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2014年赤道东太平洋El Nino事件发展以及停滞过程的成因

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科学通报 2015年第22期60卷 2136-2148页

作者：刘伯奇李健颖毛江玉任荣彩刘屹岷中国气象科学研究院北京 100081 全球变化研究协同创新中心北京 100875 中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室北京 100029 中国科学院大学地球科学学院北京 100049

2014年2~3月,在赤道西太平洋出现西风事件后,赤道东太平洋产生了显著的暖海表温度异常（SSTA）,标志着一次El Ni？o事件开始发展,但随着4月份之后西风事件的减弱消亡,赤道东太平洋暖SSTA也随之衰减,指示着2014年El Ni？o事件的发展在6~... 详细信息

2014年2~3月,在赤道西太平洋出现西风事件后,赤道东太平洋产生了显著的暖海表温度异常（SSTA）,标志着一次El Ni？o事件开始发展,但随着4月份之后西风事件的减弱消亡,赤道东太平洋暖SSTA也随之衰减,指示着2014年El Ni？o事件的发展在6~8月停滞.资料分析表明,2014年2月,来自印度洋的MJO湿位相到达赤道西太平洋后,西风事件产生,触发了2014年El Ni？o事件.3月初,MJO干位相传播至赤道西太平洋后,西风事件开始减弱.3月中旬以后,东传MJO信号明显减弱,这时赤道西太平洋海表东风异常的发展维持与赤道西-中太平洋SSTA的纬向梯度联系紧密.在MJO信号消亡后,赤道西太平洋的海表异常东风通过风-蒸发反馈作用令当地暖SSTA逐渐加强,降低了局地海平面气压;同时该异常东风令赤道中太平洋混合层出现了明显的异常冷平流,抑制了赤道中太平洋的持续增暖,使局地海平面气压升高,从而加大了赤道西-中太平洋的纬向海平面气压梯度负异常,使得赤道西太平洋的表面异常东风维持加强.这种赤道西太平洋表面异常东风和赤道西-中太平洋SSTA纬向梯度异常的正反馈能够维持到8月份,导致西风事件减弱消失,造成El Ni？o事件的发展停滞.

关键词： El Ni?o事件西风事件海气相互作用

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亚洲热带夏季风指数与中国南方降水的关系

气象科学 2021年第2期41卷 228-236页

作者：任菊章琚建华米瑞芝段长春陶云云南省气象科学研究所昆明650034 云南省气象台昆明650034

利用1979—2013年夏季全球2.5°×2.5°逐日环流资料和中国气象站点降水观测资料,采用动力学因子(西南风)与热力学因子(Radiation Longwave covting,OLR)相结合定义了标准化的亚洲热带夏季风指数(Tropical Summer Monsoon Index,TSMI)... 详细信息

利用1979—2013年夏季全球2.5°×2.5°逐日环流资料和中国气象站点降水观测资料,采用动力学因子(西南风)与热力学因子(Radiation Longwave covting,OLR)相结合定义了标准化的亚洲热带夏季风指数(Tropical Summer Monsoon Index,TSMI)。结果表明,该指数能够很好地描述亚洲热带夏季风的年际变化和准4 a变化特征,并能够指示中国南方夏季降水的异常变化和东亚大气环流特征。强(弱)亚洲热带夏季风年,印度夏季风槽和南海夏季风槽加强加深(减弱),孟加拉湾海域一致西南风(东风)异常,越赤道急流向北输送偏强(偏弱),南海季风槽位置偏西(东),南海区域一致西南风异常,西太平洋副热带高压和南亚高压纬向位置分离(重叠),低层气流在长江流域辐散(辐合),华南地区辐合(辐散),长江中下游流域出现异常下沉(上升)运动,造成长江流域降水偏少(偏多),华南地区降水比常年偏多(偏少)。

关键词：亚洲热带夏季风中国南方降水大气环流

东亚区域陆面过程方案Noah和Noah-MP的比较评估

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气象 2016年第9期42卷 1058-1068页

作者：张果薛海乐徐晶陈军明何会中中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 中国气象科学研究院北京100081

