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基于时间尺度分离的中国东部夏季降水预测被引量：13: 2015年; 基于时间尺度分离,利用NCEP 第2代气候预测系统（CFSv2）每年4月起报的夏季月平均预测资料,结合实际观测资料和再分析资料,对江淮流域及华北地区夏季降水距平百分率进行降尺度预测.将预测量和预测因子分为年际分量和年代际分量,在两个时间尺度上分别建立降尺度模型,两个预测分量之和为总预测量.对1982-2008年拟合时段的夏季降水距平百分率的回报结果表明降尺度预测结果相对于原始模式结果预测技巧显著提高.降尺度预测与实况降水在江淮流域和华北地区的空间相关系数最大值超过0.8,多年平均值也分别提高到0.53和0.51;时间相关在每个站点也显著增强,相关系数为0.38～0.65.对2009-2013年进行独立样本检验,结果表明：降尺度模型能较好地预测出该时段的降水异常空间型态.同时,该模型对2014 年夏季降水长江以南偏多、黄淮地区偏少的分布形势也有一定预测能力.; 刘娜李双林; 关键词：动力降尺度短期气候预测夏季降水

2016年南极海冰破纪录减少及其成因的研究综述被引量：4: 2021年; 近几十年来,在全球变暖背景下,北极海冰不断减少,但南极海冰却在小幅增加。正当人们试图解释南极海冰这一"变暖悖论"时,2016年末南极海冰范围却突然跌破纪录,达到历史最低。其中,12月海冰减少范围最大,达到2.13×10^(6)km^(2),相对于1981–2010年的30年平均海冰范围减少了20.5%。这立即引起了科学界的极大关注,人们从大气环流、物理海洋和冰间湖等诸多方面,对其成因进行了大量研究,本文对这些工作进行了归纳总结。结果显示:在大气方面,主要的异常信号包括9–10月的纬向3波异常和11–12月的负位相南半球环状模以及气旋活动增加等,纬向3波大气环流受到热带太平洋和印度洋海温异常的调制,而南半球环状模异常主要是平流层极涡减弱下传导致;海洋方面,南大洋海温较常年偏暖,威德尔海出现了自1976年以来最大的冰间湖,对海冰减少起着不可忽视的作用。然而,当前的研究难以说明这一极端事件是由全球变暖或其他外部强迫主导,还是由气候系统内部变率产生,亦或者是两者的共同作用。对这些问题的回答直接关系到未来南极海冰趋势的预估,是亟待解决的科学问题和潜在的研究热点。; 李双林李双林韩哲刘娜张超; 关键词：物理成因

基于统计与动力相结合的南极夏季海冰跨季节预测: 2023年; 选取美国国家环境预测中心气候预测系统(CFS)第二版预测的南大洋(40°S—80°S)夏季海温、海洋性大陆地区(100°E—130°E,10°N—15°S)春季海温以及南半球热带外(20°S—90°S)春季海平面气压3个预测因子,利用奇异值分析的方法提取相关信息,采用回归模型对南极夏季海冰场进行预测。从该模式对1983—2018年南极夏季海冰密集度异常值的回报效果看,模型的预测技巧较CFS原始预测有显著的提高。对单格点上预测与实测的时间相关系数提高到0.76;从交叉检验的结果来看,预测技巧较CFS同样有显著提高;从对南极海冰范围的预测来看,该模型的预测效果最好,明显优于CFS原始预测和持续性预测。这些结果表明,该模型具有较高的预测性能。; 王惠李双林李双林

2013年夏季高温归因分析——热带及热带外海温影响的模拟对比: 2018年; 西太平洋副热带高压(简称副高)整体强度偏弱、特征线控制范围面积偏小,但西段异常西伸、北抬,是2013年夏季我国东部高温事件发生期间大气环流的一个重要特征。本文利用ECHAM5大气环流模式,分别以月气候态海温、2013年夏季(5月~8月)全球、热带以及热带外海温异常作为下边界强迫场,进行模拟试验,研究了海温异常对副高的影响,进而分析高温的形成机制。结果显示:1) 全球海温异常有利于副高整体面积偏小、强度偏弱,这一影响主要来自热带海温异常的贡献,热带外海温的作用相反且是次要的,它部分抵消热带海温的影响。机制上,自印度洋至中东太平洋“负”–“正”–“负”的热带海温分布,激发Walker环流异常,西太平洋低层的纬向东风及其北侧的反气旋偏弱、偏东;同时西太平洋强的上升运动又向北下传,进而通过Hadley环流,影响副高前部环流,导致副热带地区虽有下沉运动,但主要位于对流层高层,不利于副高的加强、西伸。2) 尽管全球及热带海温强迫能够解释副高的整体行为,但模拟的副高异常偏东,不能解释该年副高西段的西伸、北抬。于是,我们从大气内部过程的角度,分析了不同海温背景下,副高西段西伸、北抬发生概率的差异,发现在2013年全球海温(特别是热带海温)背景下,发生极端偏西偏北的概率显著增加。表明:该年的高温事件可以解释为海温异常背景下发生的一个极端事件。; 郑泽华刘娜李双林; 关键词：海表温度异常

