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期刊信息/Journal information
大气科学学报
南京信息工程大学
大气科学学报

南京信息工程大学

管兆勇

双月刊

1674-7097

xbbjb@nuist.edu.cn

025-58731158,58699794

210044

江苏省南京市宁六路219号

大气科学学报/Journal Transactions of Atmospheric SciencesCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是南京气象学院主办的学术类期刊，于1978年创刊，现为季刊，2002年起改为双月刊。本刊坚持四项基本原则，贯彻：“双百”方针，以繁荣我国气象科学事业，促进国内外学术交流为宗旨。本刊主要刊登大气科学，环境科学及相关基础学科的理论和应用研究论文，新技术研制，国内外研究进展综述等。读者对象是从事大气科学研究的科研人员，气象台站的技术人员及大专院校，有关专业的师生。
正式出版
收录年代

    北半球夏季高温变率的主模态及其海气背景

    夏妍梁萍吴志伟
    841-855页
    查看更多>>摘要：极端高温热浪对全球人类栖息地构成持续且日益严重的威胁。目前，整个北半球高温热浪的主要空间模态及其相关的海洋和大气背景仍不清楚。本文采用百年半球尺度站点观测资料，研究了北半球夏季高温变率的主模态及与其相联系的海气背景。结果表明，北半球夏季高温(日最高气温≥35 ℃)频次的自然变率有3种主模态，解释方差占比52。6％。第一主模态表现为北半球高温频次异常的一致型变化模态。该模态与大西洋多年代际振荡(Atlantic Multi-decadal Oscillation，AMO)密切相关。与AMO相关的环流异常通过增强北半球多地的大范围高压异常，抑制云层形成并增加太阳辐射，从而促进大气增暖。第二主模态反映了欧亚大陆的纬向三极型异常分布和北美的经向偶极型异常分布。该模态与北大西洋涛动(North Atlantic Oscillation，NAO)相关的年际大气变率有关。NAO通过阻塞型高压和波列传输影响北美的关键区域高温异常。第三模态表现为欧亚大陆的经向三极型和北美的纬向偶极型异常分布，受太平洋年代际振荡(Pacific Decadal Oscillation，PDO)、厄尔尼诺-南方涛动(El Nino and Southern Oscillation，ENSO)和南印度洋(South Indian Ocean，SIO)海温异常的共同影响。PDO和ENSO可分别在年代际和年际尺度上影响北半球特别是亚欧大陆上空的位势高度异常，进而影响高温频次异常;位于南半球的SIO海温异常通过调节沃克环流和哈德莱环流异常进而影响北半球的高温异常分布。组合三个主模态的海气背景因子进行多元线性回归重建的效果评估进一步证明，多尺度海洋和大气信号的综合影响在北半球高温异常中具有重要作用。

    高温热浪主模态北半球海气背景

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    印太海盆增暖对冬季MJO的影响及其与中国南方降水的关系

    王礼松杨栎楠姚永红吴其冈...
    856-866页
    查看更多>>摘要：利用1979-2012年NCEP/NCAR逐日再分析资料、澳大利亚气象局MJO指数数据、中国台站逐日降水观测资料、NOAA逐月海表温度资料，分析了印太海盆增暖对冬季MJO的影响及其与中国冬季降水变化的关系。结果表明:在印太海盆增暖背景下，热量和水汽输送的增强导致MJO各位相强度均有增强，其中第6位相强度增强最明显。水汽垂直分布结构的改变不仅有利于MJO第4位相继续东传，而且有利于MJO在第5位相滞留，引起MJO第5位相频数异常增多。上述MJO的变化引起的局地Hadley环流下沉支位于华南地区，导致了 2001-2010年与MJO第5-6位相相关的华南地区次季节性降水异常减少。

    MJO热带印度洋和西太平洋海域海表温度水汽哈德莱环流

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    CMIP6模式未来情景下模拟的大气质量季节循环:非线性变化

    乔年卢楚翰管兆勇胡杨...
    867-880页
    查看更多>>摘要：全球持续增暖背景下南北半球大气质量呈现出明显的异常变化。利用2015-2100年CMIP6资料，分析了 4个温室气体排放情景下大气质量季节循环特征，并比较不同情景下地表气压和极涡变化特征，结果表明:不同情景下全球及半球面积平均大气质量的气候平均值季节变化位相相同，且与历史模拟试验的分布一致。随着温室气体排放量的逐步增加，全球大气质量年变程逐渐增大，然而南北半球大气质量和南北涛动年变程并非逐步增大，而是有起有伏。这种非线性现象主要表现为:在SSP1-2。6、SSP3-7。0情景下南北半球大气质量和南北涛动的年变程较小，而在SSP2-4。5、SSP5-8。5情景下其年变程较大。对应这种起伏，在地表主要表现为北太平洋、北大西洋地表气压在SSP2-4。5和SSP5-8。5情景下增高与在SSP1-2。6和SSP3-7。0情景下降低，以及南半球45°S以南地表气压发生变化;在垂直方向上，主要表现为南北极平流层极涡随温室气体排放持续增加而呈现强弱交替的非线性变化。