文章对天气研究和预报(WRF)模式中两套陆面物理过程参数化方案:Noah及Noah-MP,在整个东亚区域做了评估。评估时间分别为2013年1和7月。通过对地表通量、2 m温度、10 m风速、地表温度、第一层(5 cm)及第二层(25 cm)土壤含水量和第一层(5 ... 详细信息

文章对天气研究和预报(WRF)模式中两套陆面物理过程参数化方案:Noah及Noah-MP,在整个东亚区域做了评估。评估时间分别为2013年1和7月。通过对地表通量、2 m温度、10 m风速、地表温度、第一层(5 cm)及第二层(25 cm)土壤含水量和第一层(5 cm)及第三层(70 cm)土壤温度的偏差和均方根误差的评估,发现:(1)与Noah陆面参数化方案相比,冬季,Noah-MP方案模拟的地表感热通量在大部分区域偏低,而对地表潜热通量的模拟在大部分区域偏高;夏季,Noah-MP方案对感热通量的模拟值,在印度次大陆、中国西部和相邻区域以及中国东北及其以北地区偏低,其他地区偏高,而对地表潜热通量的模拟在大部分地区偏高,而且幅度明显高于1月。(2)Noah-MP方案提高了土壤水分和土壤温度在东亚区域的整体模拟效果。(3)相较于Noah方案,Noah-MP方案模拟的2 m温度和10 m风的误差较小,特别对印度大陆和高寒地区的2 m温度模拟有较大幅度的提高。此研究证明了Noah-MP在东亚区域的应用优势,为WRF/Noah-MP在未来的进一步业务应用提供了一定的参考依据。

关键词：天气研究和预报(WRF)模式东亚区域模式评估陆面过程

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广州高建筑物雷电回击光脉冲特征分析

热带气象学报 2021年第3期37卷 439-449页

作者：黄晓磊吕伟涛武斌孙秀斌马颖陈绿文齐奇刘恒毅中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室/雷电物理和防护工程实验室北京100081 成都信息工程大学四川成都610225 中国气象局广州热带海洋气象研究所广东广州510641

为了深入认识负地闪放电过程中光辐射信号的特性,对广州高建筑物雷电观测站所获得的回击光脉冲波形进行了分析。对观测到的88例负地闪事件中的184次回击(包括60次下行闪电首次回击、58次下行闪电继后回击、66次上行闪电继后回击)的光脉... 详细信息

为了深入认识负地闪放电过程中光辐射信号的特性,对广州高建筑物雷电观测站所获得的回击光脉冲波形进行了分析。对观测到的88例负地闪事件中的184次回击(包括60次下行闪电首次回击、58次下行闪电继后回击、66次上行闪电继后回击)的光脉冲特征进行了统计分析,结果表明:下行闪电首次回击光脉冲10%~90%上升时间T1的算术平均值/中值为32.5/31.4μs,20%~80%上升时间T2的算术平均值/中值为22.6/22.4μs,半峰宽度T3的算术平均值/中值为131.1/117.0μs。下行闪电继后回击光脉冲T1的算术平均值/中值为30.4/27.7μs,T2的算术平均值/中值为19.5/17.6μs,T3的算术平均值/中值为153.6/142.6μs。在21例下行多回击负地闪事件中,光脉冲回击间隔时间在12.6~368.6 ms范围之间,算术平均值为78.7 ms,有14%闪电事件存在继后回击光脉冲峰值大于首次回击的情况。上行闪电继后回击光脉冲T1的算术平均值/中值为27.5/24.3μs,T2的算术平均值/中值为17.0/15.7μs,T3的算术平均值/中值为132.2/124.5μs。总体上,下行闪电首次回击的光脉冲上升时间最长、下行闪电继后回击次之、上行闪电继后回击最小;下行闪电继后回击脉冲半峰宽度比下行闪电首次回击及上行闪电继后回击的更大。

关键词：光脉冲首次回击继后回击下行闪电上行闪电

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冰核对云物理属性和降水影响的研究

地球科学进展 2015年第3期30卷 323-333页

作者：尹金方王东海许焕斌翟国庆姜晓玲中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 北京应用气象研究所北京100081 浙江大学地球科学系浙江杭州310027

