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《平流层-对流层相互作用》课程建设思路与规划

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教育教学论坛 2017年第31期 219-220页

作者：郭栋施春华刘仁强陈丹胡定珠胡景高饶建南京信息工程大学大气科学学院南京210044

平流层-对流层相互作用一直是国际大气科学研究的前沿,而我国在该领域进展相对迟缓,且没有在高校开设相关的本科课程。因此,开设"平流层-对流层相互作用"课程迫在眉睫。本文建议相关高校可以先开设"通识教育选修课",接着开设"研究生选修... 详细信息

平流层-对流层相互作用一直是国际大气科学研究的前沿,而我国在该领域进展相对迟缓,且没有在高校开设相关的本科课程。因此,开设"平流层-对流层相互作用"课程迫在眉睫。本文建议相关高校可以先开设"通识教育选修课",接着开设"研究生选修课",然后开设相关方向的"研究生必修课"和"本科生选修课",最后根据需要再开设"双语课"。此外还将课程内容和课时安排进行了规划。

关键词：平流层-对流层相互作用课程建设思路规划

平流层极地臭氧损耗影响对流层气候的研究进展

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北京大学学报（自然科学版） 2006年第5期42卷 561-568页

作者：胡永云北京大学物理学院大气科学系暴雨与旱涝灾害试验室北京100871

大气平流层臭氧的严重损耗将导致到达地面的太阳紫外辐射增加已经是公共社会普遍关切的问题。最近几年,平流层臭氧损耗能否对对流层大气环流和气候产生重要影响也引起了广泛的重视,并且已成为大气科学的一个热点问题。观测研究表明近二... 详细信息

大气平流层臭氧的严重损耗将导致到达地面的太阳紫外辐射增加已经是公共社会普遍关切的问题。最近几年,平流层臭氧损耗能否对对流层大气环流和气候产生重要影响也引起了广泛的重视,并且已成为大气科学的一个热点问题。观测研究表明近二三十年来在两极臭氧严重损耗的季节,地表气温有明显的变暖趋势,也就是欧亚大陆1—3月份和南极半岛12—5月份的地面温度呈现显著增温。这些增温趋势很可能是平流层两极的严重臭氧损耗造成的。当然,这些增温并非是由臭氧损耗的辐射效应直接造成的,而是通过波-流相互作用以及平流层-对流层相互作用等动力学过程实现的。大量的数值模拟工作也对此问题进行了研究,一些模拟结果与观测结果基本一致,另一些则发现平流层臭氧损耗的强迫作用较弱,也有模拟工作认为其他外界强迫如温室气体增加和热带海面温度升高也非常重要。作者综述了这一研究领域在近几年的最新研究进展,总结有关的观测分析和数值模拟结果,阐述平流层极地臭氧损耗可能影响地面温度的物理机制,以及澄清各种争论要点。

关键词：臭氧损耗气候变化行星波北极涛动波-流相互作用平流层-对流层相互作用

关于平流层异常影响对流层天气系统的研究进展

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地球科学进展 2006年第7期21卷 713-720,T0007页

作者：胡永云北京大学物理学院大气科学系暴雨与旱涝灾害实验室北京100871

人们传统上认为大气平流层很少能对对流层产生重要影响,但是,最近几年的观测研究表明这种自上而下的影响是显著的和非常重要的,特别地,近几年关于北极涛动的研究极大推动了这一问题的研究进展。这方面的研究发现平流层异常可以对对流层... 详细信息

人们传统上认为大气平流层很少能对对流层产生重要影响,但是,最近几年的观测研究表明这种自上而下的影响是显著的和非常重要的,特别地,近几年关于北极涛动的研究极大推动了这一问题的研究进展。这方面的研究发现平流层异常可以对对流层天气系统产生重要影响,也就是冬季平流层北极涛动(AO)的负异常可以诱发中高纬度地区寒潮天气,而AO的正异常则导致中高纬度地区的温暖晴朗天气。由于观测分析表明平流层AO的异常信号总是领先对流层AO异常,一些学者甚至建议冬季北半球平流层的异常信号可以作为预报对流层天气变化的先行指标,并可以把对流层天气预报的时限提高到3个星期以上。综述这一领域在最近几年的研究进展、阐述平流层异常影响对流层天气系统的物理机制和总结各种不同的学术观点,并对将来研究中应注意的问题提出了建议。

