摘要:

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摘要:青藏高原及其热源效应对东亚以及全球的天气气候起着举足轻重的作用。青藏高原大气热源及其影响的相关研究有助于进一步加深对青藏高原大气热源及其影响的认识，提高高原地区天气系统发生发展的预报能力，提升高原地区降水的预报水平。本文较为系统地梳理了青藏高原大气热源的相关研究，涉及青藏高原大气热源的获取与特征，包括青藏高原大气热源的计算和青藏高原大气热源的时空分布及演变特征；青藏高原大气热源对季风、对降水的影响；青藏高原大气热源对天气系统的影响和作用，包括青藏高原大气热源对南亚高压、西太平洋副热带高压、高原低涡以及高原切变线的影响。在总结已有研究进展和成果的基础上，对今后青藏高原大气热源研究做出一定展望，提出值得进一步加强研究的方面。

摘要:利用2016年1月1日-12月31日全球预报系统（GFS，Global Forecasting System）1~5 d的2 m气温预报资料，以及同期中国地面气象站2 m气温观测资料，研究模式地形高度偏差对地面2 m气温预报的影响。结果表明，较大模式地形高度偏差可严重影响2 m气温模式预报性能，导致较大预报误差。随着模式预报时效延长，2 m气温预报均方根误差也略有增加。比较模式地形高度偏差和预报时效对于模式预报性能的影响，发现模式地形高度偏差对于模式预报效果的影响更加显著。两种地形订正方案，即不做温度垂直订正的线性回归以及对温度进行垂直订正的线性回归都能显著减小2 m气温模式预报的误差，后者的订正效果更好。

摘要:基于1979-2014年ERA-Interim逐日再分析温度资料，依据温度递减率插值法计算出青藏高原及同纬度其他地区热带对流层顶气压数据，比较了高原和同纬度其他地区热带对流层顶气压季节变化和长期变化趋势，讨论了热带对流层顶气压与高空温度的关系。结果表明：1）在季节变化上，除12月和1月外，青藏高原热带对流层顶气压全年低于同纬度其他地区；青藏高原热带对流层顶气压、对流层中上层以及平流层下部平均温度均表现出比同纬度其他地区更明显的单峰型特征。2）热带对流层顶气压与高空温度变化关系密切，对流层中上层（平流层下部）平均温度升高（降低），有利于热带对流层顶气压降低；相对于同纬度其他地区，青藏高原对流层顶气压与对流层中上层平均温度的关系更密切。3）1979-2014年青藏高原和同纬度其他地区各季节的热带对流层顶气压均呈现出不同程度的下降趋势，冬春季下降趋势更加显著；青藏高原各季节对流层中上层增温和平流层下部降温的幅度均超过同纬度其他地区，导致其热带对流层顶气压的下降趋势比同纬度其他地区更加明显。

摘要:鉴于北极风险评估中定量数据匮乏、定性知识难以定量化和权重要素确定中主观性强等困难，传统的风险评估方法无法有效解决。通过引入"云模型"实现了定性知识的量化表达；运用模糊层次分析法提高了权重的客观性；针对气候变化背景下北极区域响应及其地缘格局变化和利益博弈问题，运用上述改进方法和技术途径对北极地区利益博弈和安全风险进行了评估建模和实验仿真，提出了一些研究见解和决策咨询信息。

摘要:利用目前国际上最先进的中尺度WRF模式模拟热带气旋生成，网格分辨率从9 km增加到3 km，3 km网格中积云参数化方案不起作用，依靠微物理方案来模拟对流尺度系统特征，模式中热带气旋的生成过程变得迟缓。当低压扰动发展到一定程度后再加入3 km网格，生成过程有加快趋势。本研究针对该现象进行分析。结果表明：只用微物理方案使低层（950~700 hPa）风速的垂直切变减小，不利于对流发展；切变减小主要是由于动量垂直输送项的差异所致。在加入细网格的6 h内，低层对流尺度（减去区域平均）的动量垂直输送量平均增加了一倍，某些时刻达到了5倍以上；动量混合增加是由于微物理方案模拟的垂直速度增加所致。此外，只用微物理方案导致对流有效位能迅速被消耗。低层垂直切变和对流有效位能的减小都不利于对流发展，从而导致热带气旋生成发展过程迟缓。本研究表明，目前WRF中的微物理方案在模拟热带气旋生成过程中的对流发展时仍然存在问题。