系统回顾了冰核对云和降水影响的研究进展,详细分析了冰核对云的宏微观特征、对流系统结构和强度、辐射、雷电、降水量和降水强度的影响途径,并从云微物理过程的角度解释了其影响机制。得到如下结论:1通常情况下,冰核浓度增加,冰晶浓度... 详细信息

系统回顾了冰核对云和降水影响的研究进展,详细分析了冰核对云的宏微观特征、对流系统结构和强度、辐射、雷电、降水量和降水强度的影响途径,并从云微物理过程的角度解释了其影响机制。得到如下结论:1通常情况下,冰核浓度增加,冰晶浓度增大,云滴浓度减小,云的生命史延长;2对于发展阶段的对流云,冰核在温度较高的过冷区活化使潜热在中低层提早释放,增加了对流系统中层不稳定能量,促进了对流系统的发展;3卷云中冰核浓度的增加,改变了冰相水物质与液相水物质的比例;削弱或抑制了卷云中同质核化,增大了卷云中冰晶粒子的平均半径;4冰核浓度的增加,能够使到达地气系统的净辐射增加;5冰核浓度的变化能够引起雷电活动发生频次和强度的变化;6冰核浓度增加,引起降水量的变化不确定,即降水量增加、减少或者变化不显著的情况都可能存在。这些结果为改进数值模式中冰核活化参数化方法提供指导,从而提高数值模式对云和降水的预报能力;同时为人工影响天气选择合适的人工催化剂和撒播时机提供参考。

关键词：冰核云物理属性降水量降水强度

祁连山冬季降雪个例模拟分析(Ⅰ):降雪过程和地形影响

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高原气象 2009年第3期28卷 485-495页

作者：孙晶楼小凤胡志晋中国气象科学研究院/中国气象局人工影响天气中心北京100081

利用部分改进了的中尺度数值模式MM5V3对2006年2月7~8日祁连山一次降雪过程进行了三重双向影响嵌套模拟研究,模式对雪带分布的模拟与实测基本吻合。重点分析了此次降雪过程中的热力动力特征和云的微物理结构,并通过地形敏感性试验,研究... 详细信息

利用部分改进了的中尺度数值模式MM5V3对2006年2月7~8日祁连山一次降雪过程进行了三重双向影响嵌套模拟研究,模式对雪带分布的模拟与实测基本吻合。重点分析了此次降雪过程中的热力动力特征和云的微物理结构,并通过地形敏感性试验,研究了祁连山地形对降雪的作用。结果表明：降雪过程中有低层西北湿冷气流向祁连山区输送水汽在山前形成大值区,气流除在祁连山周围绕流外同时沿祁连山北坡爬升,降雪前期空气饱和层和上升气流区比较深厚,为祁连山北坡降雪中心的形成提供了有利的动力热力条件,降雪后期有高空干冷下沉气流侵入使降雪减弱。这次过程为冷性稳定层云降雪过程,水成物含水量大值区也主要分布于祁连山北坡和山顶附近,冰晶和雪分布在6 km以下,在冷云顶存在0.06 ***-1的过冷云水。祁连山高大地形对大范围降雪落区无明显影响,但对祁连山北坡降雪中心形成有直接影响。降低地形高度后,山顶无法形成上升运动和云粒子,迎风坡云体发展减弱。地形对降雪增幅中心主要位于祁连山北坡,24 h最大增幅达3 mm。

关键词：祁连山地形降雪微物理过程

广东一次雷暴过程的宏微观及电特征的数值模拟

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热带气象学报 2018年第5期34卷 626-636页

作者：郭凤霞黄兆楚王曼霏李扬穆奕君廉纯皓曾凡辉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/中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室江苏南京210044

采用三维雷暴云动力-电耦合数值模式,模拟了2015年7月17日广东清远一次系统性强雷暴过程,探究此次雷暴的宏微观及电活动特征,从微物理角度出发,分析电荷结构的复杂成因。结果表明,由于水汽充足,上升气流速度大,云体高度高,小粒子随着强... 详细信息

