位于四川东部-湖南850～500 h Pa,量值达0. 015～0. 045 g·kg^(-1),这一分布与该地区层状云的富集有关。云冰水含量大值区主要位于中东部地区(27°N-35°N,97°E-110°E) 500～250 hPa,量值达0. 006～0. 025 g·kg^(-1)。三者小值区均位于西北地区西部。(2)中国多年平均整层云水量无明显线性趋势。春季云水量呈略减少,秋、冬季呈略增加趋势,夏季无明显趋势。云水量有明显年际变化,夏季年际变化远小于其他季节;干旱区、半干旱区整层云液态水含量的年际变化大于湿润区,云冰水含量相反。云水量空间变化呈西增东减趋势。(3)云水量大值区对应水汽输送辐合和低层上升运动,且对流层中低层水汽通量散度可在一定程度上表征云水含量。从而为认识和理解气候变化对中国水资源的影响提供一定依据。

关键词：云水量时空分布变化趋势

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海洋性大陆西部夏季降水异常:独立和联系于IOD的模态

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大气科学学报 2018年第3期41卷 318-329页

作者：许琪管兆勇金大超王旭栋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 江苏省气象局江苏省气候中心江苏南京210009

采用1979—2013年的NCEP/NCAR、GPCP和GODAS月平均再分析资料,通过回归分析等方法,研究了海洋性大陆(Maritime Continent,MC)地区偏印度洋一侧降水的区域性特征及其与热带、东亚地区环流变化的联系。结果表明:MC西部,爪洼岛以西洋面(A区... 详细信息

采用1979—2013年的NCEP/NCAR、GPCP和GODAS月平均再分析资料,通过回归分析等方法,研究了海洋性大陆(Maritime Continent,MC)地区偏印度洋一侧降水的区域性特征及其与热带、东亚地区环流变化的联系。结果表明:MC西部,爪洼岛以西洋面(A区)与苏门答腊海以西赤道洋面(B区)降水存在一定程度相关的同时,还存在较大差异。两个区域夏季降水正异常时,来自赤道印度洋、赤道太平洋、南海及孟加拉湾地区的水汽输送偏强。A区降水与IOD(Indian Ocean Diapole)现象密切相关,B区降水则与季风活动的变化联系密切。A区降水异常偏多时,混合层的暖海水向A区汇合,A区的海温异常偏高得以维持,对流层低层在A区及其西南部出现气旋性环流,产生气流辐合,有利于上升运动的发生,降水增多。当B区降水正异常时,对流层低层环流与A区降水正异常时较为相似,但气旋性环流范围偏小、偏西。B区暖海温的维持主要与海洋中的垂直运动有关。这些研究结果有利于深刻认识MC区域气候变动特征及亚洲夏季风环流异常的成因。

关键词：海洋性大陆降水异常 IOD 海温异常北半球夏季

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一次东移型西南低涡引发的强降水诊断分析

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成都信息工程大学学报 2019年第4期34卷 384-391页

作者：蔺邹兴华维范广洲吴秋月李佩芝王星成都信息工程大学大气科学学院气候与环境变化联合实验室高原大气与环境四川省重点实验室四川成都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

为研究由西南涡东移引发暴雨的中尺度特征,利用NCEP逐日4次1°×1°格点FNL再分析资料和中国自动气象站与CMORPH融合0.1°×0.1°格点逐时降水资料,采用非地转湿Q和湿位涡诊断方法,对2015年7月14~17日中国中部... 详细信息

