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台风“利奇马”(1909)登陆青岛时黄海北部一次海雾过程的观测分析

海洋学报 2024年第4期46卷 34-46页

作者：王倩时晓曚张苏平山东省气象防灾减灾重点实验室山东济南250031 青岛市气象台山东青岛266003 中国海洋大学物理海洋教育部重点实验室/海洋−大气相互作用与气候山东省重点实验室山东青岛266100

利用多种观测数据、再分析数据和后向追踪模式,分析了2019年9号台风“利奇马”影响黄海北部期间发生的一次海雾过程,结果表明台风影响下的环流形势是此次海雾形成并影响沿海的决定性因素。来自黄海南部的暖湿气团在台风中心右侧较冷的... 详细信息

利用多种观测数据、再分析数据和后向追踪模式,分析了2019年9号台风“利奇马”影响黄海北部期间发生的一次海雾过程,结果表明台风影响下的环流形势是此次海雾形成并影响沿海的决定性因素。来自黄海南部的暖湿气团在台风中心右侧较冷的海面凝结成雾,台风中心右侧区域的偏南气流不仅使黄海南部的暖湿空气不断向北输送,为海雾的形成和发展提供充足的水汽,而且其从黄海西岸带来的暖气团和台风中心区域的下沉气流在雾区上空形成了显著逆温层,在大气边界层内形成了“上稳下湍”的层结结构,也有利于海雾在岸滨及内陆地区的维持和发展。而台风后部水平风转向和台风中心外围增强的水平风加强了大气边界层底部的垂直风切变,从而导致湍流混合增强和大气边界层稳定度下降,这是引发海雾消散的重要原因。

关键词：海雾台风大气边界层结构黄海

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热带印度洋海表面温度与海面净热通量耦合主模态的气候演变特征

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海洋湖沼通报 2024年第2期46卷 22-31页

作者：杨梦兮胡瑞金刘梅张银意史达伟江苏省泰州市气象局江苏泰州225300 中国海洋大学物理海洋实验室和山东省高校海洋-大气相互作用与气候重点实验室山东青岛266100 江苏省气象台江苏南京210008 江苏省连云港市气象局江苏连云港222002

利用1960年1月—2008年12月共49 a的SODA的SST资料和ECWMF的海面净热通量的资料,采用滑动SVD方法,对热带印度洋上两场异常耦合主模态的气候演变特征进行了分析,并对显著变化的时间、地点分别进行了判定。结果表明:(1)耦合作用在演变过... 详细信息

利用1960年1月—2008年12月共49 a的SODA的SST资料和ECWMF的海面净热通量的资料,采用滑动SVD方法,对热带印度洋上两场异常耦合主模态的气候演变特征进行了分析,并对显著变化的时间、地点分别进行了判定。结果表明:(1)耦合作用在演变过程中有逐渐加强的趋势,两场的相关性一直保持的较好。(2)整个演变过程中,海面净热通量异常可以较好地解释大部分时段内海表面温度异常(SSTA)场本身的变化,变化幅度最大的地方位于苏门答腊-爪哇沿岸和20°S以南的海域;并且在其影响下,海盆在大部分时段内呈增温趋势。(3)耦合主模态两个场的空间分布都在1961—1970年到1962—1971年之间发生了唯一一次显著的变化,显著影响时间都为1971年。(4)SSTA场变化显著的地点主要位于东北印度洋和南海,为明显的正变化区,而20°S以南的海域呈明显的负变化;海面净热通量异常场分别在南海海域和赤道东印度洋及马达加斯加偏东的部分海域呈明显的正、负变化。

关键词：热带印度洋 SSTA 海面净热通量滑动SVD 主模态时空演变

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2007—2020年威海机场4-9月平流低云的变化特征及影响因子分析

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海洋预报 2023年第6期40卷 41-50页

作者：宋鹏鹏赵传湖山东省机场管理集团威海国际机场山东威海264200 中国海洋大学海洋与大气学院山东青岛266100 海洋-大气相互作用与气候山东省高校重点实验室山东青岛266100

