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近50a江淮地区6-7月降水特征分析

气象科学 2011年第1期31卷 73-78页

作者：王勇李清泉沈新勇江苏省防雷中心南京210009 国家气候中心北京100081 南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室南京210044

用江淮地区147个气象站1956—2005年逐日降水资料,结合NCEP/NCAR 850 hPa风场再分析资料以及ERSST海温资料,对江淮地区夏季6—7月降水时空及其相关的海温特征进行了诊断分析。结果表明:江淮地区一致性偏多或偏少分布是6—7月降水的主要... 详细信息

用江淮地区147个气象站1956—2005年逐日降水资料,结合NCEP/NCAR 850 hPa风场再分析资料以及ERSST海温资料,对江淮地区夏季6—7月降水时空及其相关的海温特征进行了诊断分析。结果表明:江淮地区一致性偏多或偏少分布是6—7月降水的主要模态;从长期趋势来看,江淮地区6—7月降水表现为显著的增加趋势,另外近50a来,该区6—7月降水主要以年代际振荡为主;前期春季(3—5月)及其同期夏季(6—7月)中国邻近海域海表温度以及850 hPa风场同江淮地区夏季6—7月降水存在着显著的关系。

关键词：降水诊断分析趋势

京津冀地区一次雾霾过程的污染分布及来源分析

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高原气象 2019年第6期38卷 1332-1343页

作者：沈新勇陈逸智郭春燕李小凡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合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044 中国科学院大气物理研究所云降水物理与强风暴重点实验室北京100029 内蒙古气象服务中心内蒙古呼和浩特010051 浙江大学地球科学学院浙江杭州310027

利用气象与化学模块在线耦合的模式WRF-Chem V3. 5(Weather Research and Forecasting Model coupled to Chemistry Version 3. 5)对2016年11月3-6日的一次京津冀污染过程展开了数值模拟,设计进行了包含人为排放源的实验,运用有效的模... 详细信息

利用气象与化学模块在线耦合的模式WRF-Chem V3. 5(Weather Research and Forecasting Model coupled to Chemistry Version 3. 5)对2016年11月3-6日的一次京津冀污染过程展开了数值模拟,设计进行了包含人为排放源的实验,运用有效的模拟结果对过程进行分析。结果表明:大气稳定度指数能有效量化反映污染过程中的大气稳定状况,且K指数和TT指数相较其他两种指数的指示效果更为准确,是讨论雾霾发生发展原因的有力依据。本次污染高值中心有三个,分别为北京天津一带、河北东北部以及河北南部。PM2. 5、PM10以及SO2污染物水平分布有明显日变化特征,CO和NO2则变化不明显,污染从3日开始发展至6日结束,除NO2外各项污染物都明显受到冷空气的影响,在6日浓度骤降。北京和天津地区的污染是主要来源于河北南部的工业和交通排放的外源型污染,而河北东北部和河北南部的污染则是主要受本地排放影响的内源型污染。污染物主要化学成分为CO,污染物颗粒PM2. 5和PM10量级相当且浓度差别不大,均对本次污染有较大贡献。

关键词： WRF-Chem模式雾霾大气稳定度指数分布特征后向轨迹

吉林一次极端降水发生发展动热力过程的数值模拟分析

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大气科学 2021年第6期45卷 1400-1414页

作者：迟静周玉淑冉令坤周括沈新勇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合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 中国科学院大气物理研究所云降水物理与强风暴院重点实验室北京100029 中国科学院大学北京100049 中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所乌鲁木齐830002 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 珠海519082

利用ERA-Interim再分析资料、常规气象观测资料、CMORPH(CPC MORPHing technique)融合降水资料以及WRF(Weather Research and Forecasting)高分辨率数值模拟结果,对2017年7月13~14日吉林地区的极端降水天气过程的环流背景和触发机制进... 详细信息

