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An overview of soil moisture drought research in{1.:Progress and perspective

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atmospheric and Oceanic Science Letters 2023年第2期16卷 22-27页

作者： Aihui wang Xin Ma nansen-{1. {2. research Centre Institute of Atmospheric PhysicsChinese Academy of SciencesBeijingChina College of Earth and Planetary Sciences University of Chinese Academy of SciencesBeijingChina

论文回顾了中国土壤湿度干旱(SMD)历史重建和季节预测研究进展,并对未来研究进行了展望,自1.50s年代以来,全国整体干旱频率增加,持续时间延长,且有明显区域特征.SMD预测多是利用土壤湿度与气候变量之间的统计关系,而少量基于动力学方法... 详细信息

论文回顾了中国土壤湿度干旱(SMD)历史重建和季节预测研究进展,并对未来研究进行了展望,自1.50s年代以来,全国整体干旱频率增加,持续时间延长,且有明显区域特征.SMD预测多是利用土壤湿度与气候变量之间的统计关系,而少量基于动力学方法的干旱预测研究强调了初始条件和大气强迫数据对季节尺度干旱预测的重要性,本论文提出:1.加强多时间尺度,跨区域的SMD研究;2.联合气候预测系统,陆面模式和多源土壤湿度数据研制SMD预测系统。

关键词：土壤湿度干旱重建预测展望

Impact of global sea surface temperature on the recent early winter Arctic tropospheric warming in coordinated large ensemble simulations

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atmospheric and Oceanic Science Letters 2021年第1期14卷 57-62页

作者： Lutao wang Yongqi Gao Dong Guo Tao wang Ying Zhang Wei Hua School of atmospheric Science Chengdu University of Information TechnologyChengduChina nansen-{1. {2. research center Institute of Atmospheric PhysicsChinese Academy of SciencesBeijingChina nansen Environmental and Remote Sensing {1. and Bjerknes Centre for Climate {2. BergenNorway Climate Change research {1. Chinese Academy of SciencesBeijingChina Joint Laboratory for Climate and Environmental Change Chengdu University of Information TechnologyChengduChina Collaborative Innovation center on Forecast and Evaluation of Meteorological Disasters Nanjing University of Information Science and TechnologyNanjingChina

Coordinated numerical ensemble experiments with six different state-of-the-art atmosphere models were used to evaluate and quantify the impact of global SST(from reanalysis data)on the early winter Arctic warming during *** sets of experiments were designed:in the first set(EXP1.,OISSTv2.daily sea-ice concentration and SST variations were used as the lower boundary forcing,while in the second set(EXP2.the SST data were replaced by the daily SST *** the results,the multi-model ensemble mean of EXP1.showed a nearsurface(~850 hPa)warming trend of 0.4℃/1. yr,which was 80%of the warming trend in the *** simulated warming trend was robust across the six models,with a magnitude of 0.36-0.50℃/1. *** global SST could explain most of the simulated warming trend in EXP1.in the mid and low troposphere over the Arctic,and accounted for 58%of the simulated near-surface *** results also suggest that the uppertropospheric warming(~2.0 hPa)over the Arctic in the reanalysis is likely not a forced signal;rather,it is caused by natural climate *** source regions that can potentially impact the early winter Arctic warming are explored and the limitations of the study are discussed.

关键词： Arctic warming Sea surface temperature Multi-model coordinated experiment Eliassen-Palm flux Planetary wave

新冠肺炎疫情期间中国人为碳排放和大气污染物的变化

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大气科学学报 2020年第2期43卷 265-274页

作者：乐旭雷亚栋周浩刘竹胡斯勒图蔡兆男林金泰江志红廖宏南京信息工程大学江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室/大气环境与装备技术协同创新中心/环境科学与工程学院江苏南京210044 中国科学院大气物理研究所中国科学院气候变化研究中心北京100029 清华大学地球系统科学系北京100084 中国科学院空天信息创新研究院北京100010 中国科学院大气物理研究所中层大气和全球环境探测重点实验室北京100029 北京大学物理学院大气与海洋科学系北京100871 南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044

利用行业经济活动数据、1.580个地面监测站和6套卫星反演数据,分析了我国新冠肺炎疫情期间人为碳排放和主要大气污染物的变化。与2.1.年第一季度相比,2.2.年同期我国碳排放降低9.8%,其中交通部门降幅最大达到43.4%。与2.1.年2.3月相比,... 详细信息

