• 2018年第41卷第3期文章目次
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      2018, 41(3): 0-0.

      摘要 (555) HTML (0) PDF 1.68 M (974) 评论 (0) 收藏

      摘要:

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      2018, 41(3): 0-0.

      摘要 (569) HTML (0) PDF 5.29 M (1045) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >论著
    • 同化自动站资料建立三峡地区2014年1月高分辨率温度场的模拟研究

      2018, 41(3): 289-297. DOI: 10.13878/j.cnki.dqkxxb.20170220001

      摘要 (857) HTML (0) PDF 8.23 M (1754) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用WRF (Weather Research Forecast)模式及其自带的Nudging同化系统,结合通过质量控制的三峡地区2 588个自动站的2014年1月观测资料,进行同化自动站观测试验,建立了三峡地区3 km高分辨率气温场,并与加入NCEP稀疏观测站点的稀疏场试验和未同化试验在月平均温度场和逐时温度变化两个方面进行了综合对比分析。结果表明:与未同化试验相比,同化自动站观测后,大部分地区平均气温场偏差减小至±0.5℃以内;平原、丘陵、山区气温逐时绝对偏差均减小至1℃以内,逐时气温的相关系数超过0.9,偏差范围减小1.14℃以上,均方根误差减幅达0.55℃以上;同化自动站观测后,泰勒图中平原和丘陵的相对标准差接近于1,山区减小至1.11。同化自动站观测试验的结果优于同化稀疏场试验,较好地建立了三峡地区2014年1月气温场,为该地区建立高分辨率温度场提供了有效参考。

    • 基于TIGGE资料的东亚地面气温预报的不一致性研究

      2018, 41(3): 298-307. DOI: 10.13878/j.cnki.dqkxxb.20170306001

      摘要 (911) HTML (0) PDF 4.83 M (1659) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于TIGGE资料中欧洲中期天气预报中心(ECMWF)、美国国家环境预报中心(NCEP)和中国气象局(CMA)3个集合预报系统的地面气温集合预报资料,运用跳跃指数研究了3个集合预报系统中东亚地面气温的控制预报及集合平均预报的不一致性。结果表明,各个集合预报系统地面气温预报的时间平均不一致性指数差异较大。ECMWF时间不一致性指数最小,NCEP次之,CMA最大。另外NCEP的控制预报、ECMWF的控制预报和集合平均预报,这三者的时间平均不一致性指数随预报时效延长而增加,且集合平均预报一致性优于控制预报。而对于CMA预报的不一致性,无论是控制预报还是集合平均预报总体上都稳定地保持在较高的水平。此外,ECMWF的地面气温冬(夏)季预报的不一致性相对较强(弱),且单点跳跃随预报时效延长变化不明显,而控制预报和集合平均预报的异号两点跳跃以及三点跳跃出现的频率总体上随预报时效延长略有增加。

    • 基于再分析资料与观测资料的中国低温阈值变化特征研究

      2018, 41(3): 308-317. DOI: 10.13878/j.cnki.dqkxxb.20170903001

      摘要 (1022) HTML (0) PDF 12.06 M (1694) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用1979-2013年中国192站逐日最低温度观测资料和NCEP/NCAR、NCEP/DOE、JRA-55、ERA-Interim再分析资料及1979-2004年均一化资料,分别计算低温阈值并对比分析其气候态、年际和年代际变化、长期趋势等特征。结果表明:与观测结果相比,均一化资料阈值在东北、内蒙古西部和两广等地偏低,在青藏高原东侧、新疆北部和黄河中下游偏高,线性趋势则相反;再分析资料阈值在南方偏低、东北偏高,在东部的可信度高于西部;再分析资料能显示内蒙古中西部的降温趋势和青藏高原的增温趋势,但在数值和范围上有差异,且均低估了观测资料反映的华北地区的显著升温现象;再分析资料能体现观测资料阈值的全区一致性、东北与其他地区反相的空间分布及其年际变化特征,仅JRA-55和ERA-Interim可再现低温阈值的年代际变化特征。

