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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

    中国近30年短时极端降水特征分析

    赵煜飞张强鞠晓慧肖栋...
    1144-1156页
    查看更多>>摘要：由于观测资料的限制,以往对于日尺度以下的短时极端降水特征和短时极端降水阈值的研究较少.本文基于中国气象局最新研制的1991～2021年中国2464个台站逐小时降水资料,分析了全国1 h、3h降水频率特征,采用百分位法分别统计1h和3 h极端降水阈值,探究了中国短时极端降水气候特征.分析结果表明四川、贵州、湖南、江西、福建和浙江等省的部分台站1h降水频率较大,可达12％,西北地区1 h降水频率普遍偏低,大部分台站低于3％.1991～2021年期间,1h、3 h极端降水频率呈减少趋势.共有64.7％的站3 h极端降水频率线性趋势与1h极端降水频率线性趋势一致.我国降水极值和极端降水阈值空间特征明显,1h降水极端降水阈值基本呈东南大、西北小的空间特征,广东、广西、海南阈值相比我国其他地区偏大.海南、广东、广西和江苏省1h降水历史平均极值超过80mmh-1,其中海南省平均极值最高,达102.7 mmh-1.

    地面观测降水质量控制日变化

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    MJO对2020年夏季中国东部持续性降水的维持作用

    赵起帆周洋
    1157-1172页
    查看更多>>摘要：本文利用美国NOAA的CMORPH降水和NCEP的CFSv2再分析资料、欧洲中心ERA-5再分析数据、Wheeler和Hendon的MJO指数等资料和敏感性数值试验分析了 MJO对2020年夏季中国东部持续性降水的影响机制.通过相关、回归、波源分析等方法发现:(1)与往年相比,2020年夏季风雨带在我国华南和长江中下游地区长时间维持,使得该地区季风降水具有明显的极端性特征;(2)同时,我国东部大气中高层位势高度出现负异常,伴随着水汽辐合和低层大气不稳定,均有利于2020年夏季强降水的维持;(3)2020年夏季MJO活跃于1、2位相,其振幅在10～30天具有显著的周期.MJO在非洲和印度洋产生显著的Rossby波源,该波源激发的波列沿急流传播,造成了我国东部位势高度负异常的维持,同时也有利于我国东部夏季降水的维持;(4)通过敏感性试验进一步验证,MJO的在10～30天的信号有利于在我国东部500 hPa上空形成负的位势高度异常,有利于该区域降水增加.

    Madden-Julian振荡(MJO)Rossby波源季风降水中国东部

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    沙尘气溶胶影响新疆对流云降水的数值模拟研究

    孙博爱银燕陈倩况祥...
    1173-1188页
    查看更多>>摘要：为研究沙尘气溶胶层对云和降水的影响,本文使用耦合了分档云微物理方案(SBM)的Weather Research and Forecast Forecasting model(WRF)高分辨率天气模式(WRF-SBM),模拟了 2016 年 7 月 8日发生在新疆阿克苏地区的一次强对流天气过程,并分别讨论了处于不同高度的沙尘层对云动力、微物理和降水形成过程中的作用.结果表明:沙尘层处于对流层中低层时,沙尘气溶胶作为云凝结核(cloud condensation nuclei,CCN)对云微物理过程的影响比其处于中高层时更明显,沙尘气溶胶使得CCN增加,云滴数浓度增加,云滴有效半径减小,降水延迟;而沙尘层处于对流层中高层时,沙尘气溶胶作为冰核(ice nuclei,IN)对云微物理过程影响更明显,沙尘气溶胶使得IN浓度增加,冰晶数量增加,雪、霰、雹的凇附增长率增加,参与融化过程的冰相粒子增多,降雨率增大.本文仅讨论了发生在新疆的这次对流天气过程对处于不同高度的沙尘气溶胶层的可能响应,要全面认识沙尘气溶胶对不同类型云降水过程的影响,需要进行更多的、有观测资料约束的模拟研究.

    沙尘气溶胶分档微物理方案对流云

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    9.2 ka BP亚洲弱季风事件的模拟研究

    王晶孙炜毅何家智刘健...
    1189-1200页
    查看更多>>摘要：全新世发生了一系列的亚洲季风突变事件,其中距今9.2 ka的弱季风事件较少受到关注,其存在与否以及成因机制仍然存在争议.本文利用通用地球系统模式(Community Earth System Model,CESM)进行全新世以来瞬变积分气候模拟试验得到的结果(Nanjing Normal University-12ka,NNU-12ka)对比重建资料和国际上已完成的过去 21 ka 以来的瞬变积分模拟试验(Transient Climate Evolution over the last 21000 years,TraCE-21ka),探究了 9.2 ka亚洲弱季风事件的时空特征及其成因.结果表明:NNU-12ka太阳活动敏感性试验模拟出了 9.6～9.4ka前后的亚洲弱季风事件,此时总太阳辐射减少了 0.38 W m-2,亚洲季风区夏季平均降水减少了 0.17 mmd-1.而基于TraCE-21ka的全强迫试验结果表明,冰川融水和冰盖变化对该时期亚洲季风变化没有显著影响.NNU-12ka太阳活动试验中亚洲热带季风区夏季降水减少尤为明显,在我国东北地区降水略有增加.热带季风减弱的原因是由于太阳辐射的骤降导致亚洲海陆热力梯度减弱,加强亚洲陆地的海平面气压,引起热带季风区的异常下沉运动,抑制水汽向亚洲季风区输送,进而通过动力作用减弱季风.

