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全球变暖背景下长江三角洲夏季高温时空演变研究

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长江流域资源与环境 2018年第7期27卷 1544-1553页

作者：杨涵洧马悦史军上海市气候中心中国气象局上海城市气候变化应对重点开放实验室上海200030

基于国家气候中心提供的2000站逐日地面气温资料,运用高温日数、平均高温度数以及日最高气温这3个指标刻画1961~2015年长江三角洲(简称长三角)地区的夏季高温时空演变,并在对上述指标进行突变检测的基础上,比较其转折前后的夏季高温空... 详细信息

基于国家气候中心提供的2000站逐日地面气温资料,运用高温日数、平均高温度数以及日最高气温这3个指标刻画1961~2015年长江三角洲(简称长三角)地区的夏季高温时空演变,并在对上述指标进行突变检测的基础上,比较其转折前后的夏季高温空间分布特征。结果表明:(1)长三角夏季高温指标在2000年左右存在气候突变,2000年以后夏季高温日数和强度出现显著上升;(2)较之2000年前,2000年后的高温度日数的分布型更为集中,前三个EOF模态解释方差均有所上升,EOF1分布较为相似,EOF2不再呈现带状分布,EOF3局地性特征减弱;(3)2000年后的长三角夏季高温日数增长明显,年平均高温日数达到20 d以上的区域向北扩展至32°N附近,向东扩展至往浙江东部沿海;年平均高温日数达到30 d以上的区域更扩展至31°N以南、121°E以西所有地区,高温日数最多可达近50 d;(4)2000年后高温度日数呈明显增加,从2000年前的10~20℃·d增加到20~50℃·d,以30~31°N一带增长最为显著。浙江中部和南部地区在2000年后高温日数增长明显,但高温强度增长较弱;安徽东部、浙江北部和上海地区高温日数和强度均增长明显。

关键词：全球变暖长江三角洲夏季高温

降雨数据时空精度对城市暴雨变异性及频率分析的影响

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水科学进展 2023年第3期34卷 398-408页

作者：庄琦刘曙光周正正同济大学土木工程学院上海200092 中国气象局上海城市气候变化应对重点开放实验室上海200030

提升城市暴雨内涝防治精细化水平是解决城市洪涝问题的关键。采用16种不同时空分辨率的降雨产品,利用暴雨时空异质性评估指标和随机暴雨移置法,在上海地区定量评估降雨数据精度对暴雨事件时空变异性诊断和频率分析的影响。研究发现利用... 详细信息

提升城市暴雨内涝防治精细化水平是解决城市洪涝问题的关键。采用16种不同时空分辨率的降雨产品,利用暴雨时空异质性评估指标和随机暴雨移置法,在上海地区定量评估降雨数据精度对暴雨事件时空变异性诊断和频率分析的影响。研究发现利用低精度降雨数据得到的年最大暴雨序列发生时间延迟、降水量低估,暴雨过程不均匀性提升、空间不均匀性降低;在不同重现期下,降雨数据精度对频率分析结果影响有显著差异,重现期越大,低精度数据带来的低估程度越大;时间精度的影响占主导地位,可达空间精度的5倍。在城市暴雨洪涝研究中有必要采用更高精度的降雨数据,建议与研究区域类似的小型城市地区在防洪设计中使用精度达(12 h、0.05°)或以上的降雨数据。

关键词：城市极端降雨时空分辨率不确定性频率分析 IDF曲线上海

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上海地区单季晚稻生长期降水量对产量的影响及产量预估

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气候与环境研究 2021年第5期26卷 583-590页

作者：史艳姝李军谈建国吴蔚辛跳儿周宇上海市气候中心上海200030 中国气象局上海城市气候变化应对重点开放实验室上海200030

为探索上海地区单季晚稻生长期内降水量分配对产量的影响。采用降水集中度(Precipitation Concentration Degree,PCD)和集中期(Precipitation Concentration Period,PCP)研究1971~2015年单季晚稻全生育期内降水非均匀分布特征,运用趋势... 详细信息

