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太平洋上空“射线状”云的观测分析

中国海洋大学学报（自然科学版） 2024年第5期54卷 10-22页

作者：王忠石傅刚孙维康中国海洋大学海洋与大气学院海洋气象学系山东青岛266100 中国海洋大学物理海洋教育部重点实验室山东青岛266100

本文研究太平洋上“射线状”云——一种尚未纳入现行云分类体系的云的基本特征及分布规律。利用中分辨率成像光谱仪(MODIS)可见光卫星云图、NOAA-20和Suomi NPP可见光和红外卫星云图,对2017—2021年发生在太平洋上空257个“射线状”云... 详细信息

本文研究太平洋上“射线状”云——一种尚未纳入现行云分类体系的云的基本特征及分布规律。利用中分辨率成像光谱仪(MODIS)可见光卫星云图、NOAA-20和Suomi NPP可见光和红外卫星云图,对2017—2021年发生在太平洋上空257个“射线状”云个例进行了统计分析。结果表明,“射线状”云呈近似圆形或椭圆形,有明显的云系中心和清晰的带状径向云臂由中心向四周延伸,多数个例发生在中低纬度的东南太平洋和东北太平洋上空,全年除4月份外各月份均有“射线状”云发生,高频月份为6、7和8月,中频月份为5、9、10和11月,低频月份为1、2、3、4和12月。部分“射线状”云个例的云系有旋转态势,北半球呈逆时针旋转,南半球呈顺时针旋转。“射线状”云云顶之上有逆温层存在,“射线状”云内部的运动特征为:云系低层以水平运动为主,低层辐合;云系中层以上升运动为主,水平方向辐合辐散较弱;云系顶层受稳定逆温层的阻碍无法继续向上发展,垂直气压速度(p-速度)近乎消失,转化为水平方向上的强辐散。本文的研究结果可为进一步研究“射线状”云形成的物理机制打下基础。

关键词： “射线状”云带状云臂太平洋统计分析大气逆温层

大西洋和印度洋上空“射线状”云的观测分析与数值模拟研究

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2024年第6期54卷 11-22页

作者：孙维康傅刚王忠石中国海洋大学海洋与大气学院海洋气象学系山东青岛266100 中国海洋大学物理海洋教育部重点实验室山东青岛266100

本文利用中分辨率成像光谱仪(MODIS)、可见光/红外辐射成像仪(VIIRS)可见光卫星云图,对2017—2021年发生在大西洋和印度洋上的118个“射线状”云个例进行了统计分析,利用天气研究和预报模式(Weather research and forecasting model, WR... 详细信息

本文利用中分辨率成像光谱仪(MODIS)、可见光/红外辐射成像仪(VIIRS)可见光卫星云图,对2017—2021年发生在大西洋和印度洋上的118个“射线状”云个例进行了统计分析,利用天气研究和预报模式(Weather research and forecasting model, WRF),对2019年7月8日南大西洋上空的“射线状”云个例进行了水平分辨率为1 km的模拟研究,分析了云凝结核浓度、气温、垂直运动速度、水汽混合比的垂直结构和水汽的水平分布。研究结论显示:“射线状”云是一种主要发生在低纬度地区的中尺度天气现象,且就大西洋和印度洋海域而言,多发生于南半球大洋上空,北半球夏季和秋季是“射线状”云的频发季节;每个“射线状”云臂单体出现处均对应有不同程度的上升运动,“射线状”云是具有对流性质的云;大气逆温层会限制云向高处发展,使得水汽被限制在逆温层高度以下,大范围的逆温层是塑造“射线状”云形态的重要因素。

关键词： “射线状”云带状云臂大西洋和印度洋统计分析 WRF数值模拟逆温层

青岛城区露水形成的影响因素及其产量评估模型研究

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2024年第7期54卷 89-98页

作者：王洪坤贾世杰王仁政高会旺中国海洋大学环境科学与工程学院山东青岛266100 中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室山东青岛266100

