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期刊信息/Journal information
大气科学
中国科学院大气物理研究所
大气科学

中国科学院大气物理研究所

黄荣辉

双月刊

1006-9895

dqkx@mail.iap.ac.cn;dqkx@post.iap.ac.cn

010-82995051，82995052

100029

北京德胜门外祁家豁子（北京9804信箱）

大气科学/Journal Chinese Journal of Atmospheric SciencesCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊创刊于1976年，科学出版社出版，主编为黄荣辉院士。《大气科学》报道大气科学研究领域的创新性研究成果，包括学术论文、研究简报、专题评述、会议报道、书刊评介等。具体报道范围涉及全球变化、气候变化模拟与预测、大气环流和大气动力学、中小尺度气象学、大气物理、大气遥感和人工影响天气、大气环境和大气化学以及高新技术在大气科学领域的应用等。
正式出版
收录年代

    一种表征南海季风强度的指标及其与华南降水的关系

    赵玮陆尔龚理卿王睆...
    1-12页
    查看更多>>摘要：风场强度与方向的季节性变化是季风区最显著的气象要素变化特征之一.Lu and Chan(1999)利用大气低层风场,定义了一个表征南海季风强度的指数,为简单起见,只用了经向风分量,研究表明该指数与华南夏季降水有很好的相关.为了进一步验证和改进该指数,本文利用逐月NCEP/NCAR(National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research)风场再分析资料以及华南地区的基准、基本气象站降水资料,将设计指数时允许的实际风的投影方向从规定的正北方向(即经向风),拓展为允许偏转的其他方向,以此建立改进的指数.为了更好地反应改进后的指数与华南降水的月异常之间的关系,本文引入了广义线性模型及正态分布和Gamma分布两类假设,来建立两者非线性的回归关系.结果证明,实际风在自正北方向逆时针旋转11.3°的方向上的投影与华南降水具有最好的相关性,采用这一方向上的投影可以对原指数加以改进;中国南海季风所覆盖的风场与华南降水的月异常之间有显著的非线性关系,而对降水采用Gamma分布假设的广义线性模型能够比正态分布假设得到更符合实际的回归结果.

    中国南海季风华南降水非线性广义线性回归模型

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    2016年初冬河南区域暴雪过程诊断分析

    冯丽莎宋攀郑飞贺哲...
    13-26页
    查看更多>>摘要：针对2016年初冬河南省首场区域强暴雪过程,利用常规观测资料、L波段雷达探空资料和NCEP再分析资料等,从影响系统和物理量诊断方面深入分析其发生发展机制,结果表明:宽广的纬向型环流中不断有短波槽东移,东北冷涡深厚且维持时间较长,是暴雪发生的大尺度环流背景;中高层偏南气流,低层偏北气流的流场配置起至关重要的作用:850～925 hPa东北急流迫使暖湿空气抬升为暴雪发生提供"冷垫"的同时,与500～700 hPa西南急流形成强垂直风切变和深厚的锋生区,加强的斜升运动和锋面次级环流,对暴雪起增幅作用;700 hPa作为关键层,西南暖湿急流输送水汽的同时与冷涡后部冷空气交汇于黄淮地区形成的辐合切变线,是暴雪发生的重要动力抬升机制,其南北摆动形成了河南中西部和东南部两个降雪大值中心;暴雪区随着"冷空气楔"逐步南压时,其上层始终存在湿正压项大于零且湿斜压项小于零的湿位涡绝对值高值中心,有利于对称不稳定能量的释放和暴雪的发生.

