摘要:

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摘要:利用行业经济活动数据、1 580个地面监测站和6套卫星反演数据，分析了我国新冠肺炎疫情期间人为碳排放和主要大气污染物的变化。与2019年第一季度相比，2020年同期我国碳排放降低9.8%，其中交通部门降幅最大达到43.4%。与2019年2—3月相比，疫情期间全国地表臭氧浓度同比升高1.9 nL/L（5%），其中华北平原以降低为主，东南部地区以上升为主。PM_2.5浓度同比下降12.6 μg·m^-3（24.9%），其中长三角降幅最大。二氧化氮（NO₂）的地面浓度和对流层柱浓度在京津冀、珠三角和长三角都降低20%～30%，体现了高低层的一致性。地面一氧化碳（CO）浓度同比降低17%，而对流层CO柱浓度升高2.5%，可能原因是境外生物质燃烧输送提升了我国南方高层大气的CO浓度。中东部地区气溶胶光学厚度显著降低，导致地表晴空短波辐射同比升高11.6 W·m^-2（9.6%）。

摘要:利用Aura卫星微波临边观测仪（Microwave Limb Sounder，MLS）数据，评估了ERA-I、MERRA、JRA-55、CFSR和NCEP2等5套再分析资料的水汽数据在青藏高原及周边上对流层-下平流层（Upper Troposphere and Lower Stratosphere，UTLS）的质量，然后选取其中质量较好的两套水汽数据，分析它们对青藏高原及周边UTLS水汽的时空分布和演变的表征能力。结果表明，与MLS数据相比，5套再分析资料中在UTLS普遍偏湿，最大偏湿在上对流层215 hPa，约为165%，而在下平流层，ERA-I和MERRA与MLS的差异相对较小。总的来看，ERA-I和MERRA表征的水汽与MLS更为接近。进一步的对比表明，ERA-I和MERRA中青藏高原及周边水汽含量的时空分布与MLS较为接近，夏季能够表征青藏高原在纬向和经向上的水汽高值区，冬季能够表征对流层顶、西风急流中心附近的水汽梯度带，而且MERRA的结果要好于ERA-I。ERA-I、MERRA和MLS中青藏高原地区的水汽季节演变都表现为冬季1—2月水汽含量低，夏季7—8月水汽含量高，水汽的季节变化在200～300 hPa最大。MLS资料显示，在青藏高原地区对流层顶附近，存在随时间向上向极的水汽传输信号。相较而言，ERA-I对向上水汽传输信号的表征更好，而MERRA对下平流层（100 hPa）向极水汽传输信号的表征更好。

摘要:基于高分辨的卫星资料和再分析资料，本文采用合成分析、相关分析和带通滤波等方法研究了季节内时间尺度上东太平洋峡谷风的变化，并首先发现冬季东太平洋峡谷风存在4～16 d的季节内变化周期。进一步分析表明在该时间尺度上峡谷风异常与局地海温异常之间的关系存在由负相关到正相关的明显转变，在峡谷风强度达到最大之前及最大时，峡谷风异常与局地海温异常之间的关系主要表现为大气对海洋的强迫作用，北风分量的加强使中高纬度干冷空气进入峡谷风地区，海表面的净热通量损失使得海温降低。在峡谷风强度达到最大之后其与局地海温异常的关系则转变为海洋对大气的强迫作用，冷海温异常可一直持续到峡谷风强度达到最大后的第六天。冷海温异常的维持使得湍流混合受到抑制，导致其上的海表面风速减小。此外，峡谷风的季节内变化可能与东太平洋至北美上空的大气环流异常及其演变有关。在湾区峡谷风达到最大之前，北太平洋海平面气压正异常逐渐东移南下并在其最大时到达墨西哥湾上空，使得北美高压增强，湾区两侧气压差增大，对应湾区峡谷风达到最大。

