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华北夏季降水异常与华南前汛期降水异常的关系

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高原气象 2023年第2期42卷 272-282页

作者：郝立生丁一汇天津市气候中心天津300074 国家气候中心北京100081

为改进华北夏季降水异常的预测能力、寻找前期异常信号的监测预测指标,本文利用1961-2020年华北、华南夏季降水资料,美国环境预报中心和大气科学研究中心(National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospher... 详细信息

为改进华北夏季降水异常的预测能力、寻找前期异常信号的监测预测指标,本文利用1961-2020年华北、华南夏季降水资料,美国环境预报中心和大气科学研究中心(National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research,NCEP/NCAR)的再分析环流资料、向外长波辐射资料(Outgoing Longwave Radiation,OLR),采用相关、合成和环流异常回归重构等方法,分析了华南前汛期(5-6月)降水异常与华北夏季(7-8月)降水异常的联系。结果表明:(1)华北夏季(7-8月)降水异常通常与华南前汛期(5-6月)降水异常呈反位相关系,即如果华南前汛期降水偏多,对应华北夏季降水就会偏少,反之亦然。华南前汛期降水异常可以作为华北夏季降水异常监测预测的一个前期指标。东亚夏季风造成对流层低层水汽输送异常和北半球夏季热带低频信号传播造成对流层中低层环流异常是两地降水呈反位相变化的联系机制。(2)在水汽输送方面,如果5-6月东亚副热带夏季风偏强,即东亚西南南风(SSW)显著偏强,华南水汽来源会偏少,造成华南前汛期(5-6月)降水异常偏少。到7-8月,印度夏季风显著偏强、东亚副热带夏季风进一步增强,华北水汽来源显著偏多,造成华北夏季(7-8月)降水异常偏多。反之,华南前汛期(5-6月)降水异常偏多,华北夏季(7-8月)降水异常偏少。(3)在动力环流方面,如果5-6月,热带印度洋低频信号活跃、西北太平洋低频信号不活跃,伴随印度洋低频信号向东北方向传播,在850 hPa层华南沿海附近形成反气旋性环流异常,对流减弱,造成华南前汛期(5-6月)降水偏少。到7-8月,热带印度洋低频信号仍然十分活跃,原来位于华南沿海的反气旋性环流异常向东北方向传播到长江下游至东部海上,反气旋北侧的华北地区为气旋性环流,对流偏强;另一方面,伴随低频扰动在对流层中高层向高纬传播,会形成沿高空西风急流传播的扰动波列,扰动位置相对固定,在贝加尔湖附近为负距平、朝鲜半岛附近为正距平,造成贝加尔湖高空槽加深、副热带高压在朝鲜半岛附近加强,形成“东高西低”的阻挡形势,有利于华北产生上升运动。即华北夏季对流上升运动增强,造成华北夏季(7-8月)降水偏多。反之,华南前汛期(5-6月)降水偏多,华北夏季(7-8月)降水偏少。(4)华南前汛期降水异常对华北夏季降水异常有很好的指示意义。但在有些年份关系并不好,这可能是因为这种关系还受到其他因子如海温变化、热带环流、青藏高原以及中高纬环流变化的调节与影响。

关键词：华北华南夏季降水异常联系机制

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未来百年东亚夏季降水和季风预测的研究

中国科学（D辑） 2009年第2期39卷 1487-1504页

作者：孙颖丁一汇国家气候中心北京100081

利用最新一代气候模式结果对政府间气候变化委员会(IPCC)SRES A 1B情景(中等排放情景)下的东亚夏季降水和季风环流未来演变特征进行了预测.结果表明,东亚地区的降水在未来将会增加,在21世纪40年代末(2040s年代末)出现阶段性变化,在此之... 详细信息

