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基于遥感数据的北极西北航道海冰变化以及通航情况研究

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极地研究 2020年第2期32卷 236-249页

作者：汪楚涯杨元德张建田彪丁明虎武汉大学中国南极测绘研究中心湖北武汉430079 中国气象科学研究院青藏高原与极地气象科学研究所北京100081

使用不莱梅大学AMSR-E(Advanced Microwave Scanning Radiometer for EOS)和AMSR2(Advanced Microwave Scanning Radiometer 2)日尺度海冰密集度数据,计算了2002—2018年加拿大北极群岛7—9月的平均海冰面积,研究了9月份平均海冰密集度变化特征;结合商船破冰能力确定海冰密集度阈值,选取西北航道关键区域,统计了西北航道的通航窗口,探讨了西北航道在实际商业通航方面的可能性。研究发现,在过去17年加拿大北极群岛的7—9月海冰面积整体呈下降趋势但有明显波动性,9月份的海冰分布年际变化复杂,差异较大;在西北航道可通航的年份中,可通航的开始日期一般在8月份,结束日期在9月底至10月初,南路可通航时间最短14天,最长达到80天。总的来说,西北航道可通航年份和时间缺乏规律性。

关键词：加拿大北极群岛海冰变化西北航道北极航运

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中国科学家的极地梦

知识就是力量 2021年第12期 4-5页

作者：丁明虎青藏高原与极地气象科学研究所

2021年国庆节前,中国科技通史展览"科技的力量"中展出了一块石头。那是1984年,中国第一支南极科学考察队在建立中国第一个南极考察站——长城站的时候,采集到的南极岩石标本。如今,过去了将近40年,中国已经在极地建造了5座科学考察站。... 详细信息

2021年国庆节前,中国科技通史展览"科技的力量"中展出了一块石头。那是1984年,中国第一支南极科学考察队在建立中国第一个南极考察站——长城站的时候,采集到的南极岩石标本。如今,过去了将近40年,中国已经在极地建造了5座科学考察站。这些科学考察站成为中国科学界认识极地、了解极地的家园。这些在冰原上拔地而起的建筑群,见证着中国科学家们的极地梦想!

关键词：南极科学考察长城站极地科技的力量中国科学界建筑群

基于时空综合分型的El Ni?o事件对中国东部降水的影响差异

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大气科学学报 2024年

作者：任宏利刘芊仪刘明竑王润中国地质大学(武汉)环境学院大气科学系中国气象科学研究院灾害天气国家实验室/青藏高原气象研究所

基于1961—2022年中国高分辨率降水格点资料、合成分析和经验正交函数分解方法，揭示了时空综合分型得到的生命史较长-异常中心位置偏东的低频-东部（LF-EP）型和生命史较短-异常中心位置偏西的准两年-中部（QB-CP）型El Ni?o事件对中... 详细信息

基于1961—2022年中国高分辨率降水格点资料、合成分析和经验正交函数分解方法，揭示了时空综合分型得到的生命史较长-异常中心位置偏东的低频-东部（LF-EP）型和生命史较短-异常中心位置偏西的准两年-中部（QB-CP）型El Ni?o事件对中国东部降水的不同影响。结果表明，LF-EP型事件对降水的影响显著且稳定：自发展年秋季到衰减年夏季长达近4个季节，长江以南区域降水持续地显著偏多，且异常雨带中心自衰减年春季起逐步北抬。QB-CP型事件发生时降水异常特征变化更加复杂多变：发展年夏秋季其空间分布与LF-EP型事件中的特征大致相反，长江以南区域降水整体偏少，冬季开始长江以南逐渐有正异常降水出现，且春季以后异常雨带表现出逐渐南退特征，至衰减年夏季发展为华北-长江中下游-华南地区降水异常“正-负-正”分布。进一步通过比较不同类型事件中大尺度水汽输送的差异探讨了其影响不同的可能机制，发现由海温异常纬向位置差异导致的西太平洋区域大气环流直接响应以及衍生模态响应差异是造成中国东部降水异常空间分布特征差异的重要原因。同时，两类时空事件持续性和转相时间的差异也会使得对降水影响的时间尺度出现差别。

关键词： El Ni?o 时空综合分型中国东部降水异常雨带演变衍生模态

近20年华西秋雨演变特征及其异常机理的进展

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高原气象 2024年第1期43卷 1-15页

作者：李一诺李跃清中国气象科学研究院北京100081 中国气象局成都高原气象研究所四川成都610072

华西秋雨是中国西部地区出现的独特而复杂的秋季降水现象,与经济社会和国民生活息息相关。本文在20世纪以来对华西秋雨认识的基础上,从多角度对比回顾了近20年来关于华西秋雨研究的主要成果。首先,明确了华西秋雨的时空范围、降水强度,... 详细信息