关键词：平流层-对流层相互作用北极涛动波-流相互作用行星波天气系统天气预报

极地平流层位势高度变化与中国冬季气温的关系

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成都信息工程学院学报 2012年第5期27卷 466-473页

作者：魏麟骁陈权亮熊光明成都信息工程学院高原大气与环境四川省重点实验室四川成都610225 中科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

平流层异常对于对流层的影响研究,尤其是将平流层的异常信号加入中长期天气预报已成为近年来的研究热点。首先利用NCEP/NCAR再分析资料和国家气候中心提供的160站气温资料,采用SVD方法深入分析平流层位势高度场与中国冬季气温的关系。... 详细信息

平流层异常对于对流层的影响研究,尤其是将平流层的异常信号加入中长期天气预报已成为近年来的研究热点。首先利用NCEP/NCAR再分析资料和国家气候中心提供的160站气温资料,采用SVD方法深入分析平流层位势高度场与中国冬季气温的关系。结果表明,极涡与中国东北地区温度有着非常密切的联系。即当中高纬地区位势高度场减弱时(极涡增强),东北地区的温度上升;中高纬地区位势高度场增强时(极涡减弱),东北地区的温度下降。进一步通过挑选出的6个东北亚型强极涡年,6个北美型强极涡年和8个弱极涡年,分别对冬季位势高度场和温度场进行合成分析、小波分析和交叉谱分析。结果发现,东北亚型强极涡和中国东北地区冬季气温的关系最为密切,平流层关键区位势高度场和东北地区地面温度场都有着50天左右的振荡周期,并且关键区位势高度场的季节内振荡有着超前于温度场的特征;北美型强极涡和东北地区温度的联系较小;弱极涡与东北地区温度的关系也不太明显。

关键词：气象学平流层-对流层相互作用平流层极涡季节内振荡

青藏高原周边对流层顶的时空分布、热力成因及动力效应分析

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气象学报 2016年第4期74卷 525-541页

作者：夏昕任荣彩吴国雄孙舒悦中国科学院大气物理研究所LASG 北京100029 中国科学院大学北京100049

利用多套、多种再分析资料的逐日气候平均场,通过对比分析,揭示了青藏高原周边区域对流层顶分布及其季节演变的独特特征,并分析了其热力成因以及气候学效应。结果表明,与同纬度的落矶山和太平洋地区相比,青藏高原及伊朗高原区域对流层... 详细信息

利用多套、多种再分析资料的逐日气候平均场,通过对比分析,揭示了青藏高原周边区域对流层顶分布及其季节演变的独特特征,并分析了其热力成因以及气候学效应。结果表明,与同纬度的落矶山和太平洋地区相比,青藏高原及伊朗高原区域对流层顶高度的冬夏变化幅度更大。冬季副热带对流层顶断裂带(热带对流层顶与极地对流层顶之间高度剧烈变化的过渡带)位于青藏与伊朗两个高原上空,春季开始两个高原上空对流层顶抬升迅速,夏季最高可超过热带对流层顶的高度(超过100hPa),成为同纬度甚至全球对流层顶最高点。青藏与伊朗两个高原上空对流层顶的剧烈抬高,对应两个高原上空大气气柱比同纬度明显偏暖,同时伴随着青藏与伊朗两个高原上空位势涡度值的明显降低。因此,在青藏与伊朗两个高原区域,由春至夏等熵面强烈下凹,同时等位涡面剧烈抬升;夏季时等位涡面及对流层顶断裂带在青藏高原北部成近乎上下垂直分布,与南北倾斜分布的等位温面接近正交分布。这种特征与夏季同纬度其他地区相对平缓的对流层顶断裂带、等位涡面以及等熵面的经向分布形成强烈对比。进一步研究发现,青藏与伊朗两个高原上空由春至夏迅速发展的强大热源是引起上述对流层顶变化特征的主要原因。不同的是,青藏高原上空主要由发展强烈的对流凝结潜热所主导,而伊朗高原上空则主要由绝热下沉加热引起;此外,由春季至夏季,随着青藏高原地区对流层顶与等熵面剧烈相交分布的形成,南亚高压也逐步控制青藏高原上空,在南亚高压东缘盛行的偏北气流作用下,中高纬度平流层的高位涡空气得以在青藏高原东缘及东亚地区沿剧烈倾斜的等熵面被输送到较低纬度的对流层。与降水的季节演变对比可知,平流层高位涡输送的出现、加强和减弱与夏季降水的发展、加强与减弱成同步对应关系。从而证实了青藏高原影响夏季东亚地区形成独特气候格局的事实,说明在这种影响过程中,平流层-对流层动力相互作用过程不可忽视。

