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青藏高原季风演变及其气候效应综述

高原气象 2021年第6期40卷 1294-1303页

作者：樊威伟胡泽勇荀学义杨耀先于海鹏付春伟吴笛中国科学院西北生态环境资源研究院/中国科学院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心北京100101 中国科学院大学北京100049 内蒙古大学生态与环境学院内蒙古呼和浩特010021

青藏高原季风是在高原热力作用影响下形成的冬夏相反的盛行风系,是青藏高原气候的主宰者,对高原能量与水分循环和转换起着至关重要的作用,并深刻影响着高原及亚洲气候与环境的形成和演变。对高原季风及其气候环境效应的研究不仅是深入... 详细信息

青藏高原季风是在高原热力作用影响下形成的冬夏相反的盛行风系,是青藏高原气候的主宰者,对高原能量与水分循环和转换起着至关重要的作用,并深刻影响着高原及亚洲气候与环境的形成和演变。对高原季风及其气候环境效应的研究不仅是深入理解高原环境和气候变化、水分和能量循环的需要,同时也符合国家生态文明建设与社会经济发展的要求。本文从高原季风的多尺度变率、影响高原季风的动力和热力因子及其气候与环境效应角度回顾评估了高原季风的研究进展,并梳理出未来亟待解决的科学问题。已有的研究表明,高原季风的形成是青藏高原隆升到抬升凝结高度的必然结果,同时也是第四纪开始的重要标志。青藏高原季风多尺度变率受高原局地热力作用以及高原外太平洋海温、北极涛动和中高纬遥相关波列调控。青藏高原气候效应主要体现在对高原及其周边地区气候格局及其变化的影响。最后,讨论和展望了高原季风研究的问题和方向:青藏高原复杂下垫面陆面过程对高原季风的影响研究有待加强,全球变化背景下高原季风对高原增暖的响应及其成因还需要更加深入分析。

关键词：青藏高原季风多尺度变率热力作用气候效应

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高原季风特征及其与东亚夏季风关系的研究

高原气象 2019年第3期38卷 518-527页

作者：王奕丹胡泽勇孙根厚谢志鹏严晓强郑汇璇付春伟中国科学院西北生态环境资源研究院/中国科学院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心北京100101 中国科学院大学北京100049 中山大学大气科学学院广东广州510275 中国科学院青藏高原研究所北京100101 成都气象局四川成都610071

利用ERA-Interim的位势高度场、温度场和风场再分析资料,计算了1988-2017年的传统高原季风指数(Trational Plateau Monsoon Index,TPMI)和动态高原季风指数(Dynamic Plateau Monsoon Index,DPMI),分析了高原季风的空间分布特征和时间演变规律,结合东亚夏季风指数(East Asian Summer Monsoon Index,EASMI),探讨了高原季风与东亚季风的关系。研究表明:(1)高原夏季风从4月开始形成,暖性低值系统在高原上生成;6月暖性低压系统中心形成并达到最强,此时高原夏季风强度也达到最大;10月暖性闭合低压系统向东北方向移动且强度也随之减弱并退出,高原夏季风结束。(2)DPMI和EASMI具有明显的年际变化特征,在关键年高原夏季风和东亚夏季风的强度表现一致。(3)中纬度受东亚季风所影响区域的位势高度场和青藏高原区域的位势高度场均处于同一正相关区域,而且超前两个月的DPMI同EASMI的相关系数最大,表明高原夏季风对东亚夏季风具有一定的指示意义。(4)东亚夏季风经圈环流受高原温度场变化的影响而移动,高原夏季风的低压系统与高原温度场关系密切。

关键词：青藏高原高原季风东亚夏季风季风指数

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那曲地区两种空间尺度感热通量的对比分析

高原气象 2016年第2期35卷 285-296页

作者：孙根厚胡泽勇王介民刘火霖谢志鹏蔺筠黄芳芳中国科学院寒区旱区环境与工程研究所寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室兰州730000 中国科学院大学北京100049 中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心北京100101

利用中国科学院那曲高寒气候环境研究观测站那曲/BJ观测点2010年涡动相关仪(EC)和大孔径闪烁仪(LAS)数据,MODIS的地表温度(LST)和归一化植被指数(NDVI)产品,结合印痕方法分析了由EC和LAS数据计算得到的感热通量的差异及造成这种差异的... 详细信息

