摘要:

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摘要:利用1960-2010年中国降水资料、NCEP/NCAR再分析资料、NOAA提供的海表温度资料以及太平洋年代际振荡（Pacific Decadal Oscillation，PDO）指数，分析了华南春季降水的年代际变化特征及其与大气环流和海温的关系。结果表明：华南春季降水经历了偏少（1960-1971年）-偏多（1972-1992年）-次偏少（1993-2010年）三个阶段。第一阶段少雨期，500 hPa上西风气流较平直，不利于北方冷空气南下，华南地区的暖气团也不活跃，对应的水汽通量散度为异常辐散。第二阶段多雨期，500 hPa高度上，高原北部脊偏强，利于冷空气南下，与华南地区活跃的暖湿气团汇合，对应的水汽场上为水汽异常辐合。第三阶段少雨期，500 hPa西风气流上的槽脊系统偏强，利于北方强冷空气南下，孟加拉湾地区的南支槽填塞，南方暖湿空气向华南的输送减弱。华南春季降水与PDO指数存在正相关关系，从不同季节来看，在年代际时间尺度上，前期秋季的PDO指数与华南春季降水的正相关显著，PDO处于负位相时，华南春季降水偏少，反之亦然；从华南春季降水年代际变化的不同阶段来看，PDO指数与华南春季降水的正相关在1960-1971年少雨期较显著。

摘要:利用江苏近10 a（2005-2014年）暖季（5-9月）69站逐时降水资料，详细分析了短时强降水的空间分布、年际变化、季节内演变以及日变化特征。分析结果表明：短时强降水空间分布不均，整体上北部比南部活跃，最活跃区均位于沿淮西部，高强度短时强降水多发生在淮北东部，且空间分布集中。近10 a来江苏短时强降水整体呈减少趋势，主要表现为北部地区减少最为显著。短时强降水季节内分布不均匀，以7月最为活跃，高强度短时强降水在8月最为频繁；其逐候分布显示，梅期短时强降水骤增，于7月第2候达到峰值，盛夏期间高强度短时强降水增多，8月第3候达到峰值。江苏短时强降水的日变化整体呈双峰结构，主峰和次峰分别出现在傍晚17时（北京时间，下同）和清晨07时，高强度短时强降水多发于午后；短时强降水日变化存在季节内演变的阶段性特征和地域性差异，其中梅期和盛夏两个高发阶段均呈单峰结构，但梅期峰值出现在清晨，盛夏阶段峰值则出现在傍晚；由南向北，日变化特征由单峰向双峰、多峰演变，在淮河以南地区日峰值大多出现在午后至傍晚，而淮河以北地区多出现在夜间至清晨。

摘要:利用江苏近10 a（2005-2014年）暖季（5-9月）69站逐时降水资料，详细分析了短时强降水的空间分布、年际变化、季节内演变以及日变化特征。分析结果表明：短时强降水空间分布不均，整体上北部比南部活跃，最活跃区均位于沿淮西部，高强度短时强降水多发生在淮北东部，且空间分布集中。近10 a来江苏短时强降水整体呈减少趋势，主要表现为北部地区减少最为显著。短时强降水季节内分布不均匀，以7月最为活跃，高强度短时强降水在8月最为频繁；其逐候分布显示，梅期短时强降水骤增，于7月第2候达到峰值，盛夏期间高强度短时强降水增多，8月第3候达到峰值。江苏短时强降水的日变化整体呈双峰结构，主峰和次峰分别出现在傍晚17时（北京时间，下同）和清晨07时，高强度短时强降水多发于午后；短时强降水日变化存在季节内演变的阶段性特征和地域性差异，其中梅期和盛夏两个高发阶段均呈单峰结构，但梅期峰值出现在清晨，盛夏阶段峰值则出现在傍晚；由南向北，日变化特征由单峰向双峰、多峰演变，在淮河以南地区日峰值大多出现在午后至傍晚，而淮河以北地区多出现在夜间至清晨。