关键词：对流层顶青藏高原平流层-对流层相互作用经向等熵位涡输送

北半球环状模变化特征及其对中国冬季气温的影响

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成都信息工程学院学报 2013年第4期28卷 396-401页

作者：刘艳霞陈权亮郑佳锋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四川成都610225

平流层异常对于对流层的影响研究，尤其是与中国天气气候的关系已成为近年来的研究热点。首先利用1951-2010年逐月NAM指数（NAMI）序列，采用小波方法分析了北半球环状模的时间变化特征。结果表明，近60年来，尤其是自1970年以来，北半... 详细信息

平流层异常对于对流层的影响研究，尤其是与中国天气气候的关系已成为近年来的研究热点。首先利用1951-2010年逐月NAM指数（NAMI）序列，采用小波方法分析了北半球环状模的时间变化特征。结果表明，近60年来，尤其是自1970年以来，北半球环状模NAM指数一直呈现持续增长趋势，并存在15a的年代际振荡周期，在1970s前8a的年际振荡明显。进一步挑出9个NAM指数强值年和8个NAM指数弱值年，结合中国160台站的气温资料和NCEP／NCAR再分析资料，探讨NAM指数变化对中国冬季气温的影响。结果发现，在NAM指数强值年，相对于NAM指数弱值年，中国北方、东部地区尤其在东北南部和华北地区气温偏高，西南的大部分地区气温偏低；NAM指数与中国东北冬季气温呈明显的正相关，同期相关性最好。

关键词：气候学平流层-对流层相互作用北半球环状模 NAM指数气温大气环流

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太阳紫外辐照度影响东亚冬季气候的研究进展

地球科学前沿（汉斯） 2018年第2期8卷 422-430页

作者：钟琦李跃凤赵亮董仕胡宜昌中国气象局气象干部培训学院北京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

特定区域气候系统对太阳分光谱辐射的响应和放大机制是当代气候和气候变化研究的热点科学问题之一。本文聚焦太阳紫外辐射和东亚地区,阐述近年来太阳紫外辐射的卫星观测和数据重建进展,总结太阳紫外辐射影响东亚冬季气候的途径和关键环... 详细信息

特定区域气候系统对太阳分光谱辐射的响应和放大机制是当代气候和气候变化研究的热点科学问题之一。本文聚焦太阳紫外辐射和东亚地区,阐述近年来太阳紫外辐射的卫星观测和数据重建进展,总结太阳紫外辐射影响东亚冬季气候的途径和关键环节,即太阳紫外辐射直接作用于平流层臭氧,通过改变臭氧分布影响平流层大气的温度和环流场,进而通过平流层–对流层的耦合作用将太阳活动信号向对流层和极地传播,并通过调制北极涛动等大气遥相关型的位相影响东亚大气环流,实现对东亚冬季气候的间接作用。目前的研究认为太阳紫外辐射增强(减弱)常易激发正位相(负位相)北极涛动,对应东亚冬季暖冬(寒潮低温)。最后,展望了该领域未来的研究重点,即基于大气–海洋–化学耦合的气候系统模式开展太阳紫外辐射影响东亚冬季气候的量化评估和研究。

关键词：太阳紫外辐射东亚冬季气候北极涛动平流层-对流层相互作用