摘要:利用1979—2015年海洋和大气再分析资料，基于夏季太平洋-日本遥相关型（PJ）指数，讨论了PJ指数在极端正负年份长江中下游降水位置和强度异常的不对称响应及其可能原因。结果表明：在PJ负位相年（对应El Niño次年），长江中下游降水显著偏多，中心分别位于江淮流域和日本南部；而在PJ正位相年（对应La Niña次年），长江中下游降水减少却不明显。研究发现：在PJ负位相年，中东太平洋、印度洋、南海地区海温明显偏暖，菲律宾海上空有异常反气旋响应，长江中下游地区有异常气旋响应；而在PJ正位相年则反之。在PJ负（正）位相年，菲律宾海异常反气旋（气旋）和长江中下游地区异常气旋（反气旋）明显偏强（偏弱），由此导致长江中下游降水位置和强度异常存在不对称响应。基于大气环流模式ECHAM4.8的敏感性数值试验结果表明，即使印度洋海温偏暖与偏冷程度相当，但由偏暖印度洋海温激发的菲律宾海异常反气旋也明显偏强，从而造成长江中下游地区降水偏多程度大于偏少程度。由此印证的事实是：El Niño次年（PJ负位相年）长江中下游夏季降水偏多的预测技巧高于La Niña次年夏季降水偏少的预测技巧。

摘要:利用ECMWF集合预报资料，采取连续SVD的方法作为敏感性分析的工具，对同受江淮气旋影响的江苏省沿江苏南和淮北地区两次不同暴雨过程中海平面气压场的敏感区进行诊断分析。结果表明：1）敏感信号最早可提前2 d左右被锁定，存在明显地东传特征，也有位相之间转换。2）沿江苏南的降水过程中信号最早出现在江西北部和湖南西北部，主要沿着长江一线向下游传播；正负信号的转换对应有雨带位置向南调整，而一致的负信号可引起降水整体偏多，反之亦然。3）淮北暴雨预报的不确定性始于江苏中东部沿海，它的正扰动和湖北北部的负扰动都可使异常雨带呈东北-西南向正-负形式的分布，而以鄂西为中心的正扰动则可使得区域降水整体偏弱，反之也都亦然；但这些信号主要沿着鄂-豫-皖-苏一线传播。4）两次过程前两模态的敏感区在覆盖离散度的大值区域上有一定的互补性。

摘要:采用WRF中尺度天气预报模式，针对海南岛多云天气条件下的一次典型海风个例，对局地海风环流结构进行数值模拟，分析海风环流的演变特征，并通过设计改变海南岛地形的敏感性试验，探究地形对海南岛局地海风环流结构以及云水分布的影响。结果表明：海岛西部陡峭的山区造成海风强迫抬升，偏南背景风使得海岛北部高空回流明显，海岛西部、北部的海风结构较为完整；地形高度越高，海岛南部山区的阻挡作用越强，西部地区的海风高空回流特征越显著，西部、西北部云水混合比的位置也越深入内陆；受南海季风的影响，与晴空天气相比，多云天气下海风强盛期全岛的最大风速稍大，海风在垂直方向上达到的高度更高；移平地形后，多云天气下全岛风速平均仅减少2～3 m·s^-1，而晴空天气下全岛风速则大大减弱，即多云天气下海风环流水平结构受地形的影响比晴空天气下弱。

摘要:利用一种新的工具，多尺度子空间变换（MWT），以及基于MWT的局地多尺度能量与涡度分析（MS-EVA）与Lorenz循环诊断方法，对2009年1月中下旬平流层发生的一次强爆发性增温（SSW）事件的内在动力学过程进行了研究。首先用MWT将各个场重构于三个尺度子空间，即平均尺度、爆发性增温尺度（或SSW尺度）和天气尺度子空间上。结果表明，极地迅速增长的温度主要是由于SSW尺度子空间上极区内的斜压不稳定引起的正则传输（有效位能从平均尺度子空间传输到SSW尺度子空间）造成的，显著增加的有效位能（APE）转换到了SSW尺度子空间的动能（KE）中，加之快速增温前极区内正压不稳定引起的正则传输（动能从平均尺度子空间传输到SSW尺度子空间）的作用，共同导致了极夜急流的反转。

