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国家自然科学基金大气科学学科二级申请代码下设研究方向与关键词解读:D0504大气动力学 被引量：2
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作者 王林 王蕾 张洋 《大气科学》 CSCD 北大核心 2023年第1期125-131,共7页
2019年以来,大气学科作为试点率先开展了国家自然科学基金委员会推动的项目分类评审改革和学科资助布局优化,通过战略研究与研讨形成了以“分支学科”“支撑技术”和“发展领域”三大类、共15个二级申请代码为主要架构的学科资助体系,... 2019年以来,大气学科作为试点率先开展了国家自然科学基金委员会推动的项目分类评审改革和学科资助布局优化,通过战略研究与研讨形成了以“分支学科”“支撑技术”和“发展领域”三大类、共15个二级申请代码为主要架构的学科资助体系,并对各二级申请代码的下设研究方向和关键词进行了系统梳理和分析,经过三年实施和不断优化形成了当前的版本。“D0504大气动力学”二级申请代码在此次改革中的名称保持不变,但内涵和范畴有一定变化,主要表现为随着学科的进步,传统“动力学”与“物理过程”之间的界限正在变得模糊且发生变化,大气动力学的内涵也相应地扩展到许多以往被认为是“物理过程”的领域;同时,大气动力学的研究范畴也正从单纯的研究大气自身的动力学问题扩展到研究大气与其他圈层相互作用中的动学问题,其研究手段也从以实验研究、理论分析和简化模型模拟为主转向实验研究、事实分析、理论分析和不同复杂程度模型模拟的紧密结合。为了服务基金项目申请和评审,推动学科进一步发展,本文针对调整后的“D0504大气动力学”二级申请代码,对其含义、范畴、研究方向和关键词的设置逻辑等进行解读说明,并对2020~2022年申请书中的关键词使用情况进行简要分析。 展开更多
关键词 国家自然科学基金 申请代码 研究方向 关键词 大气动力学
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“亚洲水塔”大气水分循环及其全球效应
2
作者 徐祥德 蔡雯悦 +3 位作者 孙婵 唐懿 董娜 马耀明 《气象学报》 北大核心 2025年第4期873-886,共14页
青藏高原是世界上总辐射量最高的地区,也是全球超太阳常数的极值区域之一,故形成了一个“嵌入”大气对流层中部巨大的热源,并可一直伸展到自由大气,其超越了世界上任何超级城市群所产生的“中空热岛”效应。青藏高原到黄土高原二阶梯大... 青藏高原是世界上总辐射量最高的地区,也是全球超太阳常数的极值区域之一,故形成了一个“嵌入”大气对流层中部巨大的热源,并可一直伸展到自由大气,其超越了世界上任何超级城市群所产生的“中空热岛”效应。青藏高原到黄土高原二阶梯大地形的“热力驱动”可作为“放大的海陆温差”季风效应,对区域乃至全球大气环流系统的动力“驱动”产生了难以估计的效应。青藏高原是亚洲区域低云量最为集中、对流活动最为活跃的地区,其特殊的湍流-对流触发机制为“亚洲水塔”云水资源提供了关键的能量驱动。青藏高原特殊的“热驱动”及其“二阶梯型水泵”效应为源自低纬度海洋乃至跨半球的水汽强“汇流”提供了动力机制。季风活跃期水汽输送“大三角扇形”关键影响域及其低纬度热带海洋成为“亚洲水塔”大气水分循环的重要水汽源,其水汽源区可跨越赤道追踪到南半球。夏季南、北半球跨赤道气流低层强偏南、高层强偏北气流出现在东亚地区(90°E)和北美区域(90°W)的赤道区,这两个高、低层跨赤道反向气流极值区恰与亚洲青藏高原和北美落基山位置对应。从行星尺度环流特征的视角,印证了青藏高原、落基山不同高度的大地形对跨半球尺度的垂直纬圈、经圈环流的塑造作用,揭示出青藏高原在全球能量与水汽输送交换中重要的“窗口效应”,表明青藏高原热源在驱动“亚洲水塔”能量、水分循环过程中扮演着重要角色。研究发现,青藏高原对流活动与南极、北极水汽输送呈显著相关,凸显了“三极”的关联。青藏高原上空热源驱动高层辐散、低层辐合的耦合机制,实现了青藏高原远距离的多尺度水汽输送强“汇合”效应,并形成了青藏高原热力驱动及其能量、水分循环“自激反馈”作用。青藏高原上星罗棋布的冰川、积雪和湖泊储存着丰富的水环境资源,某种程度可起到“水塔存储池”作用。青藏高原与全球大气能量、水分循环过程具有重要的互反馈作用,这一陆地-海洋-冰冻圈大气能量与水分交换机制可描绘出一个系统的青藏高原与全球大气多圈层水分循环交互的图像。 展开更多
