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东北冷涡背景下两次强降水干侵入特征对比分析

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干旱气象 2024年第3期42卷 357-366页

作者：段云霞崔锦李得勤王月班伟龙刘青辽宁省沈阳市气象局辽宁沈阳110168 中国气象局沈阳大气环境研究所辽宁沈阳110166

东北冷涡背景下的强对流天气具有局地性强、预报难度大的特点,冷空气的入侵往往对强对流天气的触发具有指示性意义。本文利用加密自动气象站地面观测数据、欧洲中期天气预报中心(European Center for Medium-Range Weather Forecasts,EC... 详细信息

东北冷涡背景下的强对流天气具有局地性强、预报难度大的特点,冷空气的入侵往往对强对流天气的触发具有指示性意义。本文利用加密自动气象站地面观测数据、欧洲中期天气预报中心(European Center for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)的ERA5(ECMWF Reanalysis v5)再分析资料及风廓线雷达资料,分析2016年6月30日和2020年8月3日2次冷涡强降水天气的形势及动力、热力特点,重点对比分析了2次过程的干侵入特征。这2次强降水过程地面均为蒙古气旋配合,从地面至高空动力条件较好。降水发生前,上午天空晴好,对流层中高层有冷空气渗透,近地层湿度大,形成上干冷、下暖湿的不稳定层结。强降水发生前,中层干区自西向东侵入,高层高位涡区向下伸展,增强对流不稳定发展,中层位涡接近1×10^(-6)m^(2)·K·s^(-1)·kg^(-1)可以作为进入强降水时段的指标。干侵入指数呈偶极分布特征,可反映干冷空气和暖湿空气的相互作用,暴雨常发生在干侵入指数的密集带。当中高层干侵入指数正值区向中低层发展时,触发不稳定能量的释放,干侵入指数对强降水的落区及暴雨的增幅有较好的指示意义。

关键词：冷涡强降水干侵入热动力特征

全球“变暗”和“变亮”时期中国地面温度变化研究

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高原气象 2013年第4期32卷 993-999页

作者：杨溯石广玉王标李得勤中国气象局国家气象信息中心北京100081 中国科学院大气物理研究所北京100029 中国气象局沈阳大气环境研究所辽宁沈阳110168

利用中国90个气象站年平均地面日最高、日最低温度和地面太阳辐射数据,分析了在全球变暖背景下全球"变暗"和"变亮"时期中国地面温度的变化特征及其与到达地面的太阳辐射(SSR)变化之间的联系。结果表明,在全球"变暗"时期,年平均地面日最... 详细信息

利用中国90个气象站年平均地面日最高、日最低温度和地面太阳辐射数据,分析了在全球变暖背景下全球"变暗"和"变亮"时期中国地面温度的变化特征及其与到达地面的太阳辐射(SSR)变化之间的联系。结果表明,在全球"变暗"时期,年平均地面日最高和日最低温度的差别较大,日最高温度先下降后缓慢上升,日最低温度先平缓变化后快速上升,日最低温度的上升速率始终大于日最高温度,且两者变化速率之差>0.3℃.(10a)-1。从空间分布上看,年平均日最高和日最低温度都表现出明显的南北差异,中高纬度地区(35o N以北)增温(或保温)的趋势更强,这与该地区SSR下降幅度相对较小一致。在全球"变亮"时期,年平均地面日最低温度继续上升,相对于"变暗"时期升温速率变化不大;而年平均日最高温度上升速度明显加快,此时年平均日最高和日最低温度的升温速率趋于一致。年平均日最高温度仍有明显的地域差异,中低纬度(35°N以南)地区的升温速率大于中高纬度,这与中低纬度SSR上升而中高纬度SSR下降有较好的对应关系;年平均日最低温度没有表现出这种南北差异,与SSR变化也没有很好的对应关系。尽管20世纪90年代后SSR开始上升,但目前SSR仍未恢复到"变暗"初期(60年代)的水平,而当前地面日最高和日最低温度已远高于"变暗"初期。