    大气质量季节循环非线性变化温室气体排放情景CMIP6模式

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    夏季北大西洋海温异常与长江流域极端高温日数年际变化关系的年代际减弱

    蒋圆圆李忠贤倪东鸿彭丽霞...
    881-891页
    查看更多>>摘要：基于1961-2020年Hadley海温资料、CN05。1逐 日最高气温资料和NCEP/NCAR再分析资料，利用奇异值分解(singular value decomposition，SVD)和回归分析等统计方法，研究了夏季北大西洋海温异常与长江流域极端高温日数年际变化关系的年代际变化。研究表明，当夏季北大西洋中纬度海温正(负)异常、副热带海温负(正)异常，即北大西洋偶极型(North Atlantic dipole，NAD)海温异常正(负)位相时，长江流域极端高温日数增加(减少)。二者关系在20世纪80年代末期之后发生年代际减弱。进一步的研究结果表明，在1961-1988年，夏季NAD海温异常可以激发从北大西洋出发沿欧亚中高纬向东传播的大气遥相关波列，在东亚上空产生反气旋/气旋环流异常。东亚反气旋/气旋环流异常引起长江流域上空气流垂直运动变化，并通过垂直运动引起的热力作用等，影响长江流域极端高温日数的变化。而在1989-2020年，夏季NAD海温异常激发的欧亚中高纬大气遥相关波列强度减弱，东亚上空的反气旋/气旋环流异常的强度也相应减弱，从而使得NAD海温异常与长江流域极端高温日数之间的联系减弱。NAD海温异常激发的欧亚中高纬遥相关波列强度在20世纪80年代末期之后的减弱可能与NAD海温异常振幅的减弱有关。

    极端高温海表温度北大西洋长江流域年际变化年代际减弱

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    湖南雨季小时极端降水的特征及其对暴雨贡献分析

    胡燕陈鹤刘红武刘焕乾...
    892-903页
    查看更多>>摘要：湖南是中国南方典型多雨省份，境内洞庭湖为中国第二大淡水湖。近年极端降水事件不断增多，由于其显著的日变化特征，预报难度大。本文利用2012-2021年湖南1 599个区域自动气象站逐小时降水观测资料，开展了湖南省雨季(4-9月)小时极端降水与12 h暴雨时空分布特征分析，以及小时极端降水对12 h暴雨的贡献率研究。结果表明:湖南雨季第99。9百分位小时极端降水高频区主要分布在雪峰山脉和南岭山脉一带以及洞庭湖区域，复杂地形和下垫面对小时极端降水频次和强度均有明显增强作用。湖南雨季小时极端降水总频次呈波浪式增长，2021年发生频次最多，5-8月为小时极端降水高发月份，其中6月为第一峰值。小时极端降水频次的日变化呈明显双峰结构，峰值分别出现在傍晚18时和早上07时。12 h暴雨发生频次空间分布与小时极端降水相似，年均频次为夜间2 490次，白天2 039次，日变化表现为夜间高于白天，5-7月为发生频次最多月份。洞庭湖区域12 h暴雨6、7月发生频次最高，高值区主要在河湖冲积平原。白天小时极端降水对12 h暴雨的降水量贡献比夜间大，高贡献率(70％～90％)的站点也更多，贡献率大值区均集中在湖南南部。

    湖南和洞庭湖区域小时极端降水12h暴雨日变化贡献率

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    1961-2015年中国饱和水汽压差的时空变化特征

    栾鹿鸣王元鑫朱文彬
    904-916页
    查看更多>>摘要：饱和水汽压差(vapor pressure deficit，VPD)是指示地区大气干燥程度的重要指标，探究我国各地区VPD时空变化特征对气候变化研究和实际农牧业生产等具有重要意义。基于全国772个气象站日平均气温和日相对湿度等资料，采用协同克里金插值、Mann-Kendall趋势检验和偏相关分析等方法，对中国1961-2015年饱和水汽压差的时空分布及变化趋势特征进行分析，并讨论了 VPD与气温和相对湿度的关系。结果表明:1961-2015年中国VPD时空分布差异显著，时间上呈现夏高冬低的特征，空间上年均VPD高值主要集中在西北干旱半干旱区，低值主要分布在东北地区、青藏地区以及南方部分地区。全国绝大部分地区VPD呈升高趋势，以2000年为突变点，平均升高趋势由1。519 6 hPa/(10 a)增长到7。074 3 hPa/(10 a)。南方地区与北方地区VPD变化的主导因子均是最高气温，而西北地区和青藏地区VPD变化的主导因子分别为平均气温和相对湿度;四个地区突变年前后VPD变化的主导因子保持不变。

    饱和水汽压差时空变化Mann-Kendall检验偏相关分析

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    中国近地面气温直减率的时空分布及其在NCEP气温预报误差订正中的应用