    暴雪"冷空气楔"锋生湿位涡对称不稳定

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    华东登陆热带气旋降水不同分布的对比分析

    卜松李英
    27-38页
    查看更多>>摘要：利用CMORPH降水资料,将热带气旋(TC)登陆后的降水分为路径左侧降水(L型)和右侧降水(R型)两类,并针对登陆华东地区TC的L型和R型降水的大气环流场、环境水平风垂直切变以及台风环流内的动热力条件进行对比分析,结果表明:2005～2014年间登陆华东地区的20例TC中包括12例L型和8例R型.总体来看,大气环流因子对于登陆华东TC降水分布起主要作用.L型降水TC高层南亚高压主要呈纬向带状分布,在登陆过程中路径左侧维持偏东风高空辐散气流,中层西风槽偏东,西太平洋副热带高压(简称副高)偏南,环境水平风垂直切变指向西南.R型降水TC高层南亚高压断裂,呈经向分布.TC路径左侧风场较均匀,右侧东南风高空辐散气流明显.副高的位置偏北呈块状,同时环境水平风垂直切变指向东北,有利于路径右侧降水.台风环流内,低层冷暖平流输送以及水汽辐合与降水落区也有较好对应关系.L型TC低层暖平流的输送使TC西南象限低层增暖,大气稳定度降低.同时水汽辐合区也主要位于西南象限,有利于TC路径左侧降水.而R型TC副高位置偏北可将南侧的东南暖湿气流向台风环流更西部输送,东北象限维持暖平流,有利于路径右侧降水发生.

    热带气旋华东登陆降水不同分布

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    一个检验太阳光度计Langley定标结果可靠性的方法

    董自鹏余兴卢娣戴进...
    39-52页
    查看更多>>摘要：准确反演气溶胶光学厚度(AOD)在气溶胶气候效应和环境效应研究中至关重要,仪器定标是目前AOD反演过程中最大的不确定性来源.Langley法作为应用最广泛的光度计定标方法,其对天气条件和大气洁净度要求苛刻,这在大气污染较重的地区难以实现,并可能导致AOD反演误差偏大.为了降低由不恰当的Langley定标所引起的AOD反演误差,本文提出一个利用辐射传输模式结合地面太阳直接辐射观测数据检验Langley定标结果合理性的方法,并利用西安2013年6月至2015年12月多滤波旋转遮光带辐射计(MFRSR)和直接辐射表(NIP)观测资料,探讨了方法的可行性.结果表明,该方法能够将Langley定标结果限定在较小的波动范围内,有效降低由定标不确定性引起的AOD反演误差,有助于提高单站点AOD观测精度.

    Langley定标方法多滤波旋转遮光带辐射计气溶胶SBDART辐射传输模式

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    污染天气下成都东部山地—平原风环流结构的数值模拟

    田越苗峻峰赵天良
    53-75页
    查看更多>>摘要：本文利用中尺度模式WRF(V3.9)对2016年12月7日成都东部(龙泉山)一次污染过程下的山地—平原风环流进行了模拟,旨在探讨冬季污染天气下山地—平原风环流的结构和演变特征.此外,通过减少气溶胶光学厚度(AOD,Aerosol Optical Depth)的敏感性试验探究气溶胶污染对山地—平原风环流的影响.结果表明:冬季污染大气条件下成都平原地区存在显著逆温.龙泉山南北长、东西窄且高度较低,由于东、西坡辐射能量的不均匀分布和背景风的强迫,上午、凌晨和夜间均出现越山下坡风环流,上午强度较强,凌晨和夜间强度较弱.午后开始出现平原风环流,最大影响范围为山体宽度的3～4倍,17:00(当地标准时,下同)左右结束.各阶段环流在南北方向上差异较大,越山下坡风环流在南段最强,中段最弱;中、南段山体较低窄,平原风环流易被湍流掩盖,北段平原风环流最为明显.AOD减小后辐射及地表热通量均有所增加,中、南段湍流更加旺盛,边界层显著抬升且降低时间滞后,山体与平原间感热通量差异增加,北段平原风环流增强、持续时间增长.

