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Evaluation and Projection of Extreme High Temperature Indices in Southwestern China Using NEX-GDDP-CMIP6

Journal of Meteorological Research 2024年第1期38卷 88-107页

作者： Fen ZHANG linxiao wei Yonghua LI Hongyu TANG Tianyu ZHANG Baogang YANG China Meteorological Administration Key Open Laboratory of Transforming Climate Resource to Economy Chongqing Climate CentreChongqing 401147

Based on the recently released NASA Earth Exchange Global Daily Downscaled Projections(NEX-GDDP)Coupled Model Intercomparison Project Phase 6(CMIP6) dataset and the gridded observational daily dataset CN05.1, this study evaluates the performance of 26 CMIP6 models in simulating extreme high temperature(EHT) indices in southwestern China and estimates future changes in the EHT indices under the Shared Socioeconomic Pathways(SSPs) SSP1-2.6, SSP2-4.5, and SSP5-8.5 using 11 optimal CMIP6 models. Five EHT indices are employed:annual maximum value of daily maximum temperature(TXX), high temperature days(T35), warm days(TX90P),heat wave frequency(HWF), and heat wave days(HWD). The main results are as follows.(1) NEX-GDDP-CMIP6 is highly capable of simulating the spatial patterns of TXX and T35 in southwestern China but it presents a weaker ability to simulate the spatial patterns of TX90P, HWF, and HWD.(2) The simulated time series of T35, TX90P, HWF,and HWD in southwestern China exhibit consistent upward trends with the observations. The linear trends of increase in TX90P and HWD are much greater than those of increase in TXX, T35, and HWF.(3) The estimated increases in TXX and T35 in southwestern China are significantly greater in Chongqing and the adjacent areas of Sichuan than in the other regions. Spatial distributions of the increases in TX90P, HWF, and HWD generally show higher values in the west and lower values in the east.(4) In the three different scenarios, the projected future TXX,T35, TX90P, and HWD in southwestern China all display a continuous increase with time and radiative forcing levels, whereas HWF initially increases but then decreases under the SSP5-8.5 scenario. By the end of the 21st century, under the SSP5-8.5 scenario, TXX and T35 are projected to increase by 6.0℃ and 45.0 days, respectively. The duration of individual heat waves is also expected to increase.

关键词： NEX-GDDP-CMIP6 extreme high temperature(EHT) southwestern China evaluation projection

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西南地区东部前后冬气温反位相异常特征及成因分析

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气象 2024年第7期50卷 847-858页

作者：吴遥唐红玉董新宁周杰魏麟骁中国气象局气候资源经济转化重点开放实验室重庆401147 重庆市气候中心重庆401147

利用西南地区东部台站观测和ERA5再分析等资料,分析该地区冬季气温前后冬反位相异常转折(以下简称异常转折)特征及其成因。结果表明:该地区冬季气温在2000年以后易出现前冷后暖(P1型)的异常转折变化,而前暖后冷(P2型)则在20世纪70年代... 详细信息

利用西南地区东部台站观测和ERA5再分析等资料,分析该地区冬季气温前后冬反位相异常转折(以下简称异常转折)特征及其成因。结果表明:该地区冬季气温在2000年以后易出现前冷后暖(P1型)的异常转折变化,而前暖后冷(P2型)则在20世纪70年代出现最多。冬季气温发生异常转折时,500 hPa位势高度场上反映出青藏高原高度场是最为关键的环流系统,甚至超过了乌拉尔山阻塞高压的影响。200 hPa风场上,西风急流等系统通过影响东亚冬季风进而影响冬季气温季节内变化。海平面气压场上,当蒙古高压在冬季呈显著前强后弱异常变化时,冬季气温易出现P1型异常转折,反之易出现P2型异常转折。冬季气温季节内发生异常转折时,北大西洋、赤道中东太平洋和赤道印度洋海温均表现出较为明显异常信号;当前期夏、秋季这三个海域海温异常偏高时,冬季气温易出现P1型异常转折,反之则易出现P2型异常转折,夏、秋季异常海温可作为预测前兆信号。

关键词：西南地区东部冬季气温异常转折成因分析

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新气候态下西南地区夏季气候变化特点及其成因

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气候与环境研究 2024年第1期29卷 45-58页

作者：唐红玉吴遥董新宁魏麟骁重庆市气候中心重庆401147

利用1981~2020年中国西南地区云南、贵州、四川、重庆393站气象观测台站夏季气温、降水和NCEP/NCAR再分析资料,分析了西南地区夏季气温、降水的气候值在新旧气候态下的不同特征和变化差异,并从大气环流影响角度,对变化成因进行了分析。... 详细信息