关键词 青藏高原 “亚洲水塔” 大气水分循环 热驱动机制 物理图像
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北极-中纬度联系研究百年进展概述
3
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。 展开更多
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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北极—中纬度联系与北极海冰变化的关系研究新进展 被引量：7
4
作者 武炳义 《大气科学》 CSCD 北大核心 2024年第1期108-120,共13页
本文概要介绍了近年来(2018~2023年),北极—中纬度联系与北极海冰变化的关系研究新进展。主要包括以下几个方面:(1)对北极海冰融化在欧洲极端降雪个例中的贡献有了实质性的认识,这是以往研究提出的北极海冰影响大气环流的机制所无法解... 本文概要介绍了近年来(2018~2023年),北极—中纬度联系与北极海冰变化的关系研究新进展。主要包括以下几个方面:(1)对北极海冰融化在欧洲极端降雪个例中的贡献有了实质性的认识,这是以往研究提出的北极海冰影响大气环流的机制所无法解释的。(2)冬季亚洲区域气温对北极海冰持续融化的响应有显著的低频振荡特征。北极海冰持续融化,有利于冬季暖北极—冷欧亚(2004/2005~2012/2013年)和暖北极—暖欧亚(2013/2014~2016/2017年)交替出现。前一阶段北极—中纬度联系加强,而暖北极—暖欧亚阶段北极与东亚的联系减弱了,但海冰融化影响北极—欧亚大陆联系强弱变化的机理不清楚。(3)在夏季平均和季节内时间尺度上,东亚中、低纬度区域夏季高温热浪极端天气事件与同期北极对流层中、低层冷异常有直接的动力联系。北极夏季对流层中、低层冷异常不仅有利于减缓北极海冰融化,而且成为预测后期东亚冬季风趋势的前兆因子。(4)北极夏季海冰融化异常,对我国华北以南区域夏季降水并无实质性影响。(5)尽管诸多研究强调了平流层—对流层相互作用,在连接北极海冰融化与中纬度天气气候中起重要作用,但因果联系依然偏弱,不确定性大于对流层过程。(6)区分北极海冰强迫与大气内部变率在天气事件和气候变率中的不同作用已无实际意义。未来关注北极海冰融化的影响,更应注重其在大气环流低频变化中的作用,以及北极海冰异常空间分布差异和不同异常振幅的影响,同时需要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。 展开更多
关键词 北极海冰 极端天气 夏季降水 北极—中纬度联系
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RS92和CFH对青藏高原大气湿度廓线观测比较分析
5
作者 王娜 颜晓露 郑向东 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期840-852,共13页
为了解青藏高原大气湿度廓线准确测值分布,文中对在西藏拉萨(白天)和林芝(夜间)应用维萨拉RS92气象探空仪(简称:RS92)和与i Met气象探空仪(简称:i Met)所搭配的霜点湿度计(CFH)在线观测的湿度廓线进行比较分析。结果表明,相比于测量性... 为了解青藏高原大气湿度廓线准确测值分布,文中对在西藏拉萨(白天)和林芝(夜间)应用维萨拉RS92气象探空仪(简称:RS92)和与i Met气象探空仪(简称:i Met)所搭配的霜点湿度计(CFH)在线观测的湿度廓线进行比较分析。结果表明,相比于测量性能最优的RS92气压(p)和气温(T)数据,i Met气压对CFH的水汽体积混合比(χ_(V))影响在对流层未超过100μL/L(约2%)、10 km高度以上平均未超过1%;而i Met因T测值偏高使得拉萨和林芝的(液面)相对湿度(RH)在16—18 km高度分别偏低3.2%和4.1%;i Met的T值偏低又使得CFH在6—8 km云层高度的RH测值偏高约10%且RH过饱和次数增加近50%。