摘要:

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摘要:气候反馈反映了气候系统内部对外界干扰的适应过程，在很大程度上影响对未来气候变化的预估。本文对政府间气候变化专门委员会（IPCC）第六次评估报告（AR6）中有关气候反馈的内容进行了梳理。相比第五次评估报告（AR5），AR6对云反馈的认识有了较大提高，尤其是副热带海洋上空低云的反馈。AR6认为在高信度上云反馈参数为正值，即对气候变化起到一种放大效应。不过，云反馈的不确定范围在所有反馈机制中依然是最大的。除了普朗克反馈外，其他反馈机制（包括水汽、温度直减率、地表反照率、云、生物地球物理和非CO₂生物地球化学反馈）均在正值区间或零附近，总体上对气候变化起到放大效应。AR6对总的气候反馈的估计值为-1.16 W·m^-2·℃^-1，5%～95%的置信区间为[-1.81，-0.51] W·m^-2·℃^-1。随着气候平均态的增暖，气候反馈参数很可能会更靠近正值。

摘要:为进一步促进土地利用和土地覆盖变化（Land-Use and Land-Cover Change，LULCC）以及土地管理对气候影响的理解，第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6）设立了土地利用模式比较计划（LUMIP）。该计划主要包括两个阶段的试验设计：第一阶段涉及理想的毁林情景耦合试验和陆面模式模拟试验，旨在促进LULCC对气候影响过程的理解，并量化模式对LULCC的敏感性。第二阶段的试验重点关注土地利用变化的历史影响，以及未来土地管理决策在减缓气候变化方面的潜力。本文概述了其科学背景、试验设计和方案、参与模式情况等，并简评了该计划的研究意义和特色，以期读者迅速了解其相关的研究要点和发展方向。

摘要:2021年10月3—6日，我国北方地区经历了历史罕见的持续性极端强降水过程，暴雨中心稳定维持在陕西中部、山西、京津冀、辽宁等地南部和山东北部，给上述地区造成了巨大的经济损失和严重的人员伤亡。基于台站观测降水、NCEP/NCAR和ERA5再分析资料诊断了本次降水过程的极端性。结果表明，本次暴雨过程无论是降水强度、持续时长还是经向水汽输送均表现出典型北方夏季暴雨和大气环流配置特征。上述五省二市区域平均的过程累计雨量强度远远超过秋季其他暴雨个例，即使在夏季也位列第二。本次过程的极端性与强降水中心稳定在上述地区密切相关。上述五省二市区域平均降水连续4日均超过15 mm，这在秋季历史上从未出现过。除过程的极端性强外，9月山西等地降水异常偏多对10月初秋涝也起到了叠加作用。本次秋涝对应的大气环流呈现出典型的北方夏季主雨季环流型，表现为西太平洋副热带高压（副高）偏西偏北，副高西侧的经向水汽输送异常强盛，同时10月4—6日北方地区发生一次强冷空气过程，冷暖气流交汇在上述地区。水汽收支计算表明，本次过程的经向水汽输送强度为秋季历史之最，甚至超过了盛夏时期北方大部分暴雨过程水汽输送强度。上述分析结果表明，即使在仲秋时节亦可产生有利于北方极端持续暴雨的环流形势和水汽输送，并导致秋涝发生。

摘要:基于站点资料、再分析数据和动力气候模式回报数据，利用经验正交函数分解（EOF，Empirical Orthogonal Function）迭代和年际增量方法，探讨了长江流域年尺度降水异常的动力-统计降尺度预测方法及其应用效果。结果表明，基于再分析数据的年尺度环流场，建立的长江流域年尺度降水异常增量的统计降尺度预测方案，其26 a回报检验的距平相关系数（ACC）平均达0.6，证明该方案具有较高的可预报性。进一步利用模式预测的年尺度环流场，建立了年降水异常增量的动力-统计降尺度预测方案，其ACC平均为0.42，显示了较高的回报技巧，远优于模式直接输出的年降水动力预报结果。通过分析调制年降水预报技巧高低的因素发现，赤道中东太平洋年平均海温距平为负值时，预报技巧更高，ACC平均达0.5以上。在拉尼娜发展年或拉尼娜持续年的冷水背景下，利用EOF迭代选取的特征向量偏多时，多尺度的大气环流信息被纳入预测模型中作为预测信号，预测技巧得到了提高。