为探索上海地区单季晚稻生长期内降水量分配对产量的影响。采用降水集中度(Precipitation Concentration Degree,PCD)和集中期(Precipitation Concentration Period,PCP)研究1971~2015年单季晚稻全生育期内降水非均匀分布特征,运用趋势分析法研究单季晚稻全生育期降水分配情况及各生育期降水量与产量之间的关系,基于CMIP5全球气候模式情景下降水预估资料,估算2020~2045年上海地区单季晚稻生长期降水量对气象产量影响变化。结果表明:近45年单季晚稻生长季PCD变化趋势不显著,降水分布不均匀,PCP主要集中在7月27日至9月11日,即孕穗期和抽穗期;在分蘖期的降水量占全生育期总量的29.9%,孕穗期占26.2%,抽穗期占7.1%,成熟期占10.8%,分蘖期和孕穗期降水占全生育期的1/2以上;孕穗期降水量与单季晚稻气象产量的负相关关系达显著水平(p气象产量的负效应略大于正效应,即减产作用大于增产作用。未来气候变化情景下单季晚稻生长期内降水量的变化对产量有影响,应制定相应的适应措施。

关键词：上海降水量单季晚稻产量预估

2006~2021年夏半年上海臭氧浓度特征及其大气环流背景分析

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环境科学 2024年第2期45卷 645-654页

作者：郑庆锋梁萍段玉森林燕芬张宋嘉徐卫忠上海市气候中心上海城市气候变化应对重点开放实验室上海200030 上海市环境监测中心上海200233 同济大学环境科学与工程学院上海200092

基于上海地区2006~2021年逐日臭氧浓度数据以及同期气象要素和美国环境预报中心/国家大气研究中心(NCEP/NCER)再分析数据,分析了2006~2021年上海地区臭氧浓度变化特征和气候背景,进一步对比分析臭氧浓度异常年份的高空大气环流形势差异... 详细信息

基于上海地区2006~2021年逐日臭氧浓度数据以及同期气象要素和美国环境预报中心/国家大气研究中心(NCEP/NCER)再分析数据,分析了2006~2021年上海地区臭氧浓度变化特征和气候背景,进一步对比分析臭氧浓度异常年份的高空大气环流形势差异,并加入关键气象影响因子建立臭氧浓度月预报模型.结果表明,上海地区全年和夏半年臭氧浓度的平均值均呈现波动式上升趋势,且夏半年臭氧浓度和风速呈显著负相关(相关系数达-0.826),与静风出现频率以及低云量上海易受偏西风异常环流影响,不利于海上洁净空气向上海输送,易引起高浓度臭氧污染.当夏半年地面射出长波辐射偏低时,有利于地面升温,易引起高浓度臭氧污染.加入太阳直接辐射、最高气温和风速作为外生变量的臭氧月预报模型对月预报效果提升明显,均方根误差减少47.7%,相关系数提升11.2%.

关键词：臭氧(O_(3)) 气候背景大气环流预测上海

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2007～2016年上海颗粒物浓度特征与气候背景异同分析

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环境科学 2020年第1期41卷 14-22页

作者：郑庆锋史军谈建国段玉森林燕芬徐卫忠上海市气候中心上海城市气候变化应对重点开放实验室上海200030 上海市生态气象和卫星遥感中心上海200030 上海市环境监测中心上海200030

基于上海地区2006~2016年逐日PM10浓度数据以及同期气象要素(风、气温等)、大气稳定度、逆温数据和高空大气环流数据,分析了2007~2016年上海地区颗粒物浓度变化特征和冬季气候背景的异同,并建立多元线性逐步回归方程,同时选取颗粒物高... 详细信息

基于上海地区2006~2016年逐日PM10浓度数据以及同期气象要素(风、气温等)、大气稳定度、逆温数据和高空大气环流数据,分析了2007~2016年上海地区颗粒物浓度变化特征和冬季气候背景的异同,并建立多元线性逐步回归方程,同时选取颗粒物高浓度年份和低浓度年份,对比分析高空大气环流形势的差异.结果表明,上海地区颗粒物年平均浓度呈现波动式下降趋势,而冬季呈现出两头高、中间低形态.PM10与平均风速、20:00混合层高度负相关,与偏西北风、20:00稳定类、20:00逆温的出现频率及平均气温正相关.当冬季我国北部500 h Pa高度场合成为正距平,容易形成暖冬,从而引起高浓度颗粒物污染;而当500 h Pa高度场为负距平,容易引起冷空气频繁南下,导致气温偏低,容易造成PM10浓度相对偏低.850 h Pa风场异常为偏东风,且风速偏大,容易造成PM10浓度相对偏低.