利用最新一代气候模式结果对政府间气候变化委员会(IPCC)SRES A 1B情景(中等排放情景)下的东亚夏季降水和季风环流未来演变特征进行了预测.结果表明,东亚地区的降水在未来将会增加,在21世纪40年代末(2040s年代末)出现阶段性变化,在此之前降水的增加量较小(～1%),并有较明显的振荡特征,而在2040s年代末之后降水明显增加(～9%),中国东部地区进入全面的多雨期.这种变化以华北最为明显,华南和长江中下游地区次之.而气候模式对未来中国东部夏季降水型预测的EOF分析表明,未来百年中国东部的雨型将以多雨型为主,相应的时间系数在2040s年代末后进入正位相的高值期,而其它降水型的方差贡献较小,无明显变化趋势.相应,未来东亚地区的夏季风环流将会加强,在低层这主要是由于西北太平洋地区的副热带反气旋西北侧西南气流加强的结果;而在高层主要是由于南亚上空异常反气旋东侧东北气流加强的结果.这一季风环流的加强在中国东部也呈现出阶段性的变化特征,在2040s年代末之后东亚夏季风得到全面加强.同时,未来东亚大气中的水汽含量将会逐渐增加,进入中国东部地区的西南水汽输送在2040s年代末也出现阶段性的增强.这说明,在全球气候变化的背景下,东亚地区的水循环和环流场对全球变暖的响应基本一致,即降水和水汽的增加对应着季风环流的加强,降水的变化是气候变暖条件下动力和热力学因子共同作用的结果.

关键词：东亚夏季风降水气候模式未来预测

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气候变暖背景下青藏高原夏季水汽的长期变化趋势分析

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中国科学：地球科学 2022年第5期52卷 942-954页

作者：俞静雯李清泉丁一汇张杰吴清源沈新勇南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室南京210044 国家气候中心气候研究开放实验室北京100081 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 珠海519082

文章使用1979~2019年观测和再分析资料,分析了青藏高原(以下简称“高原”)水汽输送的长期变化特征,评估了国际耦合模式比较计划第六阶段(CMIP6)的19个气候模式历史试验对高原夏季水汽输送的模拟效果,并对高原水汽在四种排放情景下的未... 详细信息

文章使用1979~2019年观测和再分析资料,分析了青藏高原(以下简称“高原”)水汽输送的长期变化特征,评估了国际耦合模式比较计划第六阶段(CMIP6)的19个气候模式历史试验对高原夏季水汽输送的模拟效果,并对高原水汽在四种排放情景下的未来变化趋势进行了预估.结果表明,高原夏季水汽含量和水汽净收支都呈现显著的增加趋势,其水汽收支的变化趋势主要表现为水汽净收入的显著增加和东边界水汽支出的显著减少.导致高原夏季东边界水汽支出显著减少的原因是贝加尔湖到蒙古高原上空的异常高压反气旋.CMIP6多模式集合可以较好地模拟出高原水汽净收支的变化特征.预估结果显示,到21世纪末,高原整体水汽含量、水汽净收支以及降水量都呈现增加的趋势;在SSP5-8.5情景下,这三个变量在未来远期(2081~2100年)相对于当前时期(1991~2014年)分别增加47.99%、59.77%和18.59%.高原北侧经向水汽输送的显著增强可能是导致高原增湿的主要原因.

关键词：青藏高原夏季水汽输送变化趋势未来预估

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东南亚夏季风环流对全球变暖的响应

Science Bulletin 2022年第7期67卷 762-770页

作者：李天明王宇浩王斌丁敏芳丁一汇孙颖何超杨光 Collaborative Innovation Center on Forecast and Evaluation of Meteorological Disasters/Key Laboratory of Meteorological Disaster Ministry of Education/Joint International Research Laboratory of Climate and Environmental ChangeNanjing University of Information Science and TechnologyNanjing 210044China International Pacifc Research Center and Department of Atmospheric Sciences School of Ocean and Earth Science and TechnologyUniversity of Hawaii at ManoaHonolulu HI 96822USA Lemont-Doherty Earth Observatory Columbia UniversityPalisadesNY 10964USA National Climate Center Beijing 100081China Institute for Environmental and Climate Research Jinan UniversityGuangzhou 511400China

亚洲夏季风是最具能量的环流系统,是全球季风的重要组成部分.亚洲地区人口繁密,预估亚洲夏季风的未来变化对缓解和适应气候变化以及政府政策的制定具有重要意义.南亚夏季风和东亚夏季风是亚洲夏季风的两个重要组成部分.当前最为先进的... 详细信息