摘要:根据1960-2011年HadISST资料集中的月平均海表温度资料和中国753站逐日降水资料，基于转经验正交函数分解等分析方法，发现中国夏季降水的变化具有明显的独立性特征，可以分为相对独立的11个雨区，并在此基础上讨论了11个雨区夏季降水与ENSO的相关关系及其年代际变化，发现不同雨区的夏季降水与ENSO相关关系的年代际变化特征不尽相同，据此可分为3种类型：第1类为稳定不相关型，代表区为东北地区、长江中下游地区、江南地区、闽赣地区、环琼州海峡地区；第2类为稳定相关型，代表区为河套地区、黄河中下游地区；第3类为相关关系变化型，代表区为辽吉地区、黄淮地区、淮河流域以及两广地区。而在第3类相关关系变化型中，4个雨区夏季降水与ENSO相关关系的年代际突变时间也存在差异，两广地区的突变年份在1975年左右，辽吉地区和黄淮地区的突变年份在1980年左右，淮河流域的突变年份在1985年左右。

摘要:淮河流域的降水异常容易导致旱涝灾害。本研究从降水位相变化的角度，对淮河流域春夏季降水规律作了分析。在近50 a中，春夏季降水持续偏多的典型事件发生频次较多，强度较大。1960年代初期-1970年代末期和2000年代的两个时期内发生降水位相变化的站次都呈现减少趋势，而在近几年则显著增加。通过S-EOF分解，第1模态代表春、夏季降水持续同位相变化，其时间系数在近年来持续上升；第2模态为春夏季降水反位相变化特征，此模态的时间系数有明显的年代际变化特征。进一步研究发现：前冬和春季，当赤道太平洋持续发生El Niño事件，南印度洋偶极子负位相；春季东亚副热带急流偏弱，春夏季中国东部850 hPa均存在南风异常，有利于淮河流域春夏季降水持续正位相变化；持续负位相年则反之。当春季东亚副热带急流偏强（弱），夏季位置偏南（北）；中国东部沿海春季海温偏低（高）；春夏季间中国东南部850 hPa经向风由北（南）风异常转变为南（北）风异常，可能会导致春季降水负（正）位相-夏季正（负）位相的变化。

摘要:基于淮河流域梅雨期低涡暴雨落区及低涡移动路径的统计特征，设计WRF数值模拟方案，研究大别山脉对浅薄低涡及其暴雨的地形强迫机制。结果表明：1）在三组数值试验中，无山脉时低涡东移速度较快，北绕山脉路径较慢，翻越山脉的移速居中；无大别山地形时，低涡路径明显偏南，显示低涡具有沿低地移动的特征；大别山地形倒置时，大尺度山体的出现迫使低涡北绕，路径更偏北。2）低涡反气旋式北绕，抵消和减弱了低涡强度；无山脉时，低涡强度由自身系统维持，强于北绕低涡；翻越山脊的低涡经历位涡守恒过程，山后强度几乎成倍增强。3）山脉梯度大，其强迫抬升作用大于低涡系统性抬升，两者叠加造成垂直上升速度增强近1倍。4）山后总涡度增强主要表现为低层涡度平流项、扭转项和散度项的明显增强，其增量可达1倍，但中层因子的影响不显著。5）强降水雨带发生在低涡偏东气流和偏南急流的汇合处，表明淮河流域暴雨低涡北部为强降水预警区。6）山脉通过对低涡东移路径的强迫，进一步影响暴雨强降水带的南北偏移。

摘要:对2006-2011年5-9月90~150°E、0°~50°N范围内远距离暴雨进行统计与合成分析，并选取典型个例进行诊断分析与数值试验，研究结果表明：1）在有利的大气背景下，强度较低的热带扰动也可以与中纬度系统共同作用引发远距离暴雨，对统计得出的21例依据水汽通道的类型分为3类：S型水汽通道、双水汽通道和西北向型水汽通道，其中S型水汽通道发生次数最多。2）低空急流合成分析表明，不论扰动强弱，热带扰动东侧的偏南低空急流是形成远距离暴雨的关键，是联系中低纬度系统的纽带和桥梁，对S型的个例进行诊断分析与数值试验也进一步显示，热带扰动东侧低空急流是中纬度暴雨区水汽输送的主要通道，偏南低空急流的强弱是影响远距离暴雨强度的主要因子之一。3）敏感性试验结果表明，热带扰动也可以引起Rossby波能量向东北方向传播，其强度与扰动强度成正比，从而改变远距离降水分布；去除热带扰动则无法形成波列，不利于能量的传播与远距离降水发展。

