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海-气耦合过程对东亚冬季风季节-次季节变异的影响及预测
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作者 钟沃谷 吴志伟 《气象学报》 北大核心 2025年第4期1043-1057,共15页
回顾了中国学者关于海-气耦合过程影响东亚冬季风季节变异的研究进展,综述了东亚冬季风次季节变异的可能物理机制,概述了考虑海-气耦合过程对东亚冬季风季节预测的贡献。东亚冬季风系统同时受到厄尔尼诺-南方涛动(El Niño-Southern... 回顾了中国学者关于海-气耦合过程影响东亚冬季风季节变异的研究进展,综述了东亚冬季风次季节变异的可能物理机制,概述了考虑海-气耦合过程对东亚冬季风季节预测的贡献。东亚冬季风系统同时受到厄尔尼诺-南方涛动(El Niño-Southern Oscillation,ENSO)、印度洋、大西洋海温异常及北极海冰、海温异常等的影响。近年来,东亚冬季风表现出明显的次季节变异特征,在一个冬季内出现位相异常反转,这与不同海区的海-气耦合过程密切相关。考虑关键海-气耦合过程对季节平均及次季节尺度上东亚冬季风的季节预测有重要贡献。还展望了该领域尚未解决的科学问题及东亚冬季风季节预测的发展趋势。 展开更多
关键词 东亚冬季风 海-气耦合过程 季节-次季节变异 季节预测
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青藏高原区域气候高分辨率模拟新进展
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作者 高艳红 汪昕 祝丽敏 《气象学报》 北大核心 2025年第4期969-979,共11页
青藏高原独特的地形产生的热力与动力强迫机制对区域、东亚乃至全球气候都存在显著的作用。在全球变暖愈发严重的背景下,青藏高原暖湿化显著,极端高温和极端降水事件频繁发生,与此同时,积雪明显减少,导致冰川退缩、冻土融化加速、土壤... 青藏高原独特的地形产生的热力与动力强迫机制对区域、东亚乃至全球气候都存在显著的作用。在全球变暖愈发严重的背景下,青藏高原暖湿化显著,极端高温和极端降水事件频繁发生,与此同时,积雪明显减少,导致冰川退缩、冻土融化加速、土壤冻结期缩短等现象发生,气象灾害及其衍生灾害也随之增多,引起国际社会与科学界的广泛关注。然而,全球气候模拟结果在青藏高原表现出显著的不确定性—对地形复杂的青藏高原而言,全球气候模式的空间分辨率较低、物理过程描述粗略,难以较好地反映中小尺度天气、气候效应。相比于全球气候模式,区域气候模式具有更高的空间分辨率,能够描绘出更加精细的区域地形特征,例如局部地形、地表条件等,因此更能体现区域气候特征。随着计算资源和超算能力的提升,区域气候模式的水平分辨率提高到了对流允许尺度,模式模拟误差也逐渐减小。文中首先介绍并讨论了青藏高原区域气候模拟分辨率的提升并进行评估,指出提高区域气候模型的水平分辨率的确可以在一定程度上更准确地模拟青藏高原的气候特征,尤其是在地形复杂和对流活动频繁的地区,但是仍然需要客观全面的评估;其次,分别从陆面、云量、微物理方案等角度讨论了模式物理过程的改进现状;最后,对青藏高原未来区域气候模拟研究存在的挑战和发展方向展开讨论。 展开更多
关键词 青藏高原 区域气候模拟 对流允许尺度 陆面过程
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华东地区主要地形因子对极端小时降水峰型的影响研究 被引量:2
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作者 曾礼 高艳红 +1 位作者 张果 李剑铎 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期369-379,共11页
在全球持续增温的背景下,极端降水事件频发,给人民的生产生活和社会的经济发展造成了严重威胁。本文利用华东315个气象台站2011—2018年的小时观测数据,按照降水日峰值特征将华东地区极端小时降水分为单峰型和多峰型,基于多尺度地理加... 在全球持续增温的背景下,极端降水事件频发,给人民的生产生活和社会的经济发展造成了严重威胁。本文利用华东315个气象台站2011—2018年的小时观测数据,按照降水日峰值特征将华东地区极端小时降水分为单峰型和多峰型,基于多尺度地理加权回归模型,探讨了两种峰型极端小时降水空间分布与地形因子的关系。研究表明两种峰型极端降水分别对应常规年份和厄尔尼诺年,地形起伏度在两类峰型的降水中都为最重要的地形因子,主导区域主要为浙江北部及浙闽山脉北部;其他地形因子在两类峰型的降水中作用存在显著差异。单峰型降水中,第二重要的地形因子为地形坡度,主导区域位于浙闽山脉东南侧;而在多峰型降水中,第二重要的地形因子为离海岸线距离,且主导区域位于沿海地区。对二者差异的机理分析发现,单峰型降水以午后对流为主,浙闽山脉东南侧地形坡度较大处的对流有效位能值较大,容易促发对流;而在多峰型降水中清晨降水以平流为主,水汽输送明显较单峰型降水大,因此,离海岸线距离对该类型降水有重要影响。 展开更多
关键词 极端小时降水 地形因子 多尺度地理加权回归 日变化
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利用深度学习预报美国东北部日降水分布 被引量:2
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作者 张弛 陈国兴 杨洪涛 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期55-64,共10页