亚洲夏季风是最具能量的环流系统,是全球季风的重要组成部分.亚洲地区人口繁密,预估亚洲夏季风的未来变化对缓解和适应气候变化以及政府政策的制定具有重要意义.南亚夏季风和东亚夏季风是亚洲夏季风的两个重要组成部分.当前最为先进的气候模式预估未来南亚和东亚夏季风降水均会增强,但是它们的环流变化相反,表现为南亚夏季风环流减弱,东亚夏季风环流增强.通过分离二氧化碳浓度增加所引起的直接辐射强迫快速过程和海洋缓慢增暖过程,我们证实东亚夏季风环流的增强来源于直接辐射强迫引起的欧亚大陆快速增暖,同时青藏高原增强的热力强迫也扮演了重要角色.与东亚夏季风不同,南亚夏季风环流的减弱主要来源于热带太平洋上类厄尔尼诺海温增暖型.该海温增暖型通过削弱沃克环流从而抑制海洋性大陆的对流活动,进而减弱南亚夏季风环流.

关键词：亚洲夏季风东亚夏季风环流系统热带太平洋厄尔尼诺气候模式沃克环流欧亚大陆

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深化产学研用融合推动气象高质量发展

中国科技产业 2023年第1期 9-11页

作者：丁一汇中国工程院

气候是人类赖以生存和发展的基础条件,也是经济社会可持续发展的重要资源,气象工作和各行各业密切相关。气象科技的进步得益于也是建立在各领域科技成果在气象领域充分应用的基础上。在新一轮科技革命和产业革命推动下,持续深化产学研... 详细信息

气候是人类赖以生存和发展的基础条件,也是经济社会可持续发展的重要资源,气象工作和各行各业密切相关。气象科技的进步得益于也是建立在各领域科技成果在气象领域充分应用的基础上。在新一轮科技革命和产业革命推动下,持续深化产学研用的深度融合来进一步推动气象事业高质量发展,是新时代气象工作的重要任务。

关键词：产学研用科技成果气象科技气象事业深度融合气象领域产业革命充分应用

北极涛动主模态下北极冷空气的优势路径和影响地区的研究

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地球物理学报 2019年第1期62卷 19-31页

作者：梁苏洁赵南丁一汇天津市气候中心天津300074 中国气象科学研究院北京100081 国家气候中心北京100081

本文以拉格朗日观点分析北极涛动(Arctic Oscillation,AO),也被称为北半球环状模(Northern Hemisphere Annular Mode,NAM)的指数异常事件中北极近地面冷气团的活动路径,直接地表现出了异常事件中冷气团运动的优势路径,从而反映出AO/NAM... 详细信息

本文以拉格朗日观点分析北极涛动(Arctic Oscillation,AO),也被称为北半球环状模(Northern Hemisphere Annular Mode,NAM)的指数异常事件中北极近地面冷气团的活动路径,直接地表现出了异常事件中冷气团运动的优势路径,从而反映出AO/NAM对地面气温的直接调控作用.在正AO/NAM指数异常事件中,极区近地面冷气团活动轨迹以纬向环流为主,表现为环绕北半球中高纬地区的冷气团活动轨迹特征明显.而在负AO/NAM指数异常事件中,极区冷气团以反气旋式轨迹流出极区后,流入中纬度海洋上的低气压区,这种由极区向中纬度地区流动的经向运动轨迹特点显著.并且在指数下降的中后期出现两种强烈影响欧亚大陆的运动轨迹.正负事件中冷气团运动轨迹很好地解释了传统公认的AO/NAM对北半球不同地区冬季气温的影响.特别是对中国冬季气温的影响上,正AO/NAM指数异常事件中的中低层冷气团活动有利于南支槽加深,进而为南方地区冰冻雨雪天气提供了有利条件;而负事件中的极地近地面冷气团可直接影响东北地区,形成寒潮降温天气.

