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华北地区持续性强霾事件发生的环境与动力条件

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Engineering 2017年第2期 250-261页

作者：丁一汇吴萍柳艳菊宋亚芳 National Climate Center Chinese Academy of Meteorological Sciences College of Atmospheric Science Nanjing University of Information Science and Technology

本文是近期针对华北地区霾的长期变化特征、持续性强霾事件发生的环境和动力条件方面研究的一个总结。华北地区近50年来霾日呈现明显的上升趋势,尤其是进入21世纪以来,霾日增加明显。同时,持续性霾事件的发生频次也呈现类似的上升趋势... 详细信息

本文是近期针对华北地区霾的长期变化特征、持续性强霾事件发生的环境和动力条件方面研究的一个总结。华北地区近50年来霾日呈现明显的上升趋势,尤其是进入21世纪以来,霾日增加明显。同时,持续性霾事件的发生频次也呈现类似的上升趋势。华北地区霾污染事件频发可以归因于不利的气象环境条件和人为排放的大量污染物的共同作用。气象环境条件方面主要表现为:在气候变暖的大背景下,华北地区冬季气温的持续上升、地面风速的减小以及大气稳定度的加强均对霾日的增加有显著影响。厄尔尼诺(El Nino)年冬季,东亚大槽偏弱,冷空气活动弱,华北地区盛行异常偏南风,有利于霾天气的形成;而拉尼娜(La Nina)年冬季,东亚大槽偏强,冷空气活动强,华北地区盛行异常偏北风,不利于霾天气的形成。华北地区持续性强霾事件主要发生在平直西风型和高压脊型两类环流形势下,对流层中低层为持续而深厚的下沉气流,使大气边界层厚度减少、污染物扩散能力减弱,有利于霾天气的维持和加剧。

关键词：华北地区持续性强霾事件环境条件动力条件

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东亚梅雨系统的天气-气候学研究

大气科学 2007年第6期31卷 1082-1101页

作者：丁一汇柳俊杰孙颖柳艳菊何金海宋亚芳中国气象局气候研究开放实验室北京100081 南京信息工程大学南京210044

利用1971~2000年NCEP再分析资料和中国740站的逐日地面观测资料，对东亚梅雨季的气候学进行了研究。结果表明：初夏长江流域特有的这个雨季有平均21天的长度，从6月17日开始到7月8日结束。梅雨期间降雨量达200~300mm，占夏季总降雨量的4... 详细信息

利用1971~2000年NCEP再分析资料和中国740站的逐日地面观测资料，对东亚梅雨季的气候学进行了研究。结果表明：初夏长江流域特有的这个雨季有平均21天的长度，从6月17日开始到7月8日结束。梅雨期间降雨量达200~300mm，占夏季总降雨量的45％左右。当6月中旬东亚夏季风突然从华南向北推进到长江流域，同时印度夏季风开始在印度次大陆爆发时，中国梅雨雨季开始。这时来自南海和孟加拉湾的水汽供应显著加强，为梅雨降雨提供了非常有利的水汽条件。气候学上梅雨锋的结构主要表现为：（1）近于纬向的宽广云雨区，其中包含有强对流降水与云团；（2）锋前具有高假相当位温的高湿空气柱；（3）对流层低层跨越梅雨锋的水平温度梯度非常弱或几近消失；（4）梅雨锋区低层有一相对低的温度；（5）梅雨锋区以南为强低空偏南急流，急流以北是梅雨锋风切变线；（6）从梅雨锋区到赤道的地区是一个季风型或间接的垂直环流区。在许多方面，中国东部的梅雨锋不同于日本的梅雨锋和朝鲜的梅雨锋，因为后两者基本上是中纬度斜压结构的锋区。东亚夏季风对中国梅雨的影响要比对日本和朝鲜梅雨的影响更重要。作者对东亚梅雨系统（中国梅雨、日本Baiu和朝鲜Changma）的区域差异进行了全面的比较研究。