华西秋雨是中国西部地区出现的独特而复杂的秋季降水现象,与经济社会和国民生活息息相关。本文在20世纪以来对华西秋雨认识的基础上,从多角度对比回顾了近20年来关于华西秋雨研究的主要成果。首先,明确了华西秋雨的时空范围、降水强度,提出了表征其基本特征的量化标准和指数,揭示了华西秋雨显著的年际差异、“正-负-正”年代际变化和4~8年的周期循环;其次,指出了低中高纬度大气环流系统、热带海温强迫、青藏高原作用等对华西秋雨的不同重要影响,进而得到了多系统、多因子协同作用对华西秋雨异常演变的重要意义,丰富了华西秋雨异常演变认识;最后,针对华西秋雨现状,指出了不同季风、冷暖气流、演变成因、天气过程、夜雨特征、区域响应等方面存在的主要问题,并展望了青藏高原大地形下,华西秋雨多尺度协同作用及其物理机制的综合、精细分析研究等未来主要发展趋势。

关键词：华西秋雨演变特征影响机制研究进展趋势展望

青藏高原区域抬升对轨道尺度亚洲季风调制效应的模拟研究

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第四纪研究 2023年第4期43卷 940-951页

作者：苏宝煌孙咏中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 中国科学院青藏高原研究所青藏高原地球系统与资源环境全国重点实验室北京100101

本研究利用大气环流模式,基于青藏高原及周边区域的8个地形抬升情景,并考虑地球轨道参数(强弱岁差和高低地轴倾角)组合,开展了24组敏感性数值试验,集中研究了地形抬升对轨道尺度欧亚内陆干旱和季风降水的调制作用。结果分析表明,整体而... 详细信息

本研究利用大气环流模式,基于青藏高原及周边区域的8个地形抬升情景,并考虑地球轨道参数(强弱岁差和高低地轴倾角)组合,开展了24组敏感性数值试验,集中研究了地形抬升对轨道尺度欧亚内陆干旱和季风降水的调制作用。结果分析表明,整体而言,青藏高原区域地形的阶段性逐步抬升调制的欧亚大陆降水对岁差和地轴倾角的响应具有类似的分布特征,但响应强度略有差异。此外,不同地形抬升情景下,降水对轨道强迫的响应呈现出区域差异。其中,亚洲内陆干旱区是区域地形调制轨道强迫作用的高敏感区域,尤其伊朗高原抬升有效强化了轨道导致的降水增加信号;青藏高原中部、东部和北部的抬升则通过引导季风环流向北辐合加强,增强了岁差和地轴倾角引起的北东亚季风降水幅度;伊朗高原抬升有效地加强了中国黄土高原降水对地轴倾角的响应。这些试验结果揭示青藏高原是东亚夏季季风的轨道尺度变率的潜在影响因子,这可为地质记录揭示的季风在轨道时间尺度上变率强化现象提供机制上的解释。

关键词：青藏高原亚洲夏季风轨道时间尺度大气环流模式

南极沿岸中山站到冰盖高原DOME-A气象观测与研究

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南极沿岸中山站到冰盖高原DOME-A气象观测与研究

过去2000年北极地区气候变化特征及其对AMO的响应

第33届中国气象学会年会

作者：卞林根逯昌贵丁明虎效存德陆龙骅中国气象科学研究院极地气象研究所

2002年以来,CHINARE在南极中山站开展气象观测的基础上,实施了ZS-Dome-A断面的考察计划并取得重要进展.在该断面安装了7套AWS,开展了GPS探空和边界层湍流观测试验,获得了大量的气象资料.获得的观测资料虽然较短,但通过对观测资料的研究...

2002年以来,CHINARE在南极中山站开展气象观测的基础上,实施了ZS-Dome-A断面的考察计划并取得重要进展.在该断面安装了7套AWS,开展了GPS探空和边界层湍流观测试验,获得了大量的气象资料.获得的观测资料虽然较短,但通过对观测资料的研究,我们对该断面的短期气候特征,辐射平衡和热量平衡的季节变化,大气边界层结构和湍流的动力和热力参数,验证区域极地区域气候模式的模拟结果和评估再分析资料在极区应用的可靠性等方面都有了新的认识.

关键词：

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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第四纪研究 2021年第3期41卷 691-701,M0001页

作者：祁威丁明虎杜志恒杨佼赵守栋效存德中国气象科学研究院青藏高原与极地气象科学研究所北京100081 中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室甘肃兰州730000 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875

北极地区对全球变暖十分敏感,分析北极地区过去2000年历史气候对揭示全球气候变化极其重要,也是国际过去全球变化计划(Past Global Changes,简称PAGES)的重要目标。然而,过去2000年北极不同区域的气候随时间变化是否存在一致性仍有待检... 详细信息