利用行业经济活动数据、1.580个地面监测站和6套卫星反演数据,分析了我国新冠肺炎疫情期间人为碳排放和主要大气污染物的变化。与2.1.年第一季度相比,2.2.年同期我国碳排放降低9.8%,其中交通部门降幅最大达到43.4%。与2.1.年2.3月相比,疫情期间全国地表臭氧浓度同比升高1.9 nL/L(5%),其中华北平原以降低为主,东南部地区以上升为主。PM2.5浓度同比下降1..6μg·m^-3(2..9%),其中长三角降幅最大。二氧化氮(NO2.的地面浓度和对流层柱浓度在京津冀、珠三角和长三角都降低2.%~30%,体现了高低层的一致性。地面一氧化碳(CO)浓度同比降低1.%,而对流层CO柱浓度升高2.5%,可能原因是境外生物质燃烧输送提升了我国南方高层大气的CO浓度。中东部地区气溶胶光学厚度显著降低,导致地表晴空短波辐射同比升高1..6 W·m^-2.9.6%)。

关键词：新冠肺炎疫情人为碳排放大气污染臭氧 PM2.5 葵花8

Model Projections of East Asian Summer Climate under the ‘Free Arctic’ Scenario

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atmospheric and Oceanic Science Letters 2010年第3期3卷 176-180页

作者： wang Hui-Jun Zhang Ying nansen-{1. {2. research center Institute of Atmospheric Physics Chinese Academy of Sciences Beijing 100029 China Climate Change research {1. Institute of Atmospheric Physics Chinese Academy of Sciences Beijing 100029 China

This paper addresses the ‘ice-free Arctic’ issue under the future global warming scenario. Four coupled climate models used in the third phase of the Coupled Model Intercomparison Project (CMIP3) were selected to project summer climate conditions over East Asia once the Arctic becomes ice-free. The models project that an ice-free Arctic summer will begin in the 2.60s under the SRESA1. (according to IPCC Special Reports on Emissions Scenarios) simulations. Our results show that the East Asian summer monsoons will tend to be stronger and that the water vapor transport to central northern china will be strengthened, leading to increased summer precipitation in central northern china. The models also project an intensified Antarctic Oscillation, a condition which favors increased precipitation in South china’s Yangtze River Valley. The overall precipitation in Northwest china is projected to increase under ice-free Arctic summer conditions.

关键词： ice-free Arctic East Asian monsoon global warming projections

澜沧江-湄公河流域径流与气候因子变化的季节差异特征研究

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大气科学学报 2020年第6期43卷 1031-1041页

作者：刘松楠汪君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江苏南京210044 中国科学院大气物理研究所竺可桢-南森国际研究中心北京100029

根据DELWARE温度和降水数据、GLDAS蒸散发数据和湄公河干流9个水文站的实测径流,采用回归分析、均值T检验和低通滤波,分析了该流域气候和径流在1.50-2.1.年间的变化情况,经分析表明流域内气候和径流在研究时段内有较大变化,而且在不同... 详细信息

根据DELWARE温度和降水数据、GLDAS蒸散发数据和湄公河干流9个水文站的实测径流,采用回归分析、均值T检验和低通滤波,分析了该流域气候和径流在1.50-2.1.年间的变化情况,经分析表明流域内气候和径流在研究时段内有较大变化,而且在不同的月份呈现不同的变化特征。流域年平均温度整体呈增加趋势,2.08年后的平均温度相对2.08年前平均温度有显著增加;流域年平均降水的变化幅度不大;流域平均蒸散发在1.月-次年2.呈下降趋势,其他月份呈增加趋势,2.08-2.1.年月平均蒸散发与1.50-2.07年月平均蒸散发相比大幅提升,尤其是在6-1.月;湄公河流域年径流没有显著变化,但径流在1.月-次年4月呈上升趋势,7-1.月呈下降趋势,其中,上升趋势比下降趋势显著,1.4月径流上升趋势在2.08年之后更为显著;最小径流在2.08年后有显著增加趋势,最大径流在2.08年后呈下降趋势;年流量逆转次数自2.世纪90年代起有明显升高趋势。通过比较温度、降水、蒸散发和径流在不同时间段的变化情况,可以看出径流在2.08年后变化趋势和气候自然变化关系不显著,但可能跟大坝蓄水能力显著提高等人为活动有较大关系。