关键词：总辐射全球“变暗”和“变亮” 日最高温度日最低温度

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基于数值模式的风速预报方法研究

太阳能学报 2012年第10期33卷 1683-1689页

作者：李得勤周晓珊陈力强杨森王恕中国气象局沈阳大气环境研究所沈阳110016

基于东北区域中尺度数值预报业务模式产品,使用CALMET模式降尺度和双线性插值(BLI)方法预报风电机组不同高度上的风速。对比位于辽宁省北部3个风电场的风塔观测资料与两种方法预报的风速结果后发现:使用CALEMT模式降尺度和BLI方法均能... 详细信息

基于东北区域中尺度数值预报业务模式产品,使用CALMET模式降尺度和双线性插值(BLI)方法预报风电机组不同高度上的风速。对比位于辽宁省北部3个风电场的风塔观测资料与两种方法预报的风速结果后发现:使用CALEMT模式降尺度和BLI方法均能较好地预报出风电机组所在位置的风速,预报结果与观测的相关系数大多高于0.65,CALMET模式使用9km的模式输出场预报得到的风速好于使用3km的模式输出场;BLI方法对风速的预报也较好,但在地形复杂的情况下,略差于CALMET模式结果。

关键词：风能降尺度数值模拟风速预报

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土壤湿度观测、模拟和估算研究

地球科学进展 2012年第4期27卷 424-434页

作者：李得勤段云霞张述文中国气象局沈阳大气环境研究所辽宁沈阳110016 沈阳市气象台辽宁沈阳110168 兰州大学大气科学学院甘肃兰州730000

总结土壤湿度的观测手段和土壤湿度数据集建立的现状,详细阐述与土壤湿度模拟有关的方程离散化求解、物理和生化过程、陆面过程模式比较和陆面模式参数优化等方面的研究进展;综述估算土壤湿度廓线的数据同化方法,仔细比较集合卡曼滤波(E... 详细信息

总结土壤湿度的观测手段和土壤湿度数据集建立的现状,详细阐述与土壤湿度模拟有关的方程离散化求解、物理和生化过程、陆面过程模式比较和陆面模式参数优化等方面的研究进展;综述估算土壤湿度廓线的数据同化方法,仔细比较集合卡曼滤波(EnKF)和四维变分(4-D Var)2类目前流行的同化算法,并对估算土壤湿度廓线的研究工作进行全面评估;最后,对土壤湿度观测、模拟和同化中需继续努力的方向进行了思索和展望。

关键词：土壤湿度陆面过程参数优化数据同化

台风“狮子山”并入温带气旋过程及引发东北强降水的分析

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高原气象 2019年第4期38卷 804-816页

作者：刘硕李得勤赛瀚田莉赵明沈阳中心气象台辽宁沈阳110000 大连市气象台辽宁大连116001

使用常规观测、最佳台风路径数据、风云二号气象卫星亮温(Black body temperature equivalent,TBB)、全球协同探空站资料和NCEP/NCAR全球再分析资料,对2016年第10号台风"狮子山"并入温带气旋过程中,二者相互作用下引发的东北地区强降水... 详细信息

使用常规观测、最佳台风路径数据、风云二号气象卫星亮温(Black body temperature equivalent,TBB)、全球协同探空站资料和NCEP/NCAR全球再分析资料,对2016年第10号台风"狮子山"并入温带气旋过程中,二者相互作用下引发的东北地区强降水进行了分析。结果发现,台风"狮子山"并入温带气旋过程中,其结构由对称的热带涡旋云系向非对称斜压云系发展,最终演变为成熟的温带气旋云系。受温带气旋的影响,台风"狮子山"逐渐进入到强垂直风切变环境,台风涡旋环流、水汽输送、垂直运动呈现明显的不对称和垂直向西倾斜结构,暖心结构遭遇破坏,水汽输送逐渐远离台风环流;台风影响下的高低空急流有利配置对温带气旋形成正涡度平流输送,伴随着锋生作用,使得温带气旋获得动力和能量而发展。对东北地区强降水的分析发现,台风并入温带气旋过程中,温带气旋加强发展,带来了增强的动力、水汽和能量的输送,是引发东北地区强降水的主要原因,降水主要发生在暖平流带中,600 h Pa与900 h Pa之间的厚度梯度大值区对强降水的落区具有很好的指示,强低层辐合、高层辐散,促使强的垂直上升运动,配合强暖平流和充沛水汽的输送,对应着强降水的发生。高层弱的干冷空气缓慢向低层侵入,使得降水持续时间长、结束缓慢。降水总体具有持续性,伴有较强对流降水的发生。