关键词：高浓度污染气候背景异同大气环流上海

2017年秋季华西秋雨的多时间尺度变化特征及成因分析

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气象 2019年第8期45卷 1104-1112页

作者：梁萍周兵马悦汪佳伟上海市气候中心上海200030 中国气象局上海城市气候变化应对重点开放实验室上海200030 国家气候中心北京100081

利用我国723个常规观测气象站降水资料和NCEP再分析资料等,综合大气环流的季节内-季节异常、海洋外强迫年际异常及降水的长期变化影响,分析了2017年华西秋雨异常的成因。结果表明:20世纪60年代以来,华西秋雨存在3~4、6~9、12~18 a、36 ... 详细信息

利用我国723个常规观测气象站降水资料和NCEP再分析资料等,综合大气环流的季节内-季节异常、海洋外强迫年际异常及降水的长期变化影响,分析了2017年华西秋雨异常的成因。结果表明:20世纪60年代以来,华西秋雨存在3~4、6~9、12~18 a、36 a等多个时间尺度的准周期变化,并自1990年以来呈现增加的长期变化趋势。2017年华西秋雨异常偏多是多时间尺度变率叠加影响的结果。2017年秋季,北半球极涡偏向东亚地区,贝加尔湖低槽多冷空气分裂南下,西太平洋副热带高压异常偏强偏西,华西地区处于水汽输送异常辐合大值区,出现降水异常偏多。在季节内时间尺度上,东亚夏季风的季节内撤退过程偏慢,夏季风北界位置持续偏北,9-10月主雨带维持在华西—江汉—江淮一带。自西太平洋经南海北上的水汽输送的季节内变化,并与东北冷涡的季节内活动相配合,是造成华西秋汛的季节内环流影响因子。华西秋雨年际异常与赤道中东太平洋海温呈现显著的负相关。夏末秋初开始发展的拉尼娜状态是2017年我国秋季降水异常的重要外强迫因子。2017年华西秋雨的异常偏多也与其近年来的年代一多年代际正距平位相及长期增加趋势相关联。

关键词：华西秋雨夏季风拉尼娜西太平洋副热带高压多时间尺度

CDF-T方法在站点尺度日降水预估中的应用

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高原气象 2018年第3期37卷 796-805页

作者：吴蔚梁卓然刘校辰上海市气候中心/中国气象局上海城市气候变化应对重点开放实验室上海200030 杭州市气象局浙江杭州310008

基于1961-2015年上海降水观测数据和8个全球气候模式GCMs模拟的日降水量数据,采用累计概率分布函数构建转换模型CDF-T建立了站点尺度日降水量的统计降尺度模型。结果表明,降尺度模型显著改善了GCMs对降水日数偏多、降水强度偏低和降水... 详细信息

基于1961-2015年上海降水观测数据和8个全球气候模式GCMs模拟的日降水量数据,采用累计概率分布函数构建转换模型CDF-T建立了站点尺度日降水量的统计降尺度模型。结果表明,降尺度模型显著改善了GCMs对降水日数偏多、降水强度偏低和降水量偏少的模拟结果。与利用全年日降水序列建模结果相比,利用汛期日降水序列建模更好地刻画了汛期降水的累计概率分布曲线,同时提高了汛期总降水量、降水强度和年平均暴雨日数、暴雨量、暴雨强度的均值和变化趋势的降尺度效果。模型对较长年份的暴雨重现期订正效果更佳。与当代(2006-2015年)气候相比,2016-2095年上海降水呈现以下特征:全年和汛期总降水量和降水强度增加,降水日数减少,未来可能出现更多的旱涝年;汛期降水极端性增强,暴雨降水均值和极端值均增加;50年以上重现期的年最大日降水量未来呈前40年减少后40年增加的变化。CDF-T模型为站点尺度气候变化影响评估和未来预估提供降尺度技术和基础气候数据。

