双月刊

ISSN 1006-9585

CN 11-3693/P

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  • 2020年第25卷第6期文章目次
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    • 西南地区春季及其各月降水的气候特征分析

      2020, 25(6):575-587. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2019.19074

      摘要 (206) HTML (271) PDF 7.67 M (255) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用1951~2017年我国西南地区26个台站的降水观测资料,本文研究了该地区春季及其各月降水的基本气候特征。结果表明:5月是春季我国西南地区降水最多的月份,其占春季总降水的55.3%,此外,5月降水年际变化强度最大;西南地区春季及其各月降水均具有显著的年代际变化特征,5月降水在春季降水的年代际变化特征中占据主导地位;在年代际突变特征方面,西南地区春季降水存在显著的年代际突变特征,其在1970年代后期发生了减少突变,而在1990年代中后期发生了增加突变;在变化趋势方面,春季西南区域平均降水的变化趋势不明显,但从空间上看,西南地区东部表现出显著增多的趋势,而西部则表现出显著减少的趋势;在周期方面,西南地区春季及其4~5月降水均具有显著的年际和年代际变化周期,需要说明的是,3月降水没有明显的年代际变化周期,总体上看,5月降水在春季降水周期变化中占据主导地位。

    • 基于MTCSWA风场资料对西北太平洋热带气旋风场结构的气候统计特征研究

      2020, 25(6):588-600. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2020.19122

      摘要 (60) HTML (124) PDF 4.24 M (106) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于多平台热带气旋表面风场资料(MTCSWA),研究了2007~2016年6~11月西北太平洋上不同尺度热带气旋(TC)的气候统计特征,TC各级风圈半径在不同象限的变化特征、风场结构的对称度及二者与强度变化之间的相关性。利用7级风圈半径与TC近中心最大持续风速(MSW)来定义TC的尺度和强度。结果表明,西北太平洋上TC的平均尺度为221.9 km,其中小TC平均尺度为96.4 km,大TC平均尺度为346.4 km。大TC活动位置的空间分布较小TC更为集中,整体活动范围较小TC偏北。TC尺度的峰值出现在8月和10月。在TC的风场结构中,7级、10级、12级风圈的平均半径分别为221.9、121.0、77.4 km。TC风圈的对称度的统计结果表明7级风圈的对称度最低,12级风圈的对称度最高。相关分析表明,在TC的生命史中,各级风圈半径与其强度存在一定的正相关关系,其中12级风圈半径与强度的相关性最低;对于同一风圈而言,在TC的不同发展阶段中,不同象限的风圈半径与强度的相关性不同。在TC的风场结构中,风圈的对称度与TC强度的相关性随着风圈强度的增强而减弱,只有7级风圈的对称度在TC的整个生命周期中表现出与TC强度之间的弱的正相关关系。

    • 2018年和2008年1~2月影响我国的持续低温事件及其对比分析

      2020, 25(6):601-615. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2020.19154

      摘要 (86) HTML (380) PDF 5.17 M (416) 评论 (0) 收藏

      摘要:2018年1月中下旬至2月初我国发生了一次大范围的持续低温异常事件,给国民经济和人们生活带来了很大的不利影响。这次持续低温事件与众所周知的2008年1月发生在我国南方的持续雨雪冰冻事件(简称“0801”事件)有一个共同点,二者都是发生在La Niña和前秋北极海冰显著减少的背景之下。对比这两次事件发生的大气环流和热力背景,对认识冬季持续极寒事件的形成有重要意义。本文利用NCEP/NCAR大气环流再分析资料和NOAA卫星观测OLR资料,对这两次过程进行了比较。结果显示,与“0801”事件相比,2018年1月中下旬的低温事件表现出以下明显不同的特征:(1)过程持续短,冷空气路径偏东;(2)乌拉尔阻塞和东亚大槽并存,呈“西高东低”型,不同于“0801”高纬阻塞和低纬南支槽并存的“北高南低”型;(3)异常的环流型与自大西洋经乌拉尔山至东亚传播的波列有关,西伯利亚高压持续时间短;(4)热带对流活跃在海洋性大陆和西太平洋,不同于“0801”主要在印度洋。后者对该年南支槽和西太平洋副热带高压增强有显著贡献。最后,2018年过程期间水汽输送也不如“0801”强,导致降水弱。

    • 北京市城六区2018年空气质量数值预报效果评估

      2020, 25(6):616-624. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2020.19158

