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西南大学学报（自然科学版） 2020年第1期42卷 103-111页

作者：李宛鸿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/气候与环境变化联合实验室

基于ERA-interim再分析资料,通过客观识别法得到的高原低涡统计数据集,选取1986-2015年7月高原低涡生成频数的多发年与少发年,通过相关分析与合成分析等方法分析7月生成的高原低涡频数与6月的大气环流之间的关系.主要结果如下:(1)7月高... 详细信息

基于ERA-interim再分析资料,通过客观识别法得到的高原低涡统计数据集,选取1986-2015年7月高原低涡生成频数的多发年与少发年,通过相关分析与合成分析等方法分析7月生成的高原低涡频数与6月的大气环流之间的关系.主要结果如下:(1)7月高原低涡主要生成在28°-36°N纬带内,90°E以西生成的高原涡数量占全部的74.68%;(2)高原低涡多发年,高原低层相对湿度大,尤其改则—申扎(30°-34°N,84°-90°E)与左贡(约29°N,97°E)地区;整层大气热源偏强,90°E以西地区垂直方向上各层均表现为热源.高原低涡少发年,6月32°N以南低层相对湿度小;整层大气热源弱,垂直方向上低层表现为热源,热源偏弱.(3)高原涡多发年,高原涡主要生成范围内低层被正相对涡度控制,并且相对涡度偏大;高原主体范围内基本为上升气流,低层上升速度偏大,气流低层辐合,高层辐散,强度偏强,但在高原90°E以西与90°E以东有一定差异.高原涡少发年,高原涡主要生成范围内低层被正相对涡度控制,但相对涡度偏小;高原主体范围内为上升气流,低层上升速度偏小,气流低层辐合,高层辐合,强度偏弱.

关键词：青藏高原高原涡大气环流

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全球增暖1.5℃和2.0℃下成渝经济区及周边地区极端温度事件的变化预估

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大气科学学报 2021年第6期44卷 875-887页

作者：孙雪榕葛非罗浩林封彩云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/气候与环境变化联合实验室四川成都610225 中山大学大气科学学院广东珠海519082

极端温度事件不仅影响人类健康,而且易造成重大社会经济损失,是引起重大气候灾害的原因之一。对于易受气候变化影响的高敏感地区来说,确定区域气候对不同程度全球变暖的响应至关重要。本文基于区域气候降尺度试验-东亚区域(CORDEX-EAS)... 详细信息

极端温度事件不仅影响人类健康,而且易造成重大社会经济损失,是引起重大气候灾害的原因之一。对于易受气候变化影响的高敏感地区来说,确定区域气候对不同程度全球变暖的响应至关重要。本文基于区域气候降尺度试验-东亚区域(CORDEX-EAS)数据集,预估了1.5℃和2.0℃全球升温水平(Global Warming Levels,GWLs)下成渝经济区及周边地区极端温度的未来变化趋势。结果表明:成渝经济区及周边地区极端高温指数在两种升温水平下均呈现明显上升趋势,而极端低温指数呈现下降趋势。极端冷暖事件具有局部对称性特征,极端暖事件的变化幅度要大于极端冷事件的变化幅度。极端温度指数对两种升温水平的响应具有差异性,除气温日较差外,其他指数的变化幅度在2.0℃GWL下大于在1.5℃GWL下。此外,随着全球平均升温幅度的增大,未来极端温度事件的强度和发生频率也会相应提升,极端温度事件对额外0.5℃的GWL升温阈值具有高度敏感性。本文研究了1.5℃和2.0℃GWLs下成渝经济区及周边地区极端温度的未来演变,再次强调了将全球平均升温幅度限制在1.5℃以内的重要性。

关键词：成渝经济区 CORDEX 区域气候模式气候变化极端温度事件

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藏北高原那曲地区不同下垫面地表粗糙度的变化特征研究

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高原气象 2019年第2期38卷 428-438页

作者：刘啸然李茂善胡文斌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/气候与环境变化联合实验室中国人民解放军96751部队

