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黄河宁蒙河段凌情演变的年代际特征分析

人民黄河 2024年第S1期 5-7页

作者：张小奇郭卫宁任烽张海璐国家电网有限公司西北分部黄河水利委员会水文局甘肃海誉水利水电工程有限责任公司

宁蒙河段是黄河防凌的重点河段，其凌情演变的年代际特征及驱动因素对做好防凌工作具有重要意义。从年代际变化来看，宁蒙河段整体上呈现首凌、首封日期推迟，开河日期提前，水文站最大冰厚变薄，槽蓄水增量增大，开河凌峰及最大十日水... 详细信息

宁蒙河段是黄河防凌的重点河段，其凌情演变的年代际特征及驱动因素对做好防凌工作具有重要意义。从年代际变化来看，宁蒙河段整体上呈现首凌、首封日期推迟，开河日期提前，水文站最大冰厚变薄，槽蓄水增量增大，开河凌峰及最大十日水量减小等特点。从热力因素、水流动力因素、河道边界条件和水利工程影响等方面分析了形成上述特点的主要影响因素，结果表明：凌汛期气温逐年代上升、水库运用改变径流年内分配使凌汛期来水偏多，河道淤积造成过流能力降低以及逐渐发展成熟的防凌调度思路是形成上述年代际特征的根本原因。

关键词：凌情演变年代际成因分析宁蒙河段

西南地区秋冬雾日年际与年代际变化的对比研究

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气候与环境研究 2023年第4期28卷 343-355页

作者：张颖刘鹏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

利用1958~2007年503个中国地面观测站点的雾日数资料,分析了全国秋冬雾日数的时空特征。结果表明,西南地区在秋冬发生雾日频率较高,达到了18 d以上,是中国东部地区同期雾日数的2倍以上。西南地区秋冬雾日存在显著的年际和年代际尺度气... 详细信息

利用1958~2007年503个中国地面观测站点的雾日数资料,分析了全国秋冬雾日数的时空特征。结果表明,西南地区在秋冬发生雾日频率较高,达到了18 d以上,是中国东部地区同期雾日数的2倍以上。西南地区秋冬雾日存在显著的年际和年代际尺度气候变率。在两个时间尺度上,发生雾日的气象条件存在显著差异。在年际尺度上,西南地区中高层北风异常较为显著,因而将北方的冷空气带到西南地区,使得西南地区中高层出现了显著的冷空气异常。由于该地区处于雨带的北侧,存在一定的温湿空气,上空伴随着异常下沉运动,将高层的冷空气带到低层,而此时低层大气的温度、湿度异常偏高,冷暖空气汇合,容易过饱和,所以雾日偏多。在年代际尺度上,西南地区低层异常北风相比于年际尺度更为显著,因而低层北方冷空气的南下,使西南地区出现显著的降温降湿,但是温度下降速率快于湿度下降速率,所以温度露点差为负,空气容易达到饱和,伴随大气较为稳定,导致雾日偏多。

关键词：西南地区秋冬雾日年际年代际水汽条件

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长江口年代际冲淤演变趋势预测与应对策略

应用海洋学学报 2022年第3期41卷 491-499页

作者：栾华龙丁平兴姚仕明渠庚柴朝晖雷文韬长江科学院河流研究所湖北武汉430010 水利部长江中下游河湖治理与防洪重点实验室湖北武汉430010 华东师范大学河口海岸学国家重点实验室上海200062

受流域来水来沙条件变化及河口大型工程建设的综合影响,长江口呈现新的冲淤格局,为预测未来演变趋势,本研究基于前期研究中建立的长江口年代际冲淤演变预测模型(Delft3D),未来情景考虑不同来沙量条件和相对海平面上升速率。预测结果表明... 详细信息

受流域来水来沙条件变化及河口大型工程建设的综合影响,长江口呈现新的冲淤格局,为预测未来演变趋势,本研究基于前期研究中建立的长江口年代际冲淤演变预测模型(Delft3D),未来情景考虑不同来沙量条件和相对海平面上升速率。预测结果表明,到2035年长江口整体以冲刷为主,口内河段主槽和浅滩边缘冲刷较明显,仅高滩局部淤积;到2050年口内河段保持净冲刷状态,拦门沙地区在现状来沙量条件下略有淤积,但在极端低来沙量条件下转变为净冲刷状态,海平面上升对拦门沙地区冲刷具有一定抵消作用,但不会使冲淤状态产生本质改变。本研究分析认为,长江口局部区域未来冲淤趋势可能对河口综合治理与保护产生不利影响,针对新格局条件下的滩槽河势稳定、重要洲滩保护、重大工程安全评估、冲刷致灾研判以及海堤防护标准再评估等方面提出了对策建议,可为新时期长江口综合治理与可持续发展提供参考。

