摘要:

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摘要:近百年全球气候变暖已是既定事实。伴随着冰川的持续消融、多年积雪的不断融化、海平面的上升、极端事件的增加，气候系统正面临着严峻挑战。2020年是特殊的一年，澳洲山火持续数月，蝗灾肆虐，突破历史记录的洪涝和干旱频发，因而全球变暖问题备受关注。本文利用最新的再分析资料，预测了2020年全球年平均地表温度；2020年全球冬季温度年际增量出现较大正值，结合温室气体、海冰和海表温度距平信号，预测2020年全球变暖将持续。采用年际增量方法进行定量预测，结果显示，2020年全球地表温度很可能超过2016年而成为近百年来最热的一年。

摘要:应用耦合了黑碳（Black Carbon，BC）区域源追踪方法的中尺度天气-化学模式（WRF-Chem），对位于长江中游的湖南湖北盆地（以下简称两湖盆地）秋季（2015年10月）黑碳的分布、区域来源和日变化特征进行研究。结果表明，由于两湖盆地所处地理位置及地形的特殊性，在不同的风场条件下，本地源和外来源对两湖盆地BC的贡献占比变化较大。两湖盆地秋季BC的来源主要有3种情形：1）北风控制下的传输型：地面风速大，BC质量浓度相对低，上风向源对两湖盆地近地面BC的贡献占比达30.6％，其中汾渭地区的贡献最大，本地源的贡献占比为61.7％。2）地面风速小、大气稳定条件下的静稳型：近地面BC质量浓度高，本地源的贡献占比高达79.6％。3）东北风控制下的传输型：本地源和外来源的贡献共同使得两湖盆地BC维持较高质量浓度，本地源的贡献占比为64.1％，外来源的贡献主要包括安徽省、汾渭地区及长江三角洲的输送。在垂直方向上，传输型的本地源贡献占比仅在300 m以下较高；静稳型的本地源贡献占比较高，可延伸到1 500 m以上（本地源的贡献占比在近地面约为75％、至1 500 m约为50％）。在日变化上，本地源与外来源对两湖盆地BC的贡献占比呈相反变化，夜间和早间本地源的贡献占比较高而外来源的贡献占比较低，午后本地源的贡献占比减小而外来源的贡献占比明显增大；相对静稳型而言，传输型的这一日变化特征更为显著。

摘要:现阶段使用的热带气旋潜在生成指数（Genesis Potential Index，GPI）在气候场的空间分布上能很好地拟合热带气旋的生成情况，但在热带气旋的年际变化拟合上效果很差。本研究考虑了相对涡度在热带气旋年际变化拟合上的重要作用，并以此为出发点，尝试改善GPI在西北太平洋地区的拟合效果。基于对1979—2011年美国联合飓风警报中心提供的热带气旋最佳路径数据和NCEP/NCAR再分析资料数据集的研究，将之前GPI中的绝对涡度项替换为修正过的相对涡度项。科氏力项仍然保留；将南海（100°～120°E，5°～25°N）与西北太平洋地区（120°～180°E，5°～40°N）热带气旋生成的差异性也纳入了考量，并在这两个区域分别构建GPI公式，改善了对热带气旋生成的气候分布模拟。除此之外，较之已存的GPI指数，改进后的GPI还很大程度提高了GPI对热带气旋生成年际变化的拟合效果，特别是对弱热带气旋年际变化的拟合效果有了显著提升。

摘要:利用全国160站逐月降水资料、74项环流指数、HadISST月平均海温资料以及NCEP/NCAR月平均再分析资料，对比分析了两类ENSO事件衰减阶段中国东部夏季降水及相应大气环流的差异，并探讨其可能成因。结果表明：1）EP型El Niño（La Niña）事件次年夏季，中国东部降水由北至南呈正负正（负正负）的三极型反相分布；CP型El Niño（La Niña）事件次年夏季，中国东部降水由北至南呈正负（负正）的偶极型反相分布；2）El Niño事件次年夏季，西北太平洋副热带高压（以下简称西太副高）及南亚高压均偏强，EP型西太副高偏西、南亚高压偏东，CP型西太副高范围更大、强度更强；La Niña事件次年夏季，西太副高及南亚高压强度偏弱，CP型强于EP型但弱于气候平均；3）El Niño事件期间西北太平洋上存在异常反气旋，EP型位置偏南，强度更强，持续时间更长，CP型位置偏北，范围更大；La Niña事件期间，西北太平洋区域至中国东南部存在异常气旋，EP型异常气旋的强度及范围均不及CP型；4）两类El Niño事件期间异常反气旋的差异可能与印度洋海盆增暖及太平洋海温持续性偏冷有关；两类La Niña事件期间异常气旋的差异可能由赤道西太平洋海温持续偏暖造成。