摘要:1979-2012年西北太平洋存在70个形成于0°~5°N的低纬度地区的热带气旋（TC），占TC总量的8%，其中达到台风等级的个数占64%。而针对此类缺少一定科氏力作用而形成的罕见TC生成的研究相对较少。本文利用JTWC的TC最佳观测资料、ERA-Interim再分析资料，以及NOAA-OISST海温资料，以西北太平洋近赤道TC为研究对象，统计诊断了其年际、年代际、季节分布特征，分析了其大尺度环境背景场，重点探讨了近赤道TC生成的影响因子。研究结果表明，近赤道TC具有明显的年际与年代际变化，并且近赤道TC具有与西北太平洋总TC恰好相反的季节变化。近赤道TC生成的大尺度环境背景场是东北冬季风与其在近赤道地区偏转形成的西北风之间的气旋性环流。对流层低层的绝对涡度动力项与对流层中层的湿度热量项是近赤道TC生成的主要贡献因子，并且相对于5°~10°N生成的TC，近赤道TC对对流层低层的正涡度与对流层中层的湿度条件的要求更高。

摘要:利用美国NCEP（National Centers for Environmental Prediction）发展的GSI（Gridpoint Statistical Interpolation）同化系统和GSM（Global Spectral Model）全球频谱预报模式作为循环同化系统，选用2017年第13号台风为研究个例，采用全空和晴空两种同化方案对AMSU-A（The Advanced Microwave Sounding Unit-A）辐射率观测开展同化对比试验，并对台风"天鸽"个例进行5 d预报，研究AMSU-A全空辐射率同化对台风天鸽发展过程预报的影响。结果表明，全空同化方案相比晴空同化方案预报的台风路径、台风中心气压以及台风最大风速预报误差更小；全空同化方案对台风"天鸽"生命周期的模拟更加准确，更接近中国气象局发布的台风天鸽最佳路径的最低气压，而晴空同化方案预报的台风发展较弱，无法预报出成熟期的台风强度；全空同化方案能够增加低层通道海上厚云覆盖区域辐射率资料同化量，增幅占AMSUA同化观测总量10%，从而改进海洋区域天气系统的热力场结构。

摘要:利用NOAA逐月海表温度（SST）资料，NCEP/NCAR风场、高度场和比湿再分析资料和国家信息中心提供的753站逐日降水资料，对比分析了1997/1998年和2015/2016年两次强厄尔尼诺事件的海温异常分布特征、次年中国东部夏季降水以及环流异常特征，结果表明：1）2015/2016的厄尔尼诺事件是自1950年以来持续时间最长，强度最强的一次事件，日界线附近的海温较1997/1998年的偏高。2）1997/1998年厄尔尼诺事件次年华南西部、江南北部到长江流域、黄淮北部到华北南部以及我国东北地区降水较常年偏多。而2015/2016年厄尔尼诺事件次年降水范围和强度相对较小，强雨带主要分布在长江流域一带、黄淮地区和华北一带及河套北部。3）1997/1998年事件次年夏季西北太平洋副热带高压强盛，位置偏西，脊线偏南，向上垂直质量输送异常偏强、高低层水平风场配合以及水汽通量异常辐合偏强均有利于长江流域一带以及我国东北地区降水产生，而2015/2016年事件次年的副高相对偏弱，且脊线位置偏北、偏东，水平、垂直异常环流和水汽偏弱，因此降水范围和程度较1997/1998年的偏弱。从海温分布型和次年对我国东部夏季降水造成的影响上看，2015/2016年的超强厄尔尼诺事件有别于传统东部型事件。