为研究由西南涡东移引发暴雨的中尺度特征,利用NCEP逐日4次1°×1°格点FNL再分析资料和中国自动气象站与CMORPH融合0.1°×0.1°格点逐时降水资料,采用非地转湿Q和湿位涡诊断方法,对2015年7月14~17日中国中部一次由西南涡引发的自西向东强降水过程进行了诊断分析。结果表明:受中高纬500 hPa低槽、低纬副高西伸北抬、沿低槽南下的冷空气以及来自孟湾暖湿空气的影响,为此次降水提供了非常有利的条件。非地转湿Q散度较好地反映了低涡降水的落区和强度变化,对未来6 h降水落区和强度的预报具有较好的指示意义;湿Q辐合区与未来6 h降水落区大致相符,且暴雨中心与辐合中心相对应,对应上空上升运动明显,对激发对流运动有重要作用。西南涡降水的发生、发展与湿位涡的时空演变呈现良好的对应关系;其中,对流层中低层MPV1上正下负叠加配置促进了不稳定能量的释放,有利于的暴雨发生和发展,而MPV1和MPV2的重叠区域有利于垂直涡度的增长,是降水落区预报的警戒区。

关键词：大气科学中尺度气象西南低涡暴雨非地转湿Q 湿位涡诊断分析

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影响东北的北上温带气旋暴雪的统计特征

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高原气象 2018年第6期37卷 1705-1715页

作者：付亮赵宇杨成芳赵玲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 山东省气象台山东济南250031 黑龙江省气象台黑龙江哈尔滨150030

利用2000-2016年常规观测、台站降水资料和NCEP的1°×1°再分析资料,对影响东北的北上温带气旋暴雪进行了统计研究。根据500 hPa环流形势分为低涡型、浅槽型和深槽型暴雪,并对这三种类型暴雪的气旋路径、强度变化、降水分... 详细信息

利用2000-2016年常规观测、台站降水资料和NCEP的1°×1°再分析资料,对影响东北的北上温带气旋暴雪进行了统计研究。根据500 hPa环流形势分为低涡型、浅槽型和深槽型暴雪,并对这三种类型暴雪的气旋路径、强度变化、降水分布、水汽输送和热动力特征进行了详细分析。结果表明:低涡型和深槽型暴雪气旋路径为东北路,浅槽型暴雪气旋路径偏东,各类暴雪的气旋强度变化和降水分布因路径不同而有所差异;降雪最强时,低涡型和深槽型暴雪700和850 hPa都有低涡,浅槽型暴雪700 hPa为低槽。低涡型和深槽型暴雪中水汽通量散度辐合区与低层低涡气旋性闭合环流引起的辐合密切相关。浅槽型暴雪的水汽辐合源于槽前辐合;低涡型和深槽型暴雪发生在假相当位温暖舌中,浅槽型暴雪发生在较平直的假相当位温场中,深槽型和浅槽型暴雪的锋区要强于低涡型暴雪。降雪最强时,低涡型暴雪有1支高空急流,深槽型暴雪有2支高空急流,浅槽型暴雪高空急流有1支或2支。三类暴雪中心都位于北支高空急流入口区右侧或南支高空急流出口区左侧的位置。综合统计结果提出影响东北的北上温带气旋暴雪概念模型。

关键词：东北暴雪北上温带气旋水汽通量假相当位温高空急流

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无线电频率干扰对MWRI资料反演地表温度的影响

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国土资源遥感 2018年第4期30卷 90-96页

作者：吴莹姜苏麟王振会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

星载微波资料受到地面无线电频率干扰(radio-frequency interference,RFI)的现象正越来越明确地被形成共识,RFI显著增大了受干扰区域地表、大气参数的反演误差。采用一维变分反演法,利用风云三号B星(FY-3B)上的MWRI(microwave radiation... 详细信息

星载微波资料受到地面无线电频率干扰(radio-frequency interference,RFI)的现象正越来越明确地被形成共识,RFI显著增大了受干扰区域地表、大气参数的反演误差。采用一维变分反演法,利用风云三号B星(FY-3B)上的MWRI(microwave radiation imager)一级数据分析了欧洲大陆RFI的分布,提出了针对MWRI亮温数据的RFI订正算法;并采用一维变分反演法反演了研究区域的地表温度,比较了RFI订正前、后的地表温度反演精度。结果表明,一维变分反演法对于RFI识别是有效的; RFI信号对微波资料反演地表温度的影响显著,使其所在区域的地表温度反演结果出现异常,误差较大,甚至导致反演失败。因此,所提出的回归方程可以有效地订正陆地上的微波观测数据,提高资料利用率。

