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基于FLUXNET数据集对陆面模式CoLM能量通量的单点评估
郭琦, 刘少锋, 袁华, 李红梅
当前状态:  doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2021.21084
摘要(28) HTML(13) PDF (12081KB)(2)
摘要:
模式评估是模式发展中的重要一环。本文利用来自FLUXNET2015数据集的30个站点的涡动相关系统观测数据,重点关注能量通量,对通用陆面模式(Common Land Model version 2014,CoLM2014)在不同典型下垫面的模拟能力进行评估。结果表明,模式总体上能抓住感热、潜热和净辐射通量在日、季节和年平均等不同时间尺度上的变化特征,对感热、潜热和净辐射通量都有较好的模拟能力,净辐射的模拟效果最好,潜热通量次之。季节变化模拟中,感热、潜热通量在夏季不同植被型下站点的空间离散程度大于冬季,不同站点间模拟效果相差较大,净辐射多站点标准差变化幅度要小于感热、潜热,不同站点间模拟效果偏差较小。CoLM在常绿针叶林、稀树林地、草地、农田模拟感热、潜热通量的效果相对较好,在永久湿地、落叶阔叶林下模拟感热通量较差。本研究对CoLM2014在未来的改进和发展中提供了有用的参考。
国家气候中心两个CMIP6模式模拟的东亚夏季风的季节内演变
张潇潇, 薛峰, 董啸, 林壬萍
当前状态:  doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2021.21112
摘要(14) HTML(2) PDF (15935KB)(1)
摘要:
分析了国家气候中心两个参加第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)的模式BCC-CSM2-MR和BCC-ESM1对东亚夏季风季节内演变的模拟情况,包括气候态特征以及在ENSO(El Niño and Southern Oscillation)循环不同位相下的特征。本文同时对比分析了观测海温海冰驱动大气环流模式试验(AMIP试验)以及耦合模式的历史气候模拟试验(Historical试验)的结果。结果表明,模式能够合理地模拟出东亚夏季风环流和降水的气候态特征。相比大气模式,耦合模式能够明显改善对气候态的模拟,特别是耦合模式能够较好地模拟出副热带高压从6~8月向北以及向东移动的季节内演变特征。对于El Niño衰减年和La Niña年合成来说,大气模式能够在一定程度上模拟出El Niño衰减年(La Niña年)副高偏西(东)、对流减弱(增强)的特征,但是对于位置和强度的模拟存在偏差,特别是对于其季节内尺度的演变。耦合模式相比大气模式来说,并没有改善对于ENSO循环影响东亚夏季风季节内演变的模拟,这可能和耦合模式模拟的ENSO本身的偏差有关。因此要想改善对于东亚夏季风季节内演变及其年际差异的模拟,除了考虑海气相互作用之外,还需要改进模式对于ENSO的模拟效果。
热带印度洋和太平洋ISO活动特征的异同
李力锋, 陈雄, 李崇银, 黎鑫, 杨明浩
当前状态:  doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2021.21158
摘要(9) HTML(2) PDF (10714KB)(1)
摘要:
基于再分析资料,对比分析了热带印度洋和太平洋地区大气季节内振荡(ISO)活动特征的异同。结果表明:印度洋和西太平洋地区ISO活动中心在4月和10月存在季节性跳跃,并且ISO在西太平洋地区活动中心位置南北跳跃的经向距离较印度洋偏大。ISO较强的活动中心也是ISO强度年较差较大的地区,并且各个活动中心ISO强度达到最强的时间存在明显的差异。ISO活动存在显著的年际和年代际变化,在20世纪80年代ISO的活动强度和变化趋势都存在一个明显的转折。夏季印度洋和西太平洋地区ISO都存在较强的北传,赤道地区印度洋ISO强度较强,而赤道以外地区西太平洋ISO强度较强;并且ISO在西太平洋地区北传的速度较印度洋偏慢。无论是冬季还是夏季,当ISO活跃于印度洋和西太平洋时,ISO的空间分布和垂直结构特征都有着明显的差异。