北京地区一次空气重污染过程的目标观测分析被引量：5: 2018年; 针对北京市2016年12月16～21日的空气重污染过程进行了回报试验,探讨了该次事件预报的目标观测敏感区。使用新一代高分辨率中尺度气象模式(Weather Research Forecasting,WRF)和嵌套网格空气质量模式(Nested Air Quality Prediction Model System,NAQPMS),针对初始气象场的不确定性,通过4套初始场资料识别了影响北京地区细颗粒物(PM2.5)预报水平的目标观测敏感变量及其敏感区。结果表明:当综合考虑初始气象场的风场、温度、比湿不确定性的影响时,发现改善黑龙江区域上述气象要素的初始场精度,对北京地区PM2.5预报不确定的减小最显著;当分别考察风场、温度、比湿的不确定性的影响时,发现初始风场精度的改善,尤其是黑龙江区域风场精度的改善,能够更大程度地减小北京地区PM2.5的预报误差,对北京东南地区的PM2.5预报误差的减小甚至可达到40%以上。因此,优先对黑龙江区域的气象场,尤其是该区域的风场进行目标观测,并将其同化到预报模式的初始场中,将会有效提高初始气象场的质量,进而大大减小北京地区PM2.5浓度的预报误差,提高北京地区空气质量的预报技巧。初始风场代表了北京地区该次空气重污染事件预报的目标观测变量,而黑龙江地区则是该目标观测的敏感区域。; 刘娜段晚锁段晚锁唐晓周菲凡; 关键词：空气污染

2013年夏季高温归因分析--热带及热带外海温影响的模拟对比: 西太平洋副热带高压(简称副高)整体强度偏弱、特征线控制范围面积偏小,但西段异常西伸、北抬,是2013年夏季中国东部高温事件发生期间大气环流的一个重要特征.本文利用ECHAM5大气环流模式,分别以月气候态海温、2013年夏...; 郑泽华刘娜李双林; 关键词：夏季高温气象成因热带海温

北京地区一次空气重污染过程的气象条件模拟参数化敏感性试验被引量：4: 2020年; 气象预报是影响大气重污染预报精度的关键所在。针对2016年12月16~21日北京市一次重污染过程,开展了中尺度气象模式WRF的参数化方案配置敏感性试验。对微物理过程、长波辐射过程、短波辐射过程、陆面过程、边界层过程、近地面过程以及积云对流参数化过程进行组合优选,共设计51组参数化方案组合,分析不同模拟方案下北京市8个气象站点温度、相对湿度、10 m风速的模拟精度及其敏感性。试验结果表明:温度模拟对长波过程参数化方案最为敏感,集合离散度达2.4~7.4℃,再次是短波过程参数化方案;相对湿度模拟也对长波过程参数化方案最敏感,再次是陆面过程;风速模拟对不同过程参数化方案的敏感性程度差异不大。通过模拟结果与观测的统计对比,优选出模拟误差最小的方案组合为Lin微物理方案、RRTMG长波方案、RRTMG短波方案、Tiedtke积云对流方案、Noah陆面方案、MYNN 3rd边界层方案和MYNN近地面方案,并将其与集合平均、基准方案进行对比。对于集合平均来说,其温度模拟与观测相关系数为0.69,高于基准方案,其模拟偏差与均方根误差比基准方案低25%和11%;集合平均的相对湿度和风速模拟相比基准方案变化较小。与集合平均相比,优选方案能同时改进温度、相对湿度和风速模拟,使温度模拟偏差和均方根误差比基准方案下降35%和17%,使相对湿度模拟偏差和均方根误差下降43%和13%,使风速模拟偏差和均方根误差下降33%和24%。以上结果表明,参数化方案的敏感性试验和优选能显著减小重污染期间气象要素的模拟误差,重污染预报改进需重点关注参数化方案模拟上的不确定性。本研究也发现MYNN3rd边界层方案在这次重污染过程的气象要素模拟上具有良好性能,可为未来重污染预报改进提供参考。; 韩丽娜唐晓陈科艺隋玟萱周慧刘娜孔磊冼志鹏吴林王自发; 关键词：气象模拟参数化方案 WRF模式

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刘娜

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