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利用幂律尾指数的中国降水突变检测与归因

物理学报 2008年第7期57卷 4629-4633页

作者：支蓉龚志强兰州大学大气科学学院兰州730000 国家气候中心中国气象局气候研究开放实验室北京100081

利用中国气象局国家气候中心740站点1960—2000年日降水观测资料,研究日降水幂律尾指数随时间的演变特征,结果表明中国华北、东北和西北地区0—7mm日降水幂律尾指数在1979—1980年之间发生突变,由此推测中国北方地区的大尺度气候背景在... 详细信息

利用中国气象局国家气候中心740站点1960—2000年日降水观测资料,研究日降水幂律尾指数随时间的演变特征,结果表明中国华北、东北和西北地区0—7mm日降水幂律尾指数在1979—1980年之间发生突变,由此推测中国北方地区的大尺度气候背景在上世纪70年代末80年代初曾出现较大变化.该突变与厄尔尼诺和南方涛动(ENSO)综合指数联系紧密,可能是造成北方干旱化的重要原因之一.进一步分析表明,0—29mm日降水过程平稳性较好,30mm以上日降水过程平稳性相对较差,使得长期的暴雨预测面临严峻的挑战.

关键词：幂律尾指数突变北方干旱化暴雨

CMIP6模式对青藏高原极端气温指数模拟能力评估及预估

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高原气象 2023年第2期42卷 305-319页

作者：李宛鸿徐影重庆市气候中心重庆401147 国家气候中心中国气象局气候研究开放实验室北京100081

利用第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)28个全球气候模式模拟的历史和多SSP排放情景下的模拟结果以及国家气候中心制作的CN05.1格点化的观测数据,在评估28个全球气候模式对青藏高原极端气温相关指数模拟效果的基础上,预估了多个SSP情... 详细信息

利用第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)28个全球气候模式模拟的历史和多SSP排放情景下的模拟结果以及国家气候中心制作的CN05.1格点化的观测数据,在评估28个全球气候模式对青藏高原极端气温相关指数模拟效果的基础上,预估了多个SSP情景下青藏高原未来极端气温指数的变化趋势。评估结果表明多模式集合平均模拟结果更稳定,且能模拟出极端气温指数的时间分布以及空间分布特征,但与观测相比,不同指数存在不同偏差。预估结果表明,相对于1995-2014年,青藏高原上日最高气温最高值(TXx)、日最低气温最低值(TNn)、暖昼指数(TX90p)未来呈上升趋势,霜冻日数(FD)、冰冻日数(ID)、冷夜指数(TN10p)呈减少趋势,其中高原极端低温比极端高温增温明显,暖昼指数在高原西南部增加明显,霜冻日数、冰冻日数、冷夜指数在高原东南部减少明显。SSP1-1.9情景下,极端气温指数在21世纪的变化幅度较小,随着辐射强迫增大,指数的变化趋势也增大。SSP1-2.6情景下,2030年前中国实现碳达峰时,青藏高原地区TXx、TNn、TX90p增长分别不超过1.12℃、0.84℃、8.4%,FD、ID、TN10p减少分别不超过9.1天、9.7天、2.6%;2060年前中国实现碳中和时,青藏高原地区TXx、TNn、TX90p增长分别不超过1.72℃、1.48℃、15%,FD、ID、TN10p减少分别不超过15.6天、17天、3.4%。

关键词：青藏高原 CMIP6 极端气温指数预估

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18世纪南京、苏州和杭州年、季降水量序列的复原研究

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第四纪研究 2005年第2期25卷 121-128页

作者：张德二刘月巍梁有叶李靖中国气象局国家气候中心中国气象局气候研究开放实验室北京100081

利用清代宫廷档案“晴雨录”南京、苏州和杭州的逐日天气记录,复原了 18世纪三地的年、季和月降水量序列;论述了将“晴雨录”的逐日降水时数和降水类型的记载转换成 7级降水日数和逐步回归推算月降水量的方法及其科学依据;给出长江下游... 详细信息

利用清代宫廷档案“晴雨录”南京、苏州和杭州的逐日天气记录,复原了 18世纪三地的年、季和月降水量序列;论述了将“晴雨录”的逐日降水时数和降水类型的记载转换成 7级降水日数和逐步回归推算月降水量的方法及其科学依据;给出长江下游地区 18世纪典型多雨、少雨年份的降水量值。18世纪南京等三地的年、季、月降水量序列的复原,对了解在寒冷小冰期中相对温暖时段我国主要农业区长江三角洲地区的降水特征有重要意义。