利用中国科学院那曲高寒气候环境研究观测站那曲/BJ观测点2010年涡动相关仪(EC)和大孔径闪烁仪(LAS)数据,MODIS的地表温度(LST)和归一化植被指数(NDVI)产品,结合印痕方法分析了由EC和LAS数据计算得到的感热通量的差异及造成这种差异的可能原因,研究了两种空间尺度下地表温度和土壤含水量对感热通量的影响。结果表明:干季和雨季时,EC与LAS的感热通量(H_EC和H_LAS)总体而言具有较好的一致性,其差异的主要原因是风向造成印痕差异;7月的感热通量与净辐射、风向的时间序列分析表明,云遮蔽导致的净辐射空间分布不均匀是造成H_EC和H_LAS差异的另一个重要原因;EC和LAS的印痕加权LST平均值与两者感热通量的统计分析表明,印痕内加权LST越高,感热通量越大;对雨季时的EC和LAS印痕内加权NDVI平均值表明,印痕加权NDVI越大,感热通量与净辐射之比越小;EC和LAS两种通量结果分析表明,空间尺度对藏北地区半小时尺度和月尺度感热通量结果都有较大影响。

关键词：那曲地区感热通量空间尺度 EC和LAS 印痕分析

基于激光雷达和航空器报告识别低空风切变及其演变过程研究

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高原气象 2023年第5期42卷 1338-1350页

作者：丁婕张镭胡泽勇王介民张开俊梁捷宁王元张志达徐丽丽王瑾蔡涛半干旱气候变化教育部重点实验室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 中国民用航空西北地区空中交通管理局甘肃分局甘肃兰州730087 中国科学院大学北京100049 兰州大学西部生态安全省部共建协同创新中心甘肃兰州730000 兰州中心气象台甘肃兰州730020

低空风切变是影响航空安全和高效运行的重要因素。中川机场作为山地型内陆机场,受复杂地形和天气系统影响,风切变发生频率高且多发于夏季。本文根据航空器报告统计分析2009-2018年中川机场低空风切变事件的时空分布特征,采用基于测风激... 详细信息

低空风切变是影响航空安全和高效运行的重要因素。中川机场作为山地型内陆机场,受复杂地形和天气系统影响,风切变发生频率高且多发于夏季。本文根据航空器报告统计分析2009-2018年中川机场低空风切变事件的时空分布特征,采用基于测风激光雷达(Windcube 400s-at)资料的风切变识别方法对比了固定窗口法和自适应窗口法的识别效果,并探究了该地区风切变三维结构的连续演变和空间分布特征。研究表明,近十年中川机场低空风切变事件发生频次的增长率大于航班量的增长率;受天气影响,低空风切变事件峰值出现于4-7月和8-10月;67.2%低空风切变事件伴随对流天气,多发生于午后200 m高度以下,危险性高、风切变强度受对流天气强度影响。相比于固定窗口法,自适应窗口法识别范围更大,更适用于风切变三维结构连续演变的研究。该区域风切变垂直空间分布低,水平尺度多为1000~1500 m和2000~2600 m,过程持续时间多在20 min内,移动方向主要受背景风影响。本文研究结果有助于进一步了解该区域风切变的特征,为低空风切变识别、演变机理和预报预警等提供参考。

关键词：测风激光雷达低空风切变航空气象中川机场

青藏高原热源对我国旱区气候异常影响研究进展

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高原气象 2023年第2期42卷 257-271页

作者：罗红羽于海鹏胡泽勇杨耀先蔡英谷良雷樊威伟付春伟吴笛王冠添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 中国科学院大学北京100049

青藏高原热源作用加强了我国旱区气候背景的形成和维持,同时也对我国旱区的气候异常产生重要影响。深入认识高原热源变化与我国旱区气候异常之间的联系,对于维系旱区生态安全、防范重大气象灾害、促进区域可持续发展具有重要意义。本文... 详细信息

青藏高原热源作用加强了我国旱区气候背景的形成和维持,同时也对我国旱区的气候异常产生重要影响。深入认识高原热源变化与我国旱区气候异常之间的联系,对于维系旱区生态安全、防范重大气象灾害、促进区域可持续发展具有重要意义。本文回顾和梳理了当前关于高原热源对我国旱区气候异常影响的相关研究,包括高原热源的气候特征、高原热源对我国旱区气候异常的影响以及高原热源前期信号对我国旱区气候的预测作用。已有研究表明,高原热源的时空分布特征具有显著的季节性、区域性以及时间阶段性差异,通过调控高原北侧经圈环流、南亚高压、西风急流、纬向行星波等环流系统可对我国旱区气候异常产生影响;同时,高原积雪、冻土等通过陆面过程改变地表能量平衡和土壤水热传输影响高原热源,可作为前期信号运用于旱区夏季降水预测。最后,在总结已有研究进展和成果的基础上,对今后高原热源对我国旱区气候异常影响的研究方向做了展望,即在全球变暖背景下高原热源的时空变化规律仍存在很大不确定性,高原热源影响我国旱区气候异常的途径目前尚不全面,二者之间的内在影响机制仍有待进一步研究。