利用ERA-Interim再分析资料、常规气象观测资料、CMORPH(CPC MORPHing technique)融合降水资料以及WRF(Weather Research and Forecasting)高分辨率数值模拟结果,对2017年7月13~14日吉林地区的极端降水天气过程的环流背景和触发机制进行了分析。结果表明:(1)东北冷涡环流控制下,副高北抬与中纬度锋区形成了有利的大尺度环流背景。降水发生在冷涡底部与副高之间的平直纬向环流中,东北冷涡南部的低槽、低空切变线、高低空急流是影响此次降水的重要天气系统;(2)在高层辐散低层辐合的有利动力条件下,极端的水汽输送与吉林地区西低东高地形的阻挡和强迫抬升是极端降水产生的重要原因;(3)中高层有干冷空气入侵,伴随高空动量下传至低空,加强了低空急流发展,低空急流发展至地面附近产生超低空急流后,加强了上升运动。南北经向动量输送交汇加强了低层风辐合切变,切变线上对流发展与永吉附近小地形的抬升作用,诱导永吉县产生极端降水。

关键词：东北冷涡极端降水高低空急流动量

基于SPEI指数的东北春旱频率变化及突变成因分析

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自然灾害学报 2017年第4期26卷 180-190页

作者：沙莎王勇沈新勇李小凡冯涛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合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044 南京信息工程大学世界气象组织南京区域培训中心江苏南京210044 浙江大学地球科学学院浙江杭州310027 南京大学大气科学学院江苏南京210023

选取中国气象数据网1961~2015年东北地区66个地面气象站逐日降水和气温资料以及美国国家环境预报中心(NCEP/NCAR)的位势高度、比湿、水平风速和垂直风速再分析日资料,计算东北地区近55年来春季干旱的标准化降水蒸散指数(Standardized Pr... 详细信息

选取中国气象数据网1961~2015年东北地区66个地面气象站逐日降水和气温资料以及美国国家环境预报中心(NCEP/NCAR)的位势高度、比湿、水平风速和垂直风速再分析日资料,计算东北地区近55年来春季干旱的标准化降水蒸散指数(Standardized Precipatation Evapotranspiration Index,SPEI),利用Cressman客观分析法、Mann-kendall法、巴特沃斯滤波法以及合成分析法分析东北春旱年大气环流与运动特征。结果表明,东北地区春旱在80年代初发生突变。以1980年为界,将近55年大致分为Ⅰ时段(1961~1980年)、Ⅱ时段(1981~2015年)两个时段,并挑出两个时段的典型春旱年。分析得出:Ⅰ时段,旱情东重西轻,春旱频率较高;Ⅱ时段,旱情西重东轻,春旱频率相对较低,Ⅰ时段旱情比Ⅱ时段重。进一步研究得出,相比Ⅰ时段,Ⅱ时段的反气旋强度弱且水汽通量辐散小,使得东北春旱在1980年前后发生转变。除此之外,纬向风切变分布不均可能是东北东部和西部春旱差异的重要成因。

关键词： SPEI指数东北春旱突变

1984-2017年ISCCP-FH辐射资料在青藏高原地区的适用性评估

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气象 2021年第1期47卷 11-23页

作者：赵萌初李清泉沈新勇王庆元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合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 国家气候中心中国气象局气候研究开放实验室北京100081 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 珠海519082 天津市气象局天津300074

长序列卫星辐射资料的缺乏一直是制约青藏高原(以下简称高原)辐射长期变化研究的重要原因之一。对国际上最新提供的1984—2017年ISCCP-FH(以下简称FH)长序列卫星辐射资料中的大气顶逸出长波辐射(OLR)、到达地面短波辐射(SWD)、地面向上... 详细信息

长序列卫星辐射资料的缺乏一直是制约青藏高原(以下简称高原)辐射长期变化研究的重要原因之一。对国际上最新提供的1984—2017年ISCCP-FH(以下简称FH)长序列卫星辐射资料中的大气顶逸出长波辐射(OLR)、到达地面短波辐射(SWD)、地面向上长波辐射(LWU)、到达地面长波辐射(LWD)进行分析,评估了FH辐射资料在全天气条件下的青藏高原地区的适用性。结果表明:与观测相比,FH资料的4种辐射通量气候平均值误差均小于5%,其中OLR和SWD的偏差较小,LWU的偏差最大。FH资料能正确反映高原各辐射通量的冬季增强趋势,OLR和LWD在各季节的长期变化趋势均与观测一致,LWU则呈现虚假的减弱趋势。总体来说,在高原地区,FH资料的地面短波辐射通量比长波辐射通量适用性好。进一步对长波辐射偏差原因分析显示,气温偏差会增强LWD的气候态和长期趋势,而地温偏差对LWU的作用与之相反。辐射模型、云和水汽的差异导致最终FH资料中的LWD气候态和长期趋势较观测略偏弱,FH资料的计算方案在一定程度上修正了地温偏差造成的LWU偏弱。研究结果将为使用FH辐射资料提供参考依据。

