检索结果-内蒙古大学图书馆

大气科学 2023年第6期47卷 1955-1966页

作者：吴昊宸朱彬房宸蔚周顺武曾刚章炎麟廖宏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 南京信息工程大学应用气象学院南京210044 南京信息工程大学环境科学与工程学院/江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室/江苏省大气环境与装备技术协同创新中心江苏南京210044

硫酸盐气溶胶(SO_4^(2-))和黑碳气溶胶(BC)可以通过散射或吸收太阳辐射改变地气系统能量收支,进而引起局地热力和云过程变化乃至大气环流的调整而影响气候系统。南海夏季风(SCSSM)作为东亚夏季风的子系统之一,与东亚大气环流和降水有着... 详细信息

硫酸盐气溶胶(SO_4^(2-))和黑碳气溶胶(BC)可以通过散射或吸收太阳辐射改变地气系统能量收支,进而引起局地热力和云过程变化乃至大气环流的调整而影响气候系统。南海夏季风(SCSSM)作为东亚夏季风的子系统之一,与东亚大气环流和降水有着重要的相互影响。前人对SO_4^(2-)和BC对东亚副热带季风已有详细研究,但对SO_4^(2-)和BC影响南海夏季风的机制研究较少。本研究利用CESM(The Community Earth System Model)模式CAM5.1模块模拟研究了SO_4^(2-)和BC对南海—华南经向海陆热力差异、中南半岛对流、西太平洋副热带高压(西太副高)断裂以及南海夏季风爆发的影响,重点探讨了气溶胶影响SCSSM爆发的动力和热力机制。模拟试验结果表明,SO_4^(2-)和BC均有利于中南半岛对流层整层大气稳定性增强,引发了中南半岛上空的下沉气流异常,动力上抑制了中南半岛对流,分别使得春末夏初时副高带断裂时间推迟了2候和1候。同时,热力上SO_4^(2-)(BC)又推迟(提前)了春季经向海陆温差逆转时间。综合而言,SO_4^(2-)一致的动力和热力效应使得SCSSM爆发推迟了1候。而BC对SCSSM爆发基本无影响,可能是由于BC相反的动力和热力效应。

关键词：硫酸盐气溶胶黑碳气溶胶南海夏季风中南半岛对流季风爆发

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四川省暖季降水时空分布特征及机理

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热带气象学报 2023年第1期39卷 115-128页

作者：孙婉莹朱磊王明昊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 新疆维吾尔自治区气象台新疆乌鲁木齐830002

特殊的地理位置和地形分布造成四川地区降水具有鲜明特色,存在明显的区域差异。利用1998—2017年共20年的高时空分辨率卫星反演CMORPH降水资料,研究四川省暖季(4—9月)降水的时空分布特征,并结合ERA5再分析资料探究其降水的内在机制。... 详细信息

特殊的地理位置和地形分布造成四川地区降水具有鲜明特色,存在明显的区域差异。利用1998—2017年共20年的高时空分辨率卫星反演CMORPH降水资料,研究四川省暖季(4—9月)降水的时空分布特征,并结合ERA5再分析资料探究其降水的内在机制。研究发现:(1)4—5月降水量偏低,6—8月最多,9月也相对较少。暖季的逐月降水在四川盆地西南部均有一个强降水中心,而6—9月在四川省最南部存在一个强度相当的降水中心,这种分布特征是由高低层大尺度环境场的配置所引起;(2)四川暖季降水峰值出现在夜间至凌晨,但不同月份以及不同区域的降水存在较大的差异,两个夜间降水峰值中心的形成均与地形造成的低层风场辐合以及水汽累积密切相关;(3)位于四川省西部(青藏高原的东坡)有一个相对较弱的午后降水峰值,这是受到两侧的山谷风辐合所致,且受到高低层环境场作用影响其分布区域和强度。

关键词：四川省日变化夜雨复杂地形

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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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IPO调节大西洋纬向模对澳大利亚秋季降水年际变动的影响

