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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

    近二十年来暴雨和强对流可预报性研究进展

    闵锦忠吴乃庚
    1058-1075页
    查看更多>>摘要：大气可预报性研究是开展天气、气候预测的基础科学问题.全球变暖背景下,近年暴雨和强对流等中小尺度灾害性天气频发,如何深入认识其可预报性问题成为了天气领域研究热点,也是制约数值天气预报模式能力提升的重要因素.本文在简要回顾国内外大气可预报性研究历程的基础上,重点对近二十年(1999～2018)国际上关于暴雨和强对流可预报性方面的最新研究进展进行了系统的综述和归纳.主要包括:中小尺度可预报性研究的主要方法和评估手段及其与传统大尺度天气可预报性研究的差异,初始误差增长机制的几种主要观点及其争论(误差升尺度、误差降尺度、升降尺度并存),数值模式误差和对流环境误差对实际预报性的影响,以及最近的中尺度可预报性科学观测试验进展等.最后,对暴雨、强对流可预报性研究存在的问题、未来发展方向进行了简要的讨论和展望.

    暴雨强对流误差增长集合预报可预报性

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    GRAPES Hybrid-3DVar对台风苏迪罗的数值试验

    庄照荣李兴良陈静孙健...
    1076-1092页
    查看更多>>摘要：为了把反映天气形势变化的背景误差协方差引入到变分分析系统中来提高分析质量,本文在GRAPES区域三维变分框架的基础上通过扩展控制变量方法实现动态与静态背景误差协方差耦合,建立混合三维变分分析系统(GRAPES Hybrid-3DVar).通过控制变量扰动产生的集合样本进行单点观测分析试验验证Hybrid-3DVar及其局地化方案的合理性,并针对台风苏迪罗进行实际观测资料同化和数值预报试验,结果表明:用集合样本描述的背景误差协方差是随着天气流型变化的,动力场和质量场的离散度在台风中心处最大,因而混合同化的分析增量包含更多细微结构和中小尺度信息;其分析和24 h内预报要素质量优于3DVar,24 h内降水强度和落区预报也更准确,混合同化分析改善了3DVar分析的降水空报问题;同时混合同化分析的24 h内台风路径预报也最接近实况,台风强度预报在48 h之内都比3DVar更接近观测.

    Hybrid-3DVar3DVarGRAPES局地化台风苏迪罗

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    城市化对北京单次极端高温过程影响的数值模拟研究

    张雷任国玉苗世光张爱英...
    1093-1108页
    查看更多>>摘要：城市化对高温热浪的频次和强度具有重要影响,但目前对于城市化影响高温热浪过程的机理了解还不充分.本文利用WRF模式,对2010年7月2～6日(北京时)北京一次高温过程进行了模拟,分析了城市化对此次高温过程的影响机理.采用优化后的WRF模式,能够模拟出北京连续5日高温的特征和城市热岛强度的变化.城市下垫面的不透水性决定了城区2 m高度处相对湿度低于乡村,削弱了城区通过潜热调节城市气温的能力.日落后,城市感热通量下降缓慢,城区降温速率小于乡村,夜间边界层稳定、高度低,风速小,抑制了城乡之间能量的传输,形成了夜间强的城市热岛强度,造成夜间城市气温明显高于乡村.日出后城乡地面感热通量、潜热通量迅速上升,边界层稳定性下降.午后,城市下垫面分别为地表感热通量和潜热通量的高、低值中心,通过潜热调节气温的能力被削弱;边界层稳定性降低,有利于能量的垂直扩散;此时,城市热岛强度小于夜间.因此,北京城市下垫面形成了明显的城市热岛效应,加重了城区极端高温事件的强度.此外,在这次高温热浪期间,中国东部大部分地区受到大陆暖高压控制,晴空少云,西北气流越山后形成焚风效应,是北京地区高温热浪形成的天气背景.