利用1981~2020年中国西南地区云南、贵州、四川、重庆393站气象观测台站夏季气温、降水和NCEP/NCAR再分析资料,分析了西南地区夏季气温、降水的气候值在新旧气候态下的不同特征和变化差异,并从大气环流影响角度,对变化成因进行了分析。结果表明:相对于旧气候态,新气候态下西南地区夏季降水总体呈略减少的变化,气温具有一致性变暖的变化特征。相对于旧气候态,新气候态下四川盆地东部降水的减少和云南北部、四川西部及贵州夏季降水的增多与西太平洋副热带高压的相对偏西偏北有关。同时中高纬阻高等系统的相对不活跃、贝加尔湖槽的减弱,对西南大部地区的暖干变化起到了积极作用。新气候态下,西南地区夏季贵州呈弱暖湿变化、而云南为较强的暖干变化、四川和重庆则呈强的暖干变化,这与西太平洋和印度洋地区水汽的变化密切相关。

关键词：新气候态西南地区夏季成因

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Performance of BCC-CSM Models with Different Horizontal Resolutions in Simulating Extreme Climate Events in China

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Journal of Meteorological Research 2019年第4期33卷 720-733页

作者： linxiao wei Xiaoge XIN Chan XIAO Yonghua LI Yao WU Hongyu TANG Chongqing Climate Center Chongqing Meteorological AdministrationChongqing 401147 National Climate Center China Meteorological AdministrationBeijing 100081

In this study,the performance of the Beijing Climate Center(BCC)Climate System Model version 1.1(BCCCSM1.1)(280-km resolution)and the BCC-CSM1.1 m(110-km resolution)in simulating extreme climate events over China in the last 40 years is *** models capture the main spatial distribution features of heavy precipitation(R95T),the number of consecutive wet days(CWD),the annual count of days with precipitation≥1 mm(R1),the maximum consecutive 5-day precipitation(Rx5),and the numbers of frost days(FD)and summer days(SU).The BCC-CSM1.1 m has a better ability to simulate the detailed distribution of extreme climate events than the BCCCSM1.1,including R95T,CWD,R1,and the simple precipitation intensity index(SDII).However,the BCCCSM 1.1 m does not show an improvement in simulating the number of days with extreme precipitation(R90N),the number of consecutive dry days(CDD),the heat wave duration index(HWDI),the warm day frequency(TX90 P),and cold night frequency(TN10P).This indicates that the simulation of the R95T,CWD,R1,and SDII climate events is more sensitive to the resolution of the *** improved BCC-CSM1.1 m is used to explore the projection of extreme climate change in China during the 21 st century under the RCP4.5(Representative Concentration Pathways)and RCP8.5 *** results show that extreme precipitation will increase dramatically over North and Southwest China in the late 21 st *** CWD index will decrease on the Tibetan Plateau and in northeastern and central China and will increase in other parts of China;R1 will increase in northern China and decrease in southern China;Rx5 will increase dramatically in southern China;FD will decrease and SU will increase over China in the late 21 st century under both emission scenarios,with larger amplitudes in RCP8.5.

关键词： extreme climate events BCC-CSM evaluation projections

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新气候态时段华西秋雨变化特征及海气影响分析

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气象科技 2024年第4期52卷 519-534页

作者：吴遥唐红玉董新宁白莹莹魏麟骁中国气象局气候资源经济转化重点开放实验室重庆市气候中心重庆401147

利用1981—2022年华西地区373个气象台站和ERA5再分析资料,使用Mann-Kendall、相关和合成等方法分析了进入新气候态时段(1991—2020年)后华西秋雨变化特征,并探讨其大气环流和海温异常特征。结果表明:华西秋雨于2011年发生了明显由少转... 详细信息