      摘要 (80) HTML (133) PDF 822.98 K (139) 评论 (0) 收藏

      摘要:为更好地改进提高模式预报性能,评估了新一代WRF-CMAQ(Weather Research and Forecasting model-Community Multi-scale Air Quality model)模式系统的不同网格分辨率预报产品对2018年北京市城六区空气质量预报结果的影响。分析表明:(1)基于首要污染物为PM2.5的预报数据集,模式系统1 km网格分辨率(BJ01)和3 km网格分辨率(BJ03)等级准确率优于官方预报结果,模式系统BJ01和BJ03区域4天内预报等级准确率均达到50%以上,24 h内准确率达60%以上,官方预报24 h内等级准确率为59%。本文引入预报综合评分法,基于IAQI(Individual Air Quality Index)和等级级别正确性双因素的预报综合评分结果显示,模式系统BJ03得分75.0分最高,BJ01次之,优于官方预报结果,模式9 km网格分辨率(BJ09)得分69.1分最低。(2)基于模式系统2018年长时间序列预报结果分析表明:模式系统预报的PM2.5浓度与实测的变化趋势较为一致,其中模式系统BJ03结果与实测PM2.5浓度相关系数达0.76,覆盖区域较大的BJ03和BJ09对PM2.5浓度峰值模拟较好。中重度污染过程的PM2.5浓度峰值模式预测误差表明,不同分辨率模式预报峰值误差的变化趋势基本一致,覆盖区域更大的粗分辨率模式预报结果高于覆盖区域小的细分辨率模式预报结果。与预报综合评分结果一致,统计分析结果也表明BJ03区域预报效果最好,平均偏差为0.83 μg/m3;而BJ01区域预报整体偏低,BJ09区域预报整体偏高。(3)基于不同网格分辨率预报效果的空间差异性分析表明:同一站点在不同分辨率上表现不一致,BJ01区域中农展馆站表现最好,BJ03区域中万柳站表现最好,BJ09区域中东四站表现最好。

    • 基于全球大气环流三型分解的西太平洋副热带高压指数的新定义

      2020, 25(6):625-636. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2020.19160

      摘要 (33) HTML (130) PDF 2.39 M (91) 评论 (0) 收藏

      摘要:西太平洋副热带高压(简称副高)活动规律及其变异的动力学机理问题一直是我国气象学家的重要课题。本文针对现有研究和预测中常用的高度场指数不能全面、准确刻画全球变暖背景下的副高演变特征的缺陷,利用全球大气环流三型分解模型中的流函数能够等价描述副高三维空间几何图像的优势,以500 hPa水平型环流流函数的零等值线为客观标准,给出了副高面积、强度、脊线及西伸脊点指数的新定义,并以2018年夏季副高的短期结构演变特征及其与我国东部地区降水之间的关系研究为例,验证了本文新定义副高指数的客观性与合理性。本文利用全球大气环流三型分解模型中的水平型环流流函数新定义的副高指数,不仅从形态上准确刻画了副高的大尺度涡旋环流特征,而且全球大气环流三型分解的动力学、热力学方程组为进一步利用新指数开展副高异常演变的机理研究提供新的理论工具。

    • 关中盆地近地面风场和大气输送特征分析

      2020, 25(6):637-648. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2020.20019

      摘要 (62) HTML (131) PDF 5.11 M (148) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用2017年151个地面气象站的逐时观测数据和相关高空资料分析关中盆地近地面风场与输送特征。首先分析盆地内代表性站点的风速和风向观测事实,然后用CALMET风场诊断模式和轨迹计算模式获取当地逐小时风场和每日逐小时传输轨迹,分析风场类型。结果表明:关中盆地内日平均风速约1~3 m s-1,夏季风速高、秋冬季低;盆地中央的主导风向以沿地形走向的东北风和西南风为主,盆地四周测站的主导风向表现出顺着地形向盆地中央汇流的趋势。各站主导风向的季节变化不大。盆地内风场分为系统控制型、弱天气背景型和局地环流型3类,全年出现日数比例分别占8%、17.3%和74.7%。以山谷风日夜循环为特征的局地环流型风场最多。以西安城区为源点的大气输送轨迹显示,系统控制型风场以偏东北方向的输送为主,弱天气背景型和局地环流型风场的轨迹输送都大致以偏东北和偏西(以及偏西南)沿盆地走向以及偏东南朝向秦岭山地这三个方向为主。局地环流型的轨迹影响范围小,集中于盆地中央和南侧山地之间,表明这是一种不利于污染扩散的风场类型。

    • 基于陆面模式基准平台ILAMB对陆面模式CoLM的评估

      2020, 25(6):649-666. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2020.20021

