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Effect of Aerosol Particles on Orographic Clouds:Sensitivity to Autoconversion Schemes

Advances in Atmospheric Sciences 2020年第2期37卷 229-238页

作者： Hui XIAO Yan YIN pengguo zhao Qilin WAN Xiantong LIU Guangzhou Institute of Tropical and Marine Meteorology China Meteorological AdministrationGuangzhou 510641China Collaborative Innovation Center on Forecast and Evaluation of Meteorological Disasters Nanjing University of Information Science and TechnologyNanjing 210044China College of Atmospheric Science Chengdu University of Information&TechnologyChengdu 610225China

Aerosol particles can serve as cloud condensation nuclei(CCN)to influence orographic ***,which describes the initial formation of raindrops from the collision of cloud droplets,is an important process for aerosol-cloud-precipitation *** this study,seven autoconversion schemes are used to investigate the impact of CCN on orographic warm-phase *** the initial cloud droplet concentration is increased from 100 cm^(-3)to 1000 cm^(-3)(to represent an increase in CCN),the cloud water increases and then the rainwater is suppressed due to a decrease in the autoconversion rate,leading to a spatial shift in surface *** of the results from the autoconversion schemes show that the sensitivity of cloud water,rainwater,and surface precipitation to a change in the concentration of CCN is different from scheme to *** particular,the decrease in orographic precipitation due to increasing CCN is found to range from-87%to-10%depending on the autoconversion ***,the surface precipitation distribution also changes significantly by scheme or CCN concentration,and the increase in the spillover(ratio of precipitation on the leeward side to total precipitation)induced by increased CCN ranges from 10%to 55%under different autoconversion *** simulations suggest that autoconversion parameterization schemes should not be ignored in the interaction of aerosol and orographic cloud.

关键词： orographic cloud precipitation autoconversion aerosol particles

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冬季四川盆地霾天气的环流特征及其对前期青藏高原热力作用的响应

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大气科学 2023年第5期47卷 1626-1640页

作者：罗玉陈超赵鹏国刘佳徐路扬四川省气候中心成都610072 高原大气与环境四川省重点实验室成都610225 成都信息工程大学成都610225 中国气象局成都高原气象研究所高原与盆地暴雨旱涝灾害四川省重点实验室成都610072 北京市气象台北京100089

本文利用NCEP/NCAR、ECMWF大气环流资料以及四川盆地101站气象站点资料等,通过线性相关分析、合成分析等统计方法,分析了冬季四川盆地霾天气气候特征及其对应的关键环流系统和对前期青藏高原热力作用的响应。结果表明:冬季四川盆地季霾... 详细信息

本文利用NCEP/NCAR、ECMWF大气环流资料以及四川盆地101站气象站点资料等,通过线性相关分析、合成分析等统计方法,分析了冬季四川盆地霾天气气候特征及其对应的关键环流系统和对前期青藏高原热力作用的响应。结果表明:冬季四川盆地季霾日数呈弱增加趋势;四川盆地三大城市群为冬季霾多发区。影响冬季四川盆地霾天气的关键环流系统是高低空正压结构的高度场正距平、异常下沉运动以及异常偏弱的西伯利亚高压;影响霾天气的关键环境条件为偏西北风异常控制、稳定大气层结易于建立、边界层高度偏低且相对湿度偏低。前期11月青藏高原关键区热力作用是影响冬季四川盆地霾天气频发的重要外强迫因子。当前期11月高原关键区热源指数偏低时,冬季阿留申低压及西伯利亚高压显著偏弱,自北大西洋到西北太平洋存在一个类似于南支槽波列系统的弓形波列,青藏高原—四川盆地为正位势高度场距平控制,盆地上空为反气旋环流控制,配合异常的下沉气流,从而有利于霾的形成。青藏高原大气热源的异常及其耦合的四川盆地霾日数异常都可能是上游波列,尤其是中纬度北大西洋的扰动传播的结果,并受到青藏高原“背风坡”东侧下沉气流影响,导致霾日数偏多。

关键词：四川盆地霾日青藏高原大气热源

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西南地区臭氧空间分布及变化趋势

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气象科学 2018年第2期38卷 149-156页

作者：赵川鸿赵鹏国周筠珺成都信息工程大学大气科学学院高原大气与环境四川省重点实验室成都610225 南京信息工程大学气象灾害预警预报与评估协同创新中心南京210044

本文利用2003年1月—2012年12月的MSR2臭氧总量月平均资料对四川盆地(28～31°N,104～106°E)、青藏高原(27～37°N,80～95°E)、云贵高原(23～27°N,98～106°E)3个区域的臭氧总量空间分布及变化趋势进行了对比分析。得到了以下结论,... 详细信息

