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北极-中纬度联系研究百年进展概述
1
作者
武炳义
张祥
+4 位作者
于骐恺
张雯晴
段欣荣
王宇鑫
赵江寒
《气象学报》
北大核心
2025年第3期652-675,共24页
概要总结了自1924年以来,北极-中纬度联系研究所取得的代表性成果:(1)北大西洋涛动、北极涛动以及北极偶极子模态的揭示,是北极-中纬度大尺度动力学联系研究中的3个里程碑。(2)20世纪90年代中期以前,中国学者揭示的北极冷空气影响东亚...
概要总结了自1924年以来,北极-中纬度联系研究所取得的代表性成果:(1)北大西洋涛动、北极涛动以及北极偶极子模态的揭示,是北极-中纬度大尺度动力学联系研究中的3个里程碑。(2)20世纪90年代中期以前,中国学者揭示的北极冷空气影响东亚寒潮过程的关键路径、寒潮关键区以及寒潮冷高压的动力学过程,是北极-中纬度联系研究的杰出代表,深刻影响了中国天气学的发展和冬季寒潮过程的预测。(3)始于20世纪90年代后期的北极增暖、北极海冰持续消融是气候系统变化中最为引人注目的标志,不仅对北极的生态环境产生深远的影响,影响还外溢至北半球中、低纬度区域。北极海冰消融、北极增暖异常通过影响海洋表面水汽蒸发和湍流热通量、大气经向温度梯度、纬向风、风暴轴路径和强度、大尺度水平遥相关波列以及行星波在对流层和平流层之间的传播过程,来影响中纬度天气事件和气候变化。(4)北极海冰融化对冬季大气环流的年代际变化起重要调节作用,导致冬季暖北极-冷欧亚(2004/2005—2012/2013)和暖北极-暖欧亚(2013/2014—2018/2019)阶段性变化的相继出现,前者加强了北极-中纬度之间的联系,而后者对应北极-中纬度联系明显减弱。(5)北极海冰融化有利于夏季北极对流层中、低层冷异常的频繁出现,从而在高纬度区域产生阻塞型环流异常,有利于夏季高纬度区域高温热浪和野火的发生。(6)从青藏高原到中国东部的中、低纬度区域,夏季区域平均高温热浪发生频次与北极夏季对流层中、低层冷异常的频繁出现有直接的动力学联系。亚洲大陆纬向风的系统性北移是连接北极冷异常与东亚高温热浪的内在机制。未来北极-中纬度联系研究应更加关注北极海冰融化在大气环流低频变化中的作用,强调北极海冰空间异常分布差异和不同异常幅度的影响,定量化研究北极海冰融化在极端天气和气候事件中的作用。研究北极海-冰-气耦合在东亚天气和气候变化中的预报、预测应用。预估未来不同气候变化情景下北极-中纬度联系变化特征以及适应和应对举措。
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关键词
北极
北极海冰
北极变暖
北极-中纬度联系
冷空气
阻塞高压
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职称材料
利用深度学习预报美国东北部日降水分布
被引量：
2
2
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。
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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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职称材料
题名
北极-中纬度联系研究百年进展概述
1
作者
武炳义
张祥
于骐恺
张雯晴
段欣荣
王宇鑫
赵江寒
机构
复旦大学
大气与
海洋
科学系/大气科学研究院
中国气象局-复旦大学海洋气象联合实验室
教育部海
-
冰
-
气耦合系统与天气气候重点
实验室
出处
《气象学报》
北大核心
2025年第3期652-675,共24页
基金
国家重点研发计划项目(2022YFF0801701)
国家自然科学基金项目(42375023、41730959)
中国气象科学研究院项目(2015CB453202)。
文摘
概要总结了自1924年以来,北极-中纬度联系研究所取得的代表性成果:(1)北大西洋涛动、北极涛动以及北极偶极子模态的揭示,是北极-中纬度大尺度动力学联系研究中的3个里程碑。(2)20世纪90年代中期以前,中国学者揭示的北极冷空气影响东亚寒潮过程的关键路径、寒潮关键区以及寒潮冷高压的动力学过程,是北极-中纬度联系研究的杰出代表,深刻影响了中国天气学的发展和冬季寒潮过程的预测。(3)始于20世纪90年代后期的北极增暖、北极海冰持续消融是气候系统变化中最为引人注目的标志,不仅对北极的生态环境产生深远的影响,影响还外溢至北半球中、低纬度区域。北极海冰消融、北极增暖异常通过影响海洋表面水汽蒸发和湍流热通量、大气经向温度梯度、纬向风、风暴轴路径和强度、大尺度水平遥相关波列以及行星波在对流层和平流层之间的传播过程,来影响中纬度天气事件和气候变化。(4)北极海冰融化对冬季大气环流的年代际变化起重要调节作用,导致冬季暖北极-冷欧亚(2004/2005—2012/2013)和暖北极-暖欧亚(2013/2014—2018/2019)阶段性变化的相继出现,前者加强了北极-中纬度之间的联系,而后者对应北极-中纬度联系明显减弱。(5)北极海冰融化有利于夏季北极对流层中、低层冷异常的频繁出现,从而在高纬度区域产生阻塞型环流异常,有利于夏季高纬度区域高温热浪和野火的发生。(6)从青藏高原到中国东部的中、低纬度区域,夏季区域平均高温热浪发生频次与北极夏季对流层中、低层冷异常的频繁出现有直接的动力学联系。亚洲大陆纬向风的系统性北移是连接北极冷异常与东亚高温热浪的内在机制。未来北极-中纬度联系研究应更加关注北极海冰融化在大气环流低频变化中的作用,强调北极海冰空间异常分布差异和不同异常幅度的影响,定量化研究北极海冰融化在极端天气和气候事件中的作用。研究北极海-冰-气耦合在东亚天气和气候变化中的预报、预测应用。预估未来不同气候变化情景下北极-中纬度联系变化特征以及适应和应对举措。
关键词
北极
北极海冰
北极变暖
北极-中纬度联系
冷空气
阻塞高压
Keywords
Arctic
Arctic sea ice
Arctic warming
Arctic-midlatitude connection
Cold air
Blocking high
分类号
P434 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
利用深度学习预报美国东北部日降水分布
被引量：
2
2
作者
张弛
陈国兴
杨洪涛
机构
复旦大学
大气与
海洋
科学系/大气科学研究院/
中国气象局
-
复旦大学
海洋
气象
灾害
联合实验室
上海期智研究院
复旦大学
上海市
海洋
-
大气相互作用前沿科学研究基地
出处
《大气科学学报》
CSCD
北大核心
2024年第1期55-64,共10页
基金
国家自然科学基金资助项目(42275074)。
文摘
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。
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
Keywords
precipitation forecast
deep learning
neural network framework
model evaluation
northeastern United States
分类号
P457.6 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
北极-中纬度联系研究百年进展概述
武炳义
张祥
于骐恺
张雯晴
段欣荣
王宇鑫
赵江寒
《气象学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
利用深度学习预报美国东北部日降水分布
张弛
陈国兴
杨洪涛
《大气科学学报》
CSCD
北大核心
2024
2
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职称材料
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