    亚洲季风突变事件地球系统模式太阳活动全新世

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    中国夏季边界层高度及其主要影响因子的分区研究

    吴雯璐陈海山郭建平许智棋...
    1201-1216页
    查看更多>>摘要：中国区域下垫面复杂且边界层热力和动力影响因子众多,目前缺乏对全国范围内边界层高度及其影响因子的综合分析.本文基于2012～2016年L波段高分辨率探空资料,采用K-prototypes算法结合12个可能影响因子将中国夏季边界层高度进行了聚类分析,以探讨中国夏季边界层高度的区域性特征和主要影响因子.结果表明,中国区域100个站点08、14、20时(北京时,下同)的边界层高度均可划分为东北、东南、西北和西南4个区域.在此基础上,分析了三个不同时次不同区域边界层高度的主要影响因子,并探究这些因子影响不同热力状态下边界层发展的可能机理.结果表明:稳定边界层早(08时)、晚(20时)的发展主要受风速湍流动力作用的影响,而中午14时的发展与间歇性湍流作用密切相关.中性和对流边界层的发展在早上也主要受风速的驱动,而在中午则主要受较高地表温度和较大地表净辐射通量所引起的湍流热力作用驱动.此外,东北地区的云量和比湿、东南地区的潜热通量、西北地区的感热通量和比湿、西南地区的感热通量和土壤湿度也会通过对热力湍流的直接或间接影响,从而影响该区域中性和对流边界层的发展.晚上,由于东西时差的影响,在东部地区,风速开始成为中性和对流边界层高度的主要影响因子,而西部地区边界层高度的主要影响因子仍为热力因子.值得注意的是,北部地区的叶面积指数可以通过植被蒸腾作用改变比湿,从而影响边界层的发展;东北地区地表气压的变化可以通过影响气流的上升和下沉运动从而影响边界层的发展.

    大气边界层高度影响因子聚类不同稳定度类型

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    东亚夏季风和中国雨季的趋势变化和关键区气温和海温的影响

    王婷祝从文马双梅
    1217-1232页
    查看更多>>摘要：中国降水主要受到西风和季风环流的共同影响,表现出显著的年循环特征.本文基于1961～2020年CN05.1逐日降水资料和JRA55、CRU、HadISST再分析资料,采用谐波分析、相关和回归统计方法,分析了过去60年的东亚夏季风(中国雨季)的建立(开始)、撤退(结束)和持续时间等年循环参数趋势的变化特征.结果显示,自1961年以来,东亚夏季风有建立时间提前,撤退时间推后,持续时间增长的趋势,每十年分别达到了 3.54、1.64、5.18天.1999年前后22年我国雨季也存在趋势变化,且在空间上存在显著差异.最近22年(1999～2020年),我国雨季提前主要集中在东北东部、青藏高原东部、西北北部地区,提前时间达5天以上,部分地区超过了 20天.雨季滞后主要集中在青藏高原东北,长江以北和西部地区,时间超过了 10天.雨季持续时间增加主要集中在青藏高原东北部、我国长江以北、东北东南部地区,时间超过15天以上,部分地区超过25天.研究发现,4月份环贝加尔湖地表气温增加及其伴随的局地反气旋性环流异常,是东亚夏季风建立和我国雨季开始时间提前的关键,而10月份的西北太平洋海温增暖及其伴随的西北太平洋副热带反气旋的异常是导致东亚夏季风撤退和中国北方雨季变长的关键.

    东亚夏季风中国雨季全球变暖年循环变化

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    中法海洋卫星散射计风场资料融合与检验

    冷洪泽曹航胡瑞生曹小群...
    1233-1246页
    查看更多>>摘要：单一的海面风场资料存在观测点稀少、分布不均匀或难以覆盖全球等问题,利用多源风场资料进行融合,实现快速标准网格化,一方面可有效覆盖海面,另一方面可提升风场业务化精度.为了促进以我国自主可控散射计风场资料为主的多源海面风场融合效果提升,本文收集了四种海面风场资料:浮标、船舶报、ASCAT散射计反演风场以及国产中法海洋卫星散射计(CSCAT)反演风场资料,并进行了相关的融合试验与验证.首先对比验证CSCAT散射计风场资料质量,再利用时空加权插值法和最优插值法,以CSCAT散射计资料为核心,辅以其他风场资料进行日平均全球风场融合与3h区域风场融合,最后对融合风场进行了质量检验.试验结果表明:CSCAT散射计风场资料在数据准确度及数据稳定性上略逊于ASCAT散射计;散射计风与船舶报两种资料融合后的全球风场可以满足一定的业务化精度需求;最优插值法更适合应用于太平洋海域,时空加权插值法更适合应用于印度洋海域,在大西洋海域两种方法融合效果相近;时空加权与最优插值集成方法下的3h区域融合风场质量较全球日平均风场更高.本融合方法实现简便、运算快捷、融合数据可靠,特别是在观测极端稀疏区域,可为需求部门快速获取高分辨率海面标准网格化风场提供一定参考.