2018年1月青岛市一次重度污染雾—霾天气成因分析
樊晓婷, 李英, 刘应辰
当前状态:  doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2022.21040
摘要(16) HTML(4) PDF (6494KB)(1)
摘要:
利用中国国家地面站逐小时气象观测资料、中国环境监测总站空气质量逐时监测数据、ECMWF 0.125°(纬度)×0.125°(经度)再分析资料及青岛市八关山自动站常规要素逐小时数据,对2018年1月15~22日青岛市一次重度污染雾—霾天气过程的特征及其影响因子进行分析。结果表明:PM10为首要污染物,污染过程中青岛市48 h 输入污染源前期主要为北方干冷气团与江淮湿空气在山东半岛北部汇聚堆积,后期则主要包括山东省内局地大气污染物排放。雾—霾期间,500 hPa中高纬地区受乌拉尔山阻塞高压和中西伯利亚冷低压控制,宽广的东亚横槽稳定维持,青岛上空以平直西风气流为主,地面等压线稀疏,风速小;随着横槽转竖,纬向型环流转为经向型,冷空气大举南下,风速急增,降雪发生,雾—霾迅速消散。在静稳的大气环流背景下,当近地逆温层内弱风或持续吹陆风,对流层低层上升和下沉运动较弱,水汽条件较好时,有利于雾—霾维持。综合分析雾—霾各阶段PM2.5浓度和相对湿度与能见度间的关系发现,霾阶段两因子影响力相当;雾阶段能见度主要受相对湿度的影响;静稳条件下PM2.5浓度累积增加是影响雾、霾混合阶段能见度的主要因子。
大渡河流域一次暴雪过程的天气环流特征及关键环境要素特征
陈媛, 颜玲, 周玉淑, 冉令坤, 杨帅, 平凡
当前状态:  doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2021.21177
摘要(6) HTML(2) PDF (5486KB)(0)
摘要:
对2016年2月下旬大渡河流域的一次大到暴雪天气过程进行分析,通过天气环流特征分析和环境气象参数提炼,指出西路强冷空气爆发是大渡河流域上游大雪至暴雪的先导信号,这种信号可提前2~3 d。大雪的产生除了冷空气条件,也要有暖空气配合,对大渡河流域而言,最主要的暖湿空气来源有两条路径,一条是中层南支槽前暖湿气流北上在流域上游与冷空气相遇,形成高原切变线,是导致流域上游大到暴雪的主要中层天气系统。另一支暖湿气流沿横断山以东从低层进入四川盆地西北部地区,为流域降雪提供充足水汽条件。冷空气爆发后的适宜温度场,利于水汽升华变成雪花的过程。此次过程中,流域降大雪的温度条件可归纳为:700 hPa上气温不高于−5℃,500 hPa上气温不高于−9°C,地表温度低于0°C。在湿度指标上,环境大气相对湿度在70%以上,且空气中的水汽含量达到4 g kg-1以上。
寒潮天气过程对风/光伏发电资源要素数值预报技巧影响的检验分析
吴骥, 陈卫东, 字俣丞, 肖莹
当前状态:  doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2021.21173
摘要(14) HTML(2) PDF (2535KB)(0)
摘要:
基于ERA-5再分析资料和NCEP的GFS预报系统的120 h预报资料,本文对华东地区2020年12月至2021年3月期间9次寒潮过程中数值模式的近地面风速和向下净短波辐射通量预报技巧进行了检验,检验结果表明:1)GFS预报系统在提前1~4 d均能准确预报出寒潮过程(降温幅度和最低温度),平均预报命中率均在80%以上;2)在寒潮过程中,近地面风速会明显增强,虽然0~2级风速预报评分明显降低,但对3~5级和6级以上的风速预报评分(Threat Score, TS)反而较一般天气过程高;而向下净短波辐射通量预报相对误差要比一般天气过程偏大,尤其在寒潮爆发日最大;3)在寒潮过程中预报技巧具有明显日变化特征,0~2级风速预报技巧下午最低,尤其在寒潮最强日最明显;3~5级风速预报技巧在18:00(协调世界时)左右最低,在寒潮最强日夜间都很低。而向下净短波辐射通量预报下午以后预报误差显著增大,尤其在寒潮爆发日误差最大;4)在寒潮过程中,预报技巧随着预报时效的延长而降低,其中24 h预报TS评分较高,误差较小。72 h评分较低,误差较大。