利用2008年、2010年和2012年藏北高原那曲地区MODIS卫星数据和站点大气湍流观测数据,分别应用Massman反演模型和一种确定地表粗糙度的独立方法,计算并分析地表粗糙度的时空变化特征并对反演模型进行验证,分析Z0m存在着明显的季节性变化... 详细信息

利用2008年、2010年和2012年藏北高原那曲地区MODIS卫星数据和站点大气湍流观测数据,分别应用Massman反演模型和一种确定地表粗糙度的独立方法,计算并分析地表粗糙度的时空变化特征并对反演模型进行验证,分析Z0m存在着明显的季节性变化特征。2—8月伴随冰雪消融与植被生长,Z0m逐渐增大,站点Z0m最大可达4～5 cm。9月至次年2月由于高原季风的衰退期等原因,Z0m逐渐减小,站点Z0m减小至1～2 cm。异常年份的降雪是Z0m明显低于常年的主要原因。依据Z0m的由小到大可以将下垫面分为冰雪类、稀疏草地类、茂盛草地类、城镇类4类,其中茂盛草地类和稀疏草地类分别占区域62. 49%和33. 74%,为主要类别,其Z0m年变化分别在2～6 cm和1～4 cm之间。两种计算方法得出的结论相关性较好,由于平均滑动作用,反演资料较实测计算结果偏小。整体而言,利用卫星数据反演算法计算的Z0m是可行的,并可应用于改进陆面模式参数,提高模式模拟的准确性,能更好的揭示区域的热通量交换。

关键词：藏北高原地表粗糙度归一化植被指数 MODIS

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青藏高原东部大气热源与高原涡的关系

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西南大学学报（自然科学版） 2023年第4期45卷 167-177页

作者：张正杰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/气候与环境变化联合实验室成都610225

基于ERA5再分析资料和高原低涡统计数据集,采用倒算法计算了1991-2017年青藏高原东部的大气热源,分析了大气热源与高原涡生成频数、移出频数及初生性质的关系.结果表明:①1991-2017年,7月份高原东部大气热源平均强度为172 W/m^(2),振荡... 详细信息

基于ERA5再分析资料和高原低涡统计数据集,采用倒算法计算了1991-2017年青藏高原东部的大气热源,分析了大气热源与高原涡生成频数、移出频数及初生性质的关系.结果表明:①1991-2017年,7月份高原东部大气热源平均强度为172 W/m^(2),振荡周期为5~7年,空间分布具有明显的局地差异,东南部大气热源高于东北部.随纬度增加,大气热源明显减弱,高原南坡是大气热源最强的区域.②大气热源偏强有利于高原涡的生成及移出,强年高原涡生成频数及移出频数均多于弱年.③分析大气热源强弱年环流场差异,证明强年环流形势有利于高原涡的生成及移出,具体影响机制为:强年南坡大气热源中心气柱上升运动强烈,整层大气呈现强烈的上升运动,低层辐合,高层辐散,南亚高压脊线东伸脊点位于120°E,高层西风急流大值区位于高原东部,低层存在利于高原涡移出的横槽.

关键词：大气热源高原低涡旋转经验正交函数青藏高原

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青藏高原东缘峨眉山地区冬季地表能量交换特征研究

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高原气象 2020年第3期39卷 445-458页

作者：吕钊李茂善刘啸然阴蜀城宋兴宇伏薇王灵芝舒磊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/气候与环境变化联合实验室四川成都610225 内蒙古自治区气候中心内蒙古呼和浩特010000

利用青藏高原东缘峨眉山站2018年11月至2019年2月的观测数据,分析了峨眉山地区近地层气象要素的变化特征,并运用涡动相关法、土壤温度预报校正法(TDEC)和最小二乘法等,讨论了地表能量交换特征,并与藏东南丹卡站和排龙站进行对比分析。... 详细信息