露水是中国北方春秋季常见的天气现象,但其形成条件和产量存在明显的区域差异。本文基于2021年春季和秋季在青岛城区采集的露水样品,探讨了气象因素和下垫面基质对露水发生及其产量的影响,并构建了露水产量定量估算的统计模型和神经网... 详细信息

露水是中国北方春秋季常见的天气现象,但其形成条件和产量存在明显的区域差异。本文基于2021年春季和秋季在青岛城区采集的露水样品,探讨了气象因素和下垫面基质对露水发生及其产量的影响,并构建了露水产量定量估算的统计模型和神经网络模型。结果表明:弱风(<4 m/s)、较高的相对湿度(≥50%)、适宜的温差(1~7℃)以及南风和东南风是青岛城区露水凝结的有利条件。其中,相对湿度和温度是影响露水产量的最主要因素。不同下垫面的辐射冷却强度存在差异,导致了露水凝结产量的不同,玻璃表面的露水产量比土壤表面高约34%,而粉粒土壤表面的露水产量相较于砂粒土壤表面高约13%。使用多元线性回归分析和人工神经网络方法对青岛城区的露水产量进行了评估,两种方法均表现出较好的模拟效果(R2分别为0.73和0.78)。

关键词：露水气象条件下垫面露水产量评估模型

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一次北极地区低云转化为海雾的观测研究

中国海洋大学学报（自然科学版） 2024年第7期54卷 12-21页

作者：焦瀚沈辉衣立张苏平王晓宇刘一林中国海洋大学深海圈层与地球系统前沿中心山东青岛266100 中国海洋大学海洋与大气学院山东青岛266100 国家海洋环境预报中心北京100081 中国海洋大学物理海洋教育部重点实验室山东青岛266100

2016年8月11日,中国第七次北极科学考察在82.75°N,163.25°W附近观测到一次海雾过程。本文利用船载观测数据和浮冰站通量系统观测数据,结合再分析资料,对海雾的形成机理进行研究。结果表明,冷高压系统在冰面的加强,增强了下沉运动,使... 详细信息

2016年8月11日,中国第七次北极科学考察在82.75°N,163.25°W附近观测到一次海雾过程。本文利用船载观测数据和浮冰站通量系统观测数据,结合再分析资料,对海雾的形成机理进行研究。结果表明,冷高压系统在冰面的加强,增强了下沉运动,使逆温层高度明显降低。伴随低云云底高度下降,冰面能见度下降至不足1 km。在低云下降过程中,冰面气象要素表现为增湿和降温的特征。冷平流和冰面的冷却作用导致气温下降,高低压之间的偏南气流将楚科奇海的水汽输送到密集浮冰区,为海雾提供了充足的水汽。冰面的升华和蒸发作用一方面对底层大气水汽增加有贡献,另一方面使冰面失去潜热导致冰面温度下降。

关键词：北极海雾低云观测机理平流高压下沉

基于光化学指示剂法研究华北平原臭氧生成敏感性及气象因素影响:以2021年为例

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环境科学研究 2024年第3期37卷 479-492页

作者：刘冬晖海尚飞张玮航高阳周杨赵园红荆琦刘晓瑜盛立芳中国海洋大学海洋与大气学院山东青岛266100 中国气象局地球系统数值预报中心北京100081 中国海洋大学海洋环境科学与生态教育部重点实验室深海圈层与地球系统前沿科学中心山东青岛266100

近年来,随着大气污染防治措施的实施,我国城市地区空气质量得到有效改善,以细颗粒物(PM_(2.5))为代表的污染物年均浓度持续下降,但是臭氧污染并没有得到很好的控制.明确臭氧生成敏感性变化规律及气象影响因子是制定有效臭氧污染控制策... 详细信息