    张鑫鑫慕建利杨如意斯思...
    917-927页
    查看更多>>摘要：近地面气温直减率受地形地貌、地理位置、季节变化、昼夜变化及人类活动等因素的显著影响，在中国区域使用单一的气温直减率不能准确表征其时空特征。本文基于中国2 427个国家基本气象站2013年3月1日—2022年2月28日的逐小时气温观测数据，利用三元线性回归方程，分区域、季节、昼夜拟合出近地面(2 m)气温直减率，并将其应用于NCEP气温预报产品的高度订正中以验证其可靠性。结果表明:1)从全国区域平均来看，近地面气温直减率年平均为0。57 ℃/(100 m)，白天略高于夜晚。2)近地面气温直减率季节及昼夜差异较大，夏季最高，平均为0。63 ℃/(100 m);冬季最低，平均为0。47 ℃/(100 m)。昼夜最大差异在春夏秋冬4个季节分别为0。22、0。29、0。28、0。50 ℃/(100 m)。3)应用统计出的气温直减率对NCEP气温预报进行高度订正，发现全国平均的气温平均绝对误差较订正前在未来360 h各个预报时效均有降低，最大降幅可达1。20 ℃。对于大多数子区域，夏季订正效果最好，白天比夜间订正效果要好。

    近地面气温直减率时空差异区域变化季节变化昼夜变化

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    城市湖泊影响城市低空大气污染物时空分布的机制

    黄奥刘振鑫陈诗雨胡建林...
    928-948页
    查看更多>>摘要：湖泊在调节局地气候和空气质量方面发挥着重要的作用，城市湖泊对城市局地大气边界层环流和大气污染物输送机制的影响是目前城市空气质量研究的重要问题。本文分析了夏季南京城区濒湖站近地面大气污染物质量浓度的 日变化特征，并与相对远离湖泊的非濒湖站的观测结果进行比较。结果表明:对于以近地面排放为主的NO2，日间濒湖站平均质量浓度比非濒湖站高(1。64±0。29)μg·m-3，夜间则低(0。51±1。39)μg·m-3;以边界层中高层生成与传输为主的O3，呈现出与NO2相反的趋势，日间濒湖站平均质量浓度比非濒湖站低(9。57±2。19)μg·m-3，夜间则高(1。24±4。68)pg·m-3;PM25质量浓度的差值没出现类似特征。利用二维陆面过程模式，并结合不同排放情景，对湖泊-城市陆地分布进行敏感性数值试验。试验结果表明，城市区域内湖面与陆面的热力性质差异影响了低空大气环流和垂直热力稳定度，并进一步影响城市近地面大气污染浓度的扩散传输过程。受湖泊存在的影响，白天位于湖泊及濒湖区域上方的垂直大气热力稳定度高于非濒湖区域上空，低层大气垂直扩散较弱，导致濒湖区域以近地面排放为主的污染物比质量浓度偏高，而以边界层中高层排放与生成为主的污染物比质量浓度则偏低;夜间情况则与之相反。该试验结果与观测数据的变化趋势吻合，且与WRF-Chem模拟结果类似。

    土地利用类型陆面过程垂直大气稳定度城市空气质量

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    一次冻雨积冰过程形成的微物理机制及积冰厚度数值预报研究

    邵美怡刘晓莉邬昊鹏
    949-961页
    查看更多>>摘要：利用 WRF(weather research and forecasting)v3。7。1 模式对 2010 年湖北省冬季一次冻雨积冰过程开展数值研究。研究发现，该次积冰过程中不同阶段的云微物理结构及降水形成的云物理机制相似，均通过过冷暖雨过程形成。利用由WRF模式模拟得到的积冰期间气象场及云降水微物理资料，采用积冰厚度预报模型对该次冻雨过程中积冰厚度的时间变化进行计算。与实际积冰厚度的观测结果对比发现，积冰厚度预报模型可以较好地预报该次过程中电线积冰厚度随时间的发展趋势。

    冻雨积冰云微物理结构微物理机制积冰厚度

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    邻域法在天气预报中的应用研究进展

    潘留杰代刊张宏芳祁春娟...
    962-975页
    查看更多>>摘要：邻域法在天气预报中有着广泛的应用，其关键应用领域包括2个方面，一是基于邻域法的高分辨率数值模式检验，二是邻域概率或者集合预报的邻域概率。首先，回顾了邻域法"一对多"和"多对多"的两种邻域法检验框架，归纳了邻域法数据处理方法、常用评分指数的物理意义。其次，总结了网格尺度上的邻域概率和大于网格尺度邻域概率的基本思想和统计意义，重点阐述了与集合预报相结合产生的邻域集合概率(neighborhood ensemble probability，NEP)预报、邻域最大集合概率(neighborhood maxi-mum ensemble probability，NMEP)预报的算法流程和内在含义。第三，进一步结合典型应用个例，分析了邻域法检验和邻域集合概率的优缺点和适用性。总体来说，邻域法检验可以在不同的时空尺度上比较预报产品的性能，具有独特的优势。虽然NEP和NMEP两种邻域概率都可以提高降水的预报评分，但NEP更适合于大尺度、系统性降水预报，NMEP对对流性、极端性降水有更好的应用效果。最后，给出了使用邻域法应注意的问题以及未来研究应用的发展方向。

    邻域检验FSS(fractionsskillscore)邻域概率邻域集合概率

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