摘要:对气溶胶气候效应开展分类评估并探讨诊断方法的合理性。人为气溶胶辐射效应对计算云辐射强迫的影响为0.38 W·m^-2。诊断评估气溶胶对云辐射强迫的影响需要排除这个偏差。两种基于不同试验设计诊断得出的半直接效应分别为0.21 和0.09 W·m^-2，存在显著差异。主要原因可能是人为气溶胶影响云辐射强迫的不同机制之间在模式模拟过程中不断地相互交织，不是简单的线性叠加关系。模式诊断得出的Twomey效应不仅包括Twomey效应本身，还包括Twomey效应引起的部分快速调整。总之，利用模式评估分析人为气溶胶气候效应需要注意审查试验设计和诊断方法的合理性。

摘要:通过实况资料以及WRF模式对广西地区的一次飑线过程进行数值模拟，根据模拟结果对飑线内中尺度涡旋MVs（Mesoscale Vortices，MVs）和后向入流与地面大风的成因关系进行了分析。通过涡度收支和涡线分析得出，弓状回波中存在东西涡旋对，其生成主要是散度项造成，中间相对弱的反气旋涡旋是涡线拱起产生的水平涡度向垂直涡度转换引起。通过计算正负涡旋对引起的旋转风从而量化了涡旋对对地面大风的贡献。结果发现，本次过程中涡旋对引起的旋转风在地面大风中占有较大比重，约40％～50％。当去除涡旋对引起的旋转风时，地面大风的强度减弱，位置偏移。由三维流线可以看出后向入流的下沉是产生地面大风的另一个影响因子。通过对浮力加速度和动力加速度进行诊断发现，后向入流的下沉主要是由于负的浮力加速度引起，水平方向的密度不均匀是负浮力加速度产生的主要因子，但在风速突然加强时，动力加速度也有明显的影响。

摘要:为探讨ECMWF业务预报模式 （以下简称ECMWF）的地面气温预报不一致性问题，本文利用2015年12月1日—2016年11月30日业务预报中常用的地面气温预报数据，研究ECMWF地面气温预报产品在不同季节里的不一致性指数分布及变化特征。结果表明：各个季节不一致性指数有不同的特点，冬季不一致性指数最大，大值区主要分布在除华南和青藏高原外的大部分区域；而夏季不一致性指数最小，在青藏高原地区不一致性指数相对较大；春、秋两季不一致性指数大小均处于冬、夏季之间。此外，研究还发现冬季地面气温预报不一致性指数单日变化较大，而夏季较小。夏季不同起报时间的地面气温预报比较稳定。

摘要:利用常规观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料、FY-2G卫星逐时TBB资料、多普勒雷达及自动站资料，对2018年7月13日夜间出现在山西东南部的短时强降水天气进行了潜势及触发特征分析。结果表明：副高外围的强劲西南气流为本次短时强降水过程提供了充沛的水汽条件；“上干冷下暖湿”的层结结构与“高层冷平流、低层暖平流”的温度差动平流提供了强对流发生发展所需的能量条件；上升运动的形成和维持有利于不稳定能量的释放和增强。地面β中尺度辐合线发展为β中尺度涡旋，激发β中尺度对流云团的合并与加强；大于等于35 dBZ的β中尺度带状回波中镶嵌的γ中尺度对流单体，在500 hPa西南气流的引导下，形成高度组织化的多单体线状回波缓慢移动是形成局地短历时强降水的直接原因。

