摘要:

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摘要:结合MEIC大气污染物排放源清单，利用耦合了大气化学模式的中尺度气象数值模式WRF-Chem，对2016年5月6日广东地区一次深对流天气过程及其大气化学气体成分变化进行模拟，着重研究深对流系统对大气化学气体成分再分布的影响。结果表明：数值模拟较真实地再现了这次深对流天气过程中大气污染物的时空分布特征。通过计算，评估了这次对流降水对不同溶解度的大气污染气体的湿清除效率，发现湿清除过程对低溶解度大气污染气体CO、NO₂和O₃的湿清除效率几乎可以忽略不计，而对SO₂、H₂O₂和HNO₃的湿清除效率则分别达到50.8%、98.6%和38.2%。随着溶解度的增大，清除效率并不一定增大，这是因为大气物理和化学过程共同影响着气体污染物的清除效率。

摘要:基于TIGGE资料中的欧洲中期天气预报中心、英国气象局、美国国家环境预报中心、韩国气象厅和日本气象厅2015年1月1日-9月30日中国及周边地区地面2 m气温24~168 h集合预报资料，利用长短期记忆神经网络（Long Short-Term Memory，LSTM）、浅层神经网络（Neural Networks，NN）、滑动训练期消除偏差集合平均（BREM）和滑动训练期多模式超级集合（SUP）方法对2015年9月5-30日26 d预报期进行集成预报试验。结果表明，BREM对5个单模式进行等权集成，预报结果易受预报效果较差模式的影响，整体预报技巧略低于单个最优模式ECMWF的预报技巧。其中在新疆南部，等权集成后的预报技巧更低。SUP的预报结果比所有单个模式预报更为准确。在144 h之前，SUP的误差明显小于ECMWF的预报误差，但随预报时效增加，误差增长幅度增大。NN对地面气温的预报效果与SUP的预报效果相当。LSTM整体预报效果最好，特别是在预报时效较长（超过72 h）时，比其他方法预报准确率明显提高。LSTM神经网络方法明显改进了我国西北、华北、东北、西南和华南大部分地区的气温预报，但在南疆部分地区误差较大。

摘要:采用WRF模式对东北冷涡背景下MCS过程进行模拟，利用Barnes滤波将模式数据分解为3个尺度，分别代入相应的能量方程中进行计算，从能量角度研究MCS发展过程，多尺度系统能量相互转化，以及动能与降水的联系。研究表明：在此次过程中各尺度之间都有位能向动能的大量转化，为系统发展提供能量。在对流单体发展到MCS成形前，中低层天气尺度动能减少，天气尺度动能向β中小尺度动能转换，促进对流单体的发展；高层天气尺度动能增强，对应高空急流增强，促进对流系统发展；β中小尺度系统在中层对α中尺度系统有动能输送，促进MCS形成。在MCS形成和发展阶段，各尺度位能向α中尺度和β中小尺度动能转化达到最大。在MCS减弱阶段，天气尺度系统和α中尺度系统在中高层对β中小尺度系统有一定的抑制作用，使β中小尺度系统发展减弱。此次过程中β中小尺度系统是降水的直接成因，动能变化的正值中心对应大的降水中心。

摘要:利用1960-2013年中国753个站逐日日平均气温资料，对中国东部冬季风时期极端降温事件进行了定义，并研究了近53 a中国东部冬季风时期极端降温事件的时空特征。结果发现，极端降温事件发生最频繁的地区位于东北南部、华北大部分地区和华中北部，华中南部则较少发生。过去的53个冬季风时期，中国东部极端降温事件普遍减少，且东北南部、华北南部和东部、华中北部以及华东北部的减少趋势最为明显，减小幅度可达0.4~0.8次/（10 a）。此外，东北、华北和华中的极端降温事件发生频次分别在1980、1973、1969年出现了由多到少的突变。极端降温事件的强度也存在空间差异，其平均强度从北到南呈现出强-弱-较强的特点。

摘要:基于ERA-40再分析资料以及多尺度子空间变换和多尺度能量分析方法，探讨了大西洋阻塞高压平流层底部冷中心的形成机制，发现该冷中心形成的根本原因为16 d以下（高频尺度）和64 d以上过程（基本气流）向阻高尺度有效位能的正则传输，所获得有效位能在阻高尺度内被输运到西北和东南侧，并转换成动能，起到使阻高强度增加或者维持的作用。这种过程在西北侧表现得尤为明显，这可能是阻高形态不断向西北侧扩展的原因。在传统的认知中，大气有效位能从大尺度向小尺度传输，但本研究发现，阻高发生时，有效位能在平流层底部的传输方向表现为从高频尺度和基本气流尺度同时向阻高尺度传输。此外，前人的研究表明，阻高发展加强之后对流层中阻高动能向有效位能转化使得阻高消亡，而本文的分析表明两种能量的转换方向在平流层底部完全相反——由有效位能向动能转换，起到了使阻高加强或维持的作用。最近的研究表明对流层顶附近的动力学对于阻高的发展和维持非常重要，上述发现增进了对这些动力学深层的了解。