新冠疫情期间武汉空气质量变化的多维观测分析
王瑶, 唐晓, 陈科艺, 胡柯, 梁胜文, 罗洪艳, 宋雅婷, 罗雪纯, 王自发
当前状态:  doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2021.21159
摘要(31) HTML(2) PDF (6377KB)(2)
摘要:
基于国控站点和武汉本地加密站点,利用2020年1月1日至2月13日6种常规污染物及细颗粒物(PM2.5)组分的逐小时监测数据,评估了新冠疫情管控前后武汉地区大气污染物的时空变化特征及管控措施对不同类型站点的影响区别。结果显示:在实施疫情管控措施后,武汉市颗粒物浓度大幅降低,基于两种观测网(89个站点)计算得出PM2.5、PM10浓度变化率分别为−23.44%、−32.95%,但O3浓度显著增加,变化率为55.22%,比国控站点变化率高10.6%;在空间分布上,颗粒物浓度呈现北高南低,但武汉偏南区域站点的浓度下降幅度更大,与偏南风频次增高导致管控措施更多影响下风方向区域有关。偏南区域站点NO2浓度降低幅度更大,同时O3浓度升高,其原因是NO浓度大幅降低,其滴定反应减弱,并且气象条件也有利于O3持续累积,维持较高浓度。从不同类别站点浓度变化差异来看,疫情管控措施对二次污染物的交通站点和工业园区站点影响最大,两者基于两种观测网计算所得的浓度变化率均超过国控站点的浓度变化率,PM2.5和O3的国控站点变化率分别比交通站点变化率低6%和18%。对于一次污染物而言,SO2、CO浓度变化小,浓度变化率分别为−6.10%和−5.61%,与疫情期间重点排放源没有停工有关;在6种常规污染物中,NO2浓度变化幅度最大,其浓度下降了−55.26 %,与交通管控直接相关。对比分析2019年和2020年同期气溶胶组分浓度发现,2020年疫情管控期间\begin{document}$ {\mathrm{N}\mathrm{O}}_{3}^{-} $\end{document}/\begin{document}$ {\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}^{2-} $\end{document}比值降低,更接近1,有机碳(OC)与元素碳(EC)比值增大到6.07,说明汽车尾气等移动源的比重减小,燃煤燃烧影响比重增大。
高空急流的维持对我国南方暴雪的影响
左群杰, 张万诚, 高守亭
当前状态:  doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2021.21165
摘要(127) HTML(14) PDF (10279KB)(12)
摘要:
利用欧洲中期预报中心再分析数据(ERA- Interim)分析了2014年2月9日、2015年12月5日、2016年1月20日和2018年1月24日高空急流扰动动能对暴雪的影响。在暴雪发生的过程中,通常伴有高空急流的存在。高空急流一方面维持自身的存在,另一方面其引起的垂直运动有利于暴雪的发展。垂直运动的上升支有两个方面的作用,一个是将低层暖湿空气输送到高层,为暴雪提供源源不断的水汽,另一个是将急流中的扰动动能向下输送到低层冷暖气流交汇区域,该区域也是水平风切变较大的区域,为该区域提供扰动动能,进一步促进暴雪的发生和发展。
基于自动站资料的近15年北京地区舒适度变化特征
姜江, 闵晶晶, 王华, 雷婷, 乔媛, 蒋志
当前状态:  doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2022.21147
摘要(24) HTML(3) PDF (3608KB)(6)
摘要:
利用44个自动站的小时观测资料,详细分析了北京地区近15年来气温、风速、相对湿度和有效温度的分布和变化情况,结果表明:1)北京地区年平均气温、风速和有效温度都显著的受到了地形分布的影响,相对湿度没有表现出明显的地形差异。研究时段内,北京整体呈变干变暖。区域上,气温与有效温度增幅最大的区域集中在平原中心城区,西北和东北部的远郊山区增幅最小,相对湿度降低的程度在区域上较为平均;2)按有效温度的热感受等级划分,北京地区冬季平均热感受属于“寒冷”,年、春季和秋季平均热感受属于“冷”,夏季平均热感受属于“温暖”。春季、夏季和冬季变干变暖明显,秋季则存在明显的区域差异;3)北京地区年平均气候适宜日数在全年中占比41.3%。气候适宜日数变化在区域间差异较大,超过半数站点表现出“气候适宜日数”的减少。由于整体上的变干变暖趋势,导致春季“气候适宜日数”整体在增加,夏季“气候适宜日数”整体在减少。秋季的“气候适宜日数”没有表现出统一的趋势。冬季的热感受主要集中于寒冷日和冷日,“气候适宜日数”很少。
过去十年我国大气污染防治科技工作进展与展望
王兰英, 王磊, 张望
当前状态:  doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2022.22015
摘要(164) PDF (2129KB)(21)
摘要:
面对我国大气污染防治的迫切需求,国家有关部门和科研机构设立了多项科技计划予以持续支持,大气污染防治科技理论研究、监测手段、数值模拟、防控技术都取得了长足进展,为我国大气污染防治的实践和打赢蓝天保卫战圆满收官提供了有力的科技支撑。本文总结了近十年来大气污染防治科技工作部署和取得的进展,分析了当前我国大气污染防治工作面临的形势和问题。面向“十四五”,提出大气污染基础研究、污染防治关键技术研发和应用示范3个方面的建议,聚焦细颗粒物(PM2.5)和O3协同、减污与降碳协同,进一步推进大气污染防治科技工作,为建设“美丽中国”和碳中和、碳达峰目标提供关键科技支撑。
2022年第5期
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1961~2020年中国两大林区森林火险天气的多尺度特征
王文杰, 钱诚, 张宇, 封小凡, 张嘉仪
2022, 27(5): 559-577.   doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2021.21097
摘要(444) HTML(75) PDF (8940KB)(67)
摘要:
近年来,世界各地的极端林火事件已呈现出多发态势。林火作为一种复合型极端事件,它的发生和蔓延与气象条件有着密切联系,在全球变暖的背景下,研究林区森林火险天气的变化特征可以为“碳中和”背景下的森林防火工作提供科学的信息。本文以逐日森林火险气象指数(FFDI)作为火险天气的度量指标,分析了该指数的适用性及空间分布特征,进而分析了1961~2020年东北和西南两大林区FFDI及相关气象因子的线性变化趋势;最后利用集合经验模分解(EEMD)的方法揭示了两大林区防火期FFDI的多时间尺度演变特征。研究发现:在季节以及年时间尺度上,FFDI的分布具有明显的区域特征,东北地区在春季、秋季处于高值期,而西南地区则集中在春季和冬季,这与两大林区的森林防火期有很好的对应关系。各个季节FFDI呈现显著增长的站点数在10%~20%左右,春季最多(21%)。东北林区FFDI的变化趋势在四季都不显著;但相关气象因子中的日最高气温在四季都呈现显著的变暖趋势,平均风速在四季都呈现显著减弱的趋势。西南林区四季的FFDI都呈现显著(至少是0.1水平下的)增长态势,其中春、冬季防火期的趋势分别为0.09/10 a(P<0.1)和0.05/10 a(P<0.1);夏、秋、冬三个季节显著变暖又显著变干(P<0.05),朝着 “暖干化”的气候特征演变。年际变率在两大林区FFDI的演变中贡献超70%;东北春季和秋季防火期FFDI的非线性趋势分别呈先快速上升后减缓和先快速上升后转为下降的趋势;西南春季防火期FFDI的非线性趋势从上个世纪的稳定少变转为21世纪开始呈现快速上升的趋势,冬季防火期FFDI则总体呈稳步上升趋势。因此,西南林区的防火形势正变得愈发地严峻。
降水统计预报模型的模拟性能分析
陈以祺, 吴香华, 刘鹏, 刘端阳