以RS92的p、T和CFH的露(霜)点温度测值离线计算的大气湿度(RH和χ_(V))廓线为准,在林芝10 km高度以下,RS92经湿度传感器响应时间滞后订正的RH和χ_(V)分别平均偏低0.4±2.8个百分点((0.7±6.3)%)和172±332μL/L((1.8±5.2)%);在拉萨未经订正RS92的RH和χ_(V)则分别平均偏低4±7.4个百分点((5.3±10.4)%)和539±866μL/L((2.7±15.6)%);RS92的χ_(V)值在林芝和拉萨在10—16 km高度分别偏低13±21μL/L((16±25)%)和19±88μL/L((5±33)%);16 km高度以上RS92测值出现伪增湿的现象,不能反映真实大气湿度廓线垂直精细结构变化。研究建议,大气湿度廓线观测应选p、T测量准确的气象探空仪为平台且应避免受太阳辐射加热的影响;10 km高度以下的RS92湿度数据精确度与CFH测值相当,10—16 km的RS92湿度数据订正或未经订正均显著低于CFH测值而不适于做长期趋势分析。 展开更多
关键词 湿度(RH和χ_(V))廓线 RS92气象探空仪 CFH霜点湿度计 上对流层下平流层(UTLS) 青藏高原
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实现碳中和目标涉及的科学问题 被引量：4
6
作者 张人禾 《气候变化研究进展》 CSCD 北大核心 2024年第6期661-668,共8页
提出了与实现碳中和目标相关联的主要科学问题。从地球系统自然变化、碳中和与地球自然系统、碳中和与人为影响三方面,指出了实现碳中和目标需要提升的科学认识及其在实现碳中和目标中的作用。具体来说,在地球系统自然变化方面的科学问... 提出了与实现碳中和目标相关联的主要科学问题。从地球系统自然变化、碳中和与地球自然系统、碳中和与人为影响三方面,指出了实现碳中和目标需要提升的科学认识及其在实现碳中和目标中的作用。具体来说,在地球系统自然变化方面的科学问题包括地球自然系统碳循环、地球系统自然过程在气候变暖中的作用、古气候变化;在碳中和与地球自然系统方面的科学问题包括碳中和对地球自然系统的影响、气候变暖对温室气体辐射强迫的敏感性;在碳中和与人为影响方面的科学问题包括地球自然系统和社会经济系统的相互作用、清洁能源建设以及与其相关联的局地尺度大气变化及其影响、地球工程及其对地球自然系统的影响。对这些问题的深入认识,是合理有效应对和减缓气候变化的重要科学基础,将会对实现碳中和目标提供重要科学支撑。 展开更多
关键词 碳中和 温控目标 科学问题
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基于多种动力-统计方法的中国夏季降水集成预测研究 被引量：3
7
作者 杨子寒 托雅 +3 位作者 杨杰 吴银忠 龚志强 封国林 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期982-996,共15页
中国夏季降水预报对中国社会和经济发展具有重要意义,但由于气候系统的不确定性,中国夏季降水预报在当前气象研究中仍然是一个具有挑战性的问题.本文在分析7种动力-统计预报方法对我国夏季降水预报效果的基础上,提出了动态加权集成预报... 中国夏季降水预报对中国社会和经济发展具有重要意义,但由于气候系统的不确定性,中国夏季降水预报在当前气象研究中仍然是一个具有挑战性的问题.本文在分析7种动力-统计预报方法对我国夏季降水预报效果的基础上,提出了动态加权集成预报方法.通过比较动态加权集成预报方法与模式系统误差订正、单个动力-统计方法和等权重集成预报的空间距平相关系数(ACC)和预报评分(PS)值,发现动态加权集成预报较系统误差订正、单个动力-统计方法和等权重集成均有更好的预报效果.主要表现为:(1)动态加权集成预报方法2011—2020年夏季降水预报的ACC均值为0.05~0.10,较系统误差订正(-0.08)提高了0.13~0.18,较等权重集成提高了0.02~0.04,且优于绝大多数单个动力-统计预报方法的结果.(2)动态加权集成预报PS均值达到69.3~70.7,明显优于等权重集成预报的67.8~68.5和多数单方案动力-统计预报结果.(3)2021年独立样本检验中,动态加权集成预报中国夏季降水ACC值最高为0.21,明显优于等权重集成预报的最高值0.14,且PS评分值均高于70分.因此,动态加权集成预报可以在单个动力-统计方案预报的基础上,进一步提高中国夏季降水预报的准确率,改进预报技巧稳定性,具有较好的潜在应用价值. 展开更多