      摘要 (76) HTML (122) PDF 4.60 M (97) 评论 (0) 收藏

      摘要:模式评估是模式发展中不可或缺的重要一环。本文利用最新版陆面模式评估软件—ILAMB(International Land Model Benchmarking)对通用陆面模式 (The Common Land Model, CoLM)进行客观评估,并与NCAR陆面模式CLM5(Community Land Model version 5)结果进行比较。作为一个陆面模式评估软件,ILAMB能对参与评估的模式变量自动生成诊断图形并对模式性能进行评分。评估结果表明,CoLM总体性能良好,模拟结果与基准数据较为接近。与CLM5相比,CoLM在总初级生产力及水文方面的表现略微逊色,在辐射方面则表现相当,对部分变量如地表向上长波辐射、地表净辐射等的模拟甚至优于CLM5。通过对比CRUNCEPv7和GSWP3v1两种强迫资料发现,它们在气候平均态上具有一定的差异,模式在GSWP3v1强迫下的表现相对较好。CoLM和CLM5在CRUCNEPv7强迫下模拟的潜热通量在亚马逊平原、亚洲东部和南部地区以及北美东部一带正偏差显著,而在GSWP3v1强迫下的模拟则有明显改善。这两个模式对感热通量的模拟在非洲北部、亚洲中部一带均明显偏高。在辐射方面,CoLM模拟的地表向上短波辐射在全球以偏高为主,这在一定程度上造成了地表净辐射的模拟偏低。各组试验模拟的地表向上长波辐射得分相差不大,但在具体的空间分布上有一定的差别。

    • 1958~2019年漠河市气温及降水突变分析

      2020, 25(6):667-676. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2020.20022

      摘要 (128) HTML (156) PDF 2.31 M (176) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用集合经验模分解(ensemble empirical mode decomposition, EEMD)以及滑动t检验方法,基于漠河市1958~2019年逐日气温及降水数据,对其进行了趋势及突变分析。结果表明,漠河市日平均温度年平均整体呈增温趋势,EEMD非线性增温速率为0.43℃ (10 a)-1,滑动t检验显示漠河市近60年来年均温突变时间点为20世纪80年代中后期;漠河市日最高温度年平均呈增温趋势,EEMD非线性增温速率为0.61℃ (10 a)-1,滑动t检验显示漠河市近60年来日最高温年平均突变时间点为20世纪80年代中后期;漠河市日最低温年平均变化趋势为先增加后减小,整体呈增温趋势,EEMD非线性增温速率为0.21℃ (10 a)-1,滑动t检验显示漠河市近60年来日最低温年平均突变时间点为20世纪80年代前中期和20世纪90年代中后期。漠河市年降雨量、夜间年降雨量和白天年降雨量均呈先减后增的变化趋势,且增加幅度远高于减小幅度,整体呈增加趋势,EEMD非线性降雨量增加速率分别为14.05 mm (10 a)-1、7.71 mm (10 a)-1和5.12 mm (10 a)-1,滑动t检验显示漠河市近60年来年降雨量、夜间年降雨量和白天年降雨量均不存在时间突变点;EEMD和线性趋势分析均表明漠河市近60年来气温和降水都均呈增加趋势,但前者增加速率远高于后者,说明传统的线性趋势分析可能会低估漠河市的气温及降水的增加趋势。

    • 清江流域水热关系与东亚夏季风的联系

      2020, 25(6):677-694. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2020.20035

      摘要 (74) HTML (114) PDF 6.66 M (119) 评论 (0) 收藏

      摘要:降水(P)与气温(T)之间的关系,即水热关系(PTR),在夏季一定程度上可反映干旱—高温热浪(或洪涝多雨—凉夏)极端气候灾害事件的发生情况。三峡库区内的清江流域,存在发育良好的洞穴,其沉积物中碳氧同位素序列长,可一定程度代表降水或气温信息,存在构造长序列PTR指标的可能性。从现代器测与再分析记录出发,研究清江流域PTR的演变特征和成因,可为利用石笋碳氧同位素构造PTR代用指标提供一些物理基础和启发。本文利用清江流域6个站(巴东、建始、利川、恩施、五峰、宜昌)1960~2016年逐日气温与降水观测资料及NCEP耦合预报模式再分析(CFSR)、日本气象厅55年再分析(JRA55)和欧洲中期天气预报中心再分析(ERA-interim)等3套资料,分析了清江流域PTR季节性差异、年际与年代际变化及其与东亚夏季风的联系。结果表明:1)PTR有明显季节性差异,夏季为显著负相关,其他季节不明显;2)夏季PTR存在明显年代际变化,表现出20~25年准周期振荡特征。在过去的几十年间, 1965~1976年和1993~2011年期间水热相关不显著,而1977~1992年为显著负相关,即分别在1974年、1986年、1992年发生了年代际转折;3)夏季PTR年代际变化和东亚夏季风强度有一定的联系。在水热显著负相关时段(1977~1992年),夏季风偏弱;PTR不显著时段(1965~1976年和1993~2011年),夏季风偏强;4)机制上,夏季风减弱,南北方气流交汇位置靠南,清江流域水汽增加,上升运动增强,云量与降水增加,导致地表热通量减少,地面气温下降,PTR为显著负相关。夏季风增强时,南北气流交汇区北移,清江流域水汽减少,下沉运动增强,导致云量减少而地表热通量增加,使得气温上升,进一步使气温垂直递减率增加,降水效率对降水贡献为正,表明气温上升利于降水增加,同时云量/降水对气温的影响减弱,但并未消失,使得PTR不显著。5)太平洋年代际振荡(IPO/PDO)对清江流域夏季PTR起着一定的调制作用。