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Interdecadal changes in the frequency of winter extreme cold events in North China during 1989–2021
Article Number 100468
Yali Zhu, Fangwu Song, Dong Guo
摘要
全球变暖背景下, 极端天气气候事件的变化受到关注. 本文研究发现, 1989–2021年期间, 华北地区极端冷日数在2003和2013年发生了年代际变化. 极端冷日数先增加后减少. 2003–2012年, 西伯利亚–乌拉尔高压偏强, 极地西风急流偏弱, 有利于冷空气南下入侵华北地区, 华北极端冷日数偏多. 而在1989–2002年和2013–2021年, 情况相反. 虽然三个时段华北极端冷日的强度没有显著差异, 但与其相联系的冷空气强度变得更强, 2013–2021年冷空气中心区域往西北扩张到了贝加尔湖以西地区.
Article Number 100469
Yihao Peng, Xiaolei Liu, Jingzhi Su, Xinli Liu
摘要
由于模式误差和初始误差所致, 次季节-季节预报技巧整体偏低. 国际上多数模式都采用集合预报的方式来提高次季节预报的准确率. 热带大气季节内振荡 (MJO) 作为次季节尺度可预报性的重要来源, 其预测水平取决于模式性能和MJO事件本身的物理特性. 根据中国气象科学研究院气候系统模式次季节预测系统的回报结果, 结合不同类型MJO事件的特征, 对模式集合成员间的预报技巧进行了分类和比较. 在集合成员预报技巧普遍较高的一类MJO事件中, 对流异常信号持续时间较长, 强度较大, 强对流异常中心主要位于印度洋区域, 并逐渐东传至西太平洋. 在集合成员预报技巧多数较差的MJO事件中, 对流异常信号的强度最弱, 维持时间最短. 在集合成员预报技巧优劣参半的类别中, MJO往往持续时间较短, 强度较低, 在后续传播过程中, 对流异常中心多停驻在海洋性大陆区域.
Article Number 100481
Weikai Jia, Botao Zhou, Ziyi Song
摘要
评估了20个CMIP6模式对春季北极涛动 (AO) 与长江流域夏季降水 (YRP) 关系的模拟能力. 结果表明, 4个模式 (ACCESS-ESM1-5, CMC-CM2-SR5, MRI-ESM2-0, NorESM2-LM)) 能合理模拟出1990年代后期AO–YRP关系的减弱. 1980–1998年, 当春季AO位于正位相时, 夏季东亚急流北移, 长江流域为异常下沉运动, 同时西太平洋副热带高压减弱, 减少向长江流域的水汽输送, 结果导致降水减少. 1999–2014年, 上述大气环流与春季AO的联系不显著, 从而减弱AO–YRP的关系. 利用这四个模式进一步预估了RCP4.5情景下2015–2100年期间AO–YRP的关系. 两者在2015–2040年为显著负相关关系, 随后再次减弱.
Climatic drivers of the Canadian wildfire episode in 2023
Article Number 100483
Yihan Hu, Xu Yue, Chenguang Tian
摘要
2023年5月加拿大发生极端野火事件并持续4个月时间. 野火污染物排放对当地和下风向的空气质量造成了严重影响. 本文对驱动此次野火事件的气象因子和相关大尺度环流进行了探究. 研究表明, 此次极端野火排放的二氧化碳相较往年同期增长了0.37Gt (527.1%) . 受罗斯贝波频散影响, 同期加拿大中西部区域出现持续的位势高度正异常, 促进气流下沉并引发局地高温, 中西部区域5–6月最高温平均上升8.11°C, 部分区域甚至超过10°C, 导致野火排放的显著增长. 受有利地形和泛北极地区快速增暖的影响, 预期未来加拿大中西部发生极端野火的概率可能会显著上升.
Comparison of tropical cyclone thermal structures derived from ATMS and synthetic AMSU-A/MHS
Article Number 100484
Wenyu Li, Fuzhong Weng
摘要
热带气旋(TC)的暖心反映了其强度和变化. 微波探测数据被广泛用于探测TC暖心, 但观测到的 TC 暖心强度可能因仪器而异. 本研究利用先进技术微波探测仪 (ATMS) 的过采样数据重采样至与先进微波探测仪 (AMSU-A) 一致的亮温, 称为类-AMSU数据. 通过对比发现, ATMS的观测更加细致, 较好地刻画了TC眼区和云带. 使用ATMS和类-AMSU数据反演多个TC的暖心发现, 在250 hPa, 使用ATMS数据反演的暖心强度比类-AMSU高约1–2K, 并且其暖心结构更详细.