关键词：青藏高原卫星资料 ISCCP-FH 辐射通量长期变化

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一次暴雨天气过程的物理量分析

气象 2006年第1期32卷 102-106页

作者：郑仙照寿绍文沈新勇南京信息工程大学大气科学系福建省宁德市气象局210044

对2002年发生在闽东的一次暴雨天气过程进行分析。结果表明:螺旋度和对流有效位能对暴雨的预报有指示意义,暴雨产生在低层正螺旋度中心与高层负螺旋度中心相配合和中低层有不稳定能量储存的高能区。在暴雨强盛期,螺旋度呈中低层正值,高... 详细信息

对2002年发生在闽东的一次暴雨天气过程进行分析。结果表明:螺旋度和对流有效位能对暴雨的预报有指示意义,暴雨产生在低层正螺旋度中心与高层负螺旋度中心相配合和中低层有不稳定能量储存的高能区。在暴雨强盛期,螺旋度呈中低层正值,高层负值的上下配置,最大值位于700hPa。对流有效位能大值区与暴雨中心相对应,对流有效位能的时空变化能较好地反映暴雨的时空演变特征。利用中尺度数值模式输出的结果对不稳定能量场进行分析表明,位势不稳定能量的释放是暴雨产生发展的可能机制之一。

关键词：暴雨螺旋度对流有效位能位势不稳定能量

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中尺度斜交不稳定的波动性质及其数值模拟

气象学报 2007年第6期65卷 825-836页

作者：沈新勇倪允琪丁一汇王珏南京信息工程大学江苏省气象灾害重点实验室南京210044 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 国家气候中心北京100081

使用三维中小尺度扰动动力学方程组,讨论了一类与基本气流方向成任意夹角的纬向线状扰动的斜交不稳定问题,其主要分析结论如下:(1)在基本气流的切变为线性切变的情况下,可以发生斜交不稳定。但是发生斜交不稳定必须要求沿着线状扰动方... 详细信息

使用三维中小尺度扰动动力学方程组,讨论了一类与基本气流方向成任意夹角的纬向线状扰动的斜交不稳定问题,其主要分析结论如下:(1)在基本气流的切变为线性切变的情况下,可以发生斜交不稳定。但是发生斜交不稳定必须要求沿着线状扰动方向的基本气流存在切变或者垂直于线状扰动方向的基本气流存在切变。此时,斜交不稳定的波动性质是重力惯性内波,而不存在涡旋Rossby波。(2)对于基本气流具有非线性二阶切变的情形,此时斜交型不稳定中的扰动除了包含重力惯性内波之外,还包含了涡旋Rossby波。对于本文所讨论的纬向线状扰动来说,涡旋Rossby波产生的物理根源是基本流场的经向风速V二次切变(β*=Vzz≠0),该涡旋Rossby波相对于基本气流V0是单向传播的。在中尺度斜交不稳定中,涡旋Rossby波的产生主要是由于在与线状扰动相垂直的方向上存在基本气流的二阶切变,而与线状扰动相平行的方向上基本气流是否存在二阶切变无关。(3)对于通常讨论的纬向线状扰动的情况,在基本流场的南北风速V存在二次切变(β*=Vzz≠0)时,即与线状扰动相垂直的方向上存在基本气流的二阶切变,则斜交不稳定有可能是混合的涡旋Rossby—重力惯性内波的不稳定。最后采用WRF模式,对2006年6月的一次福建闽江暴雨过程进行了数值模拟,部分验证了上述结论。通过分析6月6日13时降水区域平均的东西方向风速U随高度变化的曲线,发现在950—100 hPa的大气中,纬向风速U随高度的变化具有二次切变,在对流层低层以及高层附近纬向风速较小,而在对流层中层400 hPa附近的纬向风速则较大。在这种情况下,平均纬向风速随高度变化的二阶导数不为零,因此激发产生沿着纬向传播的涡旋Rossby波,这对于暴雨区域中β中尺度雨团的移动起到比较重要的作用。再分析6月5日23时和6月6日13时的850 hPa以及500hPa降水区域平均纬向风随南北方向的变化,发现在6月5日23时和6月6日13时的850 hPa层次上,都显示出平均纬向风速在南北方向具有二次切变;而在这两个时次的500 hPa层次上,平均纬向风速在南北方向不具有二次切变,只具有线性切变。说明在垂直方向上,对流层低层涡旋Rossby波容易被激发产生;而在对流层中层以上,由于不具备产生涡旋Rossby波的条件,因此不容易激发产生涡旋Rossby波,波动只是具有重力惯性内波的特征。