摘要:利用1971-2016年青藏高原81个气象站逐月积雪日数和45个测站第一冻结层下界观测资料，分析了青藏高原积雪冻土的时空变化特征及其与高原植被指数（NDVI）的关系，探讨了积雪冻土下垫面变化对高原植被及沙漠化的可能影响。结果表明：1）青藏高原积雪日数分布极不均匀，巴颜喀拉山和唐古拉山为高原积雪日数的大值区，且年际变率较大。2）青藏高原积雪日数总体上呈现减少趋势，平均以3.5 d/（10 a）的速率减少，且在1998年前后发生突变，减少速率进一步加快，达到5.1 d/（10 a）。3）青藏高原第一冻结层下界呈上升趋势，达到-3.7 cm/（10 a），与青藏高原增暖紧密相关。4）青藏高原NDVI呈缓慢增加趋势，与高原气温、降水的增加趋势相一致，积雪冻土的变化对不同区域植被NDVI的影响有显著差异。在气候变暖背景下，形成的暖湿环境促进积雪消融、冻土下界提升，使土壤浅层含水量增加，有利于植被恢复和生长，其结果对高原土地沙漠化防治有一定参考作用。

摘要:采用1979-2017年NCEP/NCAR逐日再分析资料估算大气热源，研究夏季青藏高原大气热源准双周振荡（Quasi-BiWeekly Oscillation，QBWO）的特征及传播途径。结果表明：青藏高原及其周边的大气热源QBWO的前两个主模态，即荷载中心在高原东南部的全区一致型和高原东南-西北反位相变化的偶极型，呈现了高原夏季大气热源QBWO自东向西传播过程中所处的两种不同状态。这主要是由于在中纬度地区对流层中上层，低频大气环流的活动表现为大的异常气旋和反气旋环流从我国东北经青藏高原至西亚的自东向西的传播，当移近高原时迅速增强，当西移离开高原时明显减弱。在此过程中，青藏高原及其周边、孟加拉湾以及印度半岛等地区的降水都发生了异常变化。

摘要:为减少不同气候模式评估气溶胶气候效应的差异，第六次耦合模式比较计划（Coupled Model Intercomparison Project Phase 6，CMIP6）直接给定了人为气溶胶强迫数据。因此，有必要基于此强迫数据重新评估气溶胶气候效应。本研究首先将CMIP6给出的描述人为气溶胶强迫的模块引入南京信息工程大学（Nanjing University of Information Science and Technology，NUIST）的地球系统模式（The NUIST Earth System Model，NESM）。之后，利用NESM模式评估地球辐射收支平衡对此人为气溶胶强迫的响应，并分析模式模拟结果的不确定性。评估给出的人为气溶胶有效辐射强迫为-0.45（±0.28）W·m^-2。其中，气溶胶直接辐射效应为-0.34（±0.01）W·m^-2，与第二次气溶胶比较计划（The second phase of Aerosol Comparisons between Observations and Models，AeroCom Ⅱ）的评估结果基本一致；气溶胶对云辐射强迫的影响（包括半直接效应和间接效应）为-0.10（±0.30）W·m^-2，明显受到模式内部变率的干扰，具有较大的不确定性。

摘要:利用1961-2017年广东86个地面气象观测站逐日降水、气温以及气象干旱指数（Drought Index，DI）资料，建立了综合考虑雨涝、低温、干旱和高温这4个方面的广东气候年景客观定量评估方法，对广东气候年景进行客观定量评估，并应用实况灾情对评估结果进行验证。结果表明，近57 a来，广东雨涝和干旱年景指数变化趋势不显著，而低温年景指数呈显著下降的趋势，高温年景指数呈显著上升的趋势。近57 a来，广东综合气候年景指数以0.06/（10 a）的速率下降，但下降趋势不明显。评估得到广东气候年景评估结果与灾害实况大部相符，气候年景为差的年份有5 a：1963年、1969年、1993年、2001年、2008年。研究结果为广东客观定量的气候年景评估业务和决策服务提供技术依据。

摘要:利用CFSv2、ERA-I、MERRA2和JRA-55四种最新的大气再分析资料、CIMSS高分辨率卫星云图资料以及JTWC、CMA和JMA三种最佳路径与强度资料对热带气旋Roke（2011）外流-高空急流相互作用进行初步分析。研究发现，在Roke（2011）外流-高空急流相互作用的过程中，朝向极地的外流急流以及辐散增强，同时中纬度高空急流向南延伸出的弱正PV与Roke（2011）中心区的正PV逐渐接近并部分叠加，导致了Roke（2011）强度的迅速发展（RI）；对比各种再分析资料发现，CFSv2中Roke（2011）外流-高空急流相互作用过程的高层风场和散度场与CIMSS资料中的分布与演变相似，并清楚地再现了高空急流区对弱正PV的输送过程，CFSv2对Roke（2011）的路径与强度变化的描述最接近观测。