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大气科学学报 2022年第1期45卷 76-86页

作者：杨萌洲袁潮霞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/气候与应用前沿研究院江苏南京210044

采用1900—2014年115 a的观测和再分析资料,使用滤波、线性相关等方法,研究太平洋年代际振荡(Interdecadal Pacific Oscillation,IPO)调节大西洋纬向模(Atlantic Zonal Mode,AZM)对澳大利亚秋季降水年际变动的调节作用及机制。结果表明,... 详细信息

采用1900—2014年115 a的观测和再分析资料,使用滤波、线性相关等方法,研究太平洋年代际振荡(Interdecadal Pacific Oscillation,IPO)调节大西洋纬向模(Atlantic Zonal Mode,AZM)对澳大利亚秋季降水年际变动的调节作用及机制。结果表明,当IPO位于正位相时,AZM引起澳大利亚中部秋季降水减少;而当IPO位于负位相时,AZM引起澳大利亚中南部秋季降水增加。这是因为在IPO正位相年,AZM引起的热带大西洋异常上升运动的下沉支主要位于热带东太平洋,并通过调节热带太平洋的沃克环流引起海洋性大陆的异常上升运动。该异常上升运动调节了局地哈得来环流,在澳大利亚中部引起异常下沉,结合对流层低层的反气旋异常风场,不利于澳大利亚中部的对流发展和热带印度洋的暖湿水汽输送,导致澳大利亚中部出现大面积降水减少。而在IPO负位相年,由于气候基本态的不同,AZM的振幅比IPO正位相年高近四分之一,并且AZM引起的南半球中高纬地区Rossby波在澳大利亚及其西部地区引发正压性气旋异常。该气旋异常不仅引起澳大利亚地区的异常上升运动,同时对流层低层的气旋性环流异常引导更多热带印度洋暖湿气流进入中南部澳大利亚,导致此地区降水增加。本研究的结果表明IPO可通过改变气候基本态,调节AZM模态的强度及其遥相关。

关键词：太平洋年代际振荡(IPO) 大西洋纬向模(AZM) 澳大利亚秋季降水

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区域气候模式对长江中下游梅雨的数值模拟:积云对流参数化方案和水平分辨率的影响

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大气科学 2024年第6期48卷 2178-2200页

作者：李昊谦王璐陈林孙明葛子安程一峰张荣华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南京210044 青岛海洋科学与技术试点国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266237 南京信息工程大学海洋科学学院南京210044

本文研究了区域气候模式RegCM4.7对长江中下游梅雨期降水的模拟技巧,聚焦不同积云对流参数化方案、水平分辨率、微物理方案和陆面模式对梅雨降水模拟的影响及可能原因。基于区域模式中积云对流参数化方案、水平分辨率、微物理方案和陆... 详细信息

本文研究了区域气候模式RegCM4.7对长江中下游梅雨期降水的模拟技巧,聚焦不同积云对流参数化方案、水平分辨率、微物理方案和陆面模式对梅雨降水模拟的影响及可能原因。基于区域模式中积云对流参数化方案、水平分辨率、微物理方案和陆面模式的不同配置组合,本研究共开展了96组成员试验,分析了不同模式配置方案下2020年超强梅雨个例以及1990~2020多年长江中下游梅雨期降水的模拟性能。结果发现:RegCM4.7模式在长江中下游梅雨期降水模拟方面具有一定技巧,其中积云对流参数化方案的选取对模拟结果影响较大,Tiedtke方案对梅雨降水的模拟技巧相对较高,而Grell方案相对较低。分析发现Tiedtke方案能够更合理地再现对流降水以及对流降水与层状云降水的比率,这可能是导致该方案对梅雨降水整体模拟效果较好的原因。进一步地,水平分辨率对梅雨期降水模拟的影响与地形因素有关,低水平分辨率(60 km)试验在复杂地形区域表现出显著的降水湿偏差,随着水平分辨率的提高,复杂地形带来的降水湿偏差可以明显减小。研究发现,在低分辨率试验中,中尺度对流系统(MCS)降水被长时间地锢囚在山区陡峭地形处,这将导致长时间尺度上的平均降水表现出湿偏差;而高分辨率试验能够更好地刻画复杂地形区域MCS从午后生成并逐渐向东传播的日变化特征,进而合理地再现梅雨期平均降水。最后,RegCM4.7中的微物理方案和陆面模式的选取对降水的模拟影响不大。综上,一系列数值试验结果表明区域气候模式RegCM4.7对包括2020年超强梅雨个例在内的长江中下游梅雨期降水具有较好的模拟技巧,相较而言,当RegCM4.7模式采用Tiedtke积云对流参数化时梅雨降水整体模拟技巧相对最佳,若更关注复杂地形区域的降水可考虑采用高水平分辨率配置。