采用三维雷暴云动力-电耦合数值模式,模拟了2015年7月17日广东清远一次系统性强雷暴过程,探究此次雷暴的宏微观及电活动特征,从微物理角度出发,分析电荷结构的复杂成因。结果表明,由于水汽充足,上升气流速度大,云体高度高,小粒子随着强上升气流快速上升,迅速增长为雨滴等大粒子,降水出现早,强度大,较高的气温,使得很难产生固态降水。本次过程中,电荷结构由三极性结构逐渐演变成偶极性结构,这是由于霰的自动转化作用较强,中层霰粒在雷暴云成熟期转化为雹下落,上升气流由于强降水的发生不能维持,冰晶和霰粒子分布区域重合面积减少,非感应起电减弱,使得下部电荷结构消散。较高的电荷区高度使得云闪数目远远多于地闪数目。

关键词：积云模式广东地区水凝物粒子电荷结构

粤港澳大湾区两套闪电定位系统地闪探测性能的对比分析

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热带气象学报 2021年第3期37卷 409-418页

作者：张悦吕伟涛陈绿文武斌马颖齐奇中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室/雷电物理和防护工程实验室北京100081 中国气象局广州热带海洋气象研究所广东广州510641

根据2014—2018年粤港澳闪电定位系统(GHMLLS)和广东电网地闪定位系统(GDLLS)两套闪电定位系统的观测资料,对粤港澳大湾区范围内二者的地闪探测性能进行评估和对比,结果表明,在粤港澳大湾区,对于地闪回击记录,从各月份记录和空间密度的... 详细信息

根据2014—2018年粤港澳闪电定位系统(GHMLLS)和广东电网地闪定位系统(GDLLS)两套闪电定位系统的观测资料,对粤港澳大湾区范围内二者的地闪探测性能进行评估和对比,结果表明,在粤港澳大湾区,对于地闪回击记录,从各月份记录和空间密度的分布上来看,GDLLS的探测数都多于GHMLLS,二者的比值为1.24;两套系统总回击、负回击、正回击的月分布和日变化特征基本一致;两系统地闪回击的匹配记录在大湾区大部分区域内的偏差量都在1.5 km内;对于匹配后的负、正回击电流峰值,二者有较强的相关性,相关系数分别为0.99和0.98,GDLLS的负、正回击电流峰值分别为GHMLLS的1.47倍和1.45倍。

关键词：闪电定位系统粤港澳大湾区地闪探测探测效率相对定位精度

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平面标定法在闪电光学观测中的应用

热带气象学报 2022年第3期38卷 444-452页

作者：谢正帅吕伟涛马颖齐奇武斌姜睿娇孙秀斌陈绿文杜赛颜旭肖桐中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室/雷电物理和防护工程实验室北京100081 成都信息工程大学四川成都610225 中国气象局广州热带海洋气象研究所广东广州510641 中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所北京100081

针对闪电光学观测资料定量分析的需求,采用张正友平面标定法结合便携式平面靶标,实现了闪电外场试验中光学观测设备的现场标定,为消除光学系统成像畸变对闪电通道特征分析的影响提供了一种便捷的途径。使用此方法对广州高建筑物雷电观测... 详细信息

针对闪电光学观测资料定量分析的需求,采用张正友平面标定法结合便携式平面靶标,实现了闪电外场试验中光学观测设备的现场标定,为消除光学系统成像畸变对闪电通道特征分析的影响提供了一种便捷的途径。使用此方法对广州高建筑物雷电观测站(TOLOG)的6套闪电光学观测设备进行了标定,结果表明:光学观测设备搭载同类型镜头时,焦距越短图像的畸变越明显;图像中视线与光轴的夹角越大,径向畸变的影响越明显,采用鱼眼镜头获得的闪电通道图像在靠近边缘的位置畸变的影响会超过25%;通过对配备焦距为8mm鱼眼镜头的单反相机以及配备焦距为8 mm广角镜头的高速摄像机同时获取的闪电光学同步资料进行畸变校正后,发现获取的图像畸变校正前后闪电通道总体长度差异分别为12.9%和4.5%;经过畸变校正后不同设备获取的闪电通道图像比原图拥有更好的一致性。

关键词：摄像机标定平面靶标畸变校正闪电光学观测