摘要:利用中国科学院大气物理研究所（IAP，Institute of Atmospheric Physics）3个大气环流模式（AGCM，Atmospheric General Circulation Model）和欧洲多模式集合预报计划（DEMETER，Development of a European Multimodel Ensemble System for Seasonal-to-Interannual Prediction）中7个海气耦合模式（CGCM，Coupled General Circulation Model）的1981-2000年共20 a集合回报结果，比较了不同模式在热带地区，尤其是热带西太平洋地区夏季平均降水的可预测性差异。结果表明：所有模式都能够较好地再现这20 a平均降水的空间分布特征；IAP 9层AGCM最好地再现了热带西太平洋地区，尤其是140°E以西地区降水异常的主要空间特征，而CGCM则对海洋上空的降水异常特征有较好的回报能力。回报的降水异常量值偏弱和系统偏移使得IAP的AGCM原始回报技巧评分明显低于CGCM，但是经过统计订正后AGCM对热带夏季降水表现出与CGCM相当的可预测性。统计订正方法对部分CGCM模式的预报评分也有改进效果，但是当模式原始预报评分较好时订正方法的效果并不明显。对于IAP模式，随着IAP大气模式的不断改进，模式对热带西太平洋降水预测改进最为明显，但是在太平洋东部地区，IAP大气模式依然存在降水异常偏弱的不足。

摘要:以2014年7月18日09号超强台风"威马逊"影响期间，发生在湘赣地区的一次台前飑线过程为例，讨论了在垂直风切变明显弱于中纬度飑线情况下台前飑线的生成与发展机制。研究表明：1）在飑线初生阶段，弱垂直风切变与较弱冷池相平衡使得飑线垂直发展，其前部上干冷下暖湿的不稳定环境条件是其发展加强的热力因素；台风倒槽右侧风向水平切变、飑线前侧的阵风锋是其发展的动力条件。2）在飑线成熟阶段，飑线后侧的地面冷池范围变大、强度变强，导致飑线前方的水汽及能量补给减弱；同时飑线后部中层干冷空气入侵加强，飑线上升气流向冷池方向倾斜，垂直抬升条件减弱，不利于台前飑线的发展维持。成熟阶段的这两个特点表明台前飑线由盛转衰。3）在飑线消散阶段，由于飑线远离台风，台风的影响减弱，导致台前飑线水汽和动力条件不足，从而消亡。

摘要:对CMIP5全球气候模式中年代际回报试验的气温资料及其简单集合平均（Multi-model ensemble mean，EMN）和贝叶斯模式平均的结果（Bayesian Model Averaging，BMA）进行经验正交函数（Empirical Orthogonal Function，EOF）分解和Morlet小波分析，检验评估各个模式及其EMN和BMA对东亚地面气温的方差、气温时空分布特征及周期变化的回报能力。结果表明，10个模式、EMN、BMA都能很好地回报出1981-2010年东亚地面气温的方差分布，其中BMA回报效果最好。EOF分析表明，BMA能较好地回报出东亚地面气温第一模态的时空分布。MIROC5能较好地回报出第二模态的趋势变化，但却不能回报出气温的年际变率。绝大多数模式和EMN、BMA虽然能回报出东亚地面气温的变化趋势，但是对气温年际变率的回报仍然是比较困难的。CMCC-CM对气温变化主模态的3~5 a的周期变化特征回报效果最好，和NCEP资料的结果最为接近。

