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2022年夏季西北干旱区一次持续性高温的成因分析

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高原气象 2024年第2期43卷 450-463页

作者：王勇秦豪君王澄海程蓉马莉叶培龙付正旭周子涵甘肃省气候资源开发及防灾减灾重点实验室甘肃兰州730000 兰州大学大气科学学院甘肃兰州730000 兰州中心气象台甘肃兰州730000 中国气象局兰州干旱气象研究所甘肃兰州730000

利用站点资料和高分辨率再分析资料,对2022年西北干旱区夏季一次持续性高温天气进行诊断分析,并对高温的贡献因子作定量估计。研究结果表明:(1)研究区内高温达2092个站次,主要分布在西北干旱区偏北区域,其中108个站最高温突破近40年历... 详细信息

利用站点资料和高分辨率再分析资料,对2022年西北干旱区夏季一次持续性高温天气进行诊断分析,并对高温的贡献因子作定量估计。研究结果表明:(1)研究区内高温达2092个站次,主要分布在西北干旱区偏北区域,其中108个站最高温突破近40年历史极值,98个站高温持续日数超过10天,均属历史罕见。(2)此次高温过程影响范围广,持续时间长。高温持续期,南亚高压中心位置较同期偏北,强度较同期偏强。过程前期受中高层暖脊影响,在过渡期暖脊东移,大陆高压逐渐东伸,后期大陆高压发展强盛,并向东延伸与西伸的西太平洋副热带高压(以下简称西太副高)相互连通,影响西北区大部分区域。西北区境内水汽辐散偏强,不易形成降水,同时下沉气流异常偏强,高层空气下沉增温,有利于高温天气的发展与维持。(3)无论是过程前期还是后期,温度平流项在升温过程中贡献较小,而垂直输送项和非绝热加热项均是影响极端高温天气的关键因子,从影响因子类别角度,过程前期以动力因子贡献为主,形成稳定热穹顶后,在过程后期以热力贡献占主导地位。

关键词：持续性高温成因分析异常特征热量贡献

过去40 a来祁连山地区植被变化特征及其与气候的关系

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干旱气象 2024年第3期 385-394页

作者：杨斐冯祥张飞民王澄海甘肃省气候资源开发及防灾减灾重点实验室兰州大学大气科学学院甘肃省生态环境科学设计研究院

在全球变暖背景下，祁连山植被生长状态发生了明显变化，研究祁连山植被与气候的关系对西北地区生态建设具有重要意义。基于1982—2022年GIMMS NDVI数据及ERA5气温和降水数据，分析祁连山地区NDVI的变化趋势及其与气候因子的相关性。结... 详细信息

在全球变暖背景下，祁连山植被生长状态发生了明显变化，研究祁连山植被与气候的关系对西北地区生态建设具有重要意义。基于1982—2022年GIMMS NDVI数据及ERA5气温和降水数据，分析祁连山地区NDVI的变化趋势及其与气候因子的相关性。结果表明，祁连山地区NDVI高值区主要集中在东段（0.6～0.8），并自东向西逐渐减小。过去40 a，祁连山地区NDVI整体呈增加趋势，主要由于生长季NDVI的显著增加，而在非生长季，祁连山中、东部部分地区NDVI呈减小趋势。祁连山地区NDVI的变化与气温、降水整体呈正相关关系，但生长季NDVI与降水在祁连山东部部分地区呈负相关，非生长季NDVI与气温在祁连山西部部分地区呈负相关。祁连山夏季NDVI与对应时段气温和降水之间存在显著耦合模态，气温和降水的增加整体上对NDVI增加有益，但祁连山东部地区生长季NDVI增加主要由气温升高所致。