关键词 降水 误差订正 动力-统计预测 集成预测
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热带地区雹暴的闪电活动-动力-微物理特征研究 被引量：3
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作者 李哲 张廷龙 +6 位作者 郑栋 崔学林 余海 甘志强 高涛 鲍敏 周方聪 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3311-3326,共16页
基于低频电场变化探测阵列三维闪电定位系统和S波段双偏振天气雷达数据, 对海南岛2021年6月24日一次雹暴过程的闪电活动和云内动力与微物理特征进行了详细的分析.结果显示: 该雹暴闪电活动以云闪为主, 占总闪的85.38%.降雹前发生的地闪... 基于低频电场变化探测阵列三维闪电定位系统和S波段双偏振天气雷达数据, 对海南岛2021年6月24日一次雹暴过程的闪电活动和云内动力与微物理特征进行了详细的分析.结果显示: 该雹暴闪电活动以云闪为主, 占总闪的85.38%.降雹前发生的地闪以正地闪为主, 在降雹前25 min内, 正地闪频数占总地闪频数的60%, 高于一般雷暴正地闪活动比例.在雹暴成熟阶段, 上升气流出现两次增强, 而闪电频数的增加均滞后于上升气流增强的时段, 同时, 闪电频数的增加也可能与对流单体的合并有关.结合模糊逻辑判断法对云内降水粒子的识别, 计算了总闪与冰相粒子的相关系数, 其中霰和冰晶粒子与总闪相关性较高, 相关系数分别为0.76和0.83.根据闪电辐射源的空间分布特征, 推测该雹暴降雹前为反三极性电荷结构, 正电荷区位于约7~9.5 km(~-10 ℃至-25 ℃). 展开更多
关键词 雹暴 三维闪电定位 双偏振雷达 降水粒子识别
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观测分析非洲南部地区土壤湿度异常对南半球大气环流的显著影响
9
作者 荀爱萍 吴其冈 +1 位作者 胡雅君 姚永红 《大气科学》 CSCD 北大核心 2019年第3期552-564,共13页
本文基于44年ERA40再分析月平均土壤湿度资料和大气环流变量场资料,去除ENSO遥相关以及趋势影响后,利用滞后最大协方差方法分析非洲南部地区土壤湿度分布与南半球大气环流异常之间的线性耦合。第一最大协方差模态的结果表明:在南半球冬... 本文基于44年ERA40再分析月平均土壤湿度资料和大气环流变量场资料,去除ENSO遥相关以及趋势影响后,利用滞后最大协方差方法分析非洲南部地区土壤湿度分布与南半球大气环流异常之间的线性耦合。第一最大协方差模态的结果表明:在南半球冬季(Jun-Jul-Aug,6~8月)和夏季(Jan-Feb-Mar,1~3月),大气中类似南极涛动(Antarctic Oscillation,简称AAO)正位相的环流型与超前月份(最长时间达到5个月)的非洲南部地区土壤湿度的异常分布显著相关。基于土壤湿度变率中心的线性回归分析方法证实非洲南部地区其北部土壤湿度正异常、中南部土壤湿度负异常的空间分布对后期夏季和冬季的大气有显著的反馈作用。诊断结果显示由于夏秋季节和春季初夏非洲南部地区土壤湿度异常均有显著的持续性,同时对后期AAO产生持续增强作用,所以滞后最大协方差方法可以检测出它们对后期AAO的显著影响。以上非洲南部地区土壤湿度异常超前于南极涛动的信号,将有助于加强对土壤湿度反馈机制及其对南半球大尺度环流变率影响的认识。 展开更多
关键词 土壤湿度 非洲南部地区 最大协方差分析 南极涛动
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青藏高原低涡的活动特征和敏感区识别及其与陆面的关联分析研究 被引量：3
10
作者 李世园 吕少宁 文军 《高原气象》 CSCD 北大核心 2024年第3期529-548,共20页