    大气污染山谷风山地—平原风环流复杂地形

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    春季沙尘对关中地区PM2.5浓度影响的多尺度模拟研究

    魏颖陈焕盛刘航陈学舜...
    76-92页
    查看更多>>摘要："一带一路"建设让古代丝绸之路的起点——西安成为世界焦点,西安的空气质量也是政府和公众关注的焦点.以2017年5月我国北方的一次强沙尘过程为例,首次利用中国科学院大气物理研究所气溶胶和大气化学模式系统IAP-AACM(Aerosol and Atmospheric Chemistry Model of the Institute of Atmospheric Physics)模拟关中地区细颗粒物(PM2.5)的时空分布,并结合地面逐小时PM2.5观测数据对沙尘气溶胶和PM2.5模拟的关系进行深入探究.结果表明:加入沙尘组分对模拟关中地区PM2.5时空变化特征作用显著,相关性可提升0.4～0.6,并且可以很好地再现强沙尘时段PM2.5浓度骤增的过程;在强沙尘时段和一般时段,沙尘组分对PM2.5的贡献分别为60％～80％和10％～30％;0.11°×0.11°高分辨率模拟有助于提升模式捕捉污染物时空变化的能力.

    关中地区西安沙尘PM2.5IAP-AACM模式

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    ISUAL探测器在青藏高原南麓地区对于红色精灵现象的观测分析

    王子健陆高鹏王庸平黄安晶...
    93-104页
    查看更多>>摘要：本文利用福卫二号卫星(FORMOSAT-2)搭载的高空大气闪电影像仪(Imager of Sprites and Upper Atmospheric Lightnings,ISUAL)于2004～2015年期间获得的数据,分析了青藏高原南麓地区(22°～30°N,86°～98°E)观测到的多例红色精灵事件.通过与全球闪电定位网(World Wide Lightning Location Network,WWLLN)的观测资料进行对比,在分析了17次个例后发现对于大部分红色精灵事件,ISUAL给出的定位效果较好,与WWLLN的闪电定位结果偏差一般小于50 km,这与在北美及其邻近地区得到的结果一致.在此基础上,我们结合风云二号卫星的云顶亮温数据分析了青藏高原南麓地区红色精灵的母体雷暴特征,发现在青藏高原南麓地区除了中尺度对流系统外,小尺度对流系统也是这个地区产生红色精灵的主要天气系统.

    瞬态发光事件红色精灵卫星观测青藏高原深对流

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    表面气温内部变率估算方法的比较研究

    陆静文周天军黄昕张文霞...
    105-121页
    查看更多>>摘要：本文利用37个CMIP5模式和CESM(Community Earth System Model)包含40个成员的超级集合试验的表面气温预估数据,比较了工业革命前气候参照试验、多项式拟合法和方差分析方法这三种目前在国际上运用较多的方法所估算的表面气温内部变率的异同,分析了内部变率的估算对气候预估中信号萌芽时间(TOE)的影响.结果表明:若采用CMIP5多模式集合,则工业革命前气候参照试验和多项式拟合法都是估算内部变率的合理方法,而方差分析方法则由于包含模式性能自身的影响会夸大内部变率故不推荐使用.内部变率的全球分布呈现出极向强化的现象,中高纬度地区的内部变率幅度远大于热带、副热带地区.内部变率受不同排放情景的影响较小,且随时间无显著变化,但方差分析方法估算的内部变率在热带地区容易受到排放情景的影响.若基于类似CESM这样的单个气候模式的超级集合模拟试验来估算内部变率,三种方法估算的结果相似.不同方法估算的内部变率对TOE的影响主要位于北大西洋拉布拉多海、南大洋威德尔海和罗斯海等邻近海洋深对流区.对于中国区域平均来说,基于CESM超级集合模拟试验,三种方法估算的内部变率与强迫信号之比都小于15％;对CMIP5多模式集合,采用工业革命前气候参照试验和多项式拟合法得到的结果与此接近,但若采用方差分析方法则显著高估内部变率的作用.