关键词：植被 NDVI 气候变化耦合模态祁连山

不同初边界场对一次超级单体过程模拟影响的研究

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高原气象 2023年第2期42卷 435-447页

作者：王思祺张文韬王澄海中国国际航空股份有限公司运行控制中心北京101312 甘肃省气候资源与防灾减灾重点实验室兰州大学大气科学学院甘肃兰州730000

使用不同初边界场驱动WRFv4.3模拟了2021年8月9日北京地区发生的一次超级单体过程,检验了大尺度初边界值场对中小尺度模拟的差异,并分析了其机理。结果表明,FNL、GDAS和ERA-5三种再分析资料的时空温压场结构在东亚地区存在差异,导致了WR... 详细信息

使用不同初边界场驱动WRFv4.3模拟了2021年8月9日北京地区发生的一次超级单体过程,检验了大尺度初边界值场对中小尺度模拟的差异,并分析了其机理。结果表明,FNL、GDAS和ERA-5三种再分析资料的时空温压场结构在东亚地区存在差异,导致了WRF模拟的要素场出现差异。和站点观测资料相比,FNL资料分辨率较低,对影响系统的描述较差,模拟的超级单体过程衰减过快;ERA-5资料误差较小,尤其在对流层低层850 hPa与观测偏差在三种再分析资料中最小,低层水汽辐合模拟偏差减小,较好地再现了超级单体范围。结果也表明,模式初始时刻越接近超级单体发生时刻,模拟的拟合程度越高,表明对于移速快的天气系统,初边界场的更新要和天气系统移动速度相匹配,这和系统内部存在的重力波活动有关;大尺度初边界的质量对天气过程的模拟非常重要,而天气系统本身的中小尺度特性决定了中尺度模式模拟的成功与否。

关键词：初边界场 WRF模式超级单体时空结构

夏季南亚高压位置与青藏高原降水年际变化的关系研究

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高原气象 2023年第1期42卷 60-67页

作者：朱羿洁张飞民杨耀先王澄海甘肃省气候资源开发及防灾减灾重点实验室兰州大学地球系统模式发展研究中心兰州大学大气科学学院甘肃兰州730000 中国科学院西北生态环境资源研究院/寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院西北生态环境资源研究院那曲高寒气候环境观测研究站西藏那曲852000

通过合成分析、动力诊断和数值模拟,研究了夏季南亚高压位置与青藏高原降水年际变化的关系,并分析了水汽输送和高原非绝热加热的特征及作用。结果表明:南亚高压位置偏东南(西北)时,对应着高原东部水汽辐合(散)显著、水汽输送显著偏强(... 详细信息

通过合成分析、动力诊断和数值模拟,研究了夏季南亚高压位置与青藏高原降水年际变化的关系,并分析了水汽输送和高原非绝热加热的特征及作用。结果表明:南亚高压位置偏东南(西北)时,对应着高原东部水汽辐合(散)显著、水汽输送显著偏强(弱),而高原西南部水汽辐散(合)显著,是造成高原东部降水显著偏多(少)、高原西南部降水显著偏少(多)的重要原因。高原东部大气凝结潜热加热异常有助于南亚高压位置与高原降水关系的维持。南亚高压位置偏东南(西北)时,高原西北部降水显著偏多(少),与该地区地表潜热偏强(弱)、大气低层位势高度偏低(高)有关,但并不显著。

关键词：青藏高原夏季降水南亚高压年际变化

青藏高原季节冻融过程与东亚大气环流关系的研究

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地球物理学报 2003年第3期46卷 309-316页

作者：王澄海董文杰韦志刚中国科学院寒区旱区环境与工程研究所中国科学院大气物理研究所北京100029

利用青藏高原 46个气象站的最大冻土深度观测资料、中国 16 0个气象站降水资料和NCAR NCEP资料 ,对青藏高原冻土的季节性冻融过程进行合成分析 ,发现青藏高原土壤的季节冻融过程对青藏高原上空及东亚大气环流有显著的影响 ,在高原最大... 详细信息