青藏高原低涡是夏季青藏高原边界层内产生的中尺度低压涡旋系统,对高原天气及其周边地区降水有重要影响。本文利用由客观识别法得到的高原低涡数据集以及ERA5-land再分析资料,通过相关分析、回归分析、贝叶斯时间序列分析算法和概率统... 青藏高原低涡是夏季青藏高原边界层内产生的中尺度低压涡旋系统,对高原天气及其周边地区降水有重要影响。本文利用由客观识别法得到的高原低涡数据集以及ERA5-land再分析资料,通过相关分析、回归分析、贝叶斯时间序列分析算法和概率统计等方法,对1950-2021年高原低涡的活动特征进行了统计和分析,根据高原低涡的路径及强度划定了高原低涡活动的敏感区,并分析了不同陆面参量与高原低涡的联系。结果表明,高原低涡的年总个数和年总持续时间都呈显著增加趋势(置信度95%),气候倾向率分别为0.16个·a^(-1)和1.25 h·a^(-1);高原低涡活跃期(5-8月)总个数和总持续时间的增加趋势不显著;高原低涡活动的敏感区位于藏北高原北侧、可可西里山脉附近,与青藏高原中西部的主要山脉相对应;敏感区内的地表潜热、地表长波辐射以及地表0~7 cm土壤湿度与高原低涡个数和持续时间呈正相关,而地表感热与高原低涡个数和持续时间呈负相关;进一步发现当时间尺度为年际变化时,高原低涡与降水的变化相对一致,而在日尺度上,地表感热主要在敏感区及其以东地区与低涡个数、持续时间和强度呈正相关,其中以5月和6月最为显著。本研究中的结论为进一步分析高原低涡敏感区内的陆-气相互作用机理,以及高原低涡数值模拟和数据同化研究提供理论依据。 展开更多
关键词 青藏高原 高原低涡 陆-气相互作用
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基于中国台风巨灾模型“风·眼”的台风定量损失评估
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作者 陈思宁 赵艳霞 +4 位作者 宫婷 赵大军 张祎 孙擎 杨彩凤 《热带气象学报》 北大核心 2025年第4期468-475,共8页
针对我国台风巨灾保险发展缓慢、风险量化能力不足以及缺乏用于开展定量化评估巨灾损失的先进模型等突出问题,中再巨灾风险管理股份有限公司联合中国气象科学研究院等多家专业研究机构,成功研发了具有自主知识产权且面向保险行业的中国... 针对我国台风巨灾保险发展缓慢、风险量化能力不足以及缺乏用于开展定量化评估巨灾损失的先进模型等突出问题,中再巨灾风险管理股份有限公司联合中国气象科学研究院等多家专业研究机构,成功研发了具有自主知识产权且面向保险行业的中国台风巨灾模型——“风·眼”。以2023年发生的两个典型台风“苏拉”和“卡努”为例,基于“风·眼”系统,并结合不同台风预报路径情景,对两次台风造成的潜在经济损失开展了定量化的预评估工作。据测算,台风“苏拉”对广东省、福建省、广西壮族自治区、江西省局部地区造成的房屋、居民家庭财产、工矿企业以及公益设施类损失约为15~67亿元。台风“卡努”对辽宁省、吉林省和黑龙江省局部地区造成的同类综合损失约为0.5~5.0亿元。通过与实际灾害损失情况对比分析,结果显示该模型表现良好。该模型将为台风巨灾风险的精准识别、量化评估、精算定价、业务组合优化、风险累积控制和再保方案设计等核心环节提供关键技术支撑,助力提高我国保险行业对台风巨灾风险的综合管理能力与水平。 展开更多
关键词 巨灾模型 损失评估 巨灾保险 风险减量
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粤港澳闪电定位系统对高建筑物雷电的探测 被引量：26
12
作者 陈绿文 吕伟涛 +3 位作者 张义军 马颖 齐奇 武斌 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2020年第2期165-174,共10页
基于2016—2017年广州高建筑物雷电观测站获取的资料对粤港澳闪电定位系统(简称定位系统)的性能进行评估,并根据2014—2018年定位系统历史资料对广州高建筑物区域的雷电活动特征进行初步分析,结果表明:定位系统对闪电的探测效率为93%(21... 基于2016—2017年广州高建筑物雷电观测站获取的资料对粤港澳闪电定位系统(简称定位系统)的性能进行评估,并根据2014—2018年定位系统历史资料对广州高建筑物区域的雷电活动特征进行初步分析,结果表明:定位系统对闪电的探测效率为93%(214/229),对回击的探测效率为93%(449/481),对下行闪电首次回击、继后回击及上行闪电回击的定位误差的平均值(中值)分别为361 m(188 m)、252 m(167 m)和294 m(173 m);当接地点高度低于200 m(不低于200 m)时,定位系统对下行负极性闪电首次和继后回击的云闪/地闪识别正确率分别为99%(80%)和93%(35%),有83%的上行负地闪回击被定位系统误判为云闪,广州高建筑物区域内绝大部分负云闪定位记录实际是高建筑物地闪;对定位系统得到的孤立高建筑物闪电密度中心进行分析后发现,广州塔(600 m)闪电密度中心200 m半径范围内年均回击次数约为中信广场(390 m)和广发证券大厦(308 m)的5倍,推测广州塔闪电的主要类型为上行闪电,而中信广场和广发证券大厦则为下行闪电. 展开更多