关键词：青藏高原热源干旱区半干旱区气候异常

那曲地区不同季节陆面过程与大气边界层演变耦合关系的对比分析

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高原气象 2023年第6期42卷 1361-1371页

作者：王冠添胡泽勇孙根厚杨耀先谷良雷付春伟樊威伟吴笛牛瑞佳罗红羽中国科学院西北生态环境资源研究院/中国科学院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室甘肃兰州730000 那曲高寒气候环境西藏自治区野外科学观测研究站西藏那曲852000 中国科学院大学北京100049 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519080

陆面过程与大气边界层之间耦合关系是理解青藏高原热力效应的关键环节和难点之一。本文基于那曲高寒气候环境观测研究站2019年5月、7月和10月地面及探空观测数据分析了青藏高原那曲地区地表能量收支及大气温湿垂直廓线的日变化和季节差... 详细信息

陆面过程与大气边界层之间耦合关系是理解青藏高原热力效应的关键环节和难点之一。本文基于那曲高寒气候环境观测研究站2019年5月、7月和10月地面及探空观测数据分析了青藏高原那曲地区地表能量收支及大气温湿垂直廓线的日变化和季节差异,探讨了该地区干湿季大气边界层高度的演变规律。结果表明,在5月观测期间内受日间净辐射强度变化的影响,对流边界层在晴天较高,为2842 m;阴天较低,为1481 m,强对流天气也可能使其在低层转变成稳定边界层。同时,位于近地层大气的感热和潜热交换为大气边界层的维持和发展提供了能量支持,位温和比湿垂直廓线能够正确反映出那曲地区大气边界层高度的季节性差异,对流边界层高度在5月最高、10月次之、7月最低,而稳定边界层在7月最高、5月次之、10月最低。

关键词：青藏高原那曲地区边界层高度探空资料

青藏高原近60年来气候变化及其环境影响研究进展

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高原气象 2022年第1期41卷 1-10页

作者：杨耀先胡泽勇路富全蔡英于海鹏郭瑞霞付春伟樊威伟吴笛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 中国科学院大学北京100049

作为全球能量水分循环的关键区域,青藏高原(下称高原)气候变化对高原及周边地区气候与环境变化具有重要影响。本文从高原表面增暖、辐射变化、降水的多尺度变率、表面风速及环境变化方面回顾了高原近60年来气候变化及其环境效应与物理... 详细信息

作为全球能量水分循环的关键区域,青藏高原(下称高原)气候变化对高原及周边地区气候与环境变化具有重要影响。本文从高原表面增暖、辐射变化、降水的多尺度变率、表面风速及环境变化方面回顾了高原近60年来气候变化及其环境效应与物理机制的研究进展,并基于再分析和台站观测资料讨论了近10余年来高原表面温度和风速变化的特征及原因。最后,就高原气候变化研究亟待解决的科学问题进行了梳理与展望。研究表明:(1)相较于北半球增暖,高原增暖发生时间早,增温速率大。海拔依赖型增暖和年代际大气增湿导致晴空向下长波辐射的增强是高原表面增暖的主要原因。近10余年来,高原东部地区表面温度主要以年际变化为主。(2)受持续增暖和年际、年代际尺度的海温与大气环流异常影响,高原不同季节和区域的降水呈现出多尺度变化特征。(3)在高原与中高纬度地区增暖的经向差异及大尺度环流异常的影响下,高原表面风速在年代际尺度上变化显著。(4)高原环境变化主要表现为湖泊扩张、多年冻土退化、植被返青期总体提前;受高原降水的年代际变化影响,自20世纪90年代以来,高原西部冰川趋于稳定甚至部分恢复,而东南部地区冰川持续退缩;夏季风系统的季节和季节内变化对高原植被生长和返青期的时空变化有较好的指示意义。(5)不同季节和区域表面温度和风速变化的机理研究和数值模拟需进一步深化;提高气候模式对高原温度和降水的模拟性能仍是重要研究内容;高原高分辨率的区域气候模拟与资料同化的研究亟待加强。