近年来,随着大气污染防治措施的实施,我国城市地区空气质量得到有效改善,以细颗粒物(PM_(2.5))为代表的污染物年均浓度持续下降,但是臭氧污染并没有得到很好的控制.明确臭氧生成敏感性变化规律及气象影响因子是制定有效臭氧污染控制策略的基础.本研究利用WRF-Chem模式数据计算VOCs/NO_(x)、HCHO/NO_(2)和H_(2)O_(2)/HNO_(3)(均为质量浓度的比值)三类光化学指示剂,对华北平原2021年4−9月的臭氧生成敏感性(OFS)控制区进行划分,并探讨不同天气状况下影响OFS的关键气象因子.结果表明:华北平原OFS控制区变化存在地域与季节性差异.人为活动水平越高的区域,OFS受挥发性有机物(VOCs)的影响越大,唐山市−北京市−天津市、石家庄市−邢台市、潍坊市−淄博市−济南市等地带臭氧生成主要处于VOCs控制;华北平原的VOCs控制区面积在4−7月间缩小,在7−9月间扩大,其中7月VOCs的控制区范围最小.此外,在华北平原地区,阴雨天相较晴天更利于发生OFS的日变化.晴天时,高温是OFS变化的关键因素;阴天时,高温高湿是引起臭氧敏感性转变的关键;而雨天,高湿条件发挥了更为重要的作用,但当雨量较大时,反而会抑制OFS发生转变.研究显示,华北平原的OFS与VOCs浓度密切关联,在不同天气下,气象因子通过影响VOCs浓度进而影响OFS.因而,针对不同天气状况实施差异化的前体物减排策略是有效控制臭氧污染的关键.

关键词：臭氧生成敏感性控制区气象因子 WRF-Chem 光化学指示剂

ENSO振幅不对称与赤道太平洋大气对流–海温非线性敏感性的关系研究

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气候变化研究快报 2024年第4期13卷 802-814页

作者：姜明宏谢瑞煌中国海洋大学海洋与大气学院海洋气象学系山东青岛

ENSO (El Niño-Southern Oscillation)冷暖位相的强度存在着明显的非对称性,即El Niño强于La Niña,前人的研究将其归因于海洋非线性动力加热。本文利用再分析资料比较了ENSO发展期线性动力加热的贡献,发现El Niño发展期内赤道中东太平... 详细信息

ENSO (El Niño-Southern Oscillation)冷暖位相的强度存在着明显的非对称性,即El Niño强于La Niña,前人的研究将其归因于海洋非线性动力加热。本文利用再分析资料比较了ENSO发展期线性动力加热的贡献,发现El Niño发展期内赤道中东太平洋混合层海流及温跃层深度对海面异常风应力的响应要强于La Niña发展期的响应强度,这导致纬向平流反馈以及温跃层反馈均对El Niño的发展产生更大的贡献。这种海洋动力响应的不对称源自于El Niño期间热带中太平洋的异常西风响应强于La Niña时期间的异常东风响应。研究还发现热带太平洋大气对流–海温的非线性敏感性是风场对ENSO冷暖位相海温产生非对称响应的诱因,即在赤道中东太平洋25.5℃~29℃的背景海温区间,海温升高导致的大气对流加强的幅度要强于等量的海温降低引发的对流减弱的幅度,因此El Niño能激发更强的异常西风。由此,本文揭示了海气耦合的不对称性在“海温→大气对流→海面风应力→海流、温跃层→海温”这一动力链条中的传递过程,为解释ENSO振幅不对称提供了动力逻辑上的依据。

关键词： ENSO振幅不对称温跃层反馈纬向平流反馈风应力大气对流–海温敏感性

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爆发性气旋研究进展

中国海洋大学学报（自然科学版） 2024年第10期54卷 1-12页

作者：傅刚鄢珅倪晶李鹏远陈莅佳中国海洋大学海洋与大气学院海洋气象学系山东青岛266100 青岛海洋科技中心海洋动力过程与气候功能实验室山东青岛266237 青岛市气象局山东青岛266003 青岛海洋气象研究院山东青岛266000