关键词：无线电频率干扰(RFI) 地表温度一维变分反演(1D-VAR)

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中国东部大陆和邻近海域暖云特性时空分布及其与气象条件的关系

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气候与环境研究 2018年第6期23卷 737-748页

作者：贾海灵马晓燕熊飞麟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

基于2003~2016年MODIS/Aqua(MODerate resolution Imaging Spectroradiometer)云产品资料(MYD08_D3),分析了中国东部大陆及其邻近海域云量(CF)、云滴有效半径(CER)、和液水路径(LWP)的空间分布以及季节变化,并结合同期ERA-Interim再分析资料的850 hPa垂直速度(ω850hPa)、低对流层稳定度(LTS)、以及MODIS/Aqua水汽产品中的大气可降水量(PWV)资料,分析了云宏微观物理量与动力、热力及水汽条件之间的关系。从空间分布来看,夏季由日本海至中南半岛存在一个东北西南走向的云量高值区,覆盖我国东部地区,冬季云量高值区位于我国南方地区和东部海域上空;云滴有效半径冬、夏分布类似,均为由东南洋面至西北内陆递减;夏季液水路径分布较为均一,冬季空间差异很大,30°N是明显的高低值分界线,这与冬季水汽的分布密切相关。陆地和海洋上云量均呈冬高夏低的变化趋势,陆地大于海洋,而云滴有效半径和液水路径则为夏高冬低,海洋大于陆地。总体来说,云量与PWV和LTS均表现为正相关、与ω850hPa呈负相关,表明低层的上升运动有利于水汽向上输送、凝结形成云,但稳定的大气层结又会阻碍云进一步向上发展,使其被限制在底层空间,由于本文的研究对象为暖云,多为中低云,因而云量较高;云滴有效半径和液水路径均与LTS、ω850hPa表现为负相关,但是对PWV的变化不是很敏感,表明水汽并不是影响云滴尺度和液水路径的主导因素,其主要受动力、热力抬升作用的影响;以上关系在不同区域、不同季节的表现存在一定差异。

关键词： MODIS(MODerate resolution Imaging Spectroradiometer)云量云滴有效半径液水路径气象条件

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夏季亚洲—太平洋涛动与东亚气候异常的关系

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成都信息工程大学学报 2019年第4期34卷 420-427页

作者：王星华维成都信息工程大学大气科学学院气候与环境变化联合实验室、高原大气与环境四川省重点实验室四川成都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

为研究夏季亚洲-太平洋涛动(APO)与东亚气候异常的关系,利用1948-2016年NCEP/NCAR月平均再分析资料和1948-2012年CRU降水资料以及合成分析、M-K突变检验等方法。结果表明:在对流层中高层扰动位势高度场上,亚洲-太平洋地区中高纬度存在... 详细信息

为研究夏季亚洲-太平洋涛动(APO)与东亚气候异常的关系,利用1948-2016年NCEP/NCAR月平均再分析资料和1948-2012年CRU降水资料以及合成分析、M-K突变检验等方法。结果表明:在对流层中高层扰动位势高度场上,亚洲-太平洋地区中高纬度存在类似于APO的遥相关现象,即当夏季APO偏强的时候,亚洲大陆中高纬度对流层上空扰动位势高度偏高,而太平洋中高纬度对流层上空扰动位势高度偏低,此时亚洲上空南亚高压范围更大。当APO指数(APOI)偏高(低)时,东亚夏季风偏强(弱)。此外,夏季APO在1972年出现了一次突变性减弱。APO减弱后,南亚高压范围增大,东亚夏季风减弱,中国江淮地区降水量增加而中国东南沿海地区、日本和印度半岛降水量减少;与此同时,中国大部分地区、蒙古以及中亚部分地区气温较突变前有所降低,而在中国沿海地区、日本以及韩国气温呈现上升趋势。