关键词：斜交不稳定涡旋Rossby波波动性质 WRF模式暴雨

多时间尺度环流对台风“天鹅”(1515)突变路径的影响

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气象科学 2020年第3期40卷 333-340页

作者：于堃沈新勇张驰李小凡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合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 南京市六合区气象局南京211500 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519082 浙江大学地球科学学院杭州310027

利用NCL滤波方法将NCEP提供的FNL风场资料分离出天气尺度,准双周振荡(QBWO,Quasi-Biweekly Oscillation)和热带季节内振荡(MJO,Madden-Julian Oscillation)环流场,研究不同时间尺度环流对台风"天鹅"(1515)突变路径的影响。台风路径的特... 详细信息

利用NCL滤波方法将NCEP提供的FNL风场资料分离出天气尺度,准双周振荡(QBWO,Quasi-Biweekly Oscillation)和热带季节内振荡(MJO,Madden-Julian Oscillation)环流场,研究不同时间尺度环流对台风"天鹅"(1515)突变路径的影响。台风路径的特征能够分3个阶段,其中第二阶段台风发生突然转折。第一阶段,天气尺度上台风东侧的反气旋和QBWO环流场中的波列共同引导台风向西偏北方向运动,而MJO环流场中的引导气流作用较小;第二阶段,天气尺度上台风东侧的反气旋和低频环流场中台风附近的气旋共同促进了"天鹅"近90°的突然转向,其中,高、低频分量分别促使台风突然向北、向东转向;第三阶段,天气尺度上的气旋与反气旋、QBWO环流场中的反气旋以及MJO环流场中的脊共同引导"天鹅"向东北方向运动,其中MJO环流场中气旋附近的偏东风促使"天鹅"向西运动,但由于它被天气尺度上强烈的偏西风所抵消,故"天鹅"仍向东运动。

关键词：台风突变路径多时间尺度环流

初始场与云微物理参数方案在飑线数值模拟中的对比研究

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高原气象 2019年第2期38卷 410-420页

作者：张弛王咏青廖玥沈新勇李小凡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合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044 中国科学院大气物理研究所云降水物理与强风暴重点实验室北京100029 浙江大学地球科学学院浙江杭州310027

采用CM1模式以200 m的高精度水平网格距对一次东北冷涡下的飑线过程进行模拟,采用1 km的水平网格距进行对比试验探究网格距的影响,并通过探空资料的替换与修改研究不稳定能量和垂直风切变对飑线发展的影响。研究表明,水平网格距增大主... 详细信息

采用CM1模式以200 m的高精度水平网格距对一次东北冷涡下的飑线过程进行模拟,采用1 km的水平网格距进行对比试验探究网格距的影响,并通过探空资料的替换与修改研究不稳定能量和垂直风切变对飑线发展的影响。研究表明,水平网格距增大主要使系统演变减缓,强度也有一定的减弱;初始场的不稳定能量减小会使飑线减弱明显,直至无法生成;垂直风切变对飑线的形成影响较小,主要改变了飑线的结构,没有垂直风切变时形成的飑线更为松散。最后的敏感性试验研究了7种云微物理参数方案对飑线内水粒子分布的影响,发现不同的云微物理参数方案会使水粒子的含量和分布出现变化,进一步影响固、液态的降水,飑线模拟采用的NA方案高层冰和雪含量最高,但由于雨和降落到地表的雹、霰含量低,使得累计降水量最小。

关键词： CM1模式飑线云微物理参数方案