摘要:利用中国气象局提供的西北太平洋台风最佳路径数据集、欧洲中期天气预报中心（ECMWF）的ERA5再分析资料、美国国家航空航天局（NASA）的HORIZONS系统天文资料，采用统计学方法，分析了1949—2019年西北太平洋生成的热带气旋路径上各节点所受引潮力，并诊断引潮力与大气环流之间的关系。结果表明：1）向上垂直引潮力越大，热带气旋生成数越多、增强速度越快，同时向西移速增大。水平引潮力方位角与热带气旋前进方向接近时，垂直引潮力增强的效果更明显。2）在西北太平洋热带气旋活跃期（7—10月），向上的垂直引潮力有利于大气的上升运动，导致对流层中层（高层）辐合（辐散），形成有利于热带气旋发展的环流配置结构。

摘要:基于IBTrACS提供的热带气旋最佳路径数据集，在统计分析历史热带气旋的发生年频次、发生位置、路径移动及强度变化等的基础上，建立了西北太平洋热带气旋轨迹合成模型。模型包括生成模型、移动模型、消亡模型及强度模型4个部分，并从地理轨迹密度、年登陆率、登陆风速分布三个方面，对模拟的气旋路径与历史气旋路径进行比较，以验证模型的准确性和可靠性。结果表明，构建的西北太平洋热带气旋全路径统计模拟模型稳健可靠，可进一步应用于研究区热带气旋的定量精细化的风险评估，能提高气旋风险灾害评估的可信度。

摘要:极端温度事件不仅影响人类健康，而且易造成重大社会经济损失，是引起重大气候灾害的原因之一。对于易受气候变化影响的高敏感地区来说，确定区域气候对不同程度全球变暖的响应至关重要。本文基于区域气候降尺度试验-东亚区域（CORDEX-EAS）数据集，预估了1.5 ℃和2.0 ℃全球升温水平（Global Warming Levels，GWLs）下成渝经济区及周边地区极端温度的未来变化趋势。结果表明：成渝经济区及周边地区极端高温指数在两种升温水平下均呈现明显上升趋势，而极端低温指数呈现下降趋势。极端冷暖事件具有局部对称性特征，极端暖事件的变化幅度要大于极端冷事件的变化幅度。极端温度指数对两种升温水平的响应具有差异性，除气温日较差外，其他指数的变化幅度在2.0 ℃GWL下大于在1.5 ℃GWL下。此外，随着全球平均升温幅度的增大，未来极端温度事件的强度和发生频率也会相应提升，极端温度事件对额外0.5 ℃的GWL升温阈值具有高度敏感性。本文研究了1.5 ℃和2.0 ℃GWLs下成渝经济区及周边地区极端温度的未来演变，再次强调了将全球平均升温幅度限制在1.5 ℃以内的重要性。

摘要:利用1965—2015年冬半年NCEP/NCAR再分析资料以及中国地面气候资料日值数据集，借助FMM算法对影响我国的寒潮路径进行聚类分析，得到四类主要移动路径；并通过统计分析探讨欧亚遥相关型（EU）活跃位相与我国寒潮发生频次的关系及对路径选择的影响。结果表明：EU处于正位相活跃年时，寒潮活动增多，经向环流增强，冷空气干冷，第二类北路型寒潮频次和强寒潮事件相对增多；EU处于负位相活跃年时，纬向环流增强，冷空气湿润，第三类西北型寒潮频次相对增多，与第四类西路型寒潮的强寒潮事件增加。

