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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

    太行山地区一次人工防雹效果物理检验

    姚展予姚祖刚胡向峰张泽群...
    1866-1878页
    查看更多>>摘要：选取2019年5月26日太行山东麓河北邯郸的一次人工防雹作业过程,利用石家庄SA多普勒天气雷达、邢台探空、风云卫星FY2F和ERA5再分析资料等对比分析了本次防雹作业的天气过程和作业前后各雷达探测物理量的变化.结果表明:河北邯郸在高空槽、低层切变线和高层辐散的共同影响下产生了强对流天气,防雹作业后 6 min,作业云体单元最大垂直累积液态水含量(VIL)从 63.4 kg m-2 下降到 30.0 kg m-2,作业后 18 min,作业云体单元强回波中心高度从 9.0 km下降到 2.7 km,作业后 42 min,最大组合反射率下降了 36.5 dBZ,最大回波顶高下降了 10.6 km,作业后 48 min,最大VIL、强回波中心高度、最大组合反射率、最大回波顶高分别下降了 97.6%、100%、57.7%、79.6%,作业云体单元各雷达探测物理量下降速率均大于发展相似但未进行防雹作业的对比云体单元.双比分析显示本次防雹作业在24 min后各物理量双比值小于1,防雹效果显著.

    火箭防雹雷达回波物理检验双比分析

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    一种针对模式预报场的精细化插值新方法

    曾晓青曹勇王玉郭云谦...
    1879-1890页
    查看更多>>摘要：随着智能网格预报业务的深入发展,为了不断提高网格预报产品的时空精度和准度,同时让网格和站点预报产品保持一致性,通过研究提出一种既考虑了静态真实地形又考虑了大气动态垂直变率的快速插值方法(Fast Refinement Interpolation,简称 FRI),并选择 2022年 1月 1日到 2022年 3月 31日的 ECMWF和 CMA-GFS、CMA-MESO三个模式的 3～36 h预报产品作为试验数据,开展了个例天气过程试验、FRI参数选取试验和长期插值检验对比.从长期插值检验和个例试验来看,FRI方法相对双线性插值方法具有明显优势,空间上,FRI方法能提高近地面 2m气温的空间插值精度,插值结果更加符合地形变化情况,时间上,FRI方法较双线性插值方法的 2m气温插值结果准确率明显提高,特别是在具有复杂下垫面的中西部地区.方法中的修正参数还能被作为检验模式三维预报场垂直变率的一种指标.FRI方法插值快速高效,具有明确的物理解释意义,它的提出为更精准的预报近地面气象要素提供了重要理论支撑.

    空间插值预报场插值2m气温精细化预报全球和区域天气数值模式

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    数值模式降水预报OTS订正法的实现技术

    刘会军吴启树危国飞韩美...
    1891-1900页
    查看更多>>摘要：本文以ECMWF模式的逐 12h累计降水预报的订正试验为例,以福建、江西、浙江和上海为研究区域,详细介绍了福建省气象台在实现最优TS评分(Optimal Threat Score,OTS)订正法时引用或首创的三项技术,并与同类技术进行对比.结果表明:(1)用 3年期准对称滑动窗口取样法采集训练样本计算OTS订正阈值,其效果优于取之前 3年的当季样本的取样方法.(2)OTS订正阈值F1(即消空阈值)的大小与最高 2m温度密切相关,随着温度升高,消空阈值先变大后减小.相比不分组的方案,基于最高 2m温度预报分组计算消空阈值的方案能同时降低小雨的空报率和漏报率,使ETS评分提高 5.0%～8.2%.(3)先用反距离加权插值法对模式降水预报进行插值,再应用OTS订正法对降水预报进行订正,其效果优于先用最邻近点插值法对模式降水预报进行插值,再应用OTS订正法对降水预报进行订正.

    模式降水订正OTS(OptimalThreatScore)实现

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    CMA-MESO模式对2020年夏季四川盆地及周边降水预报性能的评估

    叶茂吴钲翟丹华陈法敬...
    1901-1915页
    查看更多>>摘要：利用 2020年夏季(6～8月)CMA-MESO模式逐日 08:00(北京时,下同)起报的 12～36 h逐时降水预报数据和地面—卫星—雷达三源融合逐时降水产品,着眼于小时尺度降水特征,细致评估了CMA-MESO对四川盆地及周边地区的降水预报性能.结果表明,CMA-MESO较好把握了夏季降水的空间分布特征,即小时平均降水量和降水频率的大值区位于四川盆地西部、北部和东部的高海拔山区,而降水强度大值区主要位于山脉迎风坡一侧,但CMA-MESO预报的降水量和频率大值区位置较观测偏南.CMA-MESO合理描述了研究区域内降水量和频率峰值时间位相自西向东逐步滞后的特征,能够把握区域平均的降水量和频率清晨主峰、傍晚次峰的双峰形态以及降水强度的单峰特征,但预报的降水日变化位相超前于观测.CMA-MESO预报的逐时降水量均大于观测,明显的降水量预报正偏差发生于夜间(21:00至次日03:00)和午后至傍晚(14:00～20:00),分别由一般性降水(0.1～10 mm h-1)预报偏差和强降水(≥10 mm h-1)预报偏差主导,其偏差大值区分别位于青藏高原东南缘至四川盆地西部和四川盆地以东、以南地区,模式对热力和动力场的预报偏差结合地形的影响是降水量预报偏差的成因.