关键词：历史气候 18世纪温暖气候背景降水量序列重建长江三角洲地带

气候变暖背景下气候平均值更替对中国气候业务的影响

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气象 2022年第3期48卷 284-298页

作者：晏红明袁媛王永光云南省气候中心昆明650034 国家气候中心中国气象局气候研究开放实验室北京100081

气候平均值的改变意味着气候平均态(以下简称气候态)的改变,由于不同气候态之间的差异,当气候态更替时,相应会改变各种气象要素、环流系统等变化特征的判识结果。不同气候态之间的差异越大,对判识结果的影响就会更加明显,这种影响即是... 详细信息

气候平均值的改变意味着气候平均态(以下简称气候态)的改变,由于不同气候态之间的差异,当气候态更替时,相应会改变各种气象要素、环流系统等变化特征的判识结果。不同气候态之间的差异越大,对判识结果的影响就会更加明显,这种影响即是气候态更替的影响。对于2022年1月1日执行的气候平均值由1981—2010年改为1991—2020年的新规定,将会对中国气候监测、预测和评价等业务产生怎样的影响?针对气候平均值的改变,分别从中国160个站气温和降水,以及大气环流和海洋关键因子的变化等多方面,首先对比分析了不同时段气候态变化的差异及影响,然后重点讨论了1991—2020年新气候态更替的影响。结果表明不同时段气候态更替的影响不同,其中气温气候态更替的影响比降水气候态更替的影响显著,这种影响存在一定的季节差异,冬半年的影响大于夏半年,而降水气候态更替的影响主要集中在4—6月和9—11月两个转换季节。分析气候态更替的影响,发现基于新气候态,中国大部分地区的气温距平减小,其中减小最明显的区域位于河套附近,幅度在0.3~0.7℃,对降水的影响主要在夏季和秋季,夏季中国南方和秋季华北多雨的特征减弱;对500 hPa大气环流的影响表现为冬季乌拉尔山脊加强、东亚槽偏东和蒙古高压减弱,而夏季则刚好相反;对东亚冬夏季风活动也有一定影响,表现为冬季风减弱,而夏季风加强;对海洋关键海区海温变化的影响表现为IOD正位相减弱和Ni?o1+2区海温距平指数偏高的特征。

关键词：气候平均值气象要素不同时段气候态气候态更替

NCC_CGCM模式的我国夏季降水集合预报方法效果评估及改进

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热带气象学报 2008年第3期24卷 307-312页

作者：艾秀孙林海刘绿柳国家气候中心/中国气象局气候研究开放实验室北京100081

通过对国家气候中心全球海气耦合模式(NCC_CGCM)1983～2006年48个不同初值样本的我国夏季降水预报(回报)、等权重集合预报及二次非线性订正预报的评估效果比较,其中订正预报的平均效果比等权重集合预报的平均效果好,但总体平均预报效果... 详细信息

通过对国家气候中心全球海气耦合模式(NCC_CGCM)1983～2006年48个不同初值样本的我国夏季降水预报(回报)、等权重集合预报及二次非线性订正预报的评估效果比较,其中订正预报的平均效果比等权重集合预报的平均效果好,但总体平均预报效果都不高。在评估中发现,48个样本在不同地区的预报效果的差异显著,正相关显著区域出现的位置各不相同,有的样本出现在江南,有的出现在东北,还有的出现在黄淮等地,因此提出了用历史回报的相关系数构建新的集合预报。试验表明,新集合预报的平均效果优于等权重集合预报、二次非线性订正预报和业务系统中现有的集成方法。

关键词：模式夏季降水预报评估比较集合预报方法

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一个海气耦合模式模拟的云辐射过程

气象学报 2005年第5期63卷 716-727页

作者：汪方丁一汇徐影中国气象局气候研究开放实验室国家气候中心北京100081

利用NCC/IAP T63海气耦合模式进行了20 a积分,详细分析了模式对云量及其辐射影响的模拟能力。结果表明,模式能够模拟出云量分布的基本特征,但同ISCCP卫星观测资料及ERA再分析资料相比还存在较大的差距,总体表现为模拟的云量偏小,尤其是... 详细信息

利用NCC/IAP T63海气耦合模式进行了20 a积分,详细分析了模式对云量及其辐射影响的模拟能力。结果表明,模式能够模拟出云量分布的基本特征,但同ISCCP卫星观测资料及ERA再分析资料相比还存在较大的差距,总体表现为模拟的云量偏小,尤其是海洋上部分地区出现了异常的低值区。通过对云量方案的改进,明显改善了两大洋东岸、夏半球副热带到中纬度海洋上空低云的模拟。但模式对热带印度洋到西太平洋地区云量的模拟仍然存在明显的偏差,这主要是由于模式对该地区强对流云模拟能力差,造成该地区高云模拟存在较大的误差。对辐射及其云辐射强迫的分析表明,模式对长波及其云辐射强迫的模拟要明显好于短波。短波辐射模拟的偏差主要是由于短波云辐射强迫模拟过小、耦合模式对积雪和海冰模拟较差、以及未考虑气溶胶的影响等原因共同引起的;而长波辐射模拟的差距主要是云量以及下垫面温度模拟不足造成的。相应于云量方案的改进,两大洋东岸、夏半球副热带到中纬度海洋上辐射(尤其是短波辐射)的模拟有了明显的改善,这也明显改进了这些地区的净辐射模拟。