摘要:基于中国气象局（China Meterological Administration，CMA）高分辨率数值预报产品、欧洲中期数值预报中心（the European Center for Medium-range Weather Forecast，ECMWF）精细化数值预报产品和国家级地面观测站数据，采用小波分析方法及滑动训练、最优融合等技术对模式误差序列进行时频处理，实现了对模式系统误差和局地误差的订正，发展了西北区智能网格气温客观预报方法（northwest intelligent grid temperature objective prediction method，NWTM）。以2017年3月—2018年2月数据作为训练样本，对2018年3月—2019年1月西北区239个国家基本站进行检验。结果表明：1）NWTM对CMA和ECMWF两种模式产品的气温预报能力有显著的提升；随着预报时效增长，两种模式订正产品的误差增大。2）NWTM对ECMWF西北区最高气温的订正效果要明显优于CMA，但就最低气温而言，NWTM对CMA的订正效果更为显著。其中，就24 h最高气温而言，ECMWF在宁夏的订正效果最好，CMA在青海的订正效果最好；而对于24 h最低气温的预报，CMA在西北4省的订正效果相差不大，ECMWF在陕西的订正效果最好。3）空间误差检验表明：针对最高气温的预报，ECMWF订正产品的订正能力明显优于CMA，特别是在甘肃河西走廊和中东部、陕西北部和南部、宁夏中南部及青海大部。就最低气温的预报而言，ECMWF和CMA对甘肃河东和陕西南部的订正能力较好；ECMWF订正产品在宁夏中南部及青海南部的订正能力高于CMA，而CMA订正产品在陕西中部的订正能力更优。

摘要:近年来，在全球变暖的背景下，极端气候事件特别是极端降水事件，发生频率愈发上升。本文使用美国气候预测中心提供的逐日降水资料，统计分析了1979—2018年期间欧亚大陆各个子区域极端降水事件的时空变化特征。结果表明：1）从气候态的空间分布特征来看，南欧、南亚、东南亚、东亚地区为欧亚大陆全年总降水量高值区，同时也是极端强降水频发地区；而东亚地区青藏高原、中国中西部至蒙古一带，南亚地区印度次大陆以及中亚、西亚等地的部分地区则是连续性干旱事件的高频区，极端强降水事件发生频次较少；2）在21世纪初之后，东南亚、南亚、东亚、北亚、西亚和南欧这6个地区的全年总降水量发生年代际增加，且在研究时段呈显著增加趋势。在过去近40 a，南亚、东亚和中亚的RX1day（日最大降水量）、RX5day（连续5 d最大降水量）、中雨日数（R10mm）、大雨日数（R20mm）自20世纪90年代中期年代际增加，且呈长期增加趋势。南亚、北亚、东亚、中亚这4个地区的最大连续干旱日数在20世纪80年代初显著增加，但长期趋势并不显著。需要指出的是，自2014年起极端强降水事件在东南亚、南亚和东亚地区持续增多，而连续性干旱事件在北欧地区持续增多。

摘要:利用2016年全年进出厦门机场和晋江机场航班的AMDAR（Aircraft Meteorological DAta Relay）数据对双雷达反演风场进行检验，分析了厦门、泉州双雷达风场反演的总体误差，研究结果表明：1）验证了双雷达连线附近区域反演风场的平均绝对误差较大，发现了与两部雷达连线的夹角小于15°和大于165°的区域的反演结果的平均绝对误差明显大于误差的年平均值。2）对于反演风向而言，误差随着高度增加而减小。对于反演风速而言，高度在9 km以下的反演误差在5 m/s左右，而9 km以上的反演误差较小。3）剔除了双雷达连线附近区域（与两部雷达连线的夹角小于15°和大于165°的区域）和反射率因子小于5 dBZ以及等于100 dBZ（剔除非气象回波）的反演结果后，双雷达反演风场误差较小，相对于AMDAR数据的风向年平均绝对误差为29.4°，风速年平均绝对误差为3.28 m/s，总体误差在可接受范围之内，反演结果接近“真值”，该反演方法稳定可靠。