关键词：梅雨模拟 RegCM4区域模式积云对流参数化方案模式分辨率 2020超强梅雨

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近40年北京地区夏季降水日变化及不同持续时间降水事件的特征

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大气科学 2022年第5期46卷 1167-1176页

作者：赵玮郝翠曹洁周璇卢俐北京市气象台北京100089 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 北京市气象信息中心北京100089

利用北京地区20个国家站1980~2020年的长期逐时降水资料,分析了北京夏季降水的基本气候特征和日变化时空分布特征。结果表明:(1)北京地区夏季40年平均降水量分布具有西北山区小,平原大,山区向平原过渡区的迎风坡最大的特点;降水频率则相... 详细信息

利用北京地区20个国家站1980~2020年的长期逐时降水资料,分析了北京夏季降水的基本气候特征和日变化时空分布特征。结果表明:(1)北京地区夏季40年平均降水量分布具有西北山区小,平原大,山区向平原过渡区的迎风坡最大的特点;降水频率则相反,平原降水频率整体小于山区;降水强度整体表现为西北弱,东部强,城区与南部居中的特点。北京夏季降水的强度和极端性较强,致灾风险高。(2)北京夏季平均降水量日变化主体呈单峰型,降水频次为双峰型,降水强度为多峰型,三者同时在22时(北京时,下同)达到最大,在12时最小。(3)降水的峰值时间随月份依次后推,6月最早,7月次之,8月最晚;峰值雨量7月最大,8月次之,6月最小。(4)降水量、降水频率和降水强度的日峰值空间分布具有较强的一致性,西北山区四站出现在20时以前,其余16站出现在20时及以后。使用K均值聚类算法将20站划分为两个区域,结果显示两个区域的降水量、降水频率和强度的日变化具有完全不同的分布特点。(5)近40年北京地区的降水结构在不断调整,短持续时间降水主导期和长持续时间降水主导期交替出现。2000年以前以小于6小时的短持续性降水为主,近15年大于6小时的长持续性降水明显增多。

关键词：北京地区夏季降水日变化气候特征 K均值聚类算法

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东北冻雨成因和预警模型研究

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地球物理学报 2025年第5期68卷 1598-1614页

作者：多奕霖黄艳艳张杰赵钱飞张大鹏南京信息工程大学气候系统预测与变化应对全国重点实验室/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 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519080 大连市气象台辽宁大连116000

2020年11月18—19日东北部分地区发生了罕见的冻雨,对内蒙古东南部和吉林省中部地区造成了严重冰冻灾害.本文利用逐日和逐小时再分析资料,从环流形势、物理量场、天气系统等方面对此次过程进行了综合分析,并建立了东北冻雨预警模型.在... 详细信息