2022, 27(5): 578-590.   doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2022.21058
摘要(59) HTML(4) PDF (3222KB)(12)
摘要:
降水预报模型的性能与诸多因素有关,除了与研究区域特征和研究数据有关,还受到模型自身算法、统计模拟方法、性能度量指标等的影响。本文基于2015~2019年我国黑龙江省28个站点逐日降水、平均气温和平均相对湿度等地面常规气象资料,运用留出法、自助法等蒙特卡洛统计模拟和机器学习方法,首次系统研究了黑龙江省夏季逐日降水预报模型的性能和模型性能的空间分布特征。结果表明,对研究区域整体来说,BP(Back Propagation)神经网络和支持向量机的总体预报性能没有显著差异,ROC(Receiver Operating Characteristic)曲线面积值均高于76%,显著优于决策树。自助法估计的模型预报性能始终优于留出法,并且有助于提高评估结果的保真性。对研究区域单个站点来说,除个别站点以外,支持向量机的准确率和ROC曲线面积值均高于80%,并且呈现东南大西北小的空间分布趋势,该趋势与降水频率的分布基本一致。支持向量机在小兴安岭和张广才岭的总体预报效果较好,三江平原次之,松嫩平原较差;而敏感度在山区大,平原区小,中部和南部大,东部次之,西部和北部小;特异度空间分布则恰好与敏感度相反。
21世纪黑河流域降水统计降尺度及预估
苏海锋, 戴新刚, 熊喆, 延晓冬
2022, 27(5): 591-603.   doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2021.21081
摘要(78) HTML(8) PDF (5217KB)(17)
摘要:
借助第五阶段国际耦合模式比较计划(CMIP5)多模式集合数据、欧洲中期预报中心再分析资料及黑河流域站点观测记录等,检验了模式降水估计偏差,设计了3种降尺度方法,对2011~2100年模式集合预估降水做了降尺度偏差订正。结果表明,即使去掉模式气候飘移,在黑河流域的模拟或估计降水偏差依然较大。本文选用15个CMIP5模式集合做降水预估。依据贝叶斯模式平均(BMA)和多元线性回归(MLR)构造降尺度模型,其因子有700 hPa位势高度场、经向风和比湿等。检验表明,两种降尺度模型各有优缺点,BMA降尺度降水平均值精度较高,但方差和相关系数较低;MLR的方差和相关系数均较高,但在黑河下游极端干旱区或少雨季节易出现“负降水”偏差。在降尺度模型中加入模式降水因子后,BMA的降水方差和相关系数均有明显提高,MLR的负降水问题得到一定程度抑制。BMA模型在黑河上游最优,MLR在中、下游及整个流域最优。因此,选用BMA和MLR对RCP4.5情景下2011~2100年的降水预估做降尺度偏差订正,结果表明,经BMA和MLR降尺度后预估的整个黑河流域降水呈下降趋势,相对于1971~2000年参考期,流域前期(2011~2040年)、中期(2041~2070年)、后期(2071~2100年)降水下降率依次为−9.7%、−12.5、−12.1%,即前、中期降水明显减少,后期变化不大。其中上游降水有一个弱的增加趋势,其变化率依次为1.4%、1.6%、2.3%;中游降水呈明显减少趋势,其变化率依次为−16.3%、−21.4%、−22.6%;下游降水前期减少,中、后期明显增加,其变化率依次为−13.0%、4.2%、21.4%。该预估结果表明,随着全球气候暖化,黑河上游祁连山区降水会缓慢增加,但中游农耕区降水明显减少,流域水资源供需矛盾可能会进一步加剧。因此,黑河流域未来的分水方案及相关的生态、农业、经济等发展规划需要据此做一些调整,以适应未来气候和黑河流域水资源的可能变化。
中国生态脆弱区高温热浪和干旱历史变化特征分析
尹德震, 李芳, 林中达
2022, 27(5): 604-618.   doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2021.21044
摘要(76) HTML(10) PDF (7419KB)(29)
摘要:
高温热浪和干旱是影响陆地生态系统最主要的极端天气气候事件。已有关于中国高温热浪和干旱历史变化的定量研究主要针对全国范围、地理分区或单一区域,对于我国生态脆弱区相关极端事件的历史变化特征尚不清楚。本文利用中国CN05.1格点化观测数据集中的日最高气温观测资料和全球逐月标准化降水蒸发指数格点数据,分析了中国典型生态脆弱区1980~2014年发生的高温热浪和干旱的时空变化特征。结果表明:1980~2014年中国生态脆弱区的年高温日数和热浪次数整体呈增加趋势,两者变化趋势的空间分布类似。在空间分布上,高温热浪显著增加的区域主要位于北方生态脆弱区的中部和西部以及南方生态脆弱区的东部。其中,高温热浪增长显著的面积比率在西南岩溶山地石漠化脆弱区最高,在南方农牧脆弱区最低。区域平均来看,除南方农牧脆弱区较少发生高温热浪外,各脆弱区高温日数和热浪次数均呈现增加趋势,且除北方农牧林草区外,其余脆弱区增加趋势显著。北方生态脆弱区高温和热浪的发生频率和年际变化在20世纪90年代中期起均迅速增加。此外,中国生态脆弱区东部多呈现变干趋势且中等和极端干旱发生月数增多,其余地区则多变湿且极端干旱发生月数减少;区域平均来看,除西南岩溶山地石漠化脆弱区区域平均的干旱发生月数呈现显著增加趋势以外,其他区域的干湿和干旱发生月数的变化趋势小且不显著。
可见彩虹评估概念模型构建及全国范围内彩虹资源时空分布特征分析
陈青昊, 王秀荣, 于涵, 王媛, 赵嵘, 卢燕宇
2022, 27(5): 619-629.   doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2022.21012
摘要(34) HTML(6) PDF (3745KB)(9)
摘要:
彩虹是极具观赏价值的天气景观资源之一,却一直缺乏有效的历史观测数据。为了解全国彩虹资源分布特征,给各地旅游等产业提供气象服务支撑,本文基于相关理论,分析确定了出现彩虹所必需的4个影响指标:雷暴天气的多寡、太阳高度角大小、合适的地形及能见度,并据此构建了可见彩虹评估概念模型;运用此模型,依据1980~2010年全国气象观测数据及纬度数据,评估了彩虹资源的分布并得出如下结论:(1)华南、云南南部及青藏高原彩虹资源相对丰富。其中华南地区在不同季节出现彩虹的可能性于全国范围内位居前列,但冬季内总体数量不多。(2)北方地区大部相较南方彩虹资源总体偏少,但个别地方,如新疆西部及华北北部的部分地区,彩虹资源受太阳高度角和地形、能见度、雷暴天气的综合影响,丰富程度在全国排名非常靠前,具有开发彩虹生态旅游资源的优势。(3)经检验分析,该概念模型可以用于对全国范围彩虹资源丰富程度的分析或排序;也可进一步推广应用于彩虹预报模型中,以助提高彩虹景观的预报准确率。
基于CloudSat-CALIPSO资料的北极云宏观特征及形成机制研究
周茹, 李昀英, 陆春松
2022, 27(5): 630-642.   doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2021.21152
摘要(55) HTML(3) PDF (8993KB)(10)
摘要:
基于CloudSat-CALIPSO(CloudSat-Cloud Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations)卫星反演资料以及ERA5(ECMWF Reanalysis v5)月平均再分析资料,分析了北极地区总云量及其出现频率最高的层积云(Sc)的时空分布特征,并且探讨了层积云形成的可能原因。分析结果表明:秋季是北极地区全年总云量最多的季节,且喀拉海—楚科奇海区域云量增加幅度较为明显,其中海气温差较大、表面潜热通量致使边界层上升运动较强且相对湿度大是该区域云形成和维持的主要因素。另外,北极地区分布着大量Sc,主要位于常年几乎无海冰覆盖的挪威海—巴伦支海区域。此区域的低层稳定度与Sc云量呈负相关,即低层稳定度越大,Sc云量越少,此现象与热带以及中纬度等地区不同。开阔的海洋表面通过地表—大气耦合、热量和湿度的湍流表面通量降低了低层稳定度,促进了层积云的形成,增加了层积云的覆盖。