摘要:利用1973—2017年浙江省63个常规气象观测站的日降水资料及NCEP/NCAR提供的月平均海温场、风场、高度场和湿度场以及射出长波辐射（OLR）场等再分析资料，运用EOF和距平合成以及t检验等方法，分析了近45 a浙江省2—4月总连阴雨日数的时空分布与全省一致连阴雨分布型的大气环流场及海温场，OLR场等的分布特征，并探讨其成因。结果表明：浙江省2—4月总连阴雨日数空间分布主要有全省一致型、南北相异型两种类型。当欧亚大陆中高纬度为乌拉尔山脊偏强（弱），鄂霍次克海地区槽偏强（弱），副高强度偏强（弱），易发全省一致偏多（少）型连阴雨；浙江上空OLR为负距平区易发生全省一致偏多型连阴雨，浙江上空OLR为正距平区易发生全省一致偏少型连阴雨；全省一致偏多型赤道中东太平洋海温明显偏暖，而全省一致偏少型赤道中东太平洋海温明显偏冷；赤道西太平洋海温为反位相。厄尔尼诺次年，全省一致偏多型连阴雨易发生；拉尼娜次年，全省一致偏少型连阴雨易发生。

摘要:利用WRF-Fire模式对2009年“5·21”蒙古国草原入境大火进行火场发展数值模拟研究，并通过敏感性试验分析了防火隔离带对火势的阻挡作用。结果表明，模式可以较准确地再现环境风场对本次大火蔓延过程的影响，模拟火场面积、蔓延方向与实况基本一致。第一阶段（21日12—22时，世界时，下同）在蒙古国境内起火点附近，地面为裸露地表，可燃物负载量小，近地面为东北风，火线向西南方缓慢蔓延；第二阶段（21日22时—22日11时）风向转为西北，火线经平缓均一草地向东南方发展，在到达中蒙边境前地面风速增大到8～10 m/s，且风向与坡向一致，火线迅速移向中蒙边境防火隔离带；第三阶段（22日11时—23日20时）隔离带和人工灭火有效阻止了火线继续向中国境内蔓延，此阶段风向转为南风，火线向北扩展；第四阶段（23日20时—24日12时）风速达到16 m/s以上且风向转为西北风。受东面隔离带和湖泊的阻碍，火线缓慢向南蔓延。当火线到达南面的隔离带后，受隔离带阻挡及人工扑火作业的共同作用，本次大火于26日08时结束。敏感性试验表明，若不存在隔离带，火线将在风场的驱动下继续向东南、东北方向蔓延，所经区域主要地面可燃物类型从草地过渡到针叶林，火场的蔓延将造成大面积的森林资源损失。

摘要:应用2017—2018年云南省VLF/LF三维闪电定位数据和1987—2006年云南省人工雷暴日观测数据，运用数理统计、空间插值等方法分析“雷都”西双版纳闪电活动的时空分布特征，运用网格法将闪电定位数据转化为网格雷电活动日，研究人工观测雷暴日与闪电定位监测资料的相关性。结果表明：西双版纳地区雷电活动从3月就开始逐渐增多，峰值出现在7—8月。就闪电频次而言，云闪少于地闪、正闪少于负闪，正地闪明显多于云南省其他地区。11月闪电强度较大，但频次较少；7月闪电频次较多，但强度较小。云闪多发生在8 km以下，平均高度为4.914 km。地闪和云闪密度分布一致，北部高而南部和东西部低；云闪的强度明显高于地闪，但在空间分布上均是北部弱而南部和东西部强。人工观测雷暴日与网格雷电活动日的逐月分布特征较一致。研究还表明：西双版纳在云南省范围内是人工观测雷暴日最多区域，也是网格雷电活动日最多区域。

摘要:利用江苏省闪电监测定位系统探测2007—2013年地闪观测资料和2013年云闪观测资料，研究了苏南地区高速公路沿线地闪和云闪的时空分布特征。研究表明：1）苏南地区高速公路的年、月地闪频次具有西部多于东部的分布特征，其中扬溧高速最多；6—8月是地闪出现的高峰期，且西部地区出现峰值时间（7月）早于东部地区（8月）；但日地闪频次的峰值出现时间东部（13～16 h）要略早于西部地区（14～18 h）。2）地闪强度（峰值电流）主要集中在20～50 kA，总体趋势是东部大于西部；高速公路地闪强度高值区主要集中在宁镇丘陵以及太湖、长江沿线附近，其中南京绕城高速、扬溧高速镇江段、宁杭高速南京段、沿江高速无锡段、沪宁高速等都是地闪密度较高路段。3）云闪集中发生在5—9月，西部地区云闪频次波动明显，总体呈双峰型月变化分布特征；东部地区云闪频次相对集中，呈单峰型月变化分布特征；西部地区出现云闪日高频次的时间（13～18 h）要早于东部地区（17～18 h）。