2020年11月18—19日东北部分地区发生了罕见的冻雨,对内蒙古东南部和吉林省中部地区造成了严重冰冻灾害.本文利用逐日和逐小时再分析资料,从环流形势、物理量场、天气系统等方面对此次过程进行了综合分析,并建立了东北冻雨预警模型.在此次冻雨期间,受南下极涡和短暂停滞在日本海一带的高压脊影响,河套地区上空形成的槽与北上的黄河气旋使东北地区以南的环境风场转为偏南风,显著加强了东北地区暖湿平流的输送.此外,在黄河气旋、蒙古冷高压、地形等因素的共同影响下,冷空气南下至松嫩平原,并堆积形成冷垫.其不仅能使从融化层中下落的液滴过冷却,还能使输送到附近的暖湿空气迅速遇冷凝结,从而为冻雨的持续发生提供大量过冷却水,因此它是冰相机制冻雨形成的必要条件之一.基于以上11月份东北冻雨演化过程和形成机制,选取近地面的地表温度、10 m风速和2 m温度露点差、地表气压和“冷-暖-冷”层判别因子,采用逻辑回归方法,构建了东北冻雨预警模型.利用TIGGE预报数据,对于2010年2月、2021年11月和2023年11月这三次东北的冻雨事件,模型提前两天成功预警了冻雨发生的日期和地区.

关键词：冻雨温度平流融化层锋区逻辑回归

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IOD Modoki事件对华南后汛期降水异常的影响及可能机理

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大气科学学报 2024年第3期47卷 425-437页

作者：陈业雁金大超史瀛龙张茜柳春粤港澳大湾区气象监测预警预报中心(深圳气象创新研究院) 广东深圳518100 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 国防科技大学气象海洋学院湖南长沙410073 无锡学院大气与遥感学院江苏无锡214105 安徽省气象台安徽合肥230031

利用1979—2019年CN05.1中国区域高分辨率降水格点数据、英国Hadley中心观测海温数据、ERA5逐月大气再分析资料及大气环流模式,研究了华南后汛期期间(7—9月)IOD Modoki事件与华南后汛期降水异常的关系及可能机理。观测资料结果表明,华... 详细信息

利用1979—2019年CN05.1中国区域高分辨率降水格点数据、英国Hadley中心观测海温数据、ERA5逐月大气再分析资料及大气环流模式,研究了华南后汛期期间(7—9月)IOD Modoki事件与华南后汛期降水异常的关系及可能机理。观测资料结果表明,华南后汛期降水异常与热带印度洋中部(东和西部)海温异常呈显著正(负)相关关系,表现为印度洋IOD Modoki或印度洋三极子事件的空间分布型。滤除ENSO信号影响后,华南后汛期降水异常仍和IOD Modoki存在较为密切的联系。IOD Modoki正异常对华南后汛期降水异常的影响有以下途径,一方面,异常水汽从热带印度洋东部向西输送至热带中印度洋后,在北半球受科氏力作用向东输送至华南地区,为华南地区提供了充足的水汽条件,并且对华南地区降水正异常的主要水汽辐合贡献为平均水汽的水平扰动散度项和扰动引起的平均水汽垂直平流项。另一方面,热带东南印度洋海温负异常,通过Mastuno-Gill响应引起对流层低层自热带东南印度洋至热带中印度洋有东南风异常,增强了70°E附近的越赤道气流,在北半球向东输送至西北太平洋,这引起了华南地区对流层低层气旋式环流异常。另外,热带东印度洋对流层低(高)层异常辐散(辐合),华南地区低(高)层异常辐合(辐散)增强了东亚地区的局地Hadley环流,有利于华南地区降水的产生。再者,IOD Modoki引起南亚季风区受异常下沉运动控制,并通过季风-荒漠机制引起副热带北大西洋东部、北非荒漠区及地中海西部周围正涡度异常,激发了沿急流向下游传播的准静止Rossby波,增强了日本海高压异常和华南及邻近地区对流层低层气旋式环流异常。上述原因均有利于华南地区降水的产生,反之亦然。上述结果在数值模式中亦得到了验证。

关键词： IOD Modoki 华南后汛期降水异常环流异常

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我国华北盛夏强降水频次的统计预报模型

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中国科学:地球科学 2025年第1期55卷 157-170页