本文利用2003年1月—2012年12月的MSR2臭氧总量月平均资料对四川盆地(28～31°N,104～106°E)、青藏高原(27～37°N,80～95°E)、云贵高原(23～27°N,98～106°E)3个区域的臭氧总量空间分布及变化趋势进行了对比分析。得到了以下结论,四川盆地常年存在臭氧总量最大值,青藏高原次之,云贵高原最低。在2003—2012年这10 a间西南地区臭氧总量总体呈上升趋势,这同全球臭氧总量近几十年的变化趋势相一致,其中上升趋势云贵高原>四川盆地>青藏高原。西南地区在这十年间分别出现了臭氧总量最小值年(2008年)和臭氧总量最大值年(2010年),其中青藏高原还出现了一个臭氧总量最小值年(2004年)。就臭氧总量季节变化而言,在2003—2012年10 a间西南地区臭氧总量在春季存在最大值,但是青藏高原的臭氧总量在秋季存在最小值,而四川盆地和云贵高原的臭氧总量在冬季存在最小值。

关键词：臭氧西南地区年变化季节变化

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气溶胶对热带气旋强度及电过程影响的数值模拟研究

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气象科学 2016年第1期36卷 1-9页

作者：赵鹏国银燕肖辉康汉青南京信息工程大学大气物理学院国家气象局气溶胶-云-降水重点实验室南京210044 成都信息工程大学大气科学学院高原大气与环境四川省重点实验室成都610225

将详细的气溶胶活化方案和非感应起电参数化方案耦合到WRF模式的Morrison微物理方案中,在此基础上模拟了理想的热带气旋个例,讨论了气溶胶对热带气旋强度及电活动的影响。研究发现气溶胶对热带气旋强度和电活动的影响在不同发展阶段是... 详细信息

将详细的气溶胶活化方案和非感应起电参数化方案耦合到WRF模式的Morrison微物理方案中,在此基础上模拟了理想的热带气旋个例,讨论了气溶胶对热带气旋强度及电活动的影响。研究发现气溶胶对热带气旋强度和电活动的影响在不同发展阶段是不同的。在热带气旋发展阶段,气溶胶增加使云内的云滴数浓度增加,云滴尺度降低,抑制了暖雨过程,未降落的小云滴粒子上升到冻结层之上,冻结形成了更多的冰相粒子,冻结过程释放潜热,激发云系对流发展,使热带气旋强度增强,电活动更为剧烈。而在热带气旋成熟阶段,污染个例中的冰相粒子降落,形成更多的降水,降水粒子在下落过程中对上升气流产生拖曳作用,抑制对流强度。降水粒子在海平面蒸发吸收了大量潜热,使该区域温度降低,这也阻碍了外部暖湿能量向内输送,抑制了对流发展,从而使热带气旋强度降低。而由于污染个例中的冰粒子较少,参与起电过程的冰粒子减少,热带气旋的电活动强度降低。

关键词：热带气旋强度电活动气溶胶 WRF模式

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X波段双线偏振多普勒雷达共极化差分相移资料的滤波方法研究

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大气科学 2019年第2期43卷 285-296页

作者：赵川鸿周筠珺肖辉赵鹏国张晓玲胡天洁成都信息工程大学大气科学学院高原大气与环境四川省重点实验室成都610225 南京信息工程大学气象灾害预警预报与评估协同创新中心南京210044 中国科学院大气物理研究所中国科学院云降水物理与强风暴重点实验室北京100029 中国科学院大学北京100049 北京市气象信息中心北京100089

为了提高X波段双线偏振多普勒雷达的共极化差分相移Ψ_C质量,利用714XDP-A型车载X波段双线偏振多普勒雷达在北京顺义的探测资料,构造了一个综合滤波方法。将其应用于滤波处理,得到结果:(1)综合小波去噪滤波方法在滤波处理及差分传播相移... 详细信息