利用1981—2022年华西地区373个气象台站和ERA5再分析资料,使用Mann-Kendall、相关和合成等方法分析了进入新气候态时段(1991—2020年)后华西秋雨变化特征,并探讨其大气环流和海温异常特征。结果表明:华西秋雨于2011年发生了明显由少转多的突变。欧洲西岸至乌拉尔山附近和鄂霍次克海地区阻塞高压(下称鄂海阻高)加强、西太平洋副热带高压(下称西太副高)加强西伸和水汽条件配合等,为其由少转多提供了有利条件。海温场分析表明:前期春、夏季及同期秋季印度洋海温由冷转暖和中太平洋海温由暖转冷,引起中低纬度对流活动和经向环流发生调整,导致西太副高发生由弱到强、显著西伸的变化。西北太平洋海温异常偏暖通过激发经向遥相关波列,使鄂海阻高加强。西大西洋海温偏暖使阿拉伯海至孟加拉湾地区对流活动增强。上述区域海温变化共同致西太副高西侧及孟加拉湾输送至华西地区的水汽由弱变强,从而导致华西秋雨由少转多。

关键词：华西地区秋季降水突变特征成因分析

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气候变化对黄河流域生态径流影响预估

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水科学进展 2021年第6期32卷 824-833页

作者：刘绿柳魏麟骁徐影辛晓歌肖潺国家气候中心北京100081 重庆市气候中心重庆401147

人类活动和气候变化严重改变了黄河水文情势和生态径流,分析未来气候变化对河流生态的影响对流域水资源管理和长期规划意义重大。本文对第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)的13个全球气候模式数据进行偏差订正,驱动水文模型进行径流模拟... 详细信息

人类活动和气候变化严重改变了黄河水文情势和生态径流,分析未来气候变化对河流生态的影响对流域水资源管理和长期规划意义重大。本文对第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)的13个全球气候模式数据进行偏差订正,驱动水文模型进行径流模拟,应用流量历时曲线方法分析SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP5-8.5情景下2026年至21世纪末年、季节尺度的花园口生态径流变化。结果表明:订正能明显降低降水、气温模拟偏差;人类活动严重影响了1986—2010年花园口生态径流;2026—2100年年均气温和年降水量增加趋势显著,低排放情景增速慢,高排放情景增速快;气候变化可在一定程度上缓解水库调控、水土保持等人类活动对生态径流的负面影响,SSP5-8.5情景缓解程度最高,冬季缓解程度最高,夏、秋季最低。

关键词：生态径流气候变化偏差订正生态盈余生态赤字黄河流域

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有保护区的海洋渔业资源的临界稳定性分析

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应用数学 2016年第3期29卷 592-599页

作者：顾恩国韦琳潇鲁嘉珺晏磊中南民族大学数学与统计学学院湖北武汉430074

考虑一类渔业资源储量-捕捞力度模型,首先,本文运用中心流形定理确定系统的不动点在发生Flip分叉时的临界稳定性,然后,根据规范型理论确定系统的不动点在发生Neimark-Sacker分叉时的临界稳定性,最后,通过数值模拟验证了结论.

关键词：渔业资源储量-捕捞力度模型中心流形定理规范型

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基于BCC_CSM模式的中国东部夏季降水预测检验及订正

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大气科学 2017年第1期41卷 71-90页

作者：郭渠刘向文吴统文程炳岩李瑞魏鳞骁重庆市气候中心重庆401147 国家气候中心北京100081 济南市气象局济南250002

基于国家气候中心第二代季节预测模式的历史回报试验数据,检验了模式对我国东部夏季降水的预测能力,探讨了预测误差形成的可能原因,并应用降尺度方法提高了模式的降水预测技巧。分析表明:(1)模式能在一定程度上把握我国东部夏季降水时... 详细信息

基于国家气候中心第二代季节预测模式的历史回报试验数据,检验了模式对我国东部夏季降水的预测能力,探讨了预测误差形成的可能原因,并应用降尺度方法提高了模式的降水预测技巧。分析表明:(1)模式能在一定程度上把握我国东部夏季降水时空变率的两个主要模态(偶极子型模态和全区一致型模态),但是不同超前时间的预测在刻画模态方差贡献、异常空间分布特征、时间系数的年际变化等方面存在明显误差;(2)模式能够合理预测大尺度环流和海表温度(SST)的变化特征,但是对中国东部夏季降水的总体预测技巧有限,这与模式不能准确刻画西太平洋副热带高压、大陆高压、中高纬阻塞高压等环流系统以及热带太平洋、印度洋SST变率对中国东部降水模态的影响有关;(3)针对1991~2003年回报试验数据中的500 h Pa位势高度、850 h Pa纬向风和经向风、SST变量,在全球范围内寻找并定位与中国东部站点降水关系最密切的预报因子,进而建立针对降水预测的单因子线性回归、多因子逐步和多元回归模型。采用2004~2013年回报试验对所建立的降水预测模型进行了独立检验,结果表明:所建立的降尺度预测模型能显著提高中国东部地区夏季降水的预报技巧。以6月1日起报试验为例,预测的第一模态(第二模态)与观测的空间相关系数由原始的0.12(0.48)提高到了0.58(0.80),时间相关系数则从0.47(0.15)提高到0.80(0.67);其它超前时间的预测试验中,降尺度预测模型的降水预测技巧相比模式原始预测技巧也同样明显提高。