关键词：累计概率分布函数统计降尺度日降水量全球气候模式

中国东部夏季极端降水年代际变化特征及成因分析

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大气科学 2021年第3期45卷 683-696页

作者：杨涵洧龚志强王晓娟封国林上海市气候中心/中国气象局上海城市气候变化应对重点开放实验室上海200030 中国气象局国家气候中心开放实验室北京100081 常熟理工学院物理与电子工程学院常熟215500

本研究利用逐日降水资料对中国东部夏季极端降水进行检测,并对转变前后的特征进行对比分析,进而从海、陆对增温的响应不同导致的环流调整给出成因分析。结果表明,(1)中国东部夏季极端降水在1990年前后出现显著的年代际转变,极端降水由... 详细信息

本研究利用逐日降水资料对中国东部夏季极端降水进行检测,并对转变前后的特征进行对比分析,进而从海、陆对增温的响应不同导致的环流调整给出成因分析。结果表明,(1)中国东部夏季极端降水在1990年前后出现显著的年代际转变,极端降水由偏少转为偏多。转折后与转折前相比,中国东部夏季极端降水落区南移,南方偶极子分布型加强,南方极端降水增加、北方极端降水减少,其中华南和华东地区,极端降水量和降水日数增加,对夏季降水的贡献率增大;华北地区,极端降水量和降水日数减少,对夏季降水的贡献率减小。(2)西太平洋暖池区异常升温造成的海陆温差减小是中国东部夏季极端降水1990年前后转变的重要驱动因素之一。它造成1990年之后低纬度季风强度减弱、西太平洋副热带高压增强并南移、南海副高增强,而中高纬度气旋性环流异常被破坏、东亚大槽增强,进而导致华北经向水汽输送减弱,下沉运动显著加强,极端降水量和降水日数减少。于此同时,华南和华东地区则水汽输送加强,上升运动显著,有利于降水偏多,并伴随极端降水量和降水日数有所增加。

关键词：极端降水年代际转变海陆热力性差异东亚夏季风系统

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持久性有机污染物土气交换过程影响因素分析

长江流域资源与环境 2021年第4期30卷 879-888页

作者：翁君贺沈其艳谈建国刘颖同济大学环境科学与工程学院上海200092 中国气象局上海城市气候变化应对重点开放实验室上海200092 上海海洋中心气象台洋山港气象站上海200030 上海市气候中心上海200030

持久性有机污染物(POPs)在全球范围内进行远距离传输过程中,土壤既是污染物的主要汇,又是空气中污染物的潜在来源。土气交换过程是POPs环境归宿的重要环节,该交换过程受POPs理化性质、近地面气象条件、土壤理化性质及植被覆盖等因素的... 详细信息

持久性有机污染物(POPs)在全球范围内进行远距离传输过程中,土壤既是污染物的主要汇,又是空气中污染物的潜在来源。土气交换过程是POPs环境归宿的重要环节,该交换过程受POPs理化性质、近地面气象条件、土壤理化性质及植被覆盖等因素的影响。对近期报道的POPs土气交换过程影响因素研究进行了综述与展望,列出了研究中涉及的重要模型及公式。环境温度的变化既能改变目标物在气固相之间的分配行为,影响空气中污染物的干湿沉降和气态交换过程,也能够通过近地面温度场的梯度变化影响污染物在土气交换过程中的垂直紊流扩散。此外,近地面水平风速的变化也会影响目标物的在近地面空气中的垂直紊流扩散。土壤有机质含量及种类控制了土壤中POPs的吸附/解吸过程,土壤温度和湿度影响污染物的土气分配系数,土壤矿物组成也会影响污染物吸附和解吸过程。地面植被能够吸收和吸附空气中气态和颗粒态POPs,通过雨水淋刷和枯落物凋落转移到土壤中;植被覆盖可以减少土壤的温度变化,减少土壤中POPs的挥发。尽管近年已经取得丰硕的成果,但在土气交换过程多因素耦合影响量化评估、动态评估POPs在典型场地原位复杂环境下的土气交换通量、在区域尺度量化植被对城市中POPs土气交换的影响等方面有待开展深入研究工作。

关键词：土气交换过程持久性有机污染物分配系数微气象条件土壤理化性质植被覆盖