利用青藏高原东缘峨眉山站2018年11月至2019年2月的观测数据,分析了峨眉山地区近地层气象要素的变化特征,并运用涡动相关法、土壤温度预报校正法(TDEC)和最小二乘法等,讨论了地表能量交换特征,并与藏东南丹卡站和排龙站进行对比分析。结果表明:在峨眉山地区冬季感热通量占主导。地表辐射各分量日变化均呈单峰结构,短波辐射的峰值在峨眉山地区于13:00(北京时,下同)左右出现,而长波辐射到达峰值的时间段要晚于短波辐射,在14:00左右出现。地表反照率月变化明显,日变化呈“U”型,即日出后和日落前较大,日间较小的趋势,但在日出后和日落前的值并不相等。峨眉山站冬季地表反照率均值为0.29。峨眉山区域地表能量不闭合现象十分显著,日间和夜间的能量闭合程度差异很大。在考虑地表0~5 cm处的热量储存的条件下,白天闭合程度最好为67.22%,夜间闭合程度最差为65.09%。与藏东南丹卡站和排龙站对比分析表明:丹卡、排龙站地表辐射各分量达日峰值时间晚于峨眉山站。峨眉山站冬季的地表反照率高于丹卡、排龙站,月变化更加显著。峨眉山属于青藏高原东缘地区,其地表能量闭合程度大于青藏高原上部分站点。

关键词：峨眉山地区涡动相关法 TDEC 地表能量交换能量平衡

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基于CERA-20C资料青藏高原边界层高度日变化气候特征分析

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高原气象 2018年第6期37卷 1486-1498页

作者：王倩茹范广洲葛非程译萱朱伊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/气候与环境变化联合实验室四川成都610225 中国民用航空飞行学院四川广汉618307

基于1981-2010年CERA-20C全球大气边界层高度(Boundary layer height,BLH)再分析资料对青藏高原边界层高度的日变化特征,包括日变化的季节变化、年代变化与年际变化进行研究。结果表明:BLH大值区在海拔大于5 000 m地区以及沙漠干旱地区... 详细信息

基于1981-2010年CERA-20C全球大气边界层高度(Boundary layer height,BLH)再分析资料对青藏高原边界层高度的日变化特征,包括日变化的季节变化、年代变化与年际变化进行研究。结果表明:BLH大值区在海拔大于5 000 m地区以及沙漠干旱地区,其中尼玛等地为边界层高度大值区的扩散源地。03:00(世界时,下同)-06:00 BLH增加最剧烈,增幅达948. 67 m·(3h)^(-1); 09:00-12:00降低最剧烈,降幅达760. 02 m·(3h)^(-1)09:00为最大值,晚于非高原地区(06:00),30年平均最大值可达1 982. 764 m,日变化最大值可达2 901. 21 m,昼高夜低。BLH最大值在春季为最大、夏季最小,BLH最小值在夏季最大、秋季最小。高原西坡BLH在春秋季最大,腹地在冬季最大,东坡BLH低,变化幅度小。03:00 BLH逐月变化趋势为单峰变化特征。BLH除夏季年际变化平稳变化以外,春、秋、冬三季在20世纪80年代中期,20世纪90年代末与21世纪初均存在较大波动。冬季边界层高度近30年逐渐增加,特别是在21世纪初的大幅持续增加值得重视。春季高原腹地处于积雪融化时期,积雪融化带走地表热量,促使春季地表气温更低,边界层高度春季与地表气温呈负相关,同时夏季相对湿度为波状分布,相对湿度梯度最小值与边界层顶相对应,边界层高度在春季比夏季更高。边界层高度发展最高时,高原边界层内通常为上升运动与下沉运动交替,为边界层发展提供一定的动力条件。

关键词：青藏高原边界层高度日变化气候特征

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基于CMIP6模式的东南亚极端降水未来预估及热动力成因研究

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大气科学学报 2024年第3期47卷 392-406页

作者：林芷叶葛非金正睿孙雪榕成都信息工程大学四川省高原大气环境重点实验室/气候与环境变化联合实验室/大气科学学院四川成都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/大气科学学院江苏南京210044

本文利用26个CMIP6全球气候模式,研究了21世纪末东南亚极端降水事件的变化,通过分解水汽收支方程分析降水变化的动力和热力效应。结果表明,21世纪末(2071—2100年)相对历史参考期(1985—2014年),东南亚大部分地区的气候态降水、极端降... 详细信息