    内部变率表面气温工业革命前气候参照试验多项式拟合方差分析信号萌芽时间

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    我国前冬和后冬的划分及其气温的年际变异

    韦玮王林陈权亮刘毓赟...
    122-137页
    查看更多>>摘要：基于我国762站均一化逐日平均和逐日最低气温数据集,对我国年最低气温的概率密度分布的分析表明,我国年最低气温的概率密度呈现清晰的双峰分布特征.进一步考察其原因发现东亚冬季风盛行期间我国年最低气温的分布具有显著的地域性差异,以冬季气候态气温的0℃为界大致可以分为两种气候区.综合不同气候区内年最低气温所在日期的概率密度分布的结果,将11月16日至次年1月15日划分为前冬,次年1月16日至3月15日划分为后冬.在此基础上,通过依赖于季节的经验正交函数分解方法分析了近56年我国前冬和后冬气温在年际变异上的特征,并进一步利用NCEP/NCAR全球日平均再分析资料通过合成分析的方法研究了其对应的大气定常波和瞬变波特征.结果表明:年际变化时间尺度上,我国前冬和后冬气温演变仍表现为前、后冬同相演变和反相演变这两个主要模态.同相演变模态环流异常的空间形态在前冬和后冬较为一致,并随着前冬向后冬的推移其环流异常的强度在不断加强;反相演变模态则对应了环流异常在前冬和后冬的相反变化,且其环流异常的空间形态在前冬和后冬有较大不同.对大气波动特征的分析表明,瞬变波的动力和热力的强迫作用以及定常波能量向下游的频散对北大西洋至欧亚大陆上定常波列的维持和发展具有重要作用.同相演变模态中,北大西洋上的波列将能量从北美向欧洲地区传播,加强了后冬欧洲地区的高压异常,该中心在后冬向下游的能量频散显著增强,形成了一个自欧洲经喀拉海以东至贝加尔湖附近的定常波列,大气瞬变波所引起的动力和热力强迫对该波列位于欧洲和贝加尔湖地区的大气活动中心的维持和发展具有正的贡献.反相演变模态中前冬的波动特征与同相演变模态后冬基本一致,而后冬则表现为从北大西洋中部向格陵兰岛传播,并进一步向东经乌拉尔山附近传向青藏高原北部的波列,风暴轴移动所引起的大气瞬变波的动力和热力强迫对该波列位于北大西洋地区南侧的中心有维持作用.

    前冬后冬同相演变反相演变定常波瞬变波

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    雷暴云中起电活动对动力和微物理过程的影响

    廉纯皓郭凤霞曾凡辉甘明骏...
    138-149页
    查看更多>>摘要：本文通过改变三维强风暴动力—电耦合数值模式中电场参量的引入条件,将电场带入积云运动方程及水凝物下落末速中,模拟比较了有无电场影响下模拟云的主要差异.在考虑电场的作用下,由于初期电活动并不剧烈,降水强度与云内风速变化较小;随着云中起电活动的增强,考虑电场影响的模拟云内上升、下沉风速均有所增加,对应时段的降水强度有明显起伏,但累计液态与固态降水量增加微弱;同时,闪电数目增多,闪电发生得更早,持续的时间更长,电场的影响是不可忽视的.模拟发现:雷暴成熟时期,由于电场力的作用,雹粒子瞬时落速变化的极值均超过10ms-1,霰粒子瞬时落速变化极值也超过了7ms-1.但强电场的区域较小,粒子下落时经过强电场区域的时间较短,所以落速极值变化不大,相比之下电场力对半径较小粒子的下落末速的瞬时改变更显著.电场通过对粒子下落速度的影响,改变了水凝物粒子主要源项的生成率,增加雨滴、冰晶粒子的生成率,减小霰、雹粒子的生成率,调整了三相水凝物粒子的时空分布,使云中水汽总量增加9％,释放潜热增加7％,为云体的进一步发展提供了内能.

    雷暴云电场动力场微物理场数值模拟

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