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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

    北印度洋热带气旋统计特征及年代际变化

    鲁子翰李晓静唐佑民李熠...
    1584-1592页
    查看更多>>摘要:本研究利用基于统一卫星观测和识别方法产生的ADT-HURSAT气旋数据集,对北印度洋热带气旋在1978~2017共 40年的整体特征及年代际变化进行了统计分析.研究发现,春季和秋季是北印度洋热带气旋的高发季节,孟加拉湾气旋数量达到峰值的时间在两个高发季节中均比阿拉伯海提前约一个月.北印度洋气旋的生成区域主要分布于阿拉伯海东部海域和孟加拉湾中部偏西海域.CS(Cyclone Storm)等级气旋更多生成于在北印度洋的偏北海域,ESCS(Extremely Severe Cyclone Storm)等级及以上的强气旋全部在 5°N~15°N纬度范围内生成.对于年代际变化,北印度洋热带气旋在秋季的生成数量平均每十年增加 5个,生成区域在后二十年呈现向西北方向移动的特点,其中阿拉伯海热带气旋生成位置分别向西移动 1.3°和 3.2°(p<0.01),较孟加拉湾气旋变化更加显著,平均增强速率也超过孟加拉湾约 20%.特别是,相比于前 10年(1998~2007),阿拉伯海近 10年(2008~2017年)热带气旋数量减少,气旋达到的最大强度提高至 120 kt,孟加拉湾气旋数量自 1998年以来较为稳定,气旋最大强度却持续降低,这与使用其他数据集的研究结果不同,表明数据集质量对气旋特征变化的重要性.进一步分析发现,北印度洋潜热通量的年代际差异是控制北印度洋热带气旋生成位置年代际变化的主要因素.

    北印度洋热带气旋时空特征年代际变化潜热通量

    雷达资料循环同化对2021年"4·30"南通雷暴大风模拟的影响研究

    汪卫国平凡周括李建阳...
    1593-1607页
    查看更多>>摘要:基于多普勒天气雷达资料、ERA5再分析资料与地面自动站观测资料,利用WRF(Weather Research and Forecasting)模式、雷达径向风质控及三维变分同化系统(GSI)循环同化对 2021年 4月 30日江苏南通的一次雷暴大风过程进行数值模拟研究,对比分析不同试验方案模拟的雷达反射率、风场与热动力的时空演变和结构特征.结果表明:逐 30 min循环同化的Exp3方案较未同化和非临近循环同化方案模拟效果有较好提升,表明循环同化和增加频次有效改善了初始场;UNRAVEL退模糊算法质控有效消除了速度模糊,退模糊处理雷达资料后循环同化方案(Exp4)对此次雷暴大风的雷达反射率和地面风场模拟结果有显著调整,其相应特征和演变趋势与观测基本一致,表明UNRAVEL退模糊质控后循环同化更好的改善了初始场;从热动力场结果来看,Exp4方案动热力结构改善较明显,上层辐散下层辐合,存在"冷—暖—冷"的热动力结构,伴随着强烈上升运动、北高南低的气压分布和强垂直风切变,有助于下沉气流将中高层的水平动量向近地面底层传递,从而激发此次雷暴大风.

    雷暴大风数值模拟循环同化速度退模糊

    一次极端暴雨过程低空急流变化机制分析

    田利庆李舒文邱晓滨冉令坤...
    1608-1626页
    查看更多>>摘要:2021年 7月 19~21日河南极端暴雨伴有显著的低空急流活动.本文利用ERA5(Fifth Generation of ECMWF Reanalyses)数据,采用等压坐标系水平运动方程、动能方程和位势高度梯度方程分析影响低空急流发展的关键物理因素.分析表明,低空急流中心首先从郑州附近 925 hPa发展起来,然后垂直倾斜地向西北方向发展增强,中心位置先后抬升到 850 hPa和 700 hPa.低空急流纬向风和经向风局地变化主要受位势高度水平梯度的影响.郑州西侧山区存在位势高度低值系统,郑州东北侧平原地区为位势高度高值区,二者在郑州附近产生显著的纬向梯度力,与纬向东风耦合做功,驱动低空急流动能增长.位势高度这种异常分布主要与地表位势高度和近地层虚位温垂直积分有关.位势高度纬向梯度方程计算表明,垂直速度纬向梯度引起的位温垂直平流和非绝热加热纬向梯度项是导致位势高度纬向梯度局地变化的主要强迫项.总体上,近地面层山区相对低温区和平原地区相对高温区对低空急流发展演变有重要影响.

    极端暴雨低空急流动能位势高度梯度

    一次入海温带气旋背景下的海雾观测分析和数值模拟

    柳龙生刘莲黄彬
    1627-1639页
    查看更多>>摘要:利用 0.25°×0.25°逐小时ERA5再分析数据、中国气象局地面观测资料、卫星遥感监测资料以及WRF模式对2021年3月27~28日移入黄海的温带气旋引发大范围的海雾过程进行了观测分析和数值模拟,结果表明:(1)本次海雾发生时气海温差介于 0.5℃~2℃,海雾成熟阶段出现了气温低于海温的现象.(2)入海气旋形成的湿空气辐合为海雾的发生和维持提供了水汽条件,低空急流带来的西南暖湿气流促进了逆温层的建立并输送水汽.(3)气旋入海以后,黄海海域出现了"双逆温"的现象,低层的逆温来自于低空急流的暖平流输送,高层的逆温是由气旋后部的干冷空气下沉增温造成.(4)在气旋和低空急流的共同作用下,近海面边界层大气湍流动能增加,这也促进了海雾在垂直方向发展.(5)湍流动能收支的诊断结果显示,切变项在海雾的发生和发展过程占据主导作用,当海雾在垂直方向发展时,湍流动能垂直输送项会明显增大.