关键词：梅雨夏季风梅雨锋结构区域差异

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2014年全球重大天气气候事件及其成因

气象 2015年第4期41卷 497-507页

作者：李清泉王安乾周兵柳艳菊孙丞虎王东阡王朋岭国家气候中心中国气象局气候研究开放实验室北京100081 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南京210044 南京信息工程大学地理与遥感学院南京210044

2014年全球平均表面温度持续偏高,比1961—1990年平均值偏高0.57℃左右,是自1850年有历史记录以来最暖的一年。年内,赤道中东太平洋基本维持暖水状态,全球平均海表面温度突破历史纪录;北极海冰范围仍处于记录中最低水平之一,而南极海冰... 详细信息

2014年全球平均表面温度持续偏高,比1961—1990年平均值偏高0.57℃左右,是自1850年有历史记录以来最暖的一年。年内,赤道中东太平洋基本维持暖水状态,全球平均海表面温度突破历史纪录;北极海冰范围仍处于记录中最低水平之一,而南极海冰范围再创历史新高。受大气环流异常以及海洋和海冰等外强迫因子的共同影响,世界范围内出现了显著的气候异常和极端事件。尤其是,2014年1—4月美国西南大部降水偏少20%~60%,平均降水量为1981年以来最少的一年,干旱发展并持续,部分地区干旱严重;6月上、中旬,印度平均气温31.2℃,较常年同期偏高1.2℃,局部偏高4℃以上,是1961年以来历史同期最高值,印度首都新德里8日最高气温达47.8℃,创该市62年来最高记录。进一步研究发现,1—4月,美国西南部地区持续处于高空脊的控制下,来自东北太平洋和墨西哥湾的水汽输送严重不足是导致干旱发生的直接原因;而印度夏季风北推进程滞缓和高压脊的持续控制是造成6月印度高温的主要原因。

关键词：暴风雪暴雨洪涝高温热浪干旱热带气旋

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关于我国近海海洋气候观测系统的建议

关于我国近海海洋气候观测系统的建议

2013~2017年气象条件变化对中国重点地区PM2.5质量浓度下降的影响

中国海洋湖沼学会水文气象分会、中国海洋湖沼学会潮汐及海平面专业委员会、中国海洋湖沼学会计算海洋物理专业委员会、山东（暨青岛市）海洋湖沼学会2007年学术研讨会

作者：闫俊岳张秀芝柳艳菊刘久萌国家气候中心中国气象局气候研究开放实验室国家气候中心中国气象局气候研究开放实验室国家气候中心中国气象局气候研究开放实验室北京大学环境学院

全球气候观测系统(GCOS)发展10多年来,大气、海洋、陆地观测系统初具规模,支持 UNFCCC 的全球气候观测系统实施计划(GCOS—92,2004．10)标志着 GCOS 进入了一个历史新阶段。世界气候研究计划(WCRP)2005年制定了 10年的发展战略框架,即... 详细信息

全球气候观测系统(GCOS)发展10多年来,大气、海洋、陆地观测系统初具规模,支持 UNFCCC 的全球气候观测系统实施计划(GCOS—92,2004．10)标志着 GCOS 进入了一个历史新阶段。世界气候研究计划(WCRP)2005年制定了 10年的发展战略框架,即地球系统的协同观测和预测(COPES)。地球观测组织(GEO)也宣布将用10年时间建成全球地球观测系统(GEOSS)。因此,未来 10年将是地球观测系统日益完善、气候变化研究获得新的发展机遇的10年;海洋 -大气环境综合、立体、连续的监测系统将得到迅速加强。与之同时,美国、英国、加拿大、日本、韩国等国家为了适应对海洋观测的日益增加的需求,制订并实施全国性的海洋立体观测系统计划。美国近海浮标数量达到88个,近海自动观测网的站数达56个;英国的海洋自动天气站网包括11个固定浮标站,灯船、岛屿站等 7个系统;日本在周围布设了20个锚泊浮标,韩国也有5个浮标及海洋灯塔观测。通过多国的努力,大洋上 ARGO 浮标数量已经达到2778个(计划今年达到3000 个,3°×3°纬距一个)。