摘要:2012年8月18日下午，山东省境内飑线在形成过程中发生多次合并，强度增强，造成章丘和宁阳分别出现9级和10级雷暴大风。基于多普勒天气雷达反演风场和地面加密自动气象站资料，分析了传播运动在对流风暴合并过程中的作用。结果表明：1）地面冷池前沿阵风锋强度大，垂直厚度达2 km。受其影响，飑线向东移动的同时向东传播（前向传播），北段逐渐演变为弓形回波。2）弓形回波与单体E分别具有独立的垂直环流，均为前向传播，但位于上游的弓形回波传播速度快，二者最终合并，垂直环流合二为一。3）弓形回波与单体E合并过程中，水平风速与上升运动明显增大，气压降低，尺度减小，最终形成强烈旋转上升的小尺度低气压柱，造成章丘大风。4）飑线尾部水汽充沛，阵风锋辐合造成飑线前侧的暖湿空气抬升，不断产生新的对流单体并逐渐合并增强，导致飑线向西南方向传播（后向传播）。5）位于下游的对流单体传播方向与平流方向相反，在3 km高度产生云桥，最终与上游单体整层合并。飑线尾部对流风暴多次合并，强度持续增强，造成宁阳大风。

摘要:利用美国联合台风警报中心JTWC发布的自1972年以来的北印度洋风暴数据，美国国家环境预测中心和国家大气研究中心NCEP/NCAR逐月再分析资料和日本气象厅JMA月平均海表面温度SST资料，分析了初夏4、5月孟加拉湾风暴活动与前期印度洋海温的关系。结果表明：4、5月孟加拉湾TS活动与前期1—3月澳大利亚以西海域海温呈显著的负相关，即冬末春初海温偏高时，4、5月孟加拉湾（简称孟湾，下同）TS爆发偏少、爆发时间偏晚或者不发生；而关键区海温偏低时，如果30°S以北的印度洋海温稍偏冷（暖），而西南印度洋和东南印度洋海温则稍偏暖（冷），则初夏孟湾TS不爆发（多发、早发）。进一步分析显示由东南印度洋海温偏高（低），引起的局地环流变化导致了马斯克林高压偏弱（强），从而引起东半球越赤道气流偏弱（强），是初夏孟湾TS爆发晚（早）、不（多）发生的可能的主要原因。而且，当索马里越赤道气流和新几内亚越赤道气流存在弱的反位相协同变化时，对孟湾TS有较好的指示意义。

摘要:为综合评估卫星和天气雷达在2016年6月23日盐城龙卷风期间的强降水过程的降水估测精度，以国家级雨量站观测数据为基准，结合相关系数（CC）、相对误差（RB）、均方根误差（RMSE）以及分级评分指标，利用S波段的天气雷达定量降雨估测产品（RQPE）和全球降水观测计划多卫星融合产品（IMERG_FRCal，IMERG_FRUncal，IMERG_ERCal）进行比较。结果表明，雷达和卫星的累积降水量与雨量站的空间相关性很强（相关系数大于0.9），基本上能捕捉到整个降水过程的空间分布。降水主要分布在江苏省北部，但卫星高估了江苏省东北部强降水中心的降水量；对于小时时序区域平均降水，卫星高估了降水，而雷达低估了累积降水量。综合降水中心区域分析，IMERG的强降水区域降水量与雨量站的时间序列的偏差显著；RQPE在降水峰值达到之前及峰值之后与地面雨量站的变化趋势基本一致，但对降雨量峰值有明显的偏低。RQPE能较为准确地在时间上捕捉到降雨强度的变化趋势，但对于大雨及暴雨的估测能力不佳；RQPE的POD、SCI值都远远高于IMERG，FAR也较小。IMERG几乎未能监测到强降水的发生。总体上，RQPE对此次龙卷风强降水量的估测表现优于3种IMERG产品，特别是在捕捉强降水区域的空间分布方面，但对于强降水的估测能力仍需进一步改善。