    • 海洋性大陆西部夏季降水异常:独立和联系于IOD的模态

      2018, 41(3): 318-329. DOI: 10.13878/j.cnki.dqkxxb.20161126001

      摘要 (1309) HTML (0) PDF 1.67 M (1759) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用1979-2013年的NCEP/NCAR、GPCP和GODAS月平均再分析资料,通过回归分析等方法,研究了海洋性大陆(Maritime Continent,MC)地区偏印度洋一侧降水的区域性特征及其与热带、东亚地区环流变化的联系。结果表明:MC西部,爪洼岛以西洋面(A区)与苏门答腊海以西赤道洋面(B区)降水存在一定程度相关的同时,还存在较大差异。两个区域夏季降水正异常时,来自赤道印度洋、赤道太平洋、南海及孟加拉湾地区的水汽输送偏强。A区降水与IOD (Indian Ocean Diapole)现象密切相关,B区降水则与季风活动的变化联系密切。A区降水异常偏多时,混合层的暖海水向A区汇合,A区的海温异常偏高得以维持,对流层低层在A区及其西南部出现气旋性环流,产生气流辐合,有利于上升运动的发生,降水增多。当B区降水正异常时,对流层低层环流与A区降水正异常时较为相似,但气旋性环流范围偏小、偏西。B区暖海温的维持主要与海洋中的垂直运动有关。这些研究结果有利于深刻认识MC区域气候变动特征及亚洲夏季风环流异常的成因。

    • 与冬季北太平洋大范围海温异常相联系的海气特征

      2018, 41(3): 330-343. DOI: 10.13878/j.cnki.dqkxxb.20161107001

      摘要 (1365) HTML (0) PDF 1.72 M (1767) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用1948-2014年NCEP/NCAR大气再分析资料以及延伸重建海温资料,基于大气海洋间不同的主导关系对冬季北太平洋大范围海温异常进行分类,探究其相应的海气结构特征。结果表明:1)大气影响海洋的个例多于海洋影响大气的个例,即在冬季北太平洋大气强迫海洋占主要地位,但也存在海洋对大气的反馈作用。2)对于大气影响海洋而言,SST (Sea Surface Temperature)暖异常区上空主要伴随着东北-西南走向的相当正压高低压异常(东北高西南低),对应东南风异常以及显著的深厚暖异常,表现出相当正压暖/脊结构,冷异常情况与此相反。SST异常为净热通量异常与风速异常共同作用引起。3)对于海洋影响大气而言,在SST暖异常区上空西部为南北向高低压异常(北高南低),东部为低压异常,对应偏东风异常。在SST冷异常区上空为偶极型的南北向高低压异常(南高北低),对应偏西风异常;位势高度异常表现出相当正压结构且较大气影响海洋时相对偏弱,大气暖(冷)温度异常比较浅薄且主要局限于对流层低层。4)海洋温度结构异常主要表现为,在大气影响海洋时海温异常由表层下传,海洋影响大气时为上下一致的温度异常。

    • 南印度洋偶极子的变化特征及其与ENSO事件的联系

      2018, 41(3): 344-354. DOI: 10.13878/j.cnki.dqkxxb.20170221003

      摘要 (1381) HTML (0) PDF 4.21 M (1841) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用Hadley Center逐月海温资料以及NCEP/NCAR逐月风场、海平面气压场等资料探讨了南印度洋偶极子(Southern Indian Ocean Dipole,SIOD)的变化特征及其与ENSO事件的联系。结果表明:1)发生在南半球副热带印度洋地区的海温异常西南-东北反相的南印度洋偶极子现象,具有明显的季节锁相特征:10-12月发生发展,次年1-3月发展成熟达到盛期,4-6月减弱消亡;SIOD的形成主要受大尺度大气环流的影响,马斯克林高压以及澳大利亚低(高)压位置和强度的变化引起的副热带印度洋海表面风场的异常,影响了海温的变化,进而形成SIOD。2)南半球副热带印度洋地区的海温变化与赤道中东太平洋地区海温异常密切联系,前冬ENSO事件与SIOD有显著的负相关关系,大多数正SIOD发生在La Niña事件之后,大多数负SIOD发生在El Niño事件之后;也存在部分SIOD事件的发生既不伴随La Niña现象,也不伴随El Niño现象。3) ENSO事件产生的异常垂直运动和赤道异常纬向风对南半球副热带印度洋地区的海平面气压以及海表面风场的强度和位置的变化有重要作用,可以分别影响SIOD东西极子的演变,进而对SIOD产生影响。4) SIOD事件也可单独发生,一般负事件比正事件早一个月发生,同时由于没有ENSO事件的作用,海温异常反相的现象不能持续,单独发生的SIOD事件生命期较短。