分析了威海机场2007—2020年(2014年资料缺失)4—9月平流低云的年际和逐月变化特征,揭示有利于平流低云出现的月尺度大气环流场及其可能的影响因素。结果表明:威海机场年均出现39.8个平流低云日,多年平均的平流低云日数从4月开始逐月增... 详细信息

分析了威海机场2007—2020年(2014年资料缺失)4—9月平流低云的年际和逐月变化特征,揭示有利于平流低云出现的月尺度大气环流场及其可能的影响因素。结果表明:威海机场年均出现39.8个平流低云日,多年平均的平流低云日数从4月开始逐月增加,7月达到最多,为11.5 d,8—9月又逐渐减少,呈单峰结构。平流低云出现时常伴有轻雾和平流雾,两者出现频率合计达79.4%;西南风是平流低云出现时的主风向,180°~220°内的风向占比达50.0%。威海机场位于地面稳定的东高西低天气形势下,有利于平流低云的出现,此时山东半岛南部海域的海表温度较低,其上有明显暖平流,上暖下冷的结构有利于大气层结稳定,大气向海洋放热而降温,易使气流在山东半岛南侧登陆时形成低云并维持。年际尺度上黑潮的强弱对威海机场平流低云日数的多寡有较好的指示意义。

关键词：威海机场平流低云大气环流影响因子

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1470—2019年中国东部旱涝年代际变化及其与太平洋海表温度的关系

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气象学报 2021年第2期79卷 196-208页

作者：鄢凤玉赵传湖孙即霖中国海洋大学海洋与大气学院青岛266100 山东省海洋-大气相互作用与气候重点实验室青岛266100

基于中国东部地区(30°—40°N,105°E以东)19个代表站1470—2019年旱涝等级序列、古气候代用资料定量重建的北太平洋海表温度年代际振荡指数以及Nino3.4指数,通过经验正交函数分解、小波分析和集合经验模态分解方法分析了... 详细信息

基于中国东部地区(30°—40°N,105°E以东)19个代表站1470—2019年旱涝等级序列、古气候代用资料定量重建的北太平洋海表温度年代际振荡指数以及Nino3.4指数,通过经验正交函数分解、小波分析和集合经验模态分解方法分析了中国东部旱涝年代际变化特征及其与太平洋海温的关系。结果表明,(1)1470年以来中国东部旱涝变化的主模态为全区一致型(方差贡献率为25.2%),变率中心主要位于黄河中下游,其时间系数的小波分析和集合经验模态分解揭示出全区旱涝存在10—30 a的准周期;该模态长期趋势揭示17—18世纪中国东部整体偏涝,而19世纪以后出现干旱化趋势。(2)寒冷背景下中国东部旱涝一致变化更明显,在17世纪前、中期和19世纪中、后期的小冰期寒冷期全区一致型模态的方差贡献率为35%—40%,且这两个时段10—30 a的年代际变化信号尤为显著;而旱涝的变率中心则表现出冷期偏北,暖期偏南或偏西的特征。(3)中国东部旱涝的年代际变化与北太平洋和赤道中东太平洋海表温度异常有关,表现为偏涝(旱)气候对应于北太平洋海表温度年代际振荡的冷(暖)相位,以及年代际尺度上的冬季Nino3.4区海表温度的异常偏低(高);在小冰期的寒冷期,旱涝的年代际变化可能与Nino3.4区海表温度异常关系更密切。

关键词：中国东部旱涝等级年代际北太平洋年代际振荡 Nino3.4指数

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华北雨季降水年代际变化与水汽输送的联系

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大气科学 2022年第4期46卷 903-920页

作者：崔童张若楠郝立生孙丞虎中国气象局国家气候中心北京100081 复旦大学大气与海洋科学系/大气科学研究院上海200433 上海市海洋—大气相互作用前沿科学研究基地上海200433 天津气候中心天津300074 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室及气候与气候变化研究所北京100081