关键词：海洋地质学冲淤演变年代际数值模拟趋势预测应对策略长江口

青藏高原夏季水汽长期趋势和年代际变化的特征及机理

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青藏高原夏季水汽长期趋势和年代际变化的特征及机理

作者：俞静雯南京信息工程大学

学位级别：硕士

本文使用1979-2020年的观测和再分析资料,对青藏高原(以下简称高原)夏季水汽长期变化趋势进行分析,对国际耦合模式比较计划第六阶段(CMIP6)中19个情景完整且变量齐全气候模式的历史试验模拟高原夏季水汽的能力进行评估,并预估高原水汽... 详细信息

本文使用1979-2020年的观测和再分析资料,对青藏高原(以下简称高原)夏季水汽长期变化趋势进行分析,对国际耦合模式比较计划第六阶段(CMIP6)中19个情景完整且变量齐全气候模式的历史试验模拟高原夏季水汽的能力进行评估,并预估高原水汽在四种排放情景下到21世纪末的变化趋势;分析高原夏季水汽的年代际变化情况以及环流和水汽输送在年代际转折前后的差异;使用哈德来中心的海温资料对印度洋海温年代际变化对高原水汽年代际异常的影响进行分析,并设计数值试验进行验证。结果表明:(1)近42年,高原夏季水汽含量和水汽净收支都呈现显著的增加趋势。高原水汽收支的变化主要表现为水汽净收入的显著增加和东边界水汽支出的显著减少。贝加尔湖南部的异常高压反气旋是导致高原夏季东边界水汽支出显著减少的主要原因。CMIP6多模式集合对高原水汽净收支变化特征的模拟较好。预估结果显示,到21世纪末,高原整体水汽含量、水汽净收支以及降水量都呈现增加趋势;在SSP5-8.5情景下,这三个变量在未来远期(2081-2100年)相对于当前时期(1991-2014年)分别增加了47.99%、59.77%和18.59%。导致高原增湿的主要原因可能是高原西侧纬向水汽输送的显著增强。(2)高原夏季区域平均水汽含量和水汽净收支都存在11年的显著年代际变化周期且在1996年前后发生了显著的年代际转折,高原夏季降水以及印度洋关键区海温指数的年代际转折时间与高原水汽净收支年代际转折时间基本一致。在年代际转折后,高原整体增湿、水汽输入增多且除东北部地区外降水增多,表明了三者之间密切的相关关系。此外,印度洋关键区海表面温度也增加,且其区域平均海温的年代际分量与高原水汽净收支年代际分量高度相关。(3)印度洋关键区上空云量显著减少导致短波辐射吸收增加可能是其海温升高的主要原因。关键区蒸发以及低层大气辐散的增强,导致其西北部热带印度洋东南风增强,东北部西南风增强,赤道印度洋、印尼和新几内亚西部增湿且降水量增大,对流和越赤道气流增强,进一步将水汽经印度半岛和西太平洋输送向高原。在高层,印度半岛和西太平洋为辐散中心,这样高低层构成了闭合的异常环流圈。关键区海温年代际异常主要通过引起异常的经圈环流来对高原水汽的年代际变化产生影响,使得其南侧和东侧的水汽收入增多,整体增湿。

关键词：青藏高原水汽收支未来预估年代际印度洋海温

秋季东西伯利亚-波弗特海海冰年际和年代际变率的特征及物理成因

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秋季东西伯利亚-波弗特海海冰年际和年代际变率的特征及物理成因

作者：刘莉南京信息工程大学

学位级别：硕士

北极海冰是地球气候系统的关键组成部分,其对北极局地的生态环境以及中高纬度的大气环流均存在显著的影响。作为欧亚大陆冬季冷空气的主要源地之一,巴伦支-喀拉海区域的海冰在以往研究中受到了广泛的关注。随着气候变化的不断加剧,北极... 详细信息