    • 北极海冰及其与气象要素年际关系的年代际变化

      2018, 41(3): 355-366. DOI: 10.13878/j.cnki.dqkxxb.20160811002

      摘要 (1748) HTML (0) PDF 12.34 M (2166) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用Hadley海冰密集度资料和NCEP/NCAR再分析资料,分析了北极海冰融冰量及其与大气变量年际关系的年代际变化。结果表明,北极海冰存在显著的年代际变化,且有较强的区域性。东西伯利亚海和波弗特海海冰融冰量的平均值变大且方差增大,格陵兰岛以东洋面海冰融冰量的量值和变率均在减弱。对3个不同气候时段内北极海冰融冰量进行EOF分解,前两个模态均在3个气候时段发生显著的年代际变化,东西伯利亚海海冰融冰量的增加与EOF第一模态年代际变化相关,而EOF第二模态则明显造成了波弗特海海冰的年代际消融。并且,与之相应的大气环流也出现了明显的年代际变化,它们与AO/NAO的年际关系也存在年代际转折,融冰量第二模态与AO的年际关系更为紧密,1960-1990年第二模态与AO的相关系数仅为0.186,而1980-2010年相关系数已升高至0.367。整个北冰洋的海冰融冰量与AO的年际关系也出现了年代际增强,尤其是东西伯利亚地区海冰融冰量与AO的年际关系发生了年代际增强,1980-2010年两者相关达到了0.4以上。而波弗特海融冰量与AO相关系数变化较大,1960-1990年其的相关系数高达-0.488,1980年后却减少至0.161。然而AO却未发生明显的年代际变化。造成北极海冰融冰量及其与大气变量年际关系发生年代际变化的主要因子之一是波弗特高压,其年代际减弱使得极区向东西伯利亚海和波弗特海的海冰输送减弱,导致这两个区域海冰减少,使得AO与北极海冰的年际关系发生了年代际转折。

    • 飑线发展过程中回波合并的特征分析

      2018, 41(3): 367-376. DOI: 10.13878/j.cnki.dqkxxb.20171021004

      摘要 (1358) HTML (0) PDF 3.69 M (1845) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于区域自动气象站资料、济南新一代多普勒天气雷达资料,对2012年8月18日山东省境内飑线发展过程中对流单体之间以及弓形回波与对流单体之间的合并特征进行了细致分析。结果表明:1)合并过程经历了合并初期、合并中期和完全合并期。云桥位于雷暴中层,合并过程中回波强度先减弱再增强。2)合并的结果是,上游回波减弱并入下游回波,为下游回波提供了丰富的水汽,产生的下沉出流与暖湿空气辐合,增强了下游回波的上升运动,促使下游回波持续发展并替代老回波(属喂养型合并)。合并促使低层小尺度涡旋强度增强、底高降低,出现中气旋或非相关切变。3)对流单体与单体合并中期,两者强度减弱,完全合并期则强度增强。低层涡旋尺度小、强度强,中气旋或非相关切变的垂直伸展厚度和最大切变值较大、底高低,产生的龙卷持续时间长、影响范围大、造成灾害重。4)弓形回波与对流单体合并过程中,单体一直处于发展阶段,弓形回波在完全合并期减弱。低层涡旋尺度大、强度弱。5)龙卷的强度与中气旋或非相关切变的底高、垂直伸展厚度及最大切变值有关。单体合并过程中,若中气旋(或非相关切变)的底高或最大切变的高度降低,或者最大切变值出现跃增,则可能出现龙卷。弓形回波顶点附近有对流单体合并,易出现龙卷。