    四川盆地及周边小时尺度降水特征CMA-MESO模式预报降水评估

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    GRIST模式全球0.125度基线配置的中期降水预报性能分析

    王一鸣李晓涵张祎原韦华...
    1916-1936页
    查看更多>>摘要：利用国内自主研发的全球—区域一体化预测系统(GRIST)0.125度天气预报模式配置开展了中期天气预报试验,通过与ERA5再分析数据、卫星观测数据(Global Precipitation Measurement,GPM)和成熟的业务全球数值天气预报模式结果进行比较评估了该系统基线配置下的降水预报性能,并探索了模式对不同动力配置的敏感性.结果表明,冷启动下的GRIST模式能较好地模拟全球 500 hPa环流场,其对 500 hPa位势高度异常相关系数(ACC500)的预报性能和美国国家环境预测中心(NCEP)的全球预报系统(GFS)较为接近.降水方面,GRIST能够再现和观测一致的全球平均降水的空间分布.随着积分时间增加,模式在赤道辐合带和青藏高原南坡附近相比于NCEP-GFS出现了稍高的系统性降水湿偏差.基于降水强度和频次的分析表明,这种湿偏差很可能源于GRIST模式对这些区域降水频次的高估.针对全球 6个降水关键区,考察了模式的强度—频次谱结构和日变化特征.GRIST对"较强降水"强度—频次结构的模拟能力优于NCEP-GFS,且对降水日循环的总体模拟较好,但部分地区存在对降水峰值的略微高估和提前.GRIST静力和非静力动力内核在 0.125度分辨率的降水预报统计特征具有较高一致性.垂直60层较30层在环流和降水的模拟上均有一定增益效果.

    数值模式中期预报降水评估

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    国家气候观象台多维度观测能力建设及科学研究——以深圳为例

    李磊邱宗旭罗红艳杨红龙...
    1937-1951页
    查看更多>>摘要：国家气候观象台是中国国家级气象观测的重要节点,发展国家气候观象台的观测能力,并依托其开展有特色的科学研究,有助于推动我国大气科学发展.深圳国家气候观象台是我国珠三角经济圈环境综合观测区唯一的国家级气候观象台,经过 20余年的持续不断建设,已具备了城市—郊区的对比监测、气象—环境的联合监测、地面—高空的立体监测和陆地—海洋的协同监测等多方面的监测能力.基于深圳国家气候观象台的观测数据,大气科学领域的学者们已在粤港澳大湾区城市气候、边界层风特性及致灾机理、大气环境与环境气象、气候资源、地闪雷电特征等多个领域开展研究并取得了丰硕的成果,进一步丰富了对这些领域的科学认识.此外,深圳国家气候观象台还支撑了深圳本地的防灾减灾、城市管理、城市规划以及生态文明建设等工作,已逐渐成为发挥气象观测社会效益的典范.

    深圳国家气候观象台粤港澳大湾区城市气候环境气象大气边界层物理

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    大气协同观测网络与大数据平台建设

    赵天保刘洪韬姚利
    1952-1960页
    查看更多>>摘要：野外科学观测研究站是重要的国家科技创新基地之一,也是国家创新体系的重要组成部分.面向大气科学研究对第一手野外观测数据的迫切需求,本文在充分调研中国科学院大气物理研究所野外观测台站的基础上,详细阐述了"大气协同观测网络与大数据平台建设"项目的科学意义、研究内容、实施方案、预期成果与展望等.该项目拟通过顶层设计和优化布局,在有限投入的情况下最大限度地挖掘和利用现有各野外台站资源优势,进行联网协同观测试验,研发时空连续、高精度、高质量的大数据产品,为地球系统模式中关键物理过程参数化方案的改进和优化提供第一手宝贵的数据支撑,服务于国家科技原始创新战略.