摘要:采用NCEP/NCAR再分析资料，分别将一日4次、日平均、月平均资料作为输入进行计算，分析了浮力频率在不同尺度下的时间变化及空间变化，发现浮力频率的分布与纬度和高度、海洋和陆地、山脉和地形分布等有关。一般认为，浮力频率取决于上下层的温度差。通过对其表达式的推演，指出浮力频率除了与上下层温度差有关外，也与气温本身有关，是两者的非线性函数。针对不同时间尺度及空间的采样样本，研究了气温和垂直温差在浮力频率时空变化中的相对重要性。结果表明，对浮力频率的某些时空变化，在一些区域，气温本身的变化也很重要，其影响甚至能超过上下层温度差的作用。

摘要:探空观测是气象资料同化中最基本的常规观测资料，对同化分析和预报的有效改善具有重要作用。由于现有探空观测站的空间分辨率较低，分布不均匀，且每日仅有两次观测，数量偏少，限制了其分析场对中小尺度大气状态的准确再现能力。自我国L波段雷达-数字探空仪更新换代以来，探空观测具备了获取每日4次、垂直分辨为秒级和分钟级的大气廓线资料。本文利用WRF中尺度数值模式，通过06时（世界时，下同）加密探空资料和12时常规探空资料的有效同化，研究分析了时间加密探空观测资料对同化分析和预报质量的敏感性影响。结果表明：同化06时的时间加密探空资料的午后暴雨预报质量优于12时常规探空观测。具体而言，同化06时的时间加密探空资料预报的大雨和暴雨的预报技巧高于12时常规探空资料；位势高度、温度和风场等预报场的均方根误差在高层的改进效果更加明显；06时的时间加密探空资料的同化对高层的高空急流和低层的水汽通量散度的预报质量贡献更大。批量试验进一步证实了有效同化时间加密探空资料对分析和数值预报效果改进的积极意义。

摘要:利用1979—2019年Hadley中心的海表温度资料、GPCP的降水资料以及NCEP-DOE的再分析资料等，分析了北半球春季热带南大西洋海表温度异常与北半球夏季亚澳季风区降水异常的联系。研究表明，北半球春季热带南大西洋海表温度异常与随后夏季热带西太平洋到南海（澳大利亚东侧海域到热带东印度洋）地区的降水异常为显著负相关（正相关）关系。北半球春季热带南大西洋的海表温度正异常可以引起热带大西洋和热带太平洋间的异常垂直环流，其中异常上升支（下沉支）位于热带大西洋（热带中太平洋）。热带中太平洋的异常下沉气流和低层辐散气流引起热带中西太平洋低层的异常东风，后者有利于热带中东太平洋海表温度出现负异常。通过Bjerknes正反馈机制，热带中东太平洋海表温度异常从北半球春季到夏季得到发展。热带中东太平洋海表温度负异常激发的Rossby波使得北半球夏季热带西太平洋低层出现一对异常反气旋。此时，850 hPa上热带西太平洋到海洋性大陆地区为显著的异常东风，有利于热带西太平洋到南海（澳大利亚东侧海域到热带东印度洋）地区出现异常的水汽辐散（辐合），导致该地区降水减少（增加）。

摘要:利用近30 a中国地面气象台站1 767站的逐月降水资料、同期NOAA的扩展重建（Extended Reconstructed SST V3b）海表温度资料和NCEP/NCAR大气再分析资料，分析了2011年夏季（6—8月）东北太平洋海温异常对西南地区极端干旱事件的影响机理。结果表明：2011年夏季西南地区降水呈现极端偏少的特征，区域平均降水距平为-270 mm，小于负两倍标准差，降水负异常极小值区域主要位于滇黔桂三地交界处。2011年夏季西南地区降水极端负异常与东北太平洋海表温度异常偶极型（NorthEast Pacific SSTA Dipole，NEPD）分布存在联系。将热带东北太平洋[90°～120°W，5°～20°N]海温负/正异常、中纬度北太平洋[150°～170°W，37°～45°N]海温正/负异常定义为NEPD负/正位相。NEPD负位相事件引起了热带中东太平洋对流层低层东风异常，并通过中纬度纬向东传波列引起远东地区位势高度正异常，减弱了西太平洋副热带高压，不利于西南暖湿气流向中国西南地区输送；同时，西南地区对流层低层辐散、高层辐合，受异常下沉气流控制。上述条件共同作用造成了2011年西南地区夏季降水极端负异常。