现阶段降水预报主要依靠数值天气预报模式。但受物理参数化、计算资源等因素的影响,基于数值模式的降水预报还存在非常大的不确定性。近年来,深度学习在天气预报领域显示出巨大优势和潜力。本文通过构建神经网络预报美国东北部日降水分... 现阶段降水预报主要依靠数值天气预报模式。但受物理参数化、计算资源等因素的影响,基于数值模式的降水预报还存在非常大的不确定性。近年来,深度学习在天气预报领域显示出巨大优势和潜力。本文通过构建神经网络预报美国东北部日降水分布,探讨神经网络模型基于低分辨率气象场(ERA-Interim, 0.7°)预报高分辨率降水(CPC,0.25°)的能力,并比较3种主流网络框架(VGG,ResNet, GoogleNet)在该任务中的表现。结果表明,3种网络框架都对美国东北部日降水分布具有一定的预报能力(VGG框架表现最优),但三者的均方根误差(RMSE)均高于ERA-Interim 24-h(ERA24)的降水预报。3种神经网络的集合预报结果优于ERA24预报,且这三者与ERA24预报结果的集合平均能够显著提高ERA24对不同季节、不同强度降水的预报。 展开更多
关键词 降水预报 深度学习 神经网络框架 模式评估 美国东北部
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长江中下游平原2022年高温干旱复合型极端事件的影响因子分析 被引量:4
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作者 唐樱歌 刘伟 高艳红 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期533-540,共8页
基于ERA5和ERA5-LAND再分析资料,利用水量平衡分解法,将净降水量(降水量减蒸发量,P-E)的变化分解为热动力贡献、热力学贡献和涡动贡献,分析了2022年发生在长江中下游平原的极端干旱事件的机理和演变过程,并将其与2013年同样发生在长江... 基于ERA5和ERA5-LAND再分析资料,利用水量平衡分解法,将净降水量(降水量减蒸发量,P-E)的变化分解为热动力贡献、热力学贡献和涡动贡献,分析了2022年发生在长江中下游平原的极端干旱事件的机理和演变过程,并将其与2013年同样发生在长江中下游的高温干旱事件进行对比分析。净降水量分析表明,2022年长江中下游平原汛期前期(5—6月)干旱主要由降水量减小导致,水量平衡分解分析显示,湍流涡动与平均环流变化的贡献是早期干旱的主要因子;中期(7—8月)的高温增强了地表蒸散发,尤其是裸土蒸发的增强,加剧了干旱程度,水量平衡分解显示,表征温度升高引起的水汽含量变化的热力贡献对干旱加剧的贡献最大;后期(9—10月)高温进一步引发平均环流变化导致的热动力贡献延长了干旱持续时间。而2013年的高温干旱为高温引发的热力学贡献主导,持续事件短,干旱程度弱。本文对2022年发生在长江中下游平原的高温干旱复合型极端事件的发展和演变过程的剖析,可为湿润区极端高温干旱事件的预测预警提供参考。 展开更多
关键词 高温干旱复合型极端事件 P-E 水量平衡分解法 长江中下游平原
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CMIP6陆面、雪和土壤湿度模式比较计划(LS3MIP)评述 被引量:3
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作者 王一诺 乔梁 左志燕 《气候变化研究进展》 CSCD 北大核心 2022年第6期795-800,共6页
土壤湿度、积雪等陆面要素通过改变陆面热力状况,进而对大气环流、区域乃至全球气候产生重要影响。研究表明,土壤湿度是影响陆-气耦合的重要地表变量,它可以影响地表蒸发、调控地表热通量,从而对气候产生局地及非局地影响[1-3]。积雪通... 土壤湿度、积雪等陆面要素通过改变陆面热力状况,进而对大气环流、区域乃至全球气候产生重要影响。研究表明,土壤湿度是影响陆-气耦合的重要地表变量,它可以影响地表蒸发、调控地表热通量,从而对气候产生局地及非局地影响[1-3]。积雪通过积雪-反照率效应和积雪-水文效应调节陆面热力状况,是大气环流和气候的重要影响因素[4-6]。在海-陆-气耦合的全球气候模式中,陆面过程不仅非常重要,而且十分复杂。 展开更多
关键词 土壤湿度 地表蒸发 全球气候模式 水文效应 反照率 陆面过程 地表热通量 模式比较
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中国冬季大范围极端冷、暖日的时空变化特征
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作者 王玮 王欢 左志燕 《气候变化研究进展》 CSCD 北大核心 2023年第4期418-430,共13页
利用1961—2020年中国逐日地表气温观测资料,综合考虑其概率密度分布与空间范围,定义了全国一致冷日、一致暖日与全国反位相型冷暖日3种全国性极端冷、暖日,并分析了各自的变化特征。结果表明,中国冬季全国性极端冷、暖日共960 d。其中... 利用1961—2020年中国逐日地表气温观测资料,综合考虑其概率密度分布与空间范围,定义了全国一致冷日、一致暖日与全国反位相型冷暖日3种全国性极端冷、暖日,并分析了各自的变化特征。结果表明,中国冬季全国性极端冷、暖日共960 d。其中一致冷日358 d,一致暖日271 d,反位相型冷暖日331 d。在21世纪前,一致冷日数与累计强度随时间逐渐下降,冬季与2月的一致冷日数均在20世纪80年代出现显著突变减少;一致暖日则随时间呈上升趋势,其中只有12月的一致暖日数在70年代末突变增加。21世纪前冬季一致冷(暖)日的下降(上升)受2月的影响最大。进入21世纪后,1月一致冷日的增加使冬季一致冷日出现小幅度上升,而2月一致暖日迅速减少导致冬季一致暖日在21世纪初有小幅度下降,之后1月一致暖日的迅速增加使得冬季一致暖日继续上升。冬季、1月、2月的反位相型冷暖日的天数均在20世纪70—80年代突变减少,21世纪10年代前,冬季反位相型冷暖日主要受到2月变化的影响,之后1月的贡献更大。 展开更多
关键词 极端温度 全国一致型 全国反位相型 时空变化 冬季
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