关键词：北极涛动/北半球环状模冷空气优势路径冬季气温

顾震潮先生在中国天气学研究中的创新思想与对建立中国现代天气预报业务的贡献

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气象 2021年第7期47卷 773-780页

作者：丁一汇国家气候中心北京100081

2020年是顾震潮先生诞辰百年。顾震潮先生是现代中国天气学的主要奠基人和创建人之一,对中国天气学研究和现代天气预报业务做出了杰出的贡献。他有着深厚的天气学研究理论基础,善于从复杂的天气现象中抓住本质,并洞悉当时气象科学的世... 详细信息

2020年是顾震潮先生诞辰百年。顾震潮先生是现代中国天气学的主要奠基人和创建人之一,对中国天气学研究和现代天气预报业务做出了杰出的贡献。他有着深厚的天气学研究理论基础,善于从复杂的天气现象中抓住本质,并洞悉当时气象科学的世界前沿与天气预报业务的发展方向,在洋为中用的同时立足中国实际,创造性地解决中国的天气学理论和实际问题,提出了不少有创见的观点和事实。他还将科研成果进一步应用于业务预报实践,有力地推动了中国天气预报业务的发展和现代化进程。文章从七个方面回顾和梳理了顾震潮先生在中国天气学方面的卓著贡献,以此纪念和缅怀。

关键词：顾震潮现代天气预报业务露点锋西南涡创新

土壤湿度资料同化对中国东部夏季区域气候模拟的改进

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科学通报 2009年第16期54卷 2388-2394页

作者：胡娅敏丁一汇廖菲中国气象局广州热带海洋气象研究所广州510080 广东省气候中心广州510080 中国气象科学研究院北京100081 国家气候中心北京100081

采用牛顿张弛同化法把GSWP2资料同化进区域气候模式BCC_RegCM1.0(简称RegCM)中土壤湿度初始场,结果得到采用不同张弛参数对土壤湿度资料进行同化,均能不同程度的改进气温和降水的模拟,当张弛强度取0.5和张弛时间为5d时,对中国东部地区... 详细信息

采用牛顿张弛同化法把GSWP2资料同化进区域气候模式BCC_RegCM1.0(简称RegCM)中土壤湿度初始场,结果得到采用不同张弛参数对土壤湿度资料进行同化,均能不同程度的改进气温和降水的模拟,当张弛强度取0.5和张弛时间为5d时,对中国东部地区气温和降水模拟的改进效果较好.加入土壤湿度资料同化后,不仅对中国东部地区的降水和气温的空间分布型有所改进,而且修正了控制试验中地表气温的系统性冷偏差以及中国东部地区的降水偏少,使地表气温和降水的模拟值较控制试验结果接近于观测值,这说明RegCM对地面气温的偏低和降水量的偏少,可能与陆面过程中的土壤湿度处理有较大的关系,今后应注重RegCM中土壤湿度的作用.

关键词：土壤湿度牛顿张弛资料同化区域气候模拟

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近百年中国气候变化科学问题的新认识

科学通报 2016年第10期61卷 1029-1041页

作者：丁一汇王会军中国气象局国家气候中心北京100081 中国科学院大气物理研究所北京100029

全球和中国的气候变化问题日益受到各国政府、科技界和公众的关注.其中科学问题作为气候变化影响和对策的科学基础与支撑,得到了广泛而深入的研究,无论在国际上还是在中国都取得了重大进展.本文从全球的视野对与中国气候变化有关的6个... 详细信息

全球和中国的气候变化问题日益受到各国政府、科技界和公众的关注.其中科学问题作为气候变化影响和对策的科学基础与支撑,得到了广泛而深入的研究,无论在国际上还是在中国都取得了重大进展.本文从全球的视野对与中国气候变化有关的6个方面的重要科学进展和新认知作了概述.它们包括:(1)近百年中国区域地表气温和大气平均气温的变化特征;(2)中国地区的水循环与区域降水变化;(3)亚洲季风的长期变化与原因;(4)海洋在近百年中国气候变化中的作用;(5)中国气候变化的原因;(6)全球与中国气候变化的预估和检验.最后,本文对未来中国气候变化研究需要加强的重点科学问题也提出了研究建议.

关键词：气候变化亚洲季风气候变化归因全球气候变暖趋缓气候变化预估