    海雾温带气旋水汽输送逆温层湍流动能

    2021年6月东北冷涡暴雨降水物理过程观测与模拟研究

    李玥瑶崔晓鹏李国平陈力强...
    1640-1656页
    查看更多>>摘要:本文针对2021年6月2~3日发生在辽宁和吉林两省的东北冷涡暴雨过程,利用多源观测和再分析数据,首先开展综合观测分析,进而利用WRF模式对此次暴雨过程的主降水时段开展高分辨率数值模拟,并结合三维降水诊断方程,开展宏、微观物理过程和暴雨形成机理模拟诊断研究.结果表明,此次暴雨过程降水范围广、局地雨强大、对流性突出;暴雨过程期间,东亚大气环流相对稳定,东北冷涡缓慢东移,携带冷空气南下,与偏南暖湿气流汇合,触发涡旋云系发展;两省位于高空急流核出口区左前方和偏南低空急流前侧,低层辐合—高层辐散的动力结构有助于强降水系统发展.伴随水汽辐合加强,云物理过程旺盛发展,水凝物含量显著升高,其中霰粒子通过融化成雨滴等云物理过程,对强降水起到重要贡献.云滴通过水汽凝结过程迅速增长,但同时由于云微物理转化过程而被大量消耗,用于云系发展和降水发生.降水强度受水汽收支和云收支过程共同影响,强降水前期,伴随强盛水汽输送与辐合,区域上空水汽含量显著增加,降水系统发展;强降水后期,伴随冷涡云系逐步东移,区域内辐合减弱,局地大气内水汽明显消耗,以继续支撑较强降水.伴随水汽局地辐合,水凝物旺盛发展(尤其是冰相水凝物).过程初期,液相水凝物动力辐合与微物理转化过程共同支撑降水云系快速发展;降水峰值时段,上述两过程仍然活跃,但由于强降水显著消耗,水凝物含量局地变化不明显.整个暴雨过程期间,液相水凝物持续辐合,而冰相水凝物于初期短暂辐合之后,逐渐减弱为弱辐散,这一演变特征与局地热、动力结构及其演变有关.

    东北冷涡暴雨降水物理过程观测分析数值模拟

    中国夏季极端高温日数年际变化的主要模态及产生机理

    尹秋超王璐葛子安高庆九...
    1657-1673页
    查看更多>>摘要:本文基于 1961~2017年中国逐日最高温度资料(CN05.1),通过经验正交函数分解(EOF)揭示了中国夏季极端高温日数(EHTD)年际变化的主导模态,探究了导致各模态形成的关键影响因子和相关物理机制.结果表明:(1)第一模态表现为横贯中国的纬向型分布,该模态主要与北极涛动(AO)有关.AO正位相时从北欧向南传播的罗斯贝波列加强横贯中国的纬向高压异常.(2)第二模态表现为经向偶极子型分布,该模态主要受从北大西洋向东亚地区传播的极地—欧亚型遥相关波列(POL)和赤道西太暖池区上升支加强局地哈德来环流的共同影响,使得华南地区(中国北方)受高压(低压)的控制.前两个模态的极端高温日数增加均与局地高压异常造成的降水减少引起的入射太阳短波辐射增加有关.(3)第三模态的分布集中在青藏高原,主要受从地中海向下游传播的纬向波列的影响.与该波列对应的环流异常一方面会造成水汽辐散、上升运动减弱,从而使得云量减少、向下的云—短波辐射增加,另一方面会造成大气增温、从而使得晴空向下的长波辐射增加,二者共同为极端高温日数增加提供有利条件.本研究结果将有助于加深对中国夏季极端高温变化特征的认识,并为未来开展极端高温的季节预测提供理论参考.

    极端高温日数年际变化经验正交函数分解中纬度罗斯贝波

    一次贵阳冰雹过程数值模拟及冰雹形成微物理机制研究

    殷蕾王瑾唐细坝李娜...
    1674-1692页
    查看更多>>摘要:本文采用WRF4.2模式对 2020年 5月 19日发生在贵阳的一次冰雹过程进行数值模拟,再现了冰雹云在贵阳市的移动路径和发展演变过程.通过对冰雹云不同发展阶段的动力、热力和云微物理特征的分析,以及冰雹混合比源汇项的收支分析,得到了冰雹形成的微物理机制及概念模型.研究结果表明:(1)模拟的冰雹云在成熟阶段呈现典型的超级单体结构,存在悬垂回波和回波空洞.云内最大上升速度可达 20 m s-1,上升气流从地面延伸至 12 km,在高空西风的作用下向东流出,形成宽广的高空云砧.在上升气流后部中低层为强下沉气流.(2)雹胚粒子通过云冰碰冻雨滴形成,通过收集过冷云滴和雨滴增长,雹粒子的最大汇项是融化成雨水.(3)在冰雹云的成熟阶段,雹收集过冷云滴的效率增大,主要发生在强上升运动区中高层(6~10 km高度),大量雹粒子分布在上升运动区中高层以及悬垂回波区,最大混合比可达 11 g kg-1.(4)在冰雹云的消散阶段,云内上升速度减弱,高空云砧的范围扩大.雹粒子净转化效率降低,雹混合比减少.雹融化为雨水的效率增大,雨水分布质心降低,在近地面产生大量雨水.

    冰雹数值模拟贵阳云微物理