关键词 粤港澳闪电定位系统 高建筑物 回击 性能评估
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CMA_FEBLS低频三维全闪探测技术研究及观测10年进展 被引量：6
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作者 张阳 王敬轩 +5 位作者 郑栋 吕伟涛 张义军 樊艳峰 范祥鹏 姚雯 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2021年第3期298-308,共11页
三维全闪探测已经成为了深入认识闪电物理机制和雷暴电活动规律的重要手段。中国气象局雷电野外科学试验基地(CMA_FEBLS)自主研发了低频电场探测阵列(LFEDA),并持续开展了针对广东地区雷暴全闪电活动的综合观测试验,在精细化三维定位算... 三维全闪探测已经成为了深入认识闪电物理机制和雷暴电活动规律的重要手段。中国气象局雷电野外科学试验基地(CMA_FEBLS)自主研发了低频电场探测阵列(LFEDA),并持续开展了针对广东地区雷暴全闪电活动的综合观测试验,在精细化三维定位算法和基于三维全闪数据的闪电放电过程研究方面取得了若干研究结果。(1)LFEDA具备雷暴电活动的无死时间捕获能力、优于百米的定位精度和一定的通道定位能力。(2)发展了基于简单脉冲特征的三维全闪定位算法,并进一步将经验模态分解及衍生方法引入到闪电信号处理中,提高了定位的精细化水平;发展了融合到达时差和时间反转技术的定位方法,提升了抗干扰能力、降低了对站网的要求。(3)实现了典型放电事件的电流波形反演,获得了窄偶极性放电事件(NBE)、初始击穿脉冲(IBP)和爆发式脉冲簇(RBPs)的放电特征;研究发现绝大多数闪电始发于IBP,而作为始发的NBE则具有更大的孤立性、更大的相对幅度和更快的发展速度。(4)发现随着起始放电高度增加,初始阶段持续时间和步长增加,发展速度和脉冲丰度下降;始发于强对流区时始发阶段通常有更大的速度和脉冲丰度。 展开更多
关键词 三维 低频 全闪 探测技术 进展
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青藏高原那曲地区地闪与雷达参量关系 被引量：11
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作者 孟青 樊鹏磊 +2 位作者 郑栋 张义军 姚雯 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期524-533,共10页
基于2014—2015年5—9月西藏那曲地区多普勒天气雷达数据,结合地闪观测数据,识别雷暴单体样本,统计分析了地闪位置附近的雷达回波分布特征,并研究了高原雷暴的雷达参量与地闪频次的相关关系。结果表明:那曲地区地闪发生位置附近的雷达... 基于2014—2015年5—9月西藏那曲地区多普勒天气雷达数据,结合地闪观测数据,识别雷暴单体样本,统计分析了地闪位置附近的雷达回波分布特征,并研究了高原雷暴的雷达参量与地闪频次的相关关系。结果表明:那曲地区地闪发生位置附近的雷达最大反射率因子呈正态分布,峰值分布区间集中于34～41 dBZ。发生地闪位置附近的20 dBZ回波顶主要集中于11～15 km高度,30 dBZ回波顶高分布的峰值区间则为8.5～12 km。分析表明:表征局地雷暴对流发展强度的雷达参量与地闪频次之间一对一的相关关系较差,但相关性随地闪频次增加而增强。基于雷达参量分段统计得到的对应分段平均地闪频次与雷达参量之间表现出较强相关关系,体现了宏观上闪电活动强度与雷暴发展强度之间的正向关系。其中,基于原始数值进行区间划分的强回波(组合反射率因子不小于30 dBZ)面积与平均地闪频次的线性相关系数达0.75,基于对数数值区间划分的7～11 km累积可降冰含量的对数值和地闪频次的线性相关系数达0.95。文中对比了多个雷达参量和地闪频次线性拟合与幂函数拟合结果,整体上幂函数拟合略好于线性拟合。 展开更多