本文基于1961~2018年华北地区均一化逐日降水资料和ECMWF(欧洲中期天气预报中心)ERA5全球再分析环流资料,采用一种综合考虑降水量和西太平洋副热带高压脊线影响的雨季监测标准,计算了华北雨季起讫日期和降水量,在此基础上讨论了华北雨... 详细信息

本文基于1961~2018年华北地区均一化逐日降水资料和ECMWF(欧洲中期天气预报中心)ERA5全球再分析环流资料,采用一种综合考虑降水量和西太平洋副热带高压脊线影响的雨季监测标准,计算了华北雨季起讫日期和降水量,在此基础上讨论了华北雨季季节内进程的水汽输送特征。重点分析了降水量与水汽收支的年代际变化关系,揭示了水汽输送的时空变化规律及其对华北雨季降水的影响。研究结果表明:(1)华北雨季每年的起讫日期不同,从而每年雨季发生时段和季节内进程不同。(2)降水的形成与水汽输送及其辐合密切相关,有四个水汽通道维持华北雨季降水,即印度季风水汽、东亚季风水汽、110°E~120°E之间越赤道气流向北的水汽输送和40°N附近中纬度西风带水汽。(3)华北雨季降水和净水汽收支具有相似的年代际变化特征,分别在1977、1987、1999年发生突变,总体呈现“减—增—减”的阶段性变化趋势,两者位相转变相关性很强。(4)水汽输送的强弱和到达华北时间的早晚均对雨季降水多寡有重要影响。华北多雨年代与少雨年代水汽通量有明显的差异,主要表现在:在多雨年代,西北太平洋为反气旋式环流异常,偏南水汽强盛,并且与中高纬西风带异常偏西水汽汇聚于华北,华北地区水汽辐合偏强;考虑季节内进程,水汽到达华北的时间早、强度大,停留时间长、辐合强,减弱的时间晚;而在少雨年代,我国东北地区、朝鲜半岛及日本海附近为气旋式环流异常,华北地区由南向北的水汽输送偏弱,水汽辐散明显加强;季节内进程表现出与多雨年代相反的特征。(5)考虑华北地区四个边界的水汽收支,南边界和西边界有最大、次大水汽输入,二者的年代际变化是影响雨季降水年代际变化的重要因素。在多雨年代,南边界和西边界水汽净输入很强,但北边界的输出也很强;在少雨年代,南边界和西边界水汽净输入很弱,但北边界转为输入,这是区别于多雨年代的重要特征。

关键词：华北雨季水汽输送水汽收支年代际变化

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长江中下游平原2022年高温干旱复合型极端事件的影响因子分析

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大气科学学报 2024年第4期47卷 533-540页

作者：唐樱歌刘伟高艳红复旦大学大气与海洋科学系/大气科学研究院上海200438 中国民用航空华东地区空中交通管理局气象中心上海200335 上海市海洋-大气相互作用前沿科学研究基地上海200438 上海市海陆气界面过程和气候变化重点实验室上海200438 上海长江河口湿地生态系统国家野外科学观测研究站上海200438

基于ERA5和ERA5-LAND再分析资料,利用水量平衡分解法,将净降水量(降水量减蒸发量,P-E)的变化分解为热动力贡献、热力学贡献和涡动贡献,分析了2022年发生在长江中下游平原的极端干旱事件的机理和演变过程,并将其与2013年同样发生在长江... 详细信息

基于ERA5和ERA5-LAND再分析资料,利用水量平衡分解法,将净降水量(降水量减蒸发量,P-E)的变化分解为热动力贡献、热力学贡献和涡动贡献,分析了2022年发生在长江中下游平原的极端干旱事件的机理和演变过程,并将其与2013年同样发生在长江中下游的高温干旱事件进行对比分析。净降水量分析表明,2022年长江中下游平原汛期前期(5—6月)干旱主要由降水量减小导致,水量平衡分解分析显示,湍流涡动与平均环流变化的贡献是早期干旱的主要因子;中期(7—8月)的高温增强了地表蒸散发,尤其是裸土蒸发的增强,加剧了干旱程度,水量平衡分解显示,表征温度升高引起的水汽含量变化的热力贡献对干旱加剧的贡献最大;后期(9—10月)高温进一步引发平均环流变化导致的热动力贡献延长了干旱持续时间。而2013年的高温干旱为高温引发的热力学贡献主导,持续事件短,干旱程度弱。本文对2022年发生在长江中下游平原的高温干旱复合型极端事件的发展和演变过程的剖析,可为湿润区极端高温干旱事件的预测预警提供参考。