    • 秦岭及周边地区夏季降水的主模态分析

      2018, 41(3): 377-387. DOI: 10.13878/j.cnki.dqkxxb.20161019001

      摘要 (944) HTML (0) PDF 7.16 M (1824) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于秦岭及周边地区394站气象观测资料、欧洲中期数值预报中心(ECMWF)再分析ERA-Interim数据,利用小波和回归等分析方法,讨论了秦岭及周边地区夏季降水年际变化的主模态以及与其相联系的大气环流异常。结果表明:1)在年际变化的时间尺度上,秦岭及周边地区夏季降水主要表现为秦岭南北降水的气候差异性变化(EOF1)、黄土高原第二地形抬升带与其两侧降水的反位相振荡(EOF2)、秦岭西南部降水正异常和其东北部降水负异常变化(EOF3)和关中平原的地形降水贡献(EOF4)4个模态,其解释方差总贡献为73%,并且具有显著的2~4 a周期,其中EOF3和EOF4还具有4~8 a左右的年际变化周期。2)回归分析表明,EOF1正位相环流特征表现为200 hPa急流偏弱,中纬度槽填塞,西太平洋副热带高压强度偏弱,有来源于东海的水汽输送,使得秦岭北部降水偏多;EOF2和EOF3分别具有显著的蒙古低压和东北冷涡环流特征;EOF4的500 hPa环流异常不显著。3)根据新定义的秦岭季风指数回归分析表明,回归场的季风指数和降水模态的时间系数显著相关,秦岭北部降水偏多(少),南部降水偏少(多),反映了强(弱)季风年的年际转换。反之则具有多态性,不同年份强(弱)秦岭回归季风指数的环流形势存在较大的差异,可能触发多种降水模态和位相振荡。

    • 不同时间尺度上黄淮地区夏季降水异常成因及预测研究

      2018, 41(3): 388-394. DOI: 10.13878/j.cnki.dqkxxb.20170405001

      摘要 (849) HTML (0) PDF 2.83 M (1777) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用1961-2006年中国降水资料、NCEP/NCAR再分析资料、NOAA海表温度资料,分析了黄淮地区夏季降水的年代际和年际变化特征,研究了不同时间尺度上降水异常成因。结果表明,年代际尺度上,当太平洋年代际振荡处在暖(冷)位相时,南方涛动偏弱(强),黄淮地区夏季降水偏多(少)。在年际及以下尺度上,当印度洋北部海温偏高、南部偏低时,500 hPa位势高度场上,中高纬乌拉尔山以东和鄂霍次克海附近出现明显的双阻塞高压,副热带高压偏强;200 hPa风场上,西风急流略偏南,黄淮流域上空西风偏强,为反气旋环流;850 hPa风场上,黄淮流域上空出现西南-东北风的切变,使得急流出口区右侧次级环流的异常上升支恰好位于黄淮流域上空,高低空环流的这种配置导致了黄淮流域上空降水偏多。进一步分析发现,利用印度洋海温作为预测因子,建立预测模型,对黄淮流域降水年际变率有较高的预测能力。

    • 1986-2015年6月上海虹桥机场低云日数的年际变化及原因分析

      2018, 41(3): 395-403. DOI: 10.13878/j.cnki.dqkxxb.20170301003

      摘要 (1268) HTML (0) PDF 2.07 M (1545) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用1986-2015年上海虹桥机场低云资料、ERA-Interim再分析资料以及NOAA海面温度资料,对虹桥机场6月低云日数的年际变化进行了研究,并对导致其年际变化的原因进行了探讨。结果表明:虹桥机场低云在6月出现的天数最多,且6月低云日数具有显著的年际变化特征。影响虹桥机场6月低云日数年际变化的主要原因是:当副热带西风急流位置异常偏北时,虹桥机场处于急流入口区右侧,异常的上升气流有利于虹桥机场上空出现低云;当东南季风异常偏强时,来自低纬的水汽和来自北方的偏北气流能够在长江中下游地区聚汇,使得虹桥机场上空低云日数偏多。此外,ENSO对虹桥机场6月低云日数的年际变化具有重要影响。赤道中太平洋异常偏冷时,其上空的局地对流活动受到抑制,导致西北太平洋低纬地区对流层低层出现异常反气旋,该异常反气旋通过局地的风-蒸发-海面温度的正反馈过程得到增强,并在前期冬季形成后能够一直维持至6月,该异常反气旋有利于来自海洋的水汽在其南部偏东气流的输送下到达长江中下游地区,导致长江中下游地区降水偏多,有利于虹桥机场低云日数偏多。