北极海冰是地球气候系统的关键组成部分,其对北极局地的生态环境以及中高纬度的大气环流均存在显著的影响。作为欧亚大陆冬季冷空气的主要源地之一,巴伦支-喀拉海区域的海冰在以往研究中受到了广泛的关注。随着气候变化的不断加剧,北极其他区域海冰的活跃性和气候影响也日益彰显。例如,最近的研究强调东西伯利亚-波弗特海(East Siberian-Beaufort,EsCB)秋季海冰对随后冬春季欧亚大陆和北美气候的重要影响。然而,目前学术界对于EsCB海冰自身变率的特征及相关物理过程的理解尚不充分,这不利于海冰短期气候预测业务的开展。本文使用再分析数据和耦合模式的试验数据,系统探究了秋季EsCB海冰在年际和年代际尺度上变率的特征及物理过程。论文主要结论如下:(1)EsCB海冰在北半球秋季(8-10月)达到气候态的最低值,是同期北极海冰季节性融化最剧烈的部分,表现出明显的年际变化特征,显著的谱峰主要集中在2-3年和4-6年。进一步地,秋季EsCB海冰的年际变率主要与前期初夏(5-7月)类北大西洋涛动(North Atlantic Oscillation,NAO)型大气环流异常有关,而非同期环流的直接作用。在类NAO型负相位,北极大部分地区整层都被异常高压所控制,格陵兰岛上空伴随的绝热下沉增温以及低层反气旋式绕极环流所产生的暖平流异常,有利于同期EsCB海冰的融化。相关的EsCB海冰异常可以通过局地海冰-反照率正反馈的作用得以维持甚至加剧消融直至秋季。因此,EsCB海冰的异常信号在夏秋季往往表现出明显的持续性。此外,相关的观测物理过程在E3SM-1-0模式的历史模拟试验也可以得到很好地验证,这进一步增加了结果的可信度。这种前期环流影响随后海冰的物理过程为EsCB海冰的季节预测及相关气候影响的评估提供了科学的依据。(2)除了年际变率外,秋季EsCB海冰还具有显著的年代际变率。EsCB作为秋季北极海冰年代际变化的核心区域,其海冰年代际分量可占总异常方差的40%以上。分析表明,秋季EsCB海冰主要与大西洋多年代际涛动(Atlantic Multidecadal Oscillation,AMO)有关,与太平洋年代际振荡(Interdecadal Pacific Oscillation,IPO)的联系则相对较弱。在AMO正位相,北大西洋暖海温异常激发向极传播的大气罗斯贝波列,有利于北极中部出现高压异常,相应的大气异常绝热下沉运动在EsCB地区最强,使得对流层低层出现明显的增温,从而有利于EsCB海冰的融化。与此同时,地表增温和EsCB海冰消融会引起局地云量以及大气向下长波辐射的增加,这又会进一步促进地表气温升高及海冰的消融,这种地表气温-云-长波辐射的正反馈过程有利于年代际海冰信号的长时间维持。此外,Had GEM3-GC31-MM耦合模式的北大西洋“起搏器”试验可以很好地再现观测中AMO调制秋季EsCB海冰的物理过程,进一步支撑了观测中的结论。以上结果对于理解和预估北极海冰年代际变化具有重要的科学价值。

关键词：秋季东西伯利亚-波弗特海海冰年际年代际北大西洋涛动大西洋多年代际涛动

中国东部2012年夏季降水及年代际转型的可能信号分析

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物理学报 2013年第9期62卷 547-556页

作者：龚志强赵俊虎封国林中国气象局国家气候中心北京100081

针对2012年夏季中国东部降水"南旱北涝"的异常特征,对比分析了近50年不同年代中国东部降水的分布型及海洋和环流等影响因素,并讨论了2012年中国东部夏季降水异常作为中国东部降水年代际转型信号的可能性.研究结果表明:1961—1978年期间... 详细信息

针对2012年夏季中国东部降水"南旱北涝"的异常特征,对比分析了近50年不同年代中国东部降水的分布型及海洋和环流等影响因素,并讨论了2012年中国东部夏季降水异常作为中国东部降水年代际转型信号的可能性.研究结果表明:1961—1978年期间,北太平洋年代际涛动(PDO)处于冷位相,东亚夏季风偏强,西太平洋副热带高压(副高)偏弱,北方地区冷空气活动偏弱,从而有利于南方水汽北上,造成中国北方地区夏季降水异常偏多;1979—1992年间则呈相反的特征,造成1970年代末期中国东部夏季降水发生了一次年代际尺度的调整.2010年代后期以来,PDO由暖位相向冷位向转变,2012年北太平洋海温异常偏暖,西太平洋海温由异常偏暖状态转变为正常略偏冷状态,东亚夏季风由弱变强,副高由强变弱,北方冷系统活动减弱,这些特征均与1961—1978年时段的情况类似,支持2012年作为中国东部夏季降水发生年代际调整的前期信号的可能性.近10年PDO,东亚夏季风(EASM),副高(WPSH)和贝湖高压(BH)四种指数夏季平均值的演变则进一步说明了2012年的这种异常特征不仅是年际尺度的振荡,更可能是前期演化基础上的一种量变到质变的调整.