摘要:以2018年盛夏一次典型的热带气旋群发（Multiple Tropical Cyclogenesis，MTC）事件为例，分析了多尺度环流（包括大尺度环流、季节内振荡及热带波动等）对MTC的影响，并探讨了MTC群发期和间歇期整层大气垂直扰动场的差异。结果表明：1）2018年盛夏西北太平洋经历了一次持续时间长达16 d有8个TC相继生成的MTC群发期和紧接着长达19 d仅1个TC生成的MTC间歇期；2）MTC群发期越赤道气流增强，季风槽加强东伸，南海和西北太平洋上空低层辐合高层辐散的环流配置有利于TC生成；3）夏季东亚-西北太平洋季节内振荡北传对MTC次季节变化具有显著的调制作用，MTC群发期（间歇期）南海和西北太平洋正好处于一次较强的季节内振荡（Intraeasonal Oscillation，ISO）北传湿（干）位相上；4）群发期内8个TC的生成皆与热带波动有关，其中5个同时受两种热带波动的影响，热带波动通过改变局地热动力状况为TC生成提供触发条件；5）多尺度环流的共同影响最终导致MTC群发期和间歇期在温压扰动场配置、垂直运动扰动和比湿扰动的垂直结构特征上表现出显著的差异，扰动分析法的应用为MTC生成的延伸期预报提供了一个新的思路。

摘要:基于美国大气研究中心的CCSM3（Community Climate System Model version 3）模式，对淡水扰动试验中不同大西洋经圈翻转环流（Atlantic Meridional Overturning Circulation，AMOC）平均强度下，中国气候的年代际响应特征进行研究。结果表明：在年代际尺度上，中国区域地表气温和降水强度变化与AMOC强度变化的关系紧密，然而，不同平均强度下，中国气候的年代际响应特征不同。高平均强度下，中国区域地表气温升高，中国北部降水增多、南部降水减少；低平均强度下，则反之。不同平均强度下，中国区域年平均地表气温和降水EOF第一特征向量的空间分布存在显著差异：高平均强度下，地表气温呈现中国全区域一致的分布型，降水呈现自北向南的"-+-"型的雨带分布；低平均强度下，地表气温呈现中国区域南北反相的偶极子分布型，降水呈现自北向南的"-+"型的雨带分布。与低平均强度相比，在高平均强度下，EOF第一模态的时间系数的年代际变化尺度均更长。

摘要:2015年我国东部夏季降水呈现南北反位相的空间分布，河套地区降水异常偏少、长江中下游地区降水异常偏多，同期印度中部地区降水负异常，上述三个区域2015年夏季降水距平百分率绝对值极大值均超过55%。东亚和南亚地区2015年夏季降水异常的形成机理主要是由于该年夏季处于El Niño事件的发展位相，菲律宾群岛及邻近区域反气旋环流异常，江淮地区至日本列岛气旋式环流异常，对流层低层位势高度异常场和整层水汽异常输送场亦存在相一致的空间分布，表现为负位相的EAP（East Asian-Pacific）/PJ（Pacific-Japan）型遥相关，有利于河套地区降水偏少和长江流域降水偏多。热带太平洋海温异常引起热带地区Walker环流负异常，热带西太平洋地区上空受异常下沉气流控制，热带印度洋区域对流层盛行东风异常，减弱了印度夏季风，并造成了印度中部地区夏季降水偏少。另一方面，印度上空对流层低层受异常反气旋控制，该异常反气旋北侧的西风异常沿着青藏高原南麓向东运动，增强了与EAP/PJ型遥相关相联系的异常水汽输送，有利于维持和增强河套地区降水负异常和长江中下游地区降水正异常。

摘要:为了解云南短时强降水发生前本地化中尺度WRF（Weather Research Forecast）模式输出结果的物理量特征及其对短时强降水预报的作用，使用WRF模式对2016年云南主汛期（6-8月）5次短时强降水过程进行模拟，利用模式输出的高时空分辨率资料计算5次过程中85个样本在短时强降水发生前6 h水汽类、动力类及不稳定条件类的部分物理量值，使用箱线图分析各物理量的分布特征及其与短时强降水的关系，应用经验累积分布函数图确定各物理量的阈值。研究表明，水汽类物理量样本数据值分布较为集中，随着短时强降水的临近数值逐渐增大；动力类的6 km垂直风切变中位数值及平均值随时间变化很小，所有时次的6 km垂直风切变阈值均低于12 m/s，表明短时强降水发生前有弱垂直风切变；不稳定条件类中对流有效位能样本数据的离散程度较大，对短时强降水无指示意义；LI指数、K指数和700 hPa假相当位温样本数据离散度较小，其中K指数中位数值、平均值及阈值的上下限在短时强降水发生前1 h有显著增大的特征，且数据集中度达到最高，大的K指数值与短时强降水有较好的对应关系。使用物理量阈值推算短时强降水落点的方法对云南本地化WRF模式短时强降水的预报性能有改进作用。