关键词：青藏高原气候变化环境影响

黑河流域遥感-地面观测同步试验：科学目标与试验方案

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地球科学进展 2008年第9期23卷 897-914页

作者：李新马明国王建刘强车涛胡泽勇肖青柳钦火苏培玺楚荣忠晋锐王维真冉有华中国科学院寒区旱区环境与工程研究所甘肃兰州730000 中国科学院遥感应用研究所北京100101

介绍了黑河流域遥感—地面观测同步试验的科学背景、科学问题、研究目标以及观测试验方案和观测系统布置。总体目标是,开展航空—卫星遥感与地面观测同步试验,为发展流域科学积累基础数据;发展能够融合多源遥感观测的流域尺度陆面数据... 详细信息

介绍了黑河流域遥感—地面观测同步试验的科学背景、科学问题、研究目标以及观测试验方案和观测系统布置。总体目标是,开展航空—卫星遥感与地面观测同步试验,为发展流域科学积累基础数据;发展能够融合多源遥感观测的流域尺度陆面数据同化系统,为实现卫星遥感对流域的动态监测提供方法和范例。以具备鲜明的高寒与干旱区伴生为主要特征的黑河流域为试验区,以水循环为主要研究对象,利用航空遥感、卫星遥感、地面雷达、水文气象观测、通量观测、生态监测等相关设备,开展航空、卫星和地面配合的大型观测试验,精细观测干旱区内陆河流域高山冰雪和冻土带、山区水源涵养林带、中游人工绿洲及天然荒漠绿洲带的水循环和生态过程的各个分量;并且以航空遥感为桥梁,通过高精度的真实性验证,发展尺度转换方法,改善从卫星遥感资料反演和间接估计水循环各分量及与之密切联系的生态和其他地表过程分量的模型和算法。由寒区水文试验、森林水文试验和干旱区水文试验,以及一个集成研究——模拟平台和数据平台建设组成。拟观测的变量划分为5大类,分别是水文与生态变量、驱动数据、植被参数、土壤参数和空气动力参数。同步试验在流域尺度、重点试验区、加密观测区和观测小区4个尺度上展开。布置了加密的地面同步观测、通量和气象水文观测、降雨、径流及其他水文要素观测网络;使用了5类机载遥感传感器,分别是微波辐射计、激光雷达、高光谱成像仪、热红外成像仪和多光谱CCD相机;获取了丰富的可见光/近红外、热红外、主被动微波、激光雷达等卫星数据。

关键词：遥感试验寒区水文干旱区水文森林水文黑河流域

藏北高原典型草甸下垫面与HEIFE沙漠区辐射平衡气候学特征对比分析

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太阳能学报 2003年第4期24卷 453-460页

作者：钱泽雨胡泽勇杜萍马耀明石川裕彦中国科学院寒区旱区环境与工程研究所兰州730000 兰州大学资源环境学院大气科学系兰州730000 日本京都大学防灾研究所日本京都府宇治市

利用中日合作"全球能量与水分平衡试验青藏高原季风试验(GAME Tibet)"和中日合作"黑河地区地—气相互作用野外观测实验研究(HEIFE)"IOP、FOP资料,计算分析了藏北高原典型草甸下垫面安多站和HEIFE沙漠站的辐射平衡各相关特征量时频变化... 详细信息

利用中日合作"全球能量与水分平衡试验青藏高原季风试验(GAME Tibet)"和中日合作"黑河地区地—气相互作用野外观测实验研究(HEIFE)"IOP、FOP资料,计算分析了藏北高原典型草甸下垫面安多站和HEIFE沙漠站的辐射平衡各相关特征量时频变化的气候学特征。结果表明:无论是高原安多站还是黑河沙漠站,夏季均出现超太阳常数现象(只是安多更为明显);总辐射、大气逆辐射、地表长波辐射、地表有效辐射和地表辐射平衡等的日变化(晴天)无论是安多站还是沙漠站均表现为早晚出现最小值而正午附近(地方时)达到最大值,而地表反照率的日变化(晴天)相反表现为早晚大而正午附近小的规律;上述各分量均表现有程度不等的季节变化规律:总辐射、大气逆辐射、地表长波辐射和地表辐射平衡均表现为夏半年增大达到最大值百而冬半年降低量出现最小值;另外,大气长波辐射、地表有效辐射和地表反照率在沙漠站的年际变化的振幅较安多站更为显著和有规律。

关键词：青藏高原 HEIFE 草甸下垫面辐射平衡气候学特征