关键词：台风温带气旋强降水非对称性倾斜结构

1971—2020年辽宁龙卷的气候特征及环境条件分析

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气象 2023年第11期49卷 1285-1298页

作者：袁潮杨文艳李得勤杨磊王式功中国气象局沈阳大气环境研究所沈阳110166 中国气象局龙卷风重点开放实验室广东佛山528315 辽宁省盘锦市气象局盘锦124010 辽宁省气象灾害监测预警中心沈阳110166 成都信息工程大学大气科学学院成都610225

为了解辽宁龙卷气候特征,基于《中国气象灾害大典》《中国气象灾害年鉴》和其他相关资料,根据“改进藤田分级”龙卷级别分类标准,对1971—2020年辽宁龙卷进行强度分类和时空分布特征统计,并对比我国辽宁与美国龙卷高发区环境背景差异,... 详细信息

为了解辽宁龙卷气候特征,基于《中国气象灾害大典》《中国气象灾害年鉴》和其他相关资料,根据“改进藤田分级”龙卷级别分类标准,对1971—2020年辽宁龙卷进行强度分类和时空分布特征统计,并对比我国辽宁与美国龙卷高发区环境背景差异,分析辽宁龙卷典型的环流形势、物理量特征。得到以下主要结论:1971—2020年辽宁地区共记录到97个龙卷日发生龙卷105次,年均为2.1次,年平均龙卷生成密度为1.4×10^(-5)个·km^(-2),约为美国的1/10。EF2及以上级别强龙卷共记录到17次,年均出现0.3次。95%的龙卷出现在5—9月,67%出现在14—19时。EF2及以上级别强龙卷主要分布在辽宁中部以西地区,东南沿海地区多为弱龙卷,辽宁西北部龙卷季明显早于东南部。对流有效位能和中低层风切变随季节呈反相位变化,两者的合适配置是龙卷等强对流天气产生的前提条件。低层风暴相对螺旋度偏小是我国辽宁较美国龙卷高发区龙卷密度明显偏小的主要原因。辽宁87%的龙卷与冷涡相关,分为低层锋生主导的冷涡底部短波槽和冷涡前部型(65%)、中高空干冷气流主导的冷涡后部型(12%)以及强热力不稳定条件下中尺度近风暴环境主导的冷涡主体型(6%)。辽宁龙卷高发区典型环境条件具有以下特征:中层影响系统为冷涡,地面对应锋面气旋;龙卷常出现于低层风暴相对螺旋度中心偏西北象限,对流有效位能梯度大值区内,对应地面冷锋和干线的东侧、温度脊顶部。

关键词：龙卷时空分布环境条件冷涡风暴相对螺旋度

土壤湿度参数化及对天气和气候模拟影响的研究进展

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地球科学进展 2016年第3期31卷 236-247页

作者：李得勤张述文文小航贺慧沈阳中心气象台辽宁沈阳110166 兰州大学半干旱气候变化教育部重点实验室甘肃兰州730000 成都信息工程学院四川成都610225

陆面过程中土壤湿度相关的水文过程及对天气和气候模拟的影响已经受到国内外学者的广泛关注。首先,追溯了土壤湿度的定义和确定方法,回顾了陆面模式中土壤湿度相关的水文参数化过程,包括不同土壤类型的水文曲线和土壤湿度方程的数值求... 详细信息

陆面过程中土壤湿度相关的水文过程及对天气和气候模拟的影响已经受到国内外学者的广泛关注。首先,追溯了土壤湿度的定义和确定方法,回顾了陆面模式中土壤湿度相关的水文参数化过程,包括不同土壤类型的水文曲线和土壤湿度方程的数值求解方法;其次,详细地给出了目前陆面模式中所使用的土壤水文参数的确定方法及其存在的不确定性,指出了参数敏感性分析和优化方法在陆面参数确定中的重要性,及最新的陆面水文参数集的建立在陆面模式的发展和土壤湿度准确模拟中的重要性。最后,总结了国内外关于土壤湿度对降水的反馈机制的研究进展,主要分为土壤湿度的时空分布特征和异常对季节性降水的正反馈作用,以及中尺度土壤湿度的非均匀性对局地对流激发的负反馈作用。通过总结已有的研究进展后分析了土壤湿度模拟中存在的不确定性因素,给出了土壤湿度对未来天气和气候模拟影响的主要研究方向。