关键词 青藏高原 地闪 雷达参量 相关关系
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华北雨季降水年代际变化与水汽输送的联系 被引量：15
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作者 崔童 张若楠 +1 位作者 郝立生 孙丞虎 《大气科学》 CSCD 北大核心 2022年第4期903-920,共18页
本文基于1961~2018年华北地区均一化逐日降水资料和ECMWF(欧洲中期天气预报中心)ERA5全球再分析环流资料,采用一种综合考虑降水量和西太平洋副热带高压脊线影响的雨季监测标准,计算了华北雨季起讫日期和降水量,在此基础上讨论了华北雨... 本文基于1961~2018年华北地区均一化逐日降水资料和ECMWF(欧洲中期天气预报中心)ERA5全球再分析环流资料,采用一种综合考虑降水量和西太平洋副热带高压脊线影响的雨季监测标准,计算了华北雨季起讫日期和降水量,在此基础上讨论了华北雨季季节内进程的水汽输送特征。重点分析了降水量与水汽收支的年代际变化关系,揭示了水汽输送的时空变化规律及其对华北雨季降水的影响。研究结果表明:(1)华北雨季每年的起讫日期不同,从而每年雨季发生时段和季节内进程不同。(2)降水的形成与水汽输送及其辐合密切相关,有四个水汽通道维持华北雨季降水,即印度季风水汽、东亚季风水汽、110°E~120°E之间越赤道气流向北的水汽输送和40°N附近中纬度西风带水汽。(3)华北雨季降水和净水汽收支具有相似的年代际变化特征,分别在1977、1987、1999年发生突变,总体呈现“减—增—减”的阶段性变化趋势,两者位相转变相关性很强。(4)水汽输送的强弱和到达华北时间的早晚均对雨季降水多寡有重要影响。华北多雨年代与少雨年代水汽通量有明显的差异,主要表现在:在多雨年代,西北太平洋为反气旋式环流异常,偏南水汽强盛,并且与中高纬西风带异常偏西水汽汇聚于华北,华北地区水汽辐合偏强;考虑季节内进程,水汽到达华北的时间早、强度大,停留时间长、辐合强,减弱的时间晚;而在少雨年代,我国东北地区、朝鲜半岛及日本海附近为气旋式环流异常,华北地区由南向北的水汽输送偏弱,水汽辐散明显加强;季节内进程表现出与多雨年代相反的特征。(5)考虑华北地区四个边界的水汽收支,南边界和西边界有最大、次大水汽输入,二者的年代际变化是影响雨季降水年代际变化的重要因素。在多雨年代,南边界和西边界水汽净输入很强,但北边界的输出也很强;在少雨年代,南边界和西边界水汽净输入很弱,但北边界转为输入,这是区别于多雨年代的重要特征。 展开更多
关键词 华北雨季 水汽输送 水汽收支 年代际变化
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青藏高原及其周边地区降水的水汽来源变化研究进展 被引量：31
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作者 汤秋鸿 刘宇博 +5 位作者 张弛 苏凤阁 李颖 高艳红 李文弘 陈德亮 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2020年第6期1002-1009,共8页
近几十年来,随着全球气候变暖,青藏高原降水整体呈现增加趋势,气候暖湿化趋势明显;与此同时,位于青藏高原东南缘的中国西南地区整体上呈现暖干化趋势,干旱事件频发。探讨青藏高原及其周边地区降水的水汽来源变化、揭示降水趋势性变化的... 近几十年来,随着全球气候变暖,青藏高原降水整体呈现增加趋势,气候暖湿化趋势明显;与此同时,位于青藏高原东南缘的中国西南地区整体上呈现暖干化趋势,干旱事件频发。探讨青藏高原及其周边地区降水的水汽来源变化、揭示降水趋势性变化的原因已经成为当前研究热点。本文评述了近年来青藏高原降水的水汽来源研究,重点关注青藏高原变湿、西南地区变干的水汽来源变化原因以及青藏高原南北水汽来源差异,讨论了尚未解决的科学问题,展望了未来研究方向。现有研究表明,青藏高原以西的西风带控制区蒸散发贡献的水汽整体呈现减少趋势,青藏高原以南和以东的季风控制区蒸散发贡献的水汽整体呈现增加趋势,上述水汽源区贡献变化导致了青藏高原及其周边不同区域降水趋势性变化的差异。展望未来,水汽来源分析的模型和数据需要进一步验证及减少不确定性,青藏高原下垫面和蒸散发变化对周边地区降水的影响机制研究有待加强,全球变化与青藏高原降水水汽来源变化的关系尚需深入分析。 展开更多