    海面风场散射计时空加权最优插值质量评价

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    基于多源观测数据的华北冬季冷云催化物理响应分析

    王晓青董晓波杨洁帆王姝怡...
    1247-1260页
    查看更多>>摘要：本文利用高性能增雨飞机、地面S波段双偏振雷达和卫星观测数据,分析了 2022年1月20日河北中南部地区一次过冷云微物理特征及飞机增雨作业后的物理响应.研究结果表明,受西南暖湿气流和东风回流共同影响,河北中南部地区形成大范围层状云,云底高1400 m,云顶高2100 m,主要由过冷云滴组成,受地形抬升作用影响,从云底到云顶,云滴谱宽逐渐增加.雷达显示,2100 m高度催化作业后,受碘化银核化影响,过冷云滴迅速形成冰晶、雪和少量霰粒子,粒子尺度的增大致使雷达上出现与飞机催化轨迹形状相一致的回波带.FY-4A卫星观测显示晶化作用在播云17～19 min后逐渐显现,云迹可维持约55 min.催化作业后过冷云滴形成冰晶粒子,冰晶粒子逐渐长大并下落,造成云顶下沉,在云顶形成了一条云沟.与周围过冷云相比,云沟内0.65 μm通道光谱反射率和10.8 μm黑体亮温增加,而3.72 μm通道反射率降低.

    过冷层状云物理响应卫星反演云迹

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    2021年6月东北冷涡暴雨水汽来源和源区贡献分析

    李玥瑶崔晓鹏李国平陈力强...
    1261-1275页
    查看更多>>摘要：本文针对2021年6月2～3日发生在东北地区的冷涡暴雨过程,首先利用传统欧拉方法,初步分析了此次初夏东北冷涡暴雨过程的水汽输送与辐合特征,进而利用拉格朗日轨迹追踪模式FLEXPART和水汽来源与源区定量贡献分析方法,揭示出此次暴雨过程的水汽源地和源区定量贡献.结果表明:此次初夏冷涡暴雨过程期间,副热带高压偏南,东北地区主要受东北冷涡和其下游日本海弱高压脊影响,但对流层低层,副高主体与日本海弱高压脊之间存在气旋性切变流场,促成一支低空急流沿我国沿海地区北上,有利于东北地区南侧水汽向北输送,与东北冷涡后部干冷空气在辽宁和吉林省交汇,触发强降水.拉格朗日轨迹追踪显示,60％以上的目标气块来自降水区西侧和西北侧的亚欧大陆地区,这些气块初始位置高度较高,途径我国东海、黄海一带时,高度显著降低,并汇入偏南暖湿气流,进而流入目标降水区;还有部分气块来自贝加尔湖及其以东地区以及我国南海和中南部大陆地区,气块初始位置及行进过程中高度均较低.水汽源区对目标降水区的水汽定量贡献显示,东海—黄海至西北太平洋地区贡献最大(贡献率37.04％),中国大陆中东部紧随其后(贡献率30.05％),显著的水汽摄取和较低的沿途损失,使得上述两区域水汽贡献显著,而降水区局地摄取水汽的贡献排在第三位;此外,贝加尔湖及其以东地区和亚欧大陆中西部亦有一定贡献(尽管亚欧大陆中西部的水汽摄取总量亦较大,但绝大部分水汽在远距离输送过程中损耗),而印度半岛至中国南海地区水汽贡献最小.相对于传统的欧拉方法,拉格朗日方法可以更清晰地给出暴雨过程主要的水汽源地及其贡献.

    东北冷涡暴雨水汽源区定量贡献拉格朗日轨迹追踪

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    2023年度气象联合基金项目评审简析

    何建军杨亚力刘哲杨蕾...
    1276-1282页
    查看更多>>摘要：2023年气象联合基金共接收申请114项,经过通讯评审48项进入重点审议环节,经会评专家投票资助28项,资助率为24.8％.从项目申请来看,不同单位属性的合作申请占86％;气象联合基金与地球科学部"天气及气候系统与可持续发展"领域重点项目有明显的区别,前者技术类研究占比超50％,后者低于30％;申请人50％曾入选国家高端人才计划,气象联合基金竞争激烈.从评审和资助情况来看,通讯评审资助意见好于往年,重点审议项目平均综合评分达3.7分,与常规重点项目相当;中国科学院和高校等科研单位获资助最多,资助16项,占总资助项目的57％;平均资助强度262.7万元/项,超过了地球科学部常规重点项目的资助强度(230万元/项).

    多元投入气象联合基金大气科学国家需求成果转化

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