    野外台站大气协同观测观测网络大数据平台气候与环境

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    CMIP6模式关于中国叶面积指数对温度和降水变化敏感性的模拟能力评估

    王丹云曾晓东宋翔
    1961-1977页
    查看更多>>摘要：评估地球系统模式对气候和植被的模拟能力是利用地球系统模式研究植被对气候变化响应的基础.基于观测和遥感数据,本文评估了第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)中 18个全球耦合模式对中国生长季温度、降水和叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)的模拟性能.我们基于多元线性回归模型定量了植被对温度、降水的敏感性,对CMIP6模式关于植被敏感性的模拟能力进行定量评估.研究结果表明:(1)大部分模式可较好地模拟生长季温度、降水和LAI的气候态空间分布特征,但普遍高估全国平均LAI,且各模式对气候和植被变化趋势的模拟结果存在较大偏差;(2)与观测数据相比,模式关于LAI对温度和降水的敏感性符号模拟能力均表现出对正值区的模拟优于对负值区的模拟,并且典型脆弱区植被敏感性大于中国区域植被敏感性,模式对植被敏感性幅度及其与气候场对应关系的模拟方面存在较大偏差;(3)基于模式在生长季的温度、降水、LAI及其敏感性方面的综合排名,四个模拟性能最佳的模式分别为CanESM5-CanOE、INM-CM5-0、IPSL-CM6-LR和MPI-ESM1-2-LR.

    CMIP6温度降水叶面积指数植被敏感性历史模拟评估

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    闽南沿海雾滴谱统计特征及其与能见度的关系

    张伟崔梦雪王婧胡雅君...
    1978-1990页
    查看更多>>摘要：利用 2019～2021年厦门市翔安区气象局观测的雾滴谱资料,分析了闽南沿海雾的微物理参数及滴谱特征,研究了能见度与粒子数浓度、液态水含量、相对湿度等的关系.在此基础上对能见度进行分级参数化拟合与检验评估.结果表明闽南沿海雾的平均粒子数浓度为 47.5 cm-3,平均液态水含量为 0.0763 g m-3.当能见度下降时,粒子数浓度、液态水含量快速上升,平均直径、有效直径等物理量缓慢上升.能见度低于 100 m时,平均粒子数浓度达到 115.42 cm-3,液态水含量达到 0.228 g m-3.粒子数浓度和液态水含量谱线均呈现双峰结构特征分布,粒子数浓度主峰的粒子直径范围为 4～6 μm,次峰值为 22～26 μm.液态水含量与粒子数浓度相反,主峰位于 24～26 μm,次峰为 4～6 μm,表明雾的粒子数浓度主要受小粒子控制,但液态水含量以 20～30 μm段的粒子贡献最为显著.与沿海地区相比,闽南沿海雾的平均粒子数浓度小于华南沿海,高于华东沿海;平均液态水含量高于华南沿海,低于华东沿海.与内陆城市区域或县郊相比,同等状态下沿海的粒子数浓度明显更低,但液态水含量更大.采用四种参数化方案对能见度进行了分段以及不分段拟合.评估检验结果表明,采用粒子数浓度和液态水含量的乘积作为因子的分段拟合效果最优,尤其是对于1km以下的能见度拟合效果更优.

    闽南沿海海雾微物理特征参数化方案

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    基于ERA-5高分辨率资料的高原低涡客观识别方法研究

    麦哲宁许东蓓孙继松燕若彤...
    1991-2003页
    查看更多>>摘要：利用ERA5的 500 hPa逐小时再分析资料(0.25°×0.25°),以高原低涡的天气学特征为依据,设计研究基于高时空分辨率网格资料的高原低涡客观识别算法,并对 1990～2019年暖季的青藏高原低涡进行识别,建立高原低涡数据库.该算法通过客观标准提取低涡特征点、并采取DBSCAN算法(一种基于密度连通性质进行聚类的方法)进行特征点聚类分析,以相邻时次之间低涡的重合状况、临近程度和既往生命时长为依据对低涡进行追踪匹配,得到合理的低涡路径,将孤立的低涡连接成动态发展的低涡过程.利用《青藏高原低涡切变线年鉴》(简称《年鉴》),针对 2017年暖季(5～9月)低涡对比分析与本文的客观识别结果的异同,结果表明:客观识别低涡的月分布特征以及移出高原低涡的占比与《年鉴》相似,典型的长生命低涡能被正确识别,可见客观识别算法及其数据库具备一定的可靠性和实用性.但客观识别的低涡总数量多于《年鉴》,并且源地为"西部型"的低涡也较多.究其原因,更精细的网格尺度能将低涡在更早的生命时期提取出来,可能会将《年鉴》中的"东部型"低涡进一步追溯到更靠西的位置.此外由于青藏高原西北部观测站点较为匮乏,导致生成于高原西北部的低涡在《年鉴》中未能体现出来,也是低涡数量存在差异的重要原因.

    高分辨率资料高原低涡客观识别对比检验

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