本文利用26个CMIP6全球气候模式,研究了21世纪末东南亚极端降水事件的变化,通过分解水汽收支方程分析降水变化的动力和热力效应。结果表明,21世纪末(2071—2100年)相对历史参考期(1985—2014年),东南亚大部分地区的气候态降水、极端降水事件的发生频率和强度均显著增加。除大于10 mm降水日数(R10mm)外,其他极端降水指数在SSP5-8.5情景下的变化幅度比SSP2-4.5情景更大。其中强降水量贡献率(R95pTOT)的增长幅度最大,在SSP2-4.5(SSP5-8.5)情景下增加22%(41%)。极端降水变化对气候变暖的响应存在明显的区域性差异。加里曼丹岛将出现更短时集中的极端降水。苏门答腊岛南部的极端降水频率略有减小,且可能发生较强的持续性干旱事件。进一步分析水汽收支方程可知,SSP2-4.5(SSP5-8.5)情景下,热力作用项对P-E(降水减蒸发)的变化贡献为65%(64%),并且模式间一致性更高。而动力作用项对P-E的变化呈抵消趋势,贡献为35%(36%)。这说明相比大尺度环流变化,大气比湿变化引起的水汽辐合是未来东南亚降水量增多的主要因子。

关键词：东南亚 CMIP6 极端降水事件气候变化水汽收支方程

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不同边界层方案对一次西南涡暴雨过程模拟的对比试验

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长江流域资源与环境 2018年第5期27卷 1071-1081页

作者：吴秋月华维胡垚范广洲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预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044

利用WRF中尺度预报模式(V3.7.1版本)采用6种边界层参数化方案(YSU、MYJ、ACM2、MYNN2.5、Bou Lac、QNSE),对2015年8月16日~19日一次西南低涡强降水过程进行数值试验,对比分析了不同边界层方案对西南涡特征、降水及边界层物理量场等模拟... 详细信息

利用WRF中尺度预报模式(V3.7.1版本)采用6种边界层参数化方案(YSU、MYJ、ACM2、MYNN2.5、Bou Lac、QNSE),对2015年8月16日~19日一次西南低涡强降水过程进行数值试验,对比分析了不同边界层方案对西南涡特征、降水及边界层物理量场等模拟的影响。结果表明:6种边界层方案对西南涡路径、强度及降水的模拟具有明显的影响,其中ACM2方案对低涡移动路径和降水的模拟效果最好。不同边界层方案模拟的位势高度和风场、相对涡度、垂直速度和相当位温的分布具有显著的差异,YSU和QNSE方案模拟的西南低涡中心的正涡度柱可从对流层低层伸展到200 h Pa,ACM2方案模拟的相对涡度与实况最接近。6种方案均较好地模拟出了边界层高度、地表感热和潜热通量的日变化特征,其中QNSE方案模拟的边界层高度和地表热通量的值最大,而ACM2模拟的值较小,这可能与QNSE方案考虑了湍流与波的共同作用等更为细致的物理过程有关。可见,不同边界层方案对西南涡暴雨过程中不同物理量场的模拟有着较大的影响,选择合适的边界层方案能提高对西南涡天气过程的预报准确率。

关键词：参数化方案西南低涡降水边界层结构数值模拟

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青藏高原大气水循环与高原涡持续时间的关系分析

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西南大学学报（自然科学版） 2022年第10期44卷 114-126页

作者：赵思玉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/气候与环境变化联合实验室成都610225 沈阳市气象局沈阳110000

高原地区的大气水循环对高原涡的发生、发展和维持过程起十分重要的作用,而它们的关系还有待研究.本文根据客观识别和追踪算法得到的高原涡活动资料以及气象再分析资料、卫星及地面观测数据资料,通过合成分析、相关分析和EEMD等方法,统... 详细信息