    • CCN数浓度及参数化方案对一次层云降水过程影响的数值研究

      2018, 41(3): 404-415. DOI: 10.13878/j.cnki.dqkxxb.20161027001

      摘要 (992) HTML (0) PDF 7.19 M (1655) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用中尺度WRF模式(V3.7),采用WDM6双参数微物理方案,对2014年7月26日12时-28日06时发生在华东地区的一次层状云降水天气进行数值模拟。通过改变模式中初始云凝结核(CCN)数浓度及参数化方案,进行敏感试验,对模拟结果进行对比分析。改变CCN数浓度的结果表明,CCN数浓度对降水的影响复杂、非线性,随着CCN数浓度的增大,降水量减小。云水、霰混合比始终增加,雨水混合比表现为先增加后减小再增加的趋势,冰晶混合比则与之相反,呈现先减小再增加再减小的趋势,雪晶混合比呈现先减小后增加的趋势;改变CCN参数化方案的结果表明,两者模拟降水落区有差别,三参数方案更接近实际;降水产生后,三参数方案的CCN浓度一直高于双参数方案,且数值变化不大;双参数方案的结果显示暖云降水加强,冷云降水略弱,三参数方案则显示暖云降水较弱,冷云降水较强。

    • 北半球极区平流层冬季12月与1-2月气候变化形势的对比

      2018, 41(3): 416-422. DOI: 10.13878/j.cnki.dqkxxb.20160929001

      摘要 (757) HTML (0) PDF 20.87 M (1864) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据1980-2000年ERA-Interim再分析的风场和温度场资料,计算12月与1-2月北半球行星波的EP通量及其散度,并按冬季不同月份分析了平流层整层温度和风场从20世纪80年代到90年代变化的特征及其与行星波活动变化的关系。结果表明,12月高纬度地区中低平流层呈增温趋势;而1-2月温度变化呈冷却趋势。在12月中高纬度中上平流层纬向风明显减速;而在1-2月高纬度中高平流层,随着纬度和高度的增加,纬向风呈明显加速趋势。冬季北半球行星波主要沿低纬度和极地波导两支波导向上传播。但是,12月行星波沿低纬度波导的传播减弱,沿极地波导向平流层整层的传播则明显增强。而1-2月行星波沿低纬度波导的传播明显增强,沿极地波导向平流层的传播则减弱。因此,北半球极区平流层1980-2000年间12月与1-2月波流相互作用的年代际变化形势趋于相反,有必要针对冬季不同月份分开进行讨论。

    • 近16 a来冬季欧亚大陆中纬度地区低温事件频发及其成因

      2018, 41(3): 423-432. DOI: 10.13878/j.cnki.dqkxxb.20160415003

      摘要 (1026) HTML (0) PDF 3.57 M (1598) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用ECMWF的ERA-Interim再分析资料和NOAA/NCDC站点资料,通过逐日气温的季节内方差,构造了冬季冷强度指数,并研究了近16 a来欧亚大陆中纬度地区低温事件频发的原因。结果表明:近16 a来,欧亚大陆中纬度地区极端低温天气发生频率呈显著上升趋势,对应在欧洲西北部、西伯利亚以及东亚地区冬季冷强度增强趋势明显,但冬季季节内温度方差增强趋势不明显,表明新构造的冷强度指数能更好地刻画低温事件的总体变化特征。近年来欧亚大陆中纬度地区寒潮事件频发且持续时间加长,相应地,西伯利亚高压增强并向西北扩展,伴随着欧亚大陆中高纬度地区北风增强,西风减弱,对应冬季平均气温也出现显著下降趋势,导致冬季冷强度不断增强。进一步分析温度平流各项发现,近年来冬季欧亚大陆中纬度地区以冷平流为主,纬向与经向温度平流分量同等重要,除经向风及经向温度梯度变化项的作用外,纬向风与纬向温度梯度变化项也起着重要的作用。温度平流各项对各个地区的贡献不同,经向风与经向温度梯度的变化主要促使西伯利亚地区降温,纬向风变化项主要引起欧洲地区降温,纬向温度梯度变化项主要使东亚地区降温。

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