    极端高温城市热岛数值模拟WRF(WeatherResearchandForecasting)北京

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    亚洲西风急流纬向非均匀性变化成因及其对东亚夏季气候的影响

    字冉孔震张启悦夏阳...
    1109-1124页
    查看更多>>摘要：利用美国NOAA(National Oceanic and Atmospheric Administration)的CMAP(Climate Prediction Center(CPC)Merged Analysis of Precipitation)月平均降水资料、NCEP/DOE(National Centers for Environmental Prediction/Design of Experiments)II的月平均再分析资料和中国气象局国家信息中心提供的中国160站逐月降水和平均气温资料,通过定义一个亚洲急流纬向非均匀性指数(IAja),分析了1979～2019年夏季亚洲西风急流纬向非均匀性的年际变化特征,揭示了夏季亚洲急流纬向非均匀性变化异常的成因及其对东亚夏季降水和气温的影响.结果 表明:夏季亚洲西风急流纬向非均匀性具有显著的年际变化特征,并存在6～8年和2年左右的振荡周期.当急流纬向非均匀性典型偏强(弱)年,东亚东部地区从低纬到高纬,降水异常主要呈现出偏多—偏少—偏多(偏少—偏多—偏少)的经向分布;气温则在中国西部地区和日本北部偏高(低),贝加尔湖地区偏低(高).引起夏季亚洲急流纬向非均匀性异常的可能原因如下:由大气非绝热加热异常而引起的热带和中纬度地区辐合/辐散运动造成的涡度源强迫,和来自西风带中波扰动能量的注入,两者共同作用形成并维持了与急流纬向非均匀性强弱变化相联系的异常环流,从而使亚洲急流东、西段强度差异增强(减弱),进而有利于急流纬向非均匀性异常偏强(偏弱).而上述西风带中波扰动能量的东传可能与北大西洋海表面温度异常有关.这对于深刻理解夏季亚洲急流纬向非均匀性异常的形成机理提供了有用的线索.

    亚洲西风急流纬向非均匀性东亚气候夏季

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    我国冬季极端低温指数的年代际变化特征

    索朗塔杰施宁王艺橙张东东...
    1125-1140页
    查看更多>>摘要：前人在研究极端气温时,大多关注其长期变化趋势,而对其年代际变化的研究较少.本文利用1961～2016年全国839个台站的逐日最高气温、最低气温和日平均气温资料,重点分析了我国冬季极端低温指数的年代际变化特征.本文采用谐波分解提取了每个台站冬季极端低温指数前四波分量,将其作为年代际变化分量,并将其累计方差贡献大于25％的台站认为发生了明显的年代际变化的台站.结果 表明:呈明显年代际变化的台站主要位于长江以北地区、新疆北部以及青藏高原东部地区.其中,长江以北地区及新疆北部地区的年代际变化在1979年后较为一致,据此可将1979年之后的时段大致划分为前冷期(1979～1986年)、暖期(1987～2007年)和后冷期(2008～2016年)三个时期.上述两个地区的冬季极端低温指数的年代际变化与东大西洋/西俄罗斯遥相关型联系在一起,该遥相关型的年代际变化对应着乌拉尔山阻塞型环流频次和东亚大槽强度的年代际变化.

    极端气温指数年代际变化环流异常

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    基于K-均值聚类方法的大气环流模式IAP AGCM4.1对西北太平洋热带气旋的模拟评估

    周颖张贺张珂玮
    1141-1154页
    查看更多>>摘要：IAP AGCM4.1(Institute of Atmospheric Physics Atmospheric General Circulation Model,version 4.1)是中国科学院大气物理研究所自主研发的大气环流模式,也是中科院地球系统模式CAS-ESM1(Chinese Academy of Sciences Earth System Model,version 1)的大气分量模式.本文利用极端气候分析软件TECA(Toolkit for Extreme Climate Analysis),对IAP AGCM4.1模拟的1979～2012年西北太平洋热带气旋(TC)进行了识别与评估.结果 表明IAP AGCM4.1模拟的TC空间分布、路径走向与生成源地与观测基本一致,但模拟的TC个数有所低估,仅为观测的36％.基于K-均值聚类方法的分类评估显示,这种低估主要体现在模式对于西北行转向类和西行类TC没有模拟能力.对于近海西—西北行类、西转向类和东转向类TC,模式模拟的个数可分别达到观测的39％,48％和85％,模拟的季节变化与观测的相关系数在0.89～0.91之间,周期误差在1～2天.就TC路径而言,模式对于近海西—西北行类和东转向类TC模拟效果较好,质心经度误差、质心纬度误差和经纬向标准差的模拟误差分别为1％～5％、4％～16％和5～15％.此外,环流合成分析表明模式很好地再现了东转向类TC发生、发展期间环境流场的演变以及副热带高压的变化情况,模拟的副热带高压强度和面积指数与观测的相关系数可达0.89.模式对西北行转向类和西行类TC模拟能力较差的原因可能与模式对副热带高压的模拟偏差有关.

    大气环流模式西北太平洋热带气旋K-均值聚类副热带高压

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