为了提高X波段双线偏振多普勒雷达的共极化差分相移Ψ_C质量,利用714XDP-A型车载X波段双线偏振多普勒雷达在北京顺义的探测资料,构造了一个综合滤波方法。将其应用于滤波处理,得到结果:(1)综合小波去噪滤波方法在滤波处理及差分传播相移率K_(DP)的估算方面相较于中值滤波、综合滑动平均、综合卡尔曼滤波及综合有限脉冲响应(FIR)滤波都是最优秀的,其能较好地保留原始Ψ_C平均趋势及细节特征(偏差基本在±2°可信范围内,部分区域由于对原始Ψ_C细节特征的保留会略有超出),避免探测误差零值对滤波产生的影响(误差零值订正值回归平均趋势水平,偏差在±2°可信范围内),对原始Ψ_C距离廓线的平滑程度达到了94%～97%[平滑了超出±1.5°Gate^(-1)(Gate表示雷达距离库)的波动,对±1.5°Gate^(-1)内波动保留];(2)估算的K_(DP)整体在±5°km^(-1)边界阈值内,避免了探测误差零值、环境噪声和δ对K_(DP)估算产生的误差影响,K_(DP)对较强降水指示明显(在回波强度30 dBZ≤Z_H<37 dBZ的层积云降水中K_(DP)普遍大于0.25°km^(-1),峰值可达到4.3°km^(-1);在回波强度30 dBZ≤Z_H<50 dBZ的积雨云降水中K_(DP)普遍大于0.1°km^(-1),峰值可达到1.95°km^(-1))。本文工作对于降水估测和水成物粒子识别有着改善效果,这对雷暴天气预警预报具备重要意义。

关键词：共极化差分相移滤波 X波段双线偏振多普勒雷达

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雷暴云宏观特性对其电过程影响的数值模拟研究

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气象科学 2015年第2期35卷 126-132页

作者：赵鹏国银燕周筠珺肖辉南京信息工程大学大气物理学院中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044 成都信息工程学院大气科学学院成都610225

利用一维雷暴云起电放电模式,初步模拟了STEPS(夏季雷暴降水与闪电研究计划)一次雷暴个例的一些基本电学特性。模拟的电荷结构为:雷暴云上部为正电荷,下部为负电荷,即符合典型雷暴云的偶极性电场分布特征,放电层电场随时间变化规律呈锯... 详细信息

利用一维雷暴云起电放电模式,初步模拟了STEPS(夏季雷暴降水与闪电研究计划)一次雷暴个例的一些基本电学特性。模拟的电荷结构为:雷暴云上部为正电荷,下部为负电荷,即符合典型雷暴云的偶极性电场分布特征,放电层电场随时间变化规律呈锯齿状分布。在此基础上,对云底高度和温度垂直递减率进行了敏感性试验,研究这两种因子对雷暴电过程的影响。结果表明:当云底高度降低时,放电高度升高,闪电频数增加,首次放电时间随之提前,即放电过程变强。温度垂直递减率增大,闪电频数降低,首次放电时间随之延后,正负电荷的分布范围减小。

关键词：雷暴云底高度温度垂直递减率数值模拟

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中国典型区域雷电活动气候特征及其机制分析

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气象科学 2013年第1期33卷 109-118页

作者：邓德文周筠珺赵鹏国苏科学刘畅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 中国气象科学院灾害天气国家重点实验室北京100081 中国科学院大气物理研究所中层大气与全球环境探测实验室北京100029

选取不同纬度不同下垫面的四川省、山东省和黑龙江省,利用2005—2010年地闪资料,研究了三个典型区域雷电活动气候特征及其物理机制。在不同时间尺度上,三省地闪变化呈现不同的年际、月际及日际变化特征。地闪极性上,四川省西部高原及黑... 详细信息

选取不同纬度不同下垫面的四川省、山东省和黑龙江省,利用2005—2010年地闪资料,研究了三个典型区域雷电活动气候特征及其物理机制。在不同时间尺度上,三省地闪变化呈现不同的年际、月际及日际变化特征。地闪极性上,四川省西部高原及黑龙江省正地闪比例较四川省东部盆地和山东省高,这是由于高海拔、高纬度地区雷暴云顶高度及南北方雷暴云电荷结构差异造成的。地面盛行风系与地形对雷电活动影响很大,迎风坡为雷电活动频发区域,且直接热力环流圈迎风坡地闪比例较间接热力环流圈高。雷电活动具有较大的区域性,其对气温及不稳定参量有较好的响应,雷暴过程中黑龙江省北部对流有效位能(CAPE)及对流抑制能量(CIN)远小于四川省东部及山东省中部,中层相对湿度及700 hPa相当位温四川省东部最大,山东省中部次之,黑龙江省北部最小。

关键词：雷电活动气候变化 CAPE LPCC 三圈环流

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基于WRF模式对华北一次飑线过程中雷电活动的间接和直接模拟研究

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气象科学 2017年第3期37卷 293-303页

作者：赵鹏国银燕周筠珺肖辉康汉青邓美玲成都信息工程大学大气科学学院/高原大气与环境四川省重点实验室成都610225 南京信息工程大学大气物理学院/中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044 南京信息工程大学气象灾害预警预报与评估协同创新中心南京210044