利用青藏高原 46个气象站的最大冻土深度观测资料、中国 16 0个气象站降水资料和NCAR NCEP资料 ,对青藏高原冻土的季节性冻融过程进行合成分析 ,发现青藏高原土壤的季节冻融过程对青藏高原上空及东亚大气环流有显著的影响 ,在高原最大冻土深度较小的年份中 ,7月份 ,南亚高压强且偏西 ,5 0 0hPa印度低压强 ,西太平洋副热带高压弱且偏东 ,高原南部的东风较强 ;最大冻土深度较大的年份 ,南亚高压弱且偏东 ,印度低压弱 ,西太平洋副热带高压强且偏西 .在不同的冻融年份 ,85 0hPa上纬向风的差异显著区反映了西南季风的活动 .最大冻土深度与中国夏季 ( 7月份 )降水有 3条显著相关带 ,雨带的分布与中国夏季平均雨带相吻合 .由此 ,青藏高原季节冻融过程引起的水热变化是影响东亚气候的一个重要外源 .

关键词：冻融过程东亚大气环流异常南亚高压青藏高原

1980-2019年青藏高原积雪深度时空差异性分析

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冰川冻土 2022年第3期44卷 810-821页

作者：王芝兰张飞民王澄海孙旭映吕春艳兰州大学大气科学学院/甘肃省气候资源开发及防灾减灾重点实验室甘肃兰州730000 中国气象局兰州干旱气象研究所/甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室甘肃兰州730020 贵州省铜仁市气象局贵州铜仁554300

积雪是地表特征的重要参数,其对辐射收支、能量平衡及天气和气候变化有重要影响。利用1980-2019年被动微波遥感积雪深度资料对青藏高原积雪时空特征进行分析,在此基础上将高原划分为东部、南部、西部及中部4个区域,并分区域讨论了多时... 详细信息

积雪是地表特征的重要参数,其对辐射收支、能量平衡及天气和气候变化有重要影响。利用1980-2019年被动微波遥感积雪深度资料对青藏高原积雪时空特征进行分析,在此基础上将高原划分为东部、南部、西部及中部4个区域,并分区域讨论了多时间尺度积雪的变化特征及其与气温、降水的相关关系。结果表明:不同区域积雪深度在不同时间尺度的变化特征存在差异,高原东部积雪深度累积和消融的速率比西部快,南部积雪深度累积和消融速率比中部快。季节尺度上,冬季积雪高原东部最大,中部最小;春季积雪高原东部消融速率最大,西部积雪消融较慢但积雪深度最大;夏季高原西部仍有积雪存在。年际尺度上,各区域积雪深度在1980-2019年均呈现缓慢下降趋势,但东部积雪减少不显著;高原东部积雪深度在1980-2019年呈现出增加-减少-增加-减少的变化,其余3区均呈现出减少-增加-减少-增加-减少的变化。不同区域积雪深度对气温、降水的响应不同,高原东部和中部积雪深度与气温相关性较好;各区域积雪深度与降水呈不显著的正相关关系。

关键词：积雪深度青藏高原空间差异多时间尺度

过去近60 a黄河流域降水时空变化特征及未来30 a变化趋势

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干旱区研究 2022年第3期39卷 708-722页

作者：王澄海杨金涛杨凯张飞民张晟宁李课臣杨毅甘肃省气候资源开发及防灾减灾重点实验室兰州大学黄河流域绿色发展研究院兰州大学地球系统模式发展研究中心兰州大学大气科学学院甘肃兰州730000

近60 a来,黄河流域的气候发生了明显的改变,对流域地表水文、生态等过程产生了显著影响。利用1961—2018年黄河流域气象站观测的降水资料,分析了近60 a黄河流域降水时空变化特征,在此基础上,利用CMIP6模式中SSP245情景下未来30 a(2018—... 详细信息