北极地区对全球变暖十分敏感,分析北极地区过去2000年历史气候对揭示全球气候变化极其重要,也是国际过去全球变化计划(Past Global Changes,简称PAGES)的重要目标。然而,过去2000年北极不同区域的气候随时间变化是否存在一致性仍有待检验。文章基于北极地区及其3个子扇区(北大西洋扇区、阿拉斯加扇区和西伯利亚扇区)的温度序列,对过去2000年北极的气候变化进行了趋势分析与频谱特征分析,初步探讨了大西洋多年代涛动(Atlantic Multi-decadal Oscillation,简称AMO)作为驱动因子对北极地区温度的影响。结果表明,公元1~1800年间北极地区存在着普遍的降温过程(-0.47℃/ka),但温度变化区域差异显著,其中北大西洋扇区与北极地区整体温度间呈现显著的相关性(0.82)。北大西洋扇区温度呈现"平稳-下降-陡升"的趋势,阿拉斯加扇区温度呈现"下降-缓升-下降-陡升"的趋势,西伯利亚扇区温度呈现"平稳波动-陡升"的趋势。在过去200年间北极地区及其3个子扇区气候均出现了快速变暖。频谱分析表明,北极地区温度存在着准14年、准26年、准62年、准75年和准186年周期,其中北极地区温度的LFV谱在准62年与准75年周期和AMO周期大致吻合。综合交叉谱与小波分析的结果,公元1100年后,AMO以准74年的周期影响北极的气候变化,其中,北大西洋扇区受影响最为明显。阿拉斯加扇区与西伯利亚扇区虽然存在着显著的年代际周期特征,但可能与AMO的关联并不显著,这些区域气候变化的影响机理需要进一步深入研究。

关键词：气候变化过去2000年 AMO 北大西洋小波分析

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气候变化对青藏高原青稞生产影响的研究综述

中国农业气象 2023年第5期44卷 398-409页

作者：郝帅宋艳玲孙爽王春乙中国气象科学研究院北京100081

青藏高原为全球气候变化敏感区,生态系统非常脆弱。青稞是青藏高原主要作物,对气候变化较为敏感。本文梳理了当前以及未来气候变化对青藏高原青稞生产影响的相关研究,就青藏高原农业气候资源和农业气象灾害变化以及气候变化对青稞种植... 详细信息

青藏高原为全球气候变化敏感区,生态系统非常脆弱。青稞是青藏高原主要作物,对气候变化较为敏感。本文梳理了当前以及未来气候变化对青藏高原青稞生产影响的相关研究,就青藏高原农业气候资源和农业气象灾害变化以及气候变化对青稞种植制度、生育期和产量的影响进行归纳总结。已有研究结果表明,在气候变化背景下,青藏高原地区较其他地区增温显著,降水增加,日照时数减少,干旱和洪涝等农业气象灾害更加频繁;气候变化使得青稞潜在种植界限向高纬度、高海拔地区移动,可种植面积增加,生育期缩短,当前气候变化对青稞生长有利,同时品种更替和技术进一步提高了青稞产量和适应气候变化的能力,但在未来气候变化影响下,青稞生育期将继续缩短,青稞生产及藏区粮食安全面临严峻考验。现有研究存在青稞研究区域局限性,气候变化对青稞复合影响和综合风险评估研究较少等问题。未来需深入认识气候变化对青稞生产影响的机制机理,创建青稞气象灾害影响与综合风险动态评估技术体系,制定有效措施促进高原青稞生产适应气候变化,保障青藏高原青稞粮食安全。

关键词：气候变化青藏高原青稞影响与适应对策

基于机器学习方法重建的过去1000年北半球环状模(NAM)指数

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第四纪研究 2021年第3期41卷 702-713页

作者：杨佼效存德丁明虎中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室甘肃兰州730000 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 中国气象科学研究院青藏高原与极地气象科学研究所北京100081

受限于观测资料的短缺,关于北半球主要大气环流模态(Northern Annular Mode,简称NAM)的演变规律和机理还很不明确。运用树轮、冰芯、沉积物等代用指标重建时间序列更长的NAM指数有助于加深对其演变规律和驱动机制的认识。本文通过评估... 详细信息

受限于观测资料的短缺,关于北半球主要大气环流模态(Northern Annular Mode,简称NAM)的演变规律和机理还很不明确。运用树轮、冰芯、沉积物等代用指标重建时间序列更长的NAM指数有助于加深对其演变规律和驱动机制的认识。本文通过评估多种机器学习模型在古气候重建中的适用性,基于PAGES 2k的气候代用指标重建了过去1000年高分辨率(1年)的NAM指数。研究结果表明相比普通线性回归模型和随机森林等模型,Cat Boost、极端随机树和主成分回归模型可以有效地避免过拟合,模型具有更高的稳定性和可靠性,其中Cat Boost模型的重建结果与器测时段内NAM指数的相关系数最高(R=0.93,p所未有。进一步探究NAM与温度和海冰的关系发现,1850年之前,暖期对应NAM增强,冷期对应NAM减弱;而在1850年之后NAM的多年代际变化与巴伦支-喀拉海海冰范围的变化趋于一致,1950年之后NAM向正位相快速转变可能是温度和北极海冰异常共同影响的结果。

关键词：北半球环状模(NAM) 重建代用指标机器学习