关键词：气候变化海洋气候气候观测

来源： cnki会议评论

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中国科学：地球科学 2020年第4期50卷 483-500页

作者：张小曳徐祥德丁一汇柳艳菊张恒德王亚强仲峻霆中国气象科学研究院北京100081 国家气候中心北京100081 国家气象中心北京100081

2013~2017年中国出台《大气污染防治行动计划》(简称"大气十条"),实施了系列污染减排措施,重点地区PM2.5质量浓度下降明显,这其中气象条件变化起到了多大作用,是政府和公众特别关心的问题.文章主要基于各类气象要素观测、诊断、结合污染... 详细信息

2013~2017年中国出台《大气污染防治行动计划》(简称"大气十条"),实施了系列污染减排措施,重点地区PM2.5质量浓度下降明显,这其中气象条件变化起到了多大作用,是政府和公众特别关心的问题.文章主要基于各类气象要素观测、诊断、结合污染-气象条件指数等对PM2.5污染影响的深入分析,发现"大气十条"实施后的2014~2015年中国重点地区气象条件相较2013年变差, 2016和2017年气象条件相较转好.但在京津冀地区2017年相较2013年PM2.5质量浓度下降的39.6%中,仅有~5%(约占总PM2.5降幅的13%)是来自气象条件转好的贡献;在长三角地区下降的34.3%中,有~7%(约占总PM2.5降幅的20%)是来自气象条件转好的贡献,由于气象条件改善程度明显低于此区域观测到的PM2.5降幅,显示出"大气十条"实施五年减排仍然发挥了PM2.5污染改善的主导作用,天气和气候变化因素虽有影响但没有起到控制性作用(文章是用PLAM指数来量化气象条件变好或变差的).在珠三角地区,气象条件对2017年相较2013年的年均PM2.5浓度下降影响较弱,下降成效也主要来自减排的贡献. 2017年冬季气象条件在京津冀和长三角区域相较2013年分别转好约20%和30%,在两区域冬季PM2.5分别约40.2%和38.2%的降幅中起到了明显的"助推"作用.京津冀区域2016年冬季气象条件好于2017年冬季约14%,但2017年冬季PM2.5降幅仍大于2016年,显示出2017年更大力度的减排措施发挥了重要作用;在北京冬季持续性重污染期间选择气象条件相同的过程对比,也发现因减排导致的PM2.5下降幅度逐年增加,特别是2016和2017年下降的PM2.5浓度幅度更为明显,表明"大气十条"实施5年后空气质量改善的根本原因还是在于各项控制措施取得了实质性进展,特别是2017年冬季污染物排放量得到了有效削减.中国大气PM2.5持续性重污染主要发生在冬季,冬季京津冀地区仅因气象条件不利就会导致PM2.5浓度较其他季节上升约40~100%,这与冬季到达地面的太阳辐射下降有关,与中国华北冬季受青藏高原大地形"背风坡"效应所导致的下沉气流和"弱风效应"有关,与气候变暖导致的区域边界层结构日趋稳定有关.重污染形成是因为区域出现停滞-静稳的形势,高空环流型主要可分为平直西风和高压脊型,污染形成后不断累积的PM2.5污染还会进一步导致边界层气象条件转差、转差气象条件的反馈作用控制了PM2.5的"爆发性增长"现象,形成显著的不利气象条件与PM2.5累积之间的双向反馈.这些表明在中国现今大气气溶胶污染程度仍然居高的情况下,不利气象条件是持续性重污染形成、累积的必要外部条件.在重污染形成初期大幅降低区域污染排放,是消除和减少持续性重污染事件的关键手段.即使在有利气象条件下,也不宜无限制地允许排放,因为当污染累积到一定程度后会显著改变边界层气象条件、会"关闭"污染扩散的"气象通道".