关键词：高温干旱复合型极端事件 P-E 水量平衡分解法长江中下游平原

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全新世东亚夏季风演变的争议:一种基于机理解析的调和

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地球环境学报 2022年第2期13卷 240-242页

作者：程军刘一陶吴海斌刘征宇南京信息工程大学海气相互作用研究中心南京210044 中国科学院地质与地球物理研究所新生代地质与环境重点实验室北京100029 Department of Geography Ohio State UniversityOH 43210USA

东亚夏季风是维持东亚地区生态、环境基本状态的主导性大气环流系统,其在古气候记录相对丰富的全新世时期的演变是认知长期气候变化下东亚夏季风响应特征、响应机制及其生态、环境影响的基础,对于理解及预测当前全球增暖下东亚夏季风的... 详细信息

东亚夏季风是维持东亚地区生态、环境基本状态的主导性大气环流系统,其在古气候记录相对丰富的全新世时期的演变是认知长期气候变化下东亚夏季风响应特征、响应机制及其生态、环境影响的基础,对于理解及预测当前全球增暖下东亚夏季风的演变具有重要意义。全新世时期地质记录对东亚夏季风演变的指示存在系统性差异。如洞穴石笋氧同位素记录指示东亚夏季风于全新世早期最强(Wang et al,2005),东亚夏季风在全新世阶段的持续减弱被该时期北半球夏季太阳辐射的逐渐减少主导(Kutzbach and Street-Perrott,1985).

关键词：东亚夏季风大气环流系统全新世全球增暖地质记录北半球夏季太阳辐射洞穴石笋

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华东地区主要地形因子对极端小时降水峰型的影响研究

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大气科学学报 2023年第3期46卷 369-379页

作者：曾礼高艳红张果李剑铎中国科学院西北生态环境资源研究院陆面过程与气候变化重点实验室甘肃兰州730000 复旦大学大气与海洋科学系/大气科学研究院上海200438 上海市海洋-大气相互作用前沿科学研究基地上海200438 上海市海陆气界面过程和气候变化重点实验室上海2004438 上海长江河口湿地生态系统国家野外科学观测研究站上海200438 中国气象局地球系统数值预报中心北京100081 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081

在全球持续增温的背景下,极端降水事件频发,给人民的生产生活和社会的经济发展造成了严重威胁。本文利用华东315个气象台站2011—2018年的小时观测数据,按照降水日峰值特征将华东地区极端小时降水分为单峰型和多峰型,基于多尺度地理加... 详细信息

在全球持续增温的背景下,极端降水事件频发,给人民的生产生活和社会的经济发展造成了严重威胁。本文利用华东315个气象台站2011—2018年的小时观测数据,按照降水日峰值特征将华东地区极端小时降水分为单峰型和多峰型,基于多尺度地理加权回归模型,探讨了两种峰型极端小时降水空间分布与地形因子的关系。研究表明两种峰型极端降水分别对应常规年份和厄尔尼诺年,地形起伏度在两类峰型的降水中都为最重要的地形因子,主导区域主要为浙江北部及浙闽山脉北部;其他地形因子在两类峰型的降水中作用存在显著差异。单峰型降水中,第二重要的地形因子为地形坡度,主导区域位于浙闽山脉东南侧;而在多峰型降水中,第二重要的地形因子为离海岸线距离,且主导区域位于沿海地区。对二者差异的机理分析发现,单峰型降水以午后对流为主,浙闽山脉东南侧地形坡度较大处的对流有效位能值较大,容易促发对流;而在多峰型降水中清晨降水以平流为主,水汽输送明显较单峰型降水大,因此,离海岸线距离对该类型降水有重要影响。