摘要:北大西洋地区除了存在约70 a周期的AMO（Atlantic Multidecadal Oscillation，北大西洋年代际振荡）之外，历史长期气候记录中英格兰温度（Central England Temperature，CET）与格陵兰冰芯净雪累计率还存在显著的20 a周期波动。本研究利用CCSM4（Community Climate System Model version 4）耦合模式工业革命前控制试验（piControl）结果中的海表面温度（Sea Surface Temperature，SST），通过10～50 a带通滤波与扩展经验正交函数（Extended Empirical Orthogonal Function，EEOF）分解，得到在北大西洋副极地海区存在准20 a振荡的逆时针旋转模态。此周期与其临近地区的CET、格陵兰冰芯净雪累计率的准20 a振荡周期相吻合，说明这种北大西洋副极地海区准20 a振荡的海洋模态与其临近地区的大气准20 a振荡之间可能存在相应的联系。进一步利用CAM4（the Community Atmosphere Model version4）大气模式，以北大西洋副极地海区准20 a振荡SST旋转模态为强迫场进行敏感性试验，进一步验证了这种联系。

摘要:2016/2017冬季在天津开展了平流雾微物理特征观测试验，结合距地66 m高度处雾滴谱和255 m气象塔大气边界层资料，借助突变和趋势一致性非参数检验方法对重度霾后接连发生的两次平流雾过程发展阶段进行客观划分，揭示雾体内部一定高度处雾滴微物理特征和尺度分布特征的观测事实，讨论其生消演变规律。结果表明，伴随西南暖湿平流，饱和层首先在空中出现并向地面扩展，雾过程中成熟阶段观测高度范围内升温，雾层处于中性或弱不稳定层结状态。66 m高度处大雾滴持续存在，微物理特征与地面能见度准同步变化，数浓度高值出现在成熟阶段初期，而含水量、特征直径高值出现在成熟阶段后期，对应成熟阶段后期雾滴数浓度减少、地面能见度小幅跃升。消散阶段各尺度数浓度因雾滴蒸发同步减小。

摘要:基于HadISST逐月海温数据，对热带印度洋-太平洋海区海温场主模态及其组合进行了研究。结果表明：三种类型的El Niño事件中，东部型（EP）和对称中部型（CPⅠ）发展年，热带印度洋东部及海洋性大陆降水为负异常，印-太海区Walker环流减弱，赤道印度洋为东风异常，根据Bjerknes反馈，东印度洋海温负异常，易形成正位相印度洋偶极子（Positive Indian Ocean Dipole，PIOD）事件；而非对称中部型（CPⅡ）与印度洋偶极子（Indian Ocean Dipole，IOD）事件无相关性。进一步对印-太海区海温场主模态及其组合与中国南部秋季降水异常的关系进行分析发现，独立EP型、独立CPⅠ型、EP与PIOD组合型及CPⅠ与PIOD组合型四种模态下，在赤道印度洋及热带太平洋暖湿气流的作用下，中国东南部秋季降水呈正异常，其中独立EP型、独立CPⅠ型和CPⅠ与PIOD组合型对中国东南部的局地水汽净输入以自西向东的纬向贡献为主，而EP与PIOD组合型由于西太平洋副热带高压的异常西伸，水汽沿副高西南边缘向北输送进入中国东南部，对中国东南部的局地水汽净输入以经向贡献为主。CPⅡ型El Niño事件发展年，中国南部大部分地区秋季降水异常偏少；独立PIOD事件发展年，中国西南部地区秋季降水表现为正异常，而东南部呈负异常。