关键词： BCC_CSM模式我国东部夏季降水模态预报超前时间降尺度

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平流层强、弱极涡事件的演变过程及其对我国冬季天气的影响

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大气科学 2014年第3期38卷 551-562页

作者：魏麟骁陈权亮程炳岩刘晓冉重庆市气候中心重庆401147 成都信息工程学院大气科学学院高原大气与环境四川省重点实验室成都610225

本文利用1979-2010年的NCEP再分析资料，通过北半球环状模NAM指数挑选出的强、弱极涡个例，分析了北半球平流层异常变化过程中行星波的演变以及与之相联系的我国天气的变化特征。结果表明，在强极涡事件前，行星波1波会被反射回对流层... 详细信息

本文利用1979-2010年的NCEP再分析资料，通过北半球环状模NAM指数挑选出的强、弱极涡个例，分析了北半球平流层异常变化过程中行星波的演变以及与之相联系的我国天气的变化特征。结果表明，在强极涡事件前，行星波1波会被反射回对流层，极地波导减弱，低纬波导增强，中高纬地区的E—P通量矢量有着从平流层传播到对流层的趋势；强极涡事件后，极地波导增强，低纬波导减弱。在弱极涡事件前，中、高纬度行星波1波沿着极地波导的传播明显增强；弱极涡事件后，极地波导明显减弱。与此对应的我国天气也有明显变化，在强极涡事件前，我国大部分地区温度偏低，南方地区偏湿而新疆西北部和云南西部地区偏干；在强极涡事件后，东亚冬季风进一步增强，冷空气加强南下，南方地区可降水量减少，新疆西北部仍然偏干，而云南大部分地区可将水量增加。在弱极涡事件前，东亚冬季风显著增强，使我国气温偏冷，降水减少，而弱极涡事件后，我国气温明显回升，中、东部地区和新疆西北部地区降水明显增加。

关键词：平流层极涡北半球环状模行星波波动耦合事件

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夏季北大西洋三极型海温异常与中国西南地区气温年际变化的联系

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大气科学学报 2022年第5期45卷 745-754页

作者：于怡秋李忠贤杨宝钢魏麟骁陈晨中国气象局沈阳大气环境研究所辽宁沈阳110166 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 沈阳区域气候中心辽宁沈阳110166 重庆市气候中心重庆401147 齐齐哈尔市气象局黑龙江齐齐哈尔161006

利用1951—2016年Hadley中心海温资料、NCEP/NCAR再分析资料和全国160站气温资料,研究了夏季北大西洋三极型海温异常与中国气温年际变化的联系及可能机制。结果表明,夏季北大西洋三极型海温异常与同期中国西南地区气温年际变化存在显著... 详细信息

利用1951—2016年Hadley中心海温资料、NCEP/NCAR再分析资料和全国160站气温资料,研究了夏季北大西洋三极型海温异常与中国气温年际变化的联系及可能机制。结果表明,夏季北大西洋三极型海温异常与同期中国西南地区气温年际变化存在显著的负相关关系。夏季北大西洋“-+-”三极型海温异常激发的北半球中高纬欧亚遥相关波列,引起贝加尔湖地区位势高度升高,产生反气旋性环流异常,并引起东亚地区位势高度降低,产生气旋性环流异常。西南地区在对流层中下层位于贝加尔湖异常反气旋性环流的东部和东亚异常气旋性环流的西部,在两者的共同作用下,受异常偏北气流影响,有利于冷空气南下和堆积。与此同时,对流层高层的东亚副热带西风急流位置偏南,西南地区位于急流南侧的异常上升气流中。此种环流形势配置导致中国西南地区气温降低,反之亦然。

关键词：北大西洋海温异常中国西南地区气温年际变化

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