摘要:利用毫米波云雷达、微波辐射计联合反演方法，对2015年11月11日安徽寿县的一次层状云过程的云参数进行了反演，将所得云参数加入到SBDART辐射传输模式中，进行辐射通量计算，并将计算的地面辐射通量与观测的地面辐射通量进行了对比分析。研究表明：1）利用毫米波雷达和微波辐射计数据联合反演的云参数比较可靠；2）利用SBDART模式并结合反演的云参数，可以准确实时地计算地面及其他高度层的长短波辐射通量；3）在反演的云参数中，光学厚度对地面各种辐射通量的影响是最大的，云层的光学厚度越大，到达地面的太阳短波辐射越小，地面反射短波辐射也越小。另外云底温度越高，云体向下发射的红外长波辐射越大。地面向上的长波辐射是地面温度的普朗克函数，随地面温度而变；4）云对地面的短波辐射强迫为负值，对地面有降温的作用。云对地面的长波辐射强迫是一个正值，对地面有一个增温的作用；5）云对地面的净辐射强迫随时间变化很大，它的正负与太阳高度角和云参数有关。

摘要:利用ARW-WRF模式对2014年7月4日12时-5日06时发生在安徽中南部的一次由江淮气旋引发的强降水过程进行模拟，得到暖锋上雨带的雷达回波结构，与实况有较好的一致性。对气旋暖锋上出现的多个小对流带的结构与成因进行了分析，发现暖锋小对流带的高度模拟和实况均在300 hPa以下，其生命史约2~3 h，最长100 km，宽10 km，带与带间距50~100 km，均随高度向东南方向倾斜。其环流特征为对流区东部从低层到高层多对应暖空气上升；对流区西部中上层多为冷区控制；近地面则有类似冷池存在，对流带南部的上升气流有利于对流云的后向新生和形成带状结构。小对流带上，800 hPa有0 < Ri < 1和I_EPV<0区域，稳定层结内出现滚轴状流场分布，有重力波存在的结构特征；600~700 hPa为对流不稳定，对流带间I_EPV>0。可见暖空气沿暖锋爬升时，在800 hPa附近，由于满足条件性对称不稳定条件，触发条件性对称不稳定和重力波，暖空气继续上升时触发700 hPa之上的对流不稳定，即影响本次暖锋小对流带形成的原因主要为对称-对流不稳定。

摘要:基于中国587站日最高、最低气温观测资料、月平均的ERA_interim土壤湿度（Soil Moisture，SM）再分析资料及扩展重建的海表面温度（Sea Surface Temperature，SST）资料（ERSST），对极端气温指数进行了定义，利用变形的典型相关分析和集合典型相关分析方法（Ensemble Canonical Correlation，ECC），分析了1979-2009年我国夏季极端气温与前期（春、前冬）SM、SST间的线性联系，建立了中国夏季极端气温预测模型，并对独立样本检验的效果进行了评估。结果表明：1）与中国夏季极端气温联系密切的前期SST异常的空间分布为类PDO（Pacific Decadal Oscillation）型，前期土壤湿度异常的区域为华南、青藏高原、东北和西北地区。2）交叉检验结果表明基于前冬预测因子的极端气温预测模型技巧高于春季，基于SM的极端气温预测模型技巧高于SST。3）独立样本检验表明基于前期SM、SST的ECC模型对中国东部夏季极端气温有一定的预测能力。因此，可以在夏季极端气温的预测业务中考虑前期SM、SST的影响。