关键词：陆面模式水文过程土壤湿度气候效应反馈机制

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辽宁省温带气旋龙卷的环境参数特征

应用气象学报 2023年第1期34卷 104-116页

作者：白华袁潮潘晓杨磊李得勤中国气象局沈阳大气环境研究所沈阳110166 辽宁省沈阳市气象局沈阳110068 沈阳农业大学农学院沈阳110866 辽宁省康平县气象局沈阳110500 辽宁省盘锦市气象局盘锦124010 辽宁省气象灾害监测预警中心沈阳110166

利用欧洲中期天气预报中心ERA5再分析数据,统计1979—2020年辽宁省42个温带气旋龙卷环境背景和物理量参数特征,结果表明:辽宁省温带气旋龙卷多发于温带气旋中心的西南、东南象限,与冷锋前暖区相对应,主要分布在辽河平原中西部及渤海湾沿... 详细信息

利用欧洲中期天气预报中心ERA5再分析数据,统计1979—2020年辽宁省42个温带气旋龙卷环境背景和物理量参数特征,结果表明:辽宁省温带气旋龙卷多发于温带气旋中心的西南、东南象限,与冷锋前暖区相对应,主要分布在辽河平原中西部及渤海湾沿岸,强龙卷(EF2及以上级别)占比为28.6%。风暴相对螺旋度和对流有效位能的大值区出现在气旋西南—东南象限,呈带状分布,龙卷风暴主要分布于风暴相对螺旋度大值区西北侧、对流有效位能大值区的顶端的强梯度区附近。强龙卷参数最大值达0.7,其大值区与EF2及以上级别龙卷相对应。地面冷锋和干线是温带气旋龙卷的关键触发系统,对比近气旋中心和冷锋尾部湿度垂直分布,后者所表现的高层强干侵入导致风暴产生更强的冷池,过强的下沉气流可能是龙卷产生的不利因素。温带气旋龙卷多分布于高空急流左侧气流的分流区内,对应高空强辐散区。0~3 km垂直温度递减率大值区与气旋中心附近的弱龙卷高发区有较好对应关系。

关键词：龙卷温带气旋环境参数辽宁省

两次秸秆焚烧导致辽宁重污染过程的气象条件对比分析

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气象 2020年第6期46卷 837-849页

作者：田莉李得勤王扬锋段云霞刘硕中国气象局沈阳大气环境研究所沈阳110166 辽宁省气象台沈阳110166 辽宁省沈阳市气象台沈阳110168

利用环境监测站大气污染物数据、地面自动气象站观测资料、L波段加密探空资料和0.125°×0.125°的EC再分析资料,结合MODIS遥感火点监测和HYSPLIT4后向轨迹模拟结果,对比分析了2015年11月8日和2016年11月5日的两次由于东北地区秸秆焚烧... 详细信息

利用环境监测站大气污染物数据、地面自动气象站观测资料、L波段加密探空资料和0.125°×0.125°的EC再分析资料,结合MODIS遥感火点监测和HYSPLIT4后向轨迹模拟结果,对比分析了2015年11月8日和2016年11月5日的两次由于东北地区秸秆焚烧导致辽宁重污染天气过程的大气边界层特征、气象扩散条件和大气污染物输送来源等。结果表明:两次过程地面PM2.5浓度均出现快速上升和下降,其中2015年11月8日重污染过程的污染强度较2016年11月5日强,且持续时间更长。2015年11月8日重污染过程的混合层高度较低,其上层的中性层结转变为逆温层结,抑制混合层高度的发展。同时低层冷平流不断侵入到暖平流下方,使得大气层结稳定性增强,维持时间较2016年11月5日重污染过程更长,低层下沉运动和黑龙江西南部、吉林西部污染物的远距离输送增强使得辽宁地面污染物浓度快速累积。而2016年11月5日重污染天气过程主要受深厚冷空气影响,东北地区西部污染物的区域输送和地面风场辐合是地面污染物浓度快速上升的主要原因。

关键词：重污染混合层高度大气层结区域输送