关键词：量化不利气象条件 PM2.5变化中气象贡献大气十条

2013年海洋和大气环流异常及对中国气候的影响

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气象 2014年第4期40卷 494-501页

作者：司东袁媛崔童孙冷王东阡柳艳菊郭艳君王遵娅中国气象局气候研究开放实验室北京100081 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南京210044

本文对2013年海洋和大气环流异常特征进行分析,讨论这些异常特征对中国气温和降水的主要影响。结果表明:2012/2013年冬季,北极涛动持续维持负位相,500 hPa位势高度场上,欧亚大陆中高纬环流呈"两槽一脊"的环流形势,乌拉尔山的高压脊持续... 详细信息

本文对2013年海洋和大气环流异常特征进行分析,讨论这些异常特征对中国气温和降水的主要影响。结果表明:2012/2013年冬季,北极涛动持续维持负位相,500 hPa位势高度场上,欧亚大陆中高纬环流呈"两槽一脊"的环流形势,乌拉尔山的高压脊持续偏强,而东亚槽也异常偏强,导致全国平均气温较常年同期偏低。季内,西伯利亚高压强度变化显著,与之相对应,我国气温季内阶段性变化大,前冬冷、后冬暖。进一步研究表明,前秋北极海冰的大幅偏少是造成东亚冬季风偏强的重要原因。2013年冬季至夏季,赤道中东太平洋海温异常偏低而海洋性大陆至西太平洋海温异常偏高,受此影响,夏季西太平洋副热带高压位置明显偏北,导致我国北方夏季多雨。与此同时,受西太平洋副热带高压下沉气流的控制,我国南方大部高温持续。2013年南海夏季风爆发偏早两候,结束偏晚4候,强度偏弱。

关键词：海温大气环流气候异常

东亚冬季风的年代际变化及其与全球气候变化的可能联系

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气象学报 2014年第5期72卷 835-852页

作者：丁一汇柳艳菊梁苏洁马晓青张颖娴司东梁萍宋亚芳张锦国家气候中心北京100081 天津市气候中心天津300074 北京市气象局北京100089 上海市气候中心上海200030

对近年来中外关于东亚冬季风(EAWM)年代际变化问题研究进展做了回顾和评述,主要包括以下3个方面内容:(1)东亚冬季风明显受到全球气候变化的影响,从20世纪50年代开始,中国冬季气温经历了一次冷期(从20世纪50年代延续到80年代初中期),一... 详细信息

对近年来中外关于东亚冬季风(EAWM)年代际变化问题研究进展做了回顾和评述,主要包括以下3个方面内容:(1)东亚冬季风明显受到全球气候变化的影响,从20世纪50年代开始,中国冬季气温经历了一次冷期(从20世纪50年代延续到80年代初中期),一次暖期(从20世纪80年代初中后期延续到21世纪初)和近10-15年(约从1998年开始)出现的气候变暖趋缓期(也称气候变暖停顿期)。(2)东亚冬季风主要表现出强-弱-强3阶段的特征,即从1950年到1986/1987年,明显偏强;从1986/1987年冬季开始,东亚冬季风减弱;约2005年之后,东亚冬季风开始由弱转强。与东亚冬季风的年代际变化特征相对应,东亚冬季大气环流以及中国冬季气温和寒潮都表现出一致的年代际变化。(3)东亚冬季风的年代际变化与大气环流和太平洋海表温度(SST)的区域模态变化密切相关。当北半球环状模/北极涛动(NAM/AO)和太平洋年代际振荡(PDO)处于负(正)位相,东亚冬季风偏强(弱),中国冬季气温偏低(高)。此外,北大西洋年代尺度振荡(AMO)对东亚冬季风也有重要影响,在AMO负位相时,对应东亚冷期(强冬季风),正位相对应暖期(弱冬季风)。因而海洋的年代际变化是造成东亚冬季风气候脉动的主要自然原因,而全球气候变暖对东亚冬季风强度的减弱也有明显影响。

关键词：东亚冬季风年代际变化北极涛动太平洋年代际振荡全球气候变化

ROLE OF A WARM AND WET TRANSPORT CONVEYOR OF ASIAN SUMMER MONSOON IN A BEIJING HEAVY RAINSTORM ON JULY 21,2012

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Journal of Tropical Meteorology 2017年第3期23卷 302-313页