关键词：年代际降水北太平洋年代际涛动东亚夏季风

辽宁春末霜冻年代际变化特征及其与海温的关系

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沙漠与绿洲气象 2023年第2期17卷 65-73页

作者：赵思文纪瑞鹏于文颖赵思玉张玉书中国气象局沈阳大气环境研究所辽宁沈阳110166 辽宁省农业气象灾害重点实验室辽宁沈阳110166 沈阳市气象局辽宁沈阳110166

中国东北位于高纬度地区,春季霜冻天气频繁发生,对农业生产有严重威胁,分析东北春末霜冻的气候特征及影响因子可为中长期预测提供可靠科学依据。以辽宁省为例,利用近60年气象台站观测资料和气象再分析资料,采用诊断分析方法,结合辽宁作... 详细信息

中国东北位于高纬度地区,春季霜冻天气频繁发生,对农业生产有严重威胁,分析东北春末霜冻的气候特征及影响因子可为中长期预测提供可靠科学依据。以辽宁省为例,利用近60年气象台站观测资料和气象再分析资料,采用诊断分析方法,结合辽宁作物生育期,统计历年4月20日—5月31日辽宁省春末发生霜冻的范围并定义为春末霜冻指数(LSFI),研究其年代际尺度变化特征及对应的大尺度环流和前期海温关键区。结果表明:LSFI存在周期为14.25 a的年代际变化。辽宁地区春末霜冻事件在年代际尺度上增强对应大气环流特征为中高纬度有明显波列,东北亚上空为深厚气旋性异常,东北冷涡偏强,与西伯利亚附近的反气旋性异常结合,伴随副热带高压偏南,有利于冷空气持续影响辽宁。此外,LSFI的年代际变化与海温显著相关,相关联的海温关键区在1997年前后出现变化,1997年以前与春季(3、4月)北大西洋“三极子”海温模态显著相关,而1997年之后则与前冬北太平洋年代际振荡(Pacific Decadal Oscillation,PDO)联系密切,转变原因可能为海温模态的年代际转变。

关键词：春季霜冻年代际海温

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年代际气候预测问题:科学前沿与挑战

地球科学进展 2017年第4期32卷 331-341页

作者：周天军吴波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 中国科学院大学北京100049

未来10~30年气候状态的预测是当前国际气候领域的研究热点,被包括世界气候研究计划耦合模式比较计划(CMIP)在内的国际科学计划列为核心内容。年代际气候预测已经从最早单纯关注未来10~30年的气候变化拓展为关注未来1~10年或者30年的逐... 详细信息

未来10~30年气候状态的预测是当前国际气候领域的研究热点,被包括世界气候研究计划耦合模式比较计划(CMIP)在内的国际科学计划列为核心内容。年代际气候预测已经从最早单纯关注未来10~30年的气候变化拓展为关注未来1~10年或者30年的逐年气候状态。国际上开始尝试基于年代际气候预测系统发布未来1年和5年平均的气候展望。针对年代际气候预测的科学前沿和挑战问题,从年代际气候可预报性的理论认知、当前国际上关于年代际气候预测的主要科学进展2个角度进行了总结,据此提出了该领域亟待解决的前沿科学问题,对提升年代际气候预测技巧的途径进行了讨论。

关键词：年代际初始化外强迫耦合模式

东北地区寒潮特征及与影响因子关系的年代际变化

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江西农业学报 2022年第7期34卷 142-149页

作者：李菲李辑林蓉房一禾胡春丽秦美欧王小桃沈玉敏沈阳区域气候中心辽宁沈阳110166 辽宁省生态气象和卫星遥感中心辽宁沈阳110166

利用1961~2020年东北地区106站逐日最低气温资料,梳理了东北地区寒潮频次,探讨了东北地区寒潮频次的年代际变化特征,诊断了东北地区寒潮频次影响因子的年代际变化,分析了PDO不同位相对东北地区寒潮频次与其影响因子关系的调制作用。结... 详细信息

利用1961~2020年东北地区106站逐日最低气温资料,梳理了东北地区寒潮频次,探讨了东北地区寒潮频次的年代际变化特征,诊断了东北地区寒潮频次影响因子的年代际变化,分析了PDO不同位相对东北地区寒潮频次与其影响因子关系的调制作用。结果表明,东北地区寒潮频次分为寒潮频次偏多期、振荡减少期以及迅速减少期3个阶段。寒潮频次偏多期主要受NAO影响;振荡减少期主要影响因子有AO、西伯利亚高压、NAO和贝加尔湖关键区;迅速减少期受AO、西伯利亚高压和东亚大槽影响明显。寒潮频次偏多期PDO为冷位相,NAO以负位相为主,西伯利亚高压强度偏强,贝加尔湖附近冷空气活动频繁,东亚大槽强度偏强,东北地区寒潮频次偏多;振荡减少期PDO转为暖位相,AO以正位相为主,西伯利亚高压强度指数减弱,NAO指数升高,西伯利亚高压强度减弱,贝加尔湖附近位势高度正异常,冷空气势力减弱,东北地区寒潮频次减少;迅速减少期各影响因子振荡加剧,对东北地区寒潮频次的影响减弱。

关键词：寒潮频次 AO NAO 西伯利亚高压东亚大槽 PDO 年代际