关键词：极端小时降水地形因子多尺度地理加权回归日变化

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一次重力波对黄海海雾发生、发展的影响研究

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2022年第6期52卷 27-38页

作者：宋美琪张苏平戴光耀中国海洋大学海洋与大气学院海洋气象系山东青岛266100 中国海洋大学物理海洋教育部重点实验室海洋-大气相互作用与气候重点实验室山东青岛266100 中国海洋大学信息科学与工程学院海洋技术系山东青岛266100

2014年5月17—18日“东方红2号”科考船在黄海捕捉到一次海雾过程中的重力波活动迹象。本文利用船测、卫星云图和再分析资料,结合中尺度模式天气研究和预报系统(WRF,Weather Research and Forecasting)模式下嵌套的大涡模式(LES,Large-E... 详细信息

2014年5月17—18日“东方红2号”科考船在黄海捕捉到一次海雾过程中的重力波活动迹象。本文利用船测、卫星云图和再分析资料,结合中尺度模式天气研究和预报系统(WRF,Weather Research and Forecasting)模式下嵌套的大涡模式(LES,Large-Eddy Simulations)模拟,对此次海雾进行研究,分析重力波在海雾生成和发展阶段的作用。分析表明:(1)此次海雾过程中船载激光测风雷达测得的重力波波长800~1000 m,周期6~8 min,位相向东北方向传播,相速约2 m/s;船载自动气象站和涡动相关通量观测系统记录的能见度、温度和垂直速度等存在周期为5~8 min的规律振荡;中分辨率成像光谱仪(MODIS)卫星显示的海雾云图上呈现了与重力波有关的滚轴状特征。(2)垂直速度振幅增大,伴随降温、增湿,在原来已经接近饱和的气层中,增强的湍流混合作用使混合层空气达到过饱和并发生凝结,液态水含量增大,在长波辐射冷却机制共同作用下,海雾生成并发展。(3)基于WRF模式下嵌套LES模式,较为准确地重现了海雾过程中出现的重力波特征,模式结果验证了重力波对海雾的发生起到触发作用。

关键词：海雾重力波湍流混合激光雷达 WRF模式 LES模式

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冬季黑潮延伸体海域海洋涡旋影响局地大气强对流的研究

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地球科学进展 2020年第5期35卷 441-451页

作者：刘秦玉张苏平贾英来中国海洋大学物理海洋实验室海洋与大气相互作用与气候实验室山东青岛266100 青岛海洋科学与技术试点国家实验室山东青岛266100

黑潮延伸体海区是冬季西北太平洋向大气加热的关键海区。前人研究表明活跃在黑潮延伸体海区的海洋涡旋会通过影响海表面温度而影响海面风。回顾了最近几年该海域海洋涡旋影响局地大气的研究成果,重点从船测探空资料、卫星观测资料和模... 详细信息

黑潮延伸体海区是冬季西北太平洋向大气加热的关键海区。前人研究表明活跃在黑潮延伸体海区的海洋涡旋会通过影响海表面温度而影响海面风。回顾了最近几年该海域海洋涡旋影响局地大气的研究成果,重点从船测探空资料、卫星观测资料和模式数值实验3个方面分析和比对了已有的研究成果,依据该海区海洋涡旋导致大气异常的地转适应理论,得到了如下新的科学推论:海洋涡旋上空大气运动较慢时,大气对海洋涡旋的响应表现以气压调整机制为主,海洋涡旋的影响常常被限制在大气边界层中;海洋涡旋上空大气的运动较快时,大气对暖(冷)涡的响应以垂直混合机制为主,海表面风速在暖(冷)水上加(减)速,海表面风强辐合出现在暖水的背景风下游一侧,并从暖水上空携带了大量水汽;通过水汽凝结与海面辐合上升之间的正反馈机制,为导致大气中出现强对流提供了必要条件。该推论将有利于进一步定量刻画海洋涡旋对大气的影响。

关键词：黑潮延伸体海洋涡旋大气强对流地转适应垂直动量混合机制

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