作者：柳艳菊丁一汇张颖娴宋亚芳 National Climate Center China Meteorological AdministrationBeijing 100081 China

A heavy rainstorm named Beijing "7.21"heavy rainstorm hit Beijing on 21 to 22 July 2012, which is recorded as the most severe rainstorm since 1951. The daily precipitation amount in many stations in Beijing has broken the history record. Based on the NCAR/NCEP reanalysis data and precipitation observation,the large-scale conditions which caused the "7.21"heavy rainstorm are investigated, with the emphasis on the relationship between it and an equatorial convergence zone, Asian summer monsoon as well as the tropical cyclone over the ocean from the Philippines to the South China Sea(SCS). The results indicated that a great deal of southerly warm and wet moisture carried by northward migrating Asian summer monsoon provided plenty of moisture supplying for the "7.21"heavy rainstorm. When the warm and wet moisture met with the strong cold temperature advection induced by cold troughs or vortexes, an obviously unstable stratification formed, thus leading to the occurrence of heavy precipitation. Without this kind of intense moisture transport, the rainstorm only relying on the role of the cold air from mid-and higher-latitudes could not reach the record-breaking intensity. Further research suggested that the northward movement of an Asian monsoonal warm and wet moisture transport conveyor(MWWTC) was closely related with the active phase of a 30-60 day intra-seasonal oscillation of the Asian summer monsoon. During this time, the monsoon surge triggered and maintained the northward movement of the MWWTC. In addition, compared with another heavy rainstorm named"63.8"heavy rainstorm, which occurred over the Huaihe River Basin in the mid-August 1963 and seriously affected North China, a similar MWWTC was also observed. It was just the intense interaction of the MWWTC with strong cold air from the north that caused this severe rainstorm.

关键词： Beijing "7.1" heavy rainstorm Asian summer monsoon warm and wet transport conveyor

Interdecadal Variability of the East Asian Winter Monsoon and Its Possible Links to Global Climate Change

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Journal of Meteorological Research 2014年第5期28卷 693-713页

作者：丁一汇柳艳菊梁苏洁马晓青张颖娴司东梁萍宋亚芳张锦 National Climate Center China Meteorological Administration Tianjin Climate Center Beijing Meteorological Bureau Shanghai Climate Center

This paper presents a concise summary of the studies on interdecadal variability of the East Asian winter monsoon （EAWM） from three main perspectives. （1） The EAWM has been significantly affected by global climate change. Winter temperature in China has experienced three stages of variations from the beginning of the 1950s： a cold period （from the beginning of the 1950s to the early or mid 1980s）, a warm period （from the early or mid 1980s to the early 2000s）, and a hiatus period in recent 10 years （starting from 1998）. The strength of the EAWM has also varied in three stages： a stronger winter monsoon period （1950 to 1986/87）, a weaker period （1986/87 to 2004/05）, and a strengthening period （from 2005）. （2） Corresponding to the interdecadal variations of the EAWM, the East Asian atmospheric circulation, winter temperature of China, and the occurrence of cold waves over China have all exhibited coherent interdecadal variability. The upper-level zonal circulation was stronger, the mid-tropospheric trough over East Asia was deeper with stronger downdrafts behind the trough, and the Siberian high was stronger during the cold period than during the warm period. （3） The interdecadal variations of the EAWM seem closely related to major modes of variability in the atmospheric circulation and the Pacific sea surface temperature. When the Northern Hemisphere annular mode/Arctic Oscillation and the Pacific decadal oscillation were in negative （positive） phase, the EAWM was stronger （weaker）, leading to colder （warmer） temperatures in China. In addition, the negative （positive） phase of the Atlantic multi decadal oscillation coincided with relatively cold （warm） temperatures and stronger （weaker） EAWMs. It is thus inferred that the interdecadal variations in the ocean may be one of the most important natural factors influencing long-term variability in the EAWM, although global warming may have also played a significant role in weakening the EAWM.

关键词： East Asian winter monsoon interdecadal variability Northern Hemisphere annular mode Arctic Oscillation Pacific decadal oscillation Atlantic multidecadal oscillation global climatechange