内蒙古草原浅对流云特征卫星观测分析
黎微微, 施红蓉, 陈洪滨, 唐熠, 何文英
2022, 27(5): 643-652.   doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2021.21068
摘要(34) HTML(3) PDF (7206KB)(7)
摘要:
浅对流云(Shallow Convective Cloud,SCC)对于认识和预报深对流强雷暴、辐射平衡以及气候变化有着十分重要的科学和意义。然而浅对流云水平、垂直尺度较小,并且生命尺度短,对其观测技术有限,目前针对浅对流云的观测研究仍然较少。本文采用2009~2010年CloudSat、CALIPSO(Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation satellite)和MODIS(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer)卫星融合产品2B-CLDCLASS-LIDAR和2B-GEOPRO对SCC进行研究,研究分析表明内蒙古草原区域SCC出现频率有明显季节变化,主要发生在夏季和秋季,其出现频率水平分布呈现西北低、东南高的趋势,与海拔梯度变化密切相关。SCC平均云底高度,8月最高,12月最低,呈现明显的冬夏差异。通过比较不同地区SCC云底高度发现,随着观测区域海拔高度增加,SCC云底高度有上升趋势。除此以外,海拔越高SCC云底高度变化幅度越大。
基于WRFDA-Chem三维变分同化系统的中国PM2.5和PM10资料同化试验
魏颖, 赵秀娟, 张自银, 徐敬, 刘志权, 孙溦, 陈丹
2022, 27(5): 653-668.   doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2021.21109
摘要(41) HTML(13) PDF (6181KB)(11)
摘要:
将大气化学三维变分同化系统WRFDA_Chem引入睿图—化学环境气象数值预报系统(RMAPS-Chem),利用2016年11月地面观测细颗粒物(PM2.5)和颗粒物(PM10)逐小时质量浓度资料进行同化预报试验:6 h循环同化结果表明,WRFDA-Chem对初始场PM2.5和PM10的模拟偏差和相关性有显著改善,均方根误差(RMSE)减小40%左右,相关性提高0.27~0.37;同化对预报改进能持续24 h以上,PM2.5(PM10)浓度预报RMSE降低25%(10%),相关性提升14%(25%);加密同化频次(逐小时循环同化)进一步改进预报效果。未来需要进一步开展同化数据质量控制方案研究以优化业务预报效果,并在深入理解模式不确定性和偏差来源的情况下,进一步开展模式和同化系统的协同发展。
长江三角洲地区人体舒适度时空变化特征
张春阳, 李正泉, 肖晶晶, 周良女, 方贺, 张立波, 张含
2022, 27(5): 669-678.   doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2022.21145
摘要(46) HTML(3) PDF (4987KB)(25)
摘要:
基于1981~2020年 ERA5逐小时再分析资料,采用通用热气候指数(Universal Thermal Climate Index, UTCI)计算方法,分析了气候变化背景下长江三角洲地区人体生理热响时空变化特征。研究表明:近40年长江三角洲地区人体无冷热胁迫气候条件的出现频率约为43.77%、热胁迫和冷胁迫出现频率分别约为22.42%和33.81%,其中,显著热胁迫和显著冷胁迫出现频率分别约为8.38%和1.58%;在空间分布上,长江三角洲地区无冷热胁迫气候条件的出现频率总体表现为南多北少地带性分布,兼有山区多平原少、沿海多内陆少分布特征,显著热胁迫主要出现在皖西和皖南的平原以及浙江的嘉绍平原和金衢盆地,显著冷胁迫主要出现在苏北、皖北和舟山以北的沿海岸区;在全球气候变暖背景下,长江三角洲地区UTCI值的年代际变化呈上升趋势,由1981~1990年13.83℃增加至2011~2020年14.75℃,人体生理热响应表征为冷胁迫减少、热胁迫增加、无冷热胁迫基本不变,春季无冷热胁迫时长的增加基本抵消了夏季无冷热胁迫时长的减少。