高原地区的大气水循环对高原涡的发生、发展和维持过程起十分重要的作用,而它们的关系还有待研究.本文根据客观识别和追踪算法得到的高原涡活动资料以及气象再分析资料、卫星及地面观测数据资料,通过合成分析、相关分析和EEMD等方法,统计1979-2017年间7月高原涡持续时间的变化特征,分析高原涡持续时间与青藏高原大气水循环因子在不同时间尺度的变化特征及相关关系,结果表明:①高原涡主要生成在高原中西部,7月的高原涡持续时间在所有月份中占比最高,且有增加趋势;②高原涡持续时间与高原中南部的大气水循环因子为正相关,与高原西北部的大气可降水量与高原南部边缘地区的地表蒸发量呈负相关;③在不同时间尺度变化特征方面,高原涡持续时间与大气水循环因子的EEMD分解结果表明二者均存在3年和6~9年的年际变化周期,高原涡持续时间与高原中部的大气可降水量、水汽辐合及高原南部边缘地表蒸发量均为增加趋势,而降水量为递减趋势.因此,7月份高原地区的大气水循环因子与高原涡持续时间具有显著的相关性,是高原涡持续时间的可能影响因子.

关键词：青藏高原高原涡大气水循环大气可降水量

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黄河源区玛曲土壤冻融过程中地表水热交换特征分析

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高原气象 2023年第3期42卷 575-589页

作者：张戈赖欣刘康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/气候与环境变化联合实验室/成都平原城市气象与环境四川省野外科学观测研究站四川成都610225 中国民用航空飞行学院遂宁分院四川遂宁629000

土壤冻融过程显著影响地表含水量和能量收支变化。利用玛曲2017年8月至2018年7月的土壤温度/湿度、涡动观测资料以及公用陆面模式(Community Land Model,CLM)最新版本CLM5.0的模拟资料,其中冻结过程阶段的辐射和能量通量使用模式模拟的... 详细信息

土壤冻融过程显著影响地表含水量和能量收支变化。利用玛曲2017年8月至2018年7月的土壤温度/湿度、涡动观测资料以及公用陆面模式(Community Land Model,CLM)最新版本CLM5.0的模拟资料,其中冻结过程阶段的辐射和能量通量使用模式模拟的数据,通过分析土壤冻融过程中土壤温湿度、地表能量平衡各分量的时间演变特征,探讨冻融过程中地表水热交换的特征。数据分析表明:(1)土壤冻融过程包括冻结过程、完全冻结、消融过程及完全消融四个阶段,各阶段中的土壤温度/湿度、辐射和能量通量存在明显的日变化,在冻结过程和消融过程阶段,土壤湿度随土壤温度变化显示出明显的日冻融循环。(2)冻融过程通过影响表层土壤水分影响地表辐射收支和能量分配。冻融过程中土壤中的水相变为冰,改变下垫面性质影响地表辐射收支。土壤中的液态水通过相变影响地表潜热通量,完全消融(冻结)阶段,地气之间能量交换以潜热(感热)通量为主。相比于以潜热通量为主的冻结过程阶段,消融过程阶段净辐射通量逐渐增大,地气之间能量交换主要受感热通量影响。土壤中水分的昼融夜冻导致频繁的潜热通量释放影响地表热通量。土壤热通量在冻结过程(G_(0)=-9.1 W·m^(-2))和消融过程阶段(G_(0)=3.4 W·m^(-2))绝对值大于完全消融阶段(G_(0)=1.2 W·m^(-2)),土壤日冻融循环加强地表热通量交换。(3)能量闭合率为感热、潜热通量之和与净辐射通量、土壤热通量之差的比值。冻结过程、完全冻结、消融过程和完全消融阶段平均能量闭合率为1.44、1.56、0.99和0.81,消融过程和完全消融过程能量闭合率更趋近于1。土壤中存在日冻融循环时,冻结过程阶段土壤中的水冻结释放热量,高估土壤热通量从而高估能量闭合率,消融过程阶段土壤中的冰融化吸收热量,低估土壤热通量从而低估能量闭合率,影响地表能量收支平衡。

关键词：土壤冻融能量通量水热交换数值模拟

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