关键词：气象学气候变化亚洲-太平洋涛动东亚夏季风

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南亚高压与邻近地区臭氧变化的相互作用

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大气科学 2018年第2期42卷 421-434页

作者：覃皓郭栋施春华李震坤周顺武黄莹苏昱丞王琳玮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/大气科学学院南京210044 上海市气候中心上海200030 上海市公共气象服务中心上海200030

利用ERA-interim月平均再分析资料、相关分析和信息流方法,分析了1979~2015年夏半年(5~9月)100 h Pa上南亚高压与邻近地区臭氧变化的相互作用。结果表明:除7月外,夏半年南亚高压与南亚高压区臭氧低值(简称臭氧低值)存在相互作用。6月和... 详细信息

利用ERA-interim月平均再分析资料、相关分析和信息流方法,分析了1979~2015年夏半年(5~9月)100 h Pa上南亚高压与邻近地区臭氧变化的相互作用。结果表明:除7月外,夏半年南亚高压与南亚高压区臭氧低值(简称臭氧低值)存在相互作用。6月和9月南亚高压和臭氧低值强度变化相互影响,而在5月和8月二者的作用仅仅是单向的。在6月南亚高压和臭氧低值的中部和西部边缘,以及9月南亚高压北部和臭氧低值中心区,臭氧低值增强(减弱)可能是南亚高压增强(减弱)的部分原因,南亚高压增强(减弱)也可能是臭氧低值增强(减弱)的部分原因。在6月南亚高压和臭氧低值的东南部、8月南亚高压和臭氧低值的西部和东部,以及9月南亚高压的西部,南亚高压增强(减弱)可能导致臭氧低值增强(减弱)。在5月南亚高压西部和臭氧低值南部,臭氧低值的增强(减弱)可能导致了南亚高压的增强(减弱)。根据相关分析,推测臭氧变化对南亚高压变化的可能影响机制如下:当南亚高压区臭氧浓度出现正异常时,辐射加热在其上部(下部)为负异常(正异常),导致高层(低层)异常辐合(辐散),从而导致下沉异常。高层异常辐合与下沉异常最终使南亚高压异常减弱。而臭氧浓度负异常导致南亚高压呈现正异常的过程与上述过程相反。

关键词：南亚高压臭氧低值相互作用机制

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南京青奥会期间不同天气型气溶胶数浓度分布特征

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环境科学与技术 2018年第1期41卷 120-127页

作者：卞慧湘安俊琳王红磊王俊秀邹嘉南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江苏南京210044

该文利用WPS、β射线测尘仪、EMS污染气体监测系统的观测数据,结合观测期间天气形势,分析了青奥会期间南京不同天气型下气溶胶数浓度和污染气体的分布特征。结果表明:观测期间气溶胶数浓度平均为7 302个/cm^3,污染气体(NOx、O_3、SO_2、... 详细信息

该文利用WPS、β射线测尘仪、EMS污染气体监测系统的观测数据,结合观测期间天气形势,分析了青奥会期间南京不同天气型下气溶胶数浓度和污染气体的分布特征。结果表明:观测期间气溶胶数浓度平均为7 302个/cm^3,污染气体(NOx、O_3、SO_2、CO)平均浓度分别为23.09、55.1、8.7和867.3μg/m^3。不同天气型下气溶胶粒径分布差异较大,鞍型场(Ⅱ)、副热带高压(Ⅴ)和冷涡(Ⅲ)控制下数浓度谱呈单峰型分布;大陆高压和热带气旋外围(Ⅰ)控制下数浓度谱呈双峰型分布;冷高压(Ⅳ)控制下数浓度谱呈三峰型分布。同时日浓度变化差异也大,N_(10~300 nm)在Ⅰ型、Ⅲ型、Ⅳ型呈三峰型,在Ⅱ型、Ⅴ型呈双峰型;NOx和CO在Ⅰ型分别呈三峰型和单峰型,其余都是双峰型;O_3一直呈单峰型。

关键词：天气形势气溶胶数浓度污染气体

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