温带气旋是在副热带地区形成的低压天气系统,与热带气旋不同,温带气旋常伴有锋面系统,被认为是中纬度地区日常天气变化舞台上最重要的“演员”,与强风、暴雨和暴雪等极端天气关系密切。在北半球和南半球,它们分别呈逆时针和顺时针方向旋... 详细信息

温带气旋是在副热带地区形成的低压天气系统,与热带气旋不同,温带气旋常伴有锋面系统,被认为是中纬度地区日常天气变化舞台上最重要的“演员”,与强风、暴雨和暴雪等极端天气关系密切。在北半球和南半球,它们分别呈逆时针和顺时针方向旋转,在秋冬季节中高纬度海域上空经常出现大量快速增强的温带气旋,被称为“爆发性气旋”。本文是在2017年《爆发性气旋研究的回顾》一文的基础上,综述了2017年以后国内外在爆发性气旋研究领域的最新进展,并对未来研究方向进行了展望。

关键词：温带气旋爆发性气旋逆时针旋转顺时针旋转

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推动中国海洋气象学发展的两位大师——第Ⅱ部分:王彬华的故事

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气象科技进展 2024年第3期14卷 40-45页

作者：傅刚中国海洋大学海洋与大气学院海洋气象学系中国海洋大学物理海洋教育部重点实验室

青岛是中国现代气象学的发源地和中国气象学会的诞生地,对中国海洋气象学的历史演变过程有重要影响。本文主要介绍王彬华先生的生平概览、科学研究和教书育人,以及蒋丙然与王彬华师生两人的历史命运,从中折射出我国海洋气象学的发展脉络... 详细信息

青岛是中国现代气象学的发源地和中国气象学会的诞生地,对中国海洋气象学的历史演变过程有重要影响。本文主要介绍王彬华先生的生平概览、科学研究和教书育人,以及蒋丙然与王彬华师生两人的历史命运,从中折射出我国海洋气象学的发展脉络,期盼能为深入理解中国海洋气象学的发展历史提供多角度的认识。

关键词：海洋气象学中国气象学会蒋丙然历史演变过程科学研究教书育人华先生现代气象学

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江南5月降水与热带印-太海温及对流的联系

中国海洋大学学报（自然科学版） 2024年第5期54卷 23-32页

作者：郭浩康李春石剑中国海洋大学海洋与大气学院山东青岛266100 烟台市气象局山东烟台264000

本文将1980-2021年江南5月降水作为研究对象,采用美国国家气候预测中心(Climate Prediction Center,CPC)降水、美国环境预测中心(National Center for Environmental Prediction,NCEP)大气环流以及英国气象局哈德莱中心(Met Office Hadley Centre)海表面温度等资料,对江南5月降水年际变化特征及其与热带印度洋、太平洋的海表面温度异常(Sea surface temperature anomaly,SSTA)以及对流异常的可能联系进行了分析。结果表明,偏涝年通常伴随有自年前秋季开始发展的热带印度洋暖SSTA,5月同期对流层850 hPa在热带东印度洋至中国南海一带出现东风异常,同时热带印度洋上空对流活动旺盛,通过Hadley环流增强了在西北太平洋的下沉气流,共同增强了西北太平洋异常反气旋(Northwest Pacific anomaly anticyclone,WNPAC),促进了水汽向江南地区输送。热带印度洋中东部的冷SSTA自偏旱年前的冬季开始不断发展,在5月同期的热带印度洋异常冷洋面上空表现为对流抑制,与偏涝年相反的异常Hadley环流促使副高减弱东退,撤出南海,不利于水汽向江南地区输送。除热带印度洋外,热带太平洋和海洋性大陆地区的SSTA及其上空的对流活动异常与WNPAC和江南5月降水异常在一些年份也存在一定的关系,但较热带印度洋复杂。

关键词：江南5月降水西北太平洋异常反气旋热带印度洋海表面温度异常异常对流