摘要:使用中尺度数值模式（WRFV3.7.1）对发生在宁夏南部山区两次降雹天气过程的背景场特征、云宏微观结构以及云内微物理转化机制进行了数值研究。结果表明：该地区冰雹云形成的大气环境水汽含量较少，冰雹的发生主要依靠"上干下湿"的不稳定层结及午后局地加热效应。两次个例发生的环境水汽含量存在较大差异，导致两次雹云个例微物理结构演变特征不同。对数值模拟结果分析发现，宁南山区冰雹云中雪粒子含量较多，雹胚（霰粒）主要通过雪粒子转化而来。霰粒主要通过水汽凝华及碰并过冷云水增长。模拟云中冰雹形成高度相对较低，冰雹形成后主要通过收集过冷云水增长。除碰冻过冷云水外，对过饱和水汽的凝华也是雪、霰、雹粒子质量增长的一个重要来源。模拟得到该地区冰雹云中云雨自动转化过程较弱，雨水主要是通过雪、霰、雹粒子在下落过程中融化形成。雨水在下落过程中蒸发显著。

摘要:基于排放因子法建立了2006-2017年安徽省人为源氨排放清单，估算人为源氨的排放水平、变化趋势及其分布特征。结果表明，安徽省2017年人为源氨排放量较高的两个地区是阜阳市和六安市，而氨排放总量最小的是马鞍山，占全省氨排放总量的1.83%。安徽省氨平均排放强度为5.34 t·km^-2，其中阜阳市、淮南市及蚌埠市的排放强度均超过7 t·km^-2。2006-2017年畜禽养殖源产生的氨排放量处于增加状态，尤其是肉猪、肉鸡和肉鸭的贡献分别占到畜禽源氨排放总量的34.49%~38.39%、20.31%~32.8%和10.40%~16.42%。而氮肥施用导致的氨排放量表现出先增加后下降的趋势，2017年产生的氨排放量比2013年下降了28.71 kt。生物质燃烧、人体排放和氮肥生产是非农业源氨排放的主要来源，但由机动车产生的氨的贡献呈明显增长趋势，如从2006年的1.86%增长到2017年的7.47%，这与近年来安徽省汽车保有量不断增加有关。

摘要:利用自动站降水数据和NCEP/NCAR再分析资料，结合江苏入、出梅指标对2018年南京梅雨进行讨论，分析导致当年南京梅雨异常的环流因子特征。结果表明：1）当年入梅偏晚、出梅正常，梅雨分布不均匀，总量偏少，其中南部异常偏少8成；2）前期南支槽活动频繁，副热带高压相比同期偏南，季节北跳偏迟，且南亚高压主体偏强，位置偏东偏北，导致入梅偏迟；3）入梅后，副热带高压大幅度北抬，南亚高压东伸明显，加之东北冷涡活动弱，使得冷暖气流交汇偏北，因此江苏沿江地区梅雨量偏少；4）南京地区的梅雨量与6-7月副热带高压的南北跨度具有显著的负相关；5）东亚夏季风偏强时，南京中北部地区的梅雨量很可能偏少。

摘要:基于1961-2016年降水资料和NCEP/NCAR再分析数据，分析了华西秋季降水的年代际变化特征。结果表明，华西秋季降水在20世纪80年代中期前偏多，之后减少，21世纪10年代又开始增多，而且该时段的降水量多于20世纪80年代中期前。进一步从大气环流角度，初步探讨了这种年代际变化的成因。研究发现，与华西降水偏少阶段相比，在两个降水偏多期，巴尔喀什湖低压槽加深、亚洲区域海平面气压（Sea Level Pressure，SLP）负异常，利于高纬冷空气南下入侵华西区域；东亚低空盛行异常偏南风，利于低纬水汽向华西区域输送；东亚西风急流位置偏北，提供华西降水发生的动力抬升条件，共同造成华西秋季降水增加。相比于20世纪80年代前，21世纪10年代后欧洲高压脊和巴尔喀什湖槽更强，更利于高纬冷空气进入华西区域。同时，有来自南半球印度洋的水汽向华西区域输送。更强的冷空气活动和更多的水汽输送导致后一阶段降水更多。

摘要:基于2017-2018年中国气象局高分辨率数值预报产品、甘肃实时城镇预报产品和国家级地面观测站数据，利用小波分析、滑动训练、最优融合等技术，研发出甘肃省智能网格高低温客观订正产品。检验分析表明：城镇预报产品、滑动训练订正产品、最优融合产品3种订正产品对CMA预报均有订正能力，3种客观订正产品的最高气温订正能力强于最低气温订正能力；滑动训练法与最优融合法产生的高低温订正产品，在系统误差明显地区（甘南、陇南等）的预报结果要好于模式客观预报，而高低温城镇预报产品在气温局地性强或者模式客观预报能力差的区域有优势；最优融合预报方法生成的高低温产品预报能力略高于滑动训练订正产品且与现有预报员制作城镇预报产品基本持平，初步具备了替代主观预报的能力。