作者：蒋顺莉韩婷婷周昕王会军尹志聪宋晓蕾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 中国科学院大气物理研究所竺可桢-南森国际研究中心北京100029 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 珠海519080

近年来,我国华北地区强降水频发,造成了巨大的经济损失和人员伤亡.然而,目前对于强降水的短期气候预测水平十分有限.因此,本文基于3个独立的预测因子——前期2月印度洋海温(SST_IO)、2月北亚积雪深度(SDE_NA)和5月华北融雪(MSDE_NC),利... 详细信息

近年来,我国华北地区强降水频发,造成了巨大的经济损失和人员伤亡.然而,目前对于强降水的短期气候预测水平十分有限.因此,本文基于3个独立的预测因子——前期2月印度洋海温(SST_IO)、2月北亚积雪深度(SDE_NA)和5月华北融雪(MSDE_NC),利用年际增量方法(the year-to-year difference,DY),建立了华北地区盛夏强降水频次(heavy precipitation days,HPDs)的季节预测模型.结果表明,SST_IO通过太平洋-日本遥相关影响华北降水.SDE_NA通过激发欧亚大陆上空Rossby波向东南传播,进而引起东亚反气旋异常来影响华北降水.MSDE_NC异常往往伴随着后期盛夏局地的垂直运动异常和比湿异常,从而引起华北降水异常.该预测模型能很好地预测HPDs的年际变化特征,预测与观测的HPDs_DY(HPDs)的相关系数分别为0.81和0.65.15个极端HPDs年的距平同号率为100%.在1982~2022年留一法交叉验证中,HPDs极值年份距平同号率高达100%,具有较低的均方根误差(1.14).在2013~2022年独立试报结果中,预测与观测的HPDs_DY(HPDs)的相关系数分别为0.93和0.83,同时具有较高的Nash-Sutcliffe效率系数(0.82)和一致性指数(0.89).值得注意的是,2015年、2016年、2017年、2021年和2022年独立试报结果与观测结果基本一致,这也表明了该预测模型对华北地区强降水频次预测的优异性能.

关键词：华北强降水年际增量方法季节预测海温积雪深度

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变分框架下双偏振雷达直接同化算子的构建及其初步应用

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气象学报 2024年第6期82卷 774-788页

作者：张海阳陈耀登孙涛陈敏黄向宇孙健王瑞春范水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 美国国家大气研究中心博尔德803073 北京城市气象研究院北京100089 中国气象局地球系统数值预报中心北京100081

双偏振雷达探测资料(简称双偏振雷达资料)能够更好地识别水凝物粒子特征。为发挥双偏振雷达资料的作用,更有效地同化双偏振雷达资料,提高对流天气的预报效果,发展建立了一套基于水凝物控制变量的双偏振雷达资料变分直接同化方案,并开展... 详细信息

双偏振雷达探测资料(简称双偏振雷达资料)能够更好地识别水凝物粒子特征。为发挥双偏振雷达资料的作用,更有效地同化双偏振雷达资料,提高对流天气的预报效果,发展建立了一套基于水凝物控制变量的双偏振雷达资料变分直接同化方案,并开展了观测算子和伴随算子的切线性及伴随检验、单点观测试验及真实个例的循环同化预报试验。切线性及伴随检验结果表明,该双偏振雷达资料直接同化方案的模拟结果符合精度要求,算子构建合理。单点观测试验表明,双偏振观测信息通过水凝物背景场误差协方差传递到水凝物等相关变量,实现了相关变量的协调分析。一个真实个例的循环同化及预报试验表明,双偏振雷达资料同化改进了分析场及预报场的热力和动力及微物理结构特征,进而提高了降雨预报效果。基于变分框架下的双偏振雷达资料直接同化方案能够合理同化双偏振雷达观测信息,并改进6 h降水预报效果,相对采用集合卡尔曼滤波方案同化该资料效率更高,更便于业务推广应用。

关键词：数值预报资料同化双偏振雷达直接同化

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