将非感应起电机制和放电参数化方案耦合到WRF模式的Morrison双参数微物理方案中,并在模式中引入了闪电潜势指数LPI,在此基础上模拟了2009年6月16日华北一次飑线过程,讨论模式对闪电活动再现能力。模拟结果显示,模式能够较好地再现雷达... 详细信息

将非感应起电机制和放电参数化方案耦合到WRF模式的Morrison双参数微物理方案中,并在模式中引入了闪电潜势指数LPI,在此基础上模拟了2009年6月16日华北一次飑线过程,讨论模式对闪电活动再现能力。模拟结果显示,模式能够较好地再现雷达回波和降水分布特征,说明模式对此次飑线过程的宏观和微观特征具有一定的模拟能力。利用计算闪电潜势指数LPI的间接模拟,能够指示出大致的闪电分布特征,但闪电潜势指数LPI分布范围明显大于实际闪电落区;而通过耦合电过程的WRF模式直接输出闪电密度的直接模拟,模拟结果与实际闪电密度分布的对应关系较好,但由于模式中输出的闪电密度为总闪电密度,与观测地闪密度资料相比,模拟的闪电密度偏大。

关键词：闪电活动间接模拟直接模拟 WRF模式

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一次四川盆地雷暴天气的数值模拟分析

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成都信息工程大学学报 2019年第5期34卷 532-542页

作者：钱鑫铭周筠珺赵鹏国刘恒李思盟成都信息工程大学大气科学学院高原大气与环境四川省重点实验室四川成都610225 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 济源市气象局河南济源454000

为更好地利用WRF中尺度模式进行雷电活动数值预报,在WRF模式Morrison双参数微物理方案中引入起电放电参数化方案,基于此模式对2010年8月18日发生在四川地区的强雷暴天气过程进行模拟。模式输出的闪电空间分布与观测的闪电分布接近,结果... 详细信息

为更好地利用WRF中尺度模式进行雷电活动数值预报,在WRF模式Morrison双参数微物理方案中引入起电放电参数化方案,基于此模式对2010年8月18日发生在四川地区的强雷暴天气过程进行模拟。模式输出的闪电空间分布与观测的闪电分布接近,结果表明:对流有效位能值与风暴相对螺旋度、位涡可以指示地闪频数随时间变化,且空间上均可指示地闪密度大值中心。电荷分离区域内,霰粒子质量混和比最大值与地闪频数随时间变化趋势基本保持一致。空间分布上,霰、冰晶及雪粒子最大值位置与地闪密度大值中心位置对应性较好,均能指示地闪发生区域,霰粒子、冰晶粒子和雪粒子的垂直分布达16 km以上。模拟研究表明针对该电耦合模式微物理及动力输出场分析可以有效预测地闪活动的发生时间和位置,具有一定的预警预报作用。

关键词： WRF模式雷暴云闪电活动水成物粒子微物理特征

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Poxue Huayu and Tianjing Busui Decoction for cerebral hemorrhage Upregulation of neurotrophic factor expression

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Neural Regeneration Research 2013年第22期8卷 2039-2049页

作者： Jixiang Ren Xiangyu Zhou Jian Wang Jianjun zhao pengguo Zhang Department of Encephalopathy the Affiliated Hospital to Changchun University of Chinese Medicine Grade 2010 Clinical Medicine Major School of Clinical MedicineYanbian University Department of Imaging School of Second Clinical MedicineJilin University

This study established a rat model of cerebral hemorrhage by injecting autologous anticoagulated blood. Rat models were intragastrically administered 5, 10, 20 g/kg Poxue Huayu and Tianjing Busui Decoction, supplemented with Hirudo, raw rhubarb, raw Pollen Typhae, gadfly, Fructrs Trichosanthis, Radix Notoginseng, Rhizoma Acori Talarinowii, and glue of tortoise plastron, once a day, for 14 consecutive days. Results demonstrated that brain water content significantly reduced in rats with cerebral hemorrhage, and intracerebral hematoma volume markedly reduced after treat- ment. Immunohistochemical staining revealed that brain-derived neurotrophic factor, tyrosine kinase B and vascular endothelial growth factor expression noticeably increased around the sur- rounding hematoma. Reverse transcription-PCR revealed that brain-derived neurotrophic factor and tyrosine kinase B mRNA expression significantly increased around the surrounding hematoma. Neurologic impairment obviously reduced. These results indicated that Poxue Huayu and Tianjing Busui Decoction exert therapeutic effects on cerebral hemorrhage by upregulating the expression of brain-derived neurotrophic factor.

关键词： neural regeneration traditional Chinese medicine cerebral hemorrhage brain-derived neurotrophicfactor tyrosine kinase B vascular endothelial growth factor Poxue Huayu and Tianjing Busui grants-supported paper neuroregeneration

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