关键词：云辐射海气耦合模式云量净辐射模拟地气系统气候敏感性

背景误差协方差矩阵不同求逆方案在高度计资料同化试验中的应用比较

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海洋学报 2012年第5期34卷 65-73页

作者：刘向文李维京吴统文肖贤俊中国气象局国家气候中心气候研究开放实验室北京100081

针对海表高度计资料的同化,考查了背景误差协方差矩阵的不同求逆方案对同化效果的影响。所使用的求逆方案包括避免求逆的经验正交函数方案(EOF/EOF_var)、递归滤波方案(RF/RF_var)以及采用初等变换法直接求逆的方案(Inv)。基于上述方案... 详细信息

针对海表高度计资料的同化,考查了背景误差协方差矩阵的不同求逆方案对同化效果的影响。所使用的求逆方案包括避免求逆的经验正交函数方案(EOF/EOF_var)、递归滤波方案(RF/RF_var)以及采用初等变换法直接求逆的方案(Inv)。基于上述方案开展了热带太平洋地区2002年1-7月的TOPEX/Poseidon高度计资料同化试验,并利用SODA再分析资料和TAO观测资料评估了各方案对温度场的同化效果,主要得到如下结果:与SODA相比较,Inv方案对模式温度场改进甚微,其余四种方案在100～300m深度之间对温度场改进较多,在其它深度范围内则改进较少;与TAO观测相比较,EOF_var、RF_var方案对模式温度场改进最多,EOF和RF方案次之,Inv方案则对温度场改进甚少。

关键词：海表高度经验正交函数递归滤波初等变换法直接求逆温度均方根误差

一个适用于描述中国大陆冬季气温变化的东亚冬季风指数

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气象学报 2008年第5期66卷 781-788页

作者：朱艳峰国家气候中心中国气象局气候研究开放实验室北京100081

利用1951年1月—2007年2月的NCEPV1格点资料和中国台站观测资料,定义了一个冬季风环流指数(IEAWM),并分析其与中国冬季气温和东亚大气环流变化的联系。结果表明该指数能够很好地反映东亚冬季风系统各成员的变化,兼顾北方和南方的环流状... 详细信息

利用1951年1月—2007年2月的NCEPV1格点资料和中国台站观测资料,定义了一个冬季风环流指数(IEAWM),并分析其与中国冬季气温和东亚大气环流变化的联系。结果表明该指数能够很好地反映东亚冬季风系统各成员的变化,兼顾北方和南方的环流状况和东西部热力差异的影响,改进了原有冬季风指数大多针对单一的冬季风环流成员及对中国冬季气温变化反映能力的不足,能够很好地反映中国冬季平均气温的异常变化。分析表明,当该指数为正值时东亚冬季风偏强,对应着地面西伯利亚高压和高空东亚大槽均偏强,东亚地区对流层中层的高-低纬度之间的纬向风经向切变加强,有利于中高纬度冷空气向南侵入,导致中国大陆地区气温偏低,反之亦然。IEAWM的年代际变化表明东亚冬季风在1985年之前偏强,1985年之后明显偏弱,这与1985年之后中国冬季变暖是一致的。

关键词：东亚冬季风环流指数中国冬季气温变化

热带环流系统异常对2003年淮河持续性暴雨的影响

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热带气象学报 2005年第3期21卷 323-329页

作者：何敏龚振淞许力国家气候中心/中国气象局气候研究开放实验室北京100081

利用高低层环流场及热带季风特征指数研究热带环流系统异常对2003年6～7月淮河持续性暴雨的影响。分析表明:来自南半球的越赤道气流向北半球推进的过程与大暴雨过程紧密联系;淮河流域上空高、低层异常偏强的辐散、辐合环流,为黄河与长... 详细信息

利用高低层环流场及热带季风特征指数研究热带环流系统异常对2003年6～7月淮河持续性暴雨的影响。分析表明:来自南半球的越赤道气流向北半球推进的过程与大暴雨过程紧密联系;淮河流域上空高、低层异常偏强的辐散、辐合环流,为黄河与长江之间降水异常偏多提供了有利的高、低层环流条件;2003年南海夏季风爆发日期较常年偏晚,热带夏季风及环流强度较常年稍偏弱,它的逐月变化相似于1991年,是2003年淮河流域持续多雨的热带环流成因。

关键词：热带环流异常特征淮河大水