近60 a来,黄河流域的气候发生了明显的改变,对流域地表水文、生态等过程产生了显著影响。利用1961—2018年黄河流域气象站观测的降水资料,分析了近60 a黄河流域降水时空变化特征,在此基础上,利用CMIP6模式中SSP245情景下未来30 a(2018—2047年)的预估结果,结合基于周期叠加的统计预估方法,对未来30 a黄河流域降水的可能变化趋势进行了预估。结果表明:黄河流域降水存在明显的年内、年际和年代际变化特征,显著振荡周期为2~4 a。在整个流域上,年和季节降水在年际尺度上表现出同位相变化特征,而年际变化异常显著区域不同。黄河流域年降水量的变率受季节降水的调制,夏季的降水多而呈现出强烈的区域性,而冬季降水少且全流域变化差异较小;黄河源区的降水在年内和年际尺度上都具有很好的稳定性;流域内受夏季风活动影响区域内的降水减少,受冬季风影响区域内的降水增加。黄河源区过去60 a的年降水表现出20.96 mm·(10a)^(-1)的增加趋势;预计未来30 a,年降水将以11.53~17.62 mm·(10a)^(-1)的速率继续增加;河套地区的年降水在过去60 a持续增加,增速为2.71 mm·(10a)^(-1),未来年降水也会增加,但增长速率趋为平缓,约为0.52 mm·(10a)^(-1);黄河下游地区过去60 a的降水呈现出减少趋势,未来仍会以5.46 mm·(10a)^(-1)的速率减少。

关键词：黄河流域降水变化特征周期叠加外推 CMIP6

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中美研究型大学学生创新意识培养的差异

中国大学教学 2012年第12期 88-89,34页

作者：王澄海兰州大学大气科学学院

本文通过对美国两所高校大气科学专业的课程设置与教学过程的分析,就中美研究型大学对学生创新意识培养的差异做了比较,介绍了美国高校"荣誉"课程的设置、特色及其在学生创新思维培养过程中的作用,并和我国研究型大学开展的"课外科技学... 详细信息

本文通过对美国两所高校大气科学专业的课程设置与教学过程的分析,就中美研究型大学对学生创新意识培养的差异做了比较,介绍了美国高校"荣誉"课程的设置、特色及其在学生创新思维培养过程中的作用,并和我国研究型大学开展的"课外科技学术活动"进行了对比。基于对中、美研究型大学教学过程中学生创新意识培养差异的探讨,旨在为我国研究型大学建设中改进教学过程和课程设置工作提供借鉴。

关键词：创新意识 “荣誉”课程本科教学研究型大学

北半球季节性冻融区与北半球夏季降水关系的研究

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冰川冻土 2020年第1期42卷 53-61页

作者：蒋靖海王澄海兰州大学地球系统模式发展研究中心/大气科学学院甘肃兰州730000

针对冻融过程引起的土壤湿度异常与北半球夏季降水的关系,基于1981-2010年ERA5的月降水和土壤湿度资料,采用奇异值分解(SVD)方法,分析了北半球季节性冻融区春季土壤湿度和北半球夏季降水的年际变化特征以及它们之间的相关关系。结果表明... 详细信息

针对冻融过程引起的土壤湿度异常与北半球夏季降水的关系,基于1981-2010年ERA5的月降水和土壤湿度资料,采用奇异值分解(SVD)方法,分析了北半球季节性冻融区春季土壤湿度和北半球夏季降水的年际变化特征以及它们之间的相关关系。结果表明:北半球季节性冻融区春季土壤湿度年际变化的大值区与北半球夏季降水年际变化的显著区之间存在较好的对应关系;季节性冻融区春季土壤湿度与夏季降水之间存在着指数函数变化关系,在北美西部、西亚以及东亚的大部分地区,春季土壤湿度与夏季降水呈显著的正相关,表明季节性冻融区春季土壤湿度的增加会引起该地区夏季降水的增加。

关键词：季节性冻融区土壤湿度降水 SVD