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2018-2021年春季云南空气质量变化规律及境外生物质燃烧影响分析
王莉莉, 金鑫, 刘博雅, 赵广娜, 张磊, 王庆鲁, 辛金元, 王跃思
当前状态:  doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2022.22040
摘要(30) PDF (3209KB)(9)
摘要:
近年云南春季的大气污染问题凸显,成为打赢蓝天保卫战的关键阻力。本文基于地面监测和卫星遥感数据,分析了2018-2021年春季云南空气质量变化,并研究了气象要素和境外生物质燃烧对空气质量的影响。结果显示,近4年全省春季超标262天(含6天重污染),占全年91.3%,滇南高达96.8%;污染集中在3月中旬至4月中旬,2019年污染最重,2021年次之,但优天减少良天增加明显,2020年尽管污染物浓度最低,但发生6天重污染;空间分布表现为滇南远高于滇中和滇北,且西双版纳最高,占总超标天数的27%,但臭氧(O3)滇西南和滇中最高,以普洱为首;超标天的首要污染物仍以PM2.5为主,但2018和2019年O3占比略高于PM2.5。总体PM2.5和O3存在显著的正协同效应,高臭氧促进PM2.5二次生成。PM2.5和O3污染发生都与西南风和少降水密切相关,叠加中高温、中低湿加剧O3污染发生,叠加中高温度和湿度易导致PM2.5超标;叠加中高温度和中等湿度,易形成O3和PM2.5协同污染;2019年污染最重的气象成因是高温少雨。云南污染与东南亚当天及1-3天前的火点数均存在显著正相关,且PM2.5和O3分别与2天前和1天前的火点相关最强。总体而言,在西南季风主导的不利气象条件下,以中南半岛的缅甸为主的境外生物质燃烧是云南空气污染的重要来源,加剧污染的二次生成。因此,云南春季污染控制重点为,构建完善的跨境大气污染防控机制,在不利气象条件下加强对境外生物质燃烧的提前预警。
亚洲地区夏季风期间氨气的时空分布特征
赵子学, 马建中
当前状态:  doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2022.21119
摘要(83) PDF (3234KB)(11)
摘要:
氨气(NH3)是大气中含量最丰富的碱性气体,是颗粒态NH4+的唯一来源,在二次无机盐生成中起着重要作用。NH3极易与大气中的硝酸(HNO3)和硫酸(H2SO4)发生酸碱中和反应,生成硝酸铵(NH4NO3)和硫酸铵((NH4)2SO4)等二次无机气溶胶,因此,NH3的排放、输送及化学转化过程对全球无机气溶胶的时空分布有重要影响。本文利用ENVISAT卫星搭载的迈克尔逊干涉仪(MIPAS)和Aqua卫星搭载的AIRS探测仪观测到的大气NH3浓度数据,以及全球大气化学-气候模式EMAC模拟的NH3结果,分析了2008-2011年6-9月亚洲地区大气NH3的空间分布特征。结果显示,近地面NH3浓度最高值出现在印度北部,紧邻印度北部的孟加拉湾夏季存在深对流,在印度北部和青藏高原上空出现了NH3的向上输送柱,青藏高原是NH3向上输送的主要通道,NH3虽然寿命短,但在深对流区域可以被输送到上对流层和下平流层(UTLS)。亚洲夏季风反气旋的位置主导着NH3在UTLS区域的空间分布,反气旋内持续存在NH3高浓度中心,NH3高浓度中心位置与反气旋中心位置对应良好,会出现一个或两个NH3高浓度中心,说明反气旋内环流形式的变化对反气旋内NH3分布特征有重要影响。

1996年创刊 双月刊

主管单位:中国科学院

主办单位:中国科学院大气物理研究所/中国气象学会

主编:王自发

电子邮件:qhhj@mail.iap.ac.cn

ISSN 1006-9585

CN 11-3693/P

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