摘要:以海河流域为研究区域，利用MK和F检验对站点的年最大日降雨序列进行趋势、突变和跳跃分析。基于水文气象分区线性矩法进行一致区的划分、最优分布的选择和降水极值的频率估计值计算，并分析其空间分布特征。结果表明：MK趋势和突变检验显示只有8个站点（22.9%）呈现显著下降趋势，通过了信度为0.1的显著性水平检验，特别是京津唐区域具有显著的下降趋势，突变时段主要发生在1980—1990年。均值和方差的跳跃性显示大部分站点都呈现出显著的向下跳跃，主要分布在流域的滦河子流域和北三河水系；趋势和跳跃的综合分析能够对降水极值有可能引起的旱涝灾害进行更全面合理的判断。不同重现期下的频率估计值的空间分布总体趋势一致，从东南到西北、从沿海到内陆逐渐减少，并与地形表现出很好的一致性；降水极值空间分布的中心主要集中在滦河子流域的遵化和青龙附近；大部分站点50 a一遇的估计值和AMP序列的最大观测值能够保持较好的一致性，间接反映了估计值的合理准确性。

摘要:采用FY-2E卫星云图TBB（Black Body Temperature）资料，统计分析2010—2014年夏季（6—8月）华东地区的α中尺度对流系统（MαCS）和β中尺度对流系统（MβCS），发现两类MCS（Mesoscale Convective System）均具有夜发性，且发生主要集中于安徽、江苏、江西和浙江地区，形成后自西向东移动。进一步利用NCEP-CFSR和NCEP-CFSV2每6 h的再分析数据，通过主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）和K-means聚类分析对两种尺度MCS成因进行分析，结果显示：850 hPa切变线和低空急流、500 hPa副高和中纬度短波槽以及200 hPa的高空急流是影响MCS形成主要的天气系统，对流层中层以下的水汽供应、低层大气不稳定性和低层辐合、高层辐散的动力结构是MCS形成的必要条件。MαCS发生前的天气形势可以分为两类：①生成位置位于850 hPa低空急流的西侧、气旋性环流的南侧，500 hPa、200 hPa分别受槽前西南气流、反气旋性环流的影响；②850 hPa切变线南部的偏西气流、500 hPa的偏西气流和200 hPa的高空急流配合。MβCS发生前的两类环流形势中，850 hPa切变线南部的偏西气流控制的为第一类，切变线南部的西南气流和生成位置东部的低空急流影响的为第二类，500 hPa生成位置位于短波槽东部，200 hPa均有西风急流与中低层配合。

摘要:基于安徽省1961—2017年逐日地面最高气温资料，采用Mann-Kendall法对安徽省高温天气事件进行突变分析，发现安徽省2000年后高温事件明显增加。为分析安徽省酷热天气特征和产生机理，文中挑选了35～37℃高温天气个例对比分析。结果发现：1）500 hPa西太平洋副高位置和850 hPa气温对酷热天气预报的指示性最好。2）受西太平洋副热带高压不同位置控制，安徽省增温机制不同：当为高压中心控制时，太阳辐射在增温过程中起决定性作用，安徽省易出现酷热天气；当高压中心位于海上，脊线位于安徽省附近时，安徽省高温强度较弱。通过酷热天气个例研究和合成平均分析，文中总结了安徽省酷热天气预报指标。

摘要:以张家口某处风电场为实验场地，采用两台多普勒激光雷达（Wind3D 6000和WindMast WP350）分别测量风力机的尾流和来流风速，对全尾流、半尾流和独立尾流3种工况进行研究。结果表明，3种工况下随着尾流发展尾流宽度均不断变大，而尾流深度和速度衰减则不断减小；全尾流和半尾流工况中，上游风力机的存在会增加下游风力机尾流宽度，且全尾流比半尾流的增加量大；全尾流和半尾流工况中，相较于上游风力机，下游风力机尾流深度和速度衰减均较小。