关键词：澜沧江-湄公河温度降水蒸散发径流

高分辨率统计降尺度数据集NEX- GDDP对中国极端温度指数模拟能力的评估

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气象学报 2019年第3期77卷 579-593页

作者：李金洁王爱慧郭东林王丹中国科学院大气物理研究所竺可桢-南森国际研究中心北京100029 中国科学院大学北京100049

利用1.86—2.05年中国地面气象台站观测的格点化逐日气温资料(CN05.1.评估了高分辨率统计降尺度数据集NASA Earth Exchange/Global Daily Downscaled Projections(NEX-GDDP)中2.0}全球气候模式对中国极端温度指数的模拟能力。在选用了... 详细信息

利用1.86—2.05年中国地面气象台站观测的格点化逐日气温资料(CN05.1.评估了高分辨率统计降尺度数据集NASA Earth Exchange/Global Daily Downscaled Projections(NEX-GDDP)中2.0}全球气候模式对中国极端温度指数的模拟能力。在选用了日最低温度最大值(TNx)、日最高温度最大值(TXx)、暖夜指数(TN90p)和暖昼指数(TX90p)来研究极端温度事件的变化。结果显示:(1.除MRI-CGCM3模拟的日最高温度最大值外,其余模式对4个指数的模拟结果均表现出与观测一致的上升趋势,但模拟结果的平均值相对观测平均低0.2.℃/(1. a)(日最低温度最大值)、0.1.℃/(1. a)(日最高温度最大值)、2.2.0}/(1. a)(暖夜指数)、1.04%/(1. a)(暖昼指数)。(2.不同模式对各指数变化趋势空间分布特征的模拟存在较大差别,对日最低温度最大值、日最高温度最大值、暖夜指数和暖昼指数模拟能力最优模式分别为CCSM4、CESM1.BGC、MIROC-ESM-CHEM和bcc-csm1.1.模式模拟的日最低温度最大值和日最高温度最大值气候态平均值与观测值的相关系数在0.97以上。暖夜指数和暖昼指数模拟结果与观测值的标准差比值为0.34—1.58,均方根误差变化为1.6%—3.47%,对这两个指数模拟能力较优的模式分别为MIROC-ESM-CHEM(暖夜指数)和CESM1.BGC(暖昼指数)。(3)综合模式对4个指数在气候态平均值和变化趋势模拟能力的评估结果来看,CanESM2.CESM1.BGC和MIROC-ESM-CHEM显示了相对较高的模拟能力。因此,在利用GDDP-NEX研究未来极端温度事件时,建议将它们作为优选模式。

关键词： NEX-GDDP 极端温度指数模式评估优选模式 CMIP5

基于西南地区台站降雨资料空间插值方法的比较

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气候与环境研究 2019年第1期24卷 50-60页

作者：李金洁王爱慧中国科学院大气物理研究所竺可桢-南森国际研究中心北京100029 中国科学院大学北京100049

以西南地区1.96～2.00年93个气象台站观测的月均降雨量为基础,对各月降雨量进行空间自相关性,变异特征等空间分析后,采用反距离加权法(IDW)和以不同变异函数模型(指数模型、球面模型、高斯模型)为基础的普通克里金(O-Kriging)两种方法... 详细信息

以西南地区1.96～2.00年93个气象台站观测的月均降雨量为基础,对各月降雨量进行空间自相关性,变异特征等空间分析后,采用反距离加权法(IDW)和以不同变异函数模型(指数模型、球面模型、高斯模型)为基础的普通克里金(O-Kriging)两种方法进行空间插值,通过交叉验证结果对两种方法进行分析比对。结果表明:(1.西南地区月均降雨量存在明显的空间集聚现象,并具有显著的空间自相关性和变异特征,可对该研究区域降雨量进行空间插值研究。(2.在O-Kriging插值时,变异函数选用指数模型的效果最好,球面模型次之,高斯模型最差。(3)两种方法对月均降雨量及其极大值和极小值插值时,O-Kriging的插值误差均小于IDW,插值误差整体上与降雨量呈正相关关系。在剔除各月降雨量极大值较为集中的两个站点后进行插值,插值结果的误差均明显降低。(4)对研究区域整体来说,O-Kriging的插值效果优于IDW,但就单个站点来看,结果并非如此。在降雨量的空间插值中,由于研究区域和时间尺度的不同,并不存在绝对的最优方法,应根据实际应用效果选择最适方法。