关键词 青藏高原 降水 水汽来源 西风 季风
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2019年超强台风“利奇马”外雨带降水精细结构分析
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作者 彭成祥 端义宏 冯佳宁 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期1-12,共12页
本文利用中国地面高时空分辨率的降水资料,分析台风“利奇马”(Lekima)登陆期间,其外雨带在浙江沿海地区产生的降水特征。结果表明,“利奇马”外雨带影响下浙江地区降水过程的累计降水、分钟雨强均呈现显著极端性,强降水中心呈现带状分... 本文利用中国地面高时空分辨率的降水资料,分析台风“利奇马”(Lekima)登陆期间,其外雨带在浙江沿海地区产生的降水特征。结果表明,“利奇马”外雨带影响下浙江地区降水过程的累计降水、分钟雨强均呈现显著极端性,强降水中心呈现带状分布特征,在空间和时间上具有明显的非均匀性。同时,本次降水呈现出多种时间尺度的波动特征,周期128~192 min的波动信号贯穿了整个降水过程。外雨带主要位于台风移动方向前侧,其不同位置的降水波动特征有所不同,雨带外边缘降水小波功率谱有两个明显的大值中心,即除周期128~192 min波动信号外,还有准周期16~64 min的波动特征;雨带内侧则分为周期128~256 min的波动信号和多个周期在16 min以下的高频波动信号。本文的研究对提高登陆台风的降水精细化预测水平有重要意义。 展开更多
关键词 台风 利奇马 降水 时空演变 波动特征
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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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人工触发闪电不同放电阶段电流特征关系 被引量：5
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作者 王敬轩 张阳 +6 位作者 陈泽方 孙秀斌 樊艳峰 郑栋 范祥鹏 吕伟涛 张义军 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2020年第2期224-235,共12页
分析了2019年夏季在广州从化人工引雷试验场获取的14次人工触发闪电通道底部电流数据,以有无回击(RS)和初始连续电流(ICC)持续时间长短2个标准对数据进行分类,研究不同触发闪电和不同放电阶段的差异和规律.研究表明:相比无回击的触发闪... 分析了2019年夏季在广州从化人工引雷试验场获取的14次人工触发闪电通道底部电流数据,以有无回击(RS)和初始连续电流(ICC)持续时间长短2个标准对数据进行分类,研究不同触发闪电和不同放电阶段的差异和规律.研究表明:相比无回击的触发闪电,产生回击的触发闪电具有更大的先驱放电脉冲(PCP)及初始先驱放电脉冲(IPCP)的平均峰值电流、更多的IPCP总体转移电荷量、更大的ICC平均电流和总体转移电荷量以及更长的ICC持续时间;初始连续电流持续时间是回击平均峰值电流大小、首次继后回击转移电荷量大小和首次继后回击峰值电流大小的重要影响因素,且长初始连续电流的触发闪电对应的PCP及IPCP平均峰值电流也更大、平均转移电荷量也更多;PCP和IPCP平均峰值电流与ICC持续时间相关性最强,是决定ICC放电持续时间的重要因素,未能产生初始连续电流的PCP脉冲簇其平均转移电荷量小于初始先驱放电脉冲簇,其转化的关键阈值之一是平均转移电荷量大于25.91μC. 展开更多
关键词 人工触发闪电 先驱放电脉冲 起始先驱放电脉冲 初始阶段 回击
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