摘要:采用美国国家大气研究中心（NCAR）的公共大气模式CAM5.1研究了人为气溶胶排放增加对中国东部冬季风的影响，同时通过对比中国东部地区不同人为气溶胶排放源的敏感性试验结果，探讨了人为硫酸盐、黑碳及总人为气溶胶（硫酸盐+黑碳）增加对东亚冬季风的影响。结果表明：冬季硫酸盐气溶胶排放增加的直接和第一间接效应减少了到达地表的短波辐射通量，引起了陆地地表和对流层低层降温，海平面气压升高，增加了海陆间气压梯度，使得东亚冬季风增强。其第二间接效应导致中国南部大尺度降水率减少；黑碳气溶胶排放增加导致到达地表的短波辐射通量减少和大气中短波辐射通量增加，其半直接效应部分抵消了直接效应，故地表温度变化微小且不显著。加热的对流层低层导致中国南部对流活动和对流降水率增加；总人为气溶胶排放增加导致的大气温度变化表现为弱的降温作用，引起中国北部对流和大尺度降水率减少，而南部对流降水率增加。总人为气溶胶和黑碳气溶胶排放增加是导致中国北（南）部的东亚冬季风增强（减弱）的重要因素。

摘要:选用2008年1月-2014年10月的CloudSat/CALIPSO卫星资料，对中国北方两个4°×4°区域云垂直结构及其微物理参量进行了对比研究，区域1（114~118°E，37.5~41.5°N）和区域2（110°E~114°E，37.5~41.5°N）纬度相同经度不同。结果表明：1）区域1（E1）和区域2（E2）暖云层、混合云层和冷云层的云出现概率（Cloud Occurrence Probability，COP）差别较大。E1暖云层COP春季最大，E2则在夏、秋季达到较大值；E1混合层COP最大值出现在冬季，E2则出现在春季；2个区域冷云层COP均在春季达到最大。2）2个区域的COP高值区厚度有明显的季节性差异，E1的COP高值主要出现在夏、冬季，E2则主要出现在春、夏季。E1秋、冬季云体雷达回波最大值强于E2，但春、夏季弱于区域1。3） E2在春、秋季的液水含量、冰水含量、云滴有效半径均高于E1。

摘要:利用2010-2015年南京市逐日的08时（北京时间，下同）和20时L波段雷达探空秒级数据资料，研究南京市边界层内（2 km以下）接地逆温和悬浮逆温的出现频率、逆温层厚度以及逆温强度等，对该地区低空大气逆温特征变化进行了详细分析。结果发现：南京市逆温日的发生频率较高，达81.68%，其中接地逆温23.9%，悬浮逆温71.8%，早间发生频率高于晚间，月分布均表现为盛夏季节频率低，秋冬季节发生频率高。逆温层厚度也是夏季最薄，冬季到初春厚度较大；早间的逆温层厚度大于晚间的逆温层厚度，悬浮逆温厚度大于接地逆温厚度。南京市逆温强度夏季小，冬季大，有明显的季节变化趋势。逆温强度早晚差异较小，但接地逆温平均逆温强度是悬浮逆温的1.5倍。逆温强度达到2.0℃/hm的强逆温有50%以上出现在冬季。通过计算污染物浓度与逆温强度的相关性，发现污染物浓度（PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂、CO）与逆温强度有很好的正相关性，由此说明低空大气逆温层结状况对空气质量有一定影响。

摘要:采用北京325 m铁塔2008-2012年的单层超声观测资料，基于莫宁-奥布霍夫相似理论（Monin-Obukhov similarity theory）和前人提出的最小误差分析方法，计算了铁塔周边下垫面的零平面位移高度和动力粗糙度长度。结果表明，由于铁塔位于北京市区，其周边下垫面呈现极其复杂的非均匀性，所以对应铁塔周边不同的扇区，零平面位移高度和动力粗糙度长度各有不同。平均而言，在2008-2012年间，铁塔周边下垫面的零平面位移高度为34.4 m，动力粗糙度长度为1.16 m。此外，综合前人的计算结果发现，铁塔周边的零平面位移高度和动力粗糙度长度在2001年之前呈显著增加的趋势，而在2001年以后并未增长，这一现象与铁塔周边的城市化进程相对应。