关键词：降雨量空间插值空间自相关交叉验证

1.61.2.1.年中国西北地区陆地水分收支的年代际变化特征

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大气科学学报 2020年第6期43卷 953-966页

作者：王爱慧缪月陈玥中国科学院大气物理研究所竺可桢-南森国际研究中心(NZC) 北京100029 应急管理部国家自然灾害防治研究院北京100085 中国科学院大学北京100049 兰州大学大气科学学院兰州甘肃730020

利用观测气象数据集(CN05.1.、地表水文数据集(VIC-CN05.1.以及大气再分析数据(JRA55)分析了我国西北地区1.61.2.1.年暖季(5-9月)陆地水分收支的长期和年代际变化特征。通过对陆地水分收支(Land Water Availability,LWA)时间序列作Mann-... 详细信息

利用观测气象数据集(CN05.1.、地表水文数据集(VIC-CN05.1.以及大气再分析数据(JRA55)分析了我国西北地区1.61.2.1.年暖季(5-9月)陆地水分收支的长期和年代际变化特征。通过对陆地水分收支(Land Water Availability,LWA)时间序列作Mann-Kendall突变检验,将1.61.2.1.年划分为3个时段进行进一步分析(P1.1.61.1.78年;P2.1.79-2.08年;P3:2.09-2.1.年)。主要结论如下:在1.61.2.1.年间西北地区LWA呈上升趋势,区域平均的LWA时间序列具有明显的年代际特征。三个时段的LWA距平百分率分别为-5.45%、-0.46%和1..99%,总体表现为“减少-不变-增加”的特征,尤其是近些年地表水资源增加明显。三个时段的LWA距平百分率空间分布差异显著,尤其在新疆中部、甘肃东部和陕西。西北地区总体上水汽通量输送和垂直速度与降水年代际变化特征基本一致,且区域特征明显。西北地区蒸发受降水、向下长波辐射通量和风速变化影响显著。

关键词：西北暖季陆地水分收支LWA Mann-Kendall突变检验水汽输送垂直运动

1.61.2.1.年中国蒸发皿蒸发量时空分布特征及其影响因素

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气候与环境研究 2020年第5期25卷 483-498页

作者：谢睿恒王爱慧华维成都信息工程大学大气科学学院成都610225 中国科学院大气物理研究所竺可桢—南森国际研究中心北京100029

分析了1.61.2.1.年中国1.02.台站的蒸发皿蒸发量(Pan Evaporation,PE)的时空分布特征并探讨了影响PE变化的主要气候因子。结果表明:站点平均PE在全年和四季都呈明显下降趋势,且在1.78年发生了突变。PE在华北平原、新疆、广东、广西及... 详细信息

分析了1.61.2.1.年中国1.02.台站的蒸发皿蒸发量(Pan Evaporation,PE)的时空分布特征并探讨了影响PE变化的主要气候因子。结果表明:站点平均PE在全年和四季都呈明显下降趋势,且在1.78年发生了突变。PE在华北平原、新疆、广东、广西及海南等地呈现出显著的下降趋势,而在福建、浙江和贵州等地为显著上升的趋势。用年平均PE距平场经验正交函数做经验正交函数(EOF)分解得到:在第一模态(EOF1.中,1.81.时间系数由负转正,EOF1.空间模态与PE的变化有较好的一致性;第二模态(EOF2.中PE距平呈南北反向分布,2.02.以后PE在北方减小,在南方增大。通过计算PE与近地面5个气象因子(降水、气温、风速、湿度、日照时数)的偏相关系数后发现:除了降水外,其余4个因子都和PE有很好的相关性。风速与PE为显著正相关,且相关系数最大的区域与EOF1.PE变率最大的区域吻合;相对湿度与PE为显著负相关;PE与气温的相关系数都为正值,且相关系数最大的区域对应于PE显著增加的地区,而与日照时数的相关系数在除春季以外的其他季节都大于0.6。进一步分析发现,风速和日照时数与PE的关系受两个气象因子的线性趋势影响较大,以此推断出PE的下降趋势应该很大程度是受风速和日照时数减小的影响。此外,干旱发生时,PE明显偏大,降水、气温、湿度和日照时数的变化也都对PE增大有明显的贡献,PE对干旱有很好的指示作用。

关键词：中国蒸发皿蒸发量时空分布趋势影响因子干旱