Article Number 100485
Shuang Liu, Kaiheng Hu, Zhenghui Xie, Yan Wang
摘要
水体温度变化对河流可溶性无机氮(DIN)输送有着强烈控制作用. 然而, 在全球尺度上河流DIN输送量对水温度变化的响应尚不清楚. 因此, 本文基于陆面过程模式, 耦合河流水温估算和DIN传输方案, 设定有, 无动态水温情景, 对比研究陆面模拟中水温变化对河流DIN通量变化的影响. 结果表明: 在考虑水温动态变化后, 在30°N和30°S之间, DIN通量年振幅减小5%–25%. 在中国东部地区, 水温动态变化使河流DIN通量在夏季减少1%–3%, 在冬季增加1%–5%, 对DIN通量具有明显的季节性约束作用, 表明动态水温的表达在河流DIN输送模拟中的重要性.
Atlantic blocking events in a simplified nonlinear baroclinic model for local finite-amplitude wave activity
Article Number 100486
Ning Shi, Bamidele Abiodun Paul, Wencai Liu
摘要
为研究北大西洋阻高的形成机制, 本文在局部有限振幅波活动 (LWA) 框架下进行了一系列数值实验. 采用的数值模型能显式地描绘出两种重要的大气内部动力过程, 即非线性纬向位涡通量和Rossby波包传播. 模拟结果显示, 这两种动力学过程均是形成大西洋阻高的重要机理. 具体地, 非线性纬向位涡通量和Rossby波包传播, 分别是大西洋阻高南部和北部LWA形成的主导因子. 因此, 本研究综合了前人关于大西洋阻高的研究成果, 为其形成机理提供了新的认识.
Predominant types of regional cold waves in North China and their historical changes
Article Number 100487
Xinyi Cheng, Yiyi Zhang, Jiandong Li, Xin Hao
摘要
寒潮事件对东亚地区的社会经济, 生态系统和人体健康影响巨大. 根据1980−2019 年间10月至次年3月的每日寒潮记录和K-means聚类, 本文识别出了中国两种不同类型的区域性寒潮(T1 和 T2). T1区域性寒潮主要影响东北地区, T2区域性寒潮则主要影响华北和东部地区. 与T1区域性寒潮相比, T2区域性寒潮强度更强, 持续时间更长, 影响范围更广. 1980–2019年期间, T1区域性寒潮的频率显著增加, 而T2区域性寒潮的频率则没有趋势变化. T1和T2区域性寒潮事件均与西伯利亚高压增强有关, 然而与它们相关的对流层中层波列明显不同. 在T1区域性寒潮事件发生期间, 西伯利亚-蒙古上空出现负-正模态的500-hPa位势高度异常波列, 削弱了东亚大槽, 导致西伯利亚冷空气东移. T1区域寒潮频次增加趋势可能与全球变暖引起的500-hPa位势高度的线性趋势变化有关. 与T2区域寒潮事件相关的波列则在乌拉尔山脉, 蒙古和华北地区形成了脊-槽-脊环流异常, 导致冷空气向东南方向入侵. 本文得出结论, 由于两类区域寒潮影响不同, 西伯利亚高压增强和对流层中层波列模态在我国区域性寒潮事件的预报中应综合考虑.
Article Number 100494
Meng Zhou, Jingya Wu, Mingxuan Chen, Lei Han
摘要
卷积长短期记忆单元ConvLSTM和卷积门控循环单元ConvGRU是两种广泛应用的深度学习单元, 通过将循环机制与卷积运算相结合, 常常用于时空序列的预测. 为了明确上述两种模型的收敛速度和分类能力, 需要使用相同的模型架构对相同的分类问题进行预测. 本研究将北京短时强降水区级预警问题看作深度学习中的二分类问题, 使用京津冀雷达网的组合反射率数据和北京区域内的自动气象站降雨数据进行深度学习模型的训练和评估. 结果表明, ConvGRU的收敛速度比 ConvLSTM快约25%. ConvLSTM和ConvGRU的预警性能随地区, 时间, 降雨强度的变化趋势相似, 但大部分ConvLSTM的得分较高, 少数情况下ConvGRU的得分较高.
Article Number 100495
Yueqi Gao, Siyu Wang, Zhaolei Zhang, Wenxuan Yu, Shuai Wang, Shengqiang Zhu, Peng Wang, Yan Li, Yele Sun, Hongliang Zhang
摘要
自2013年起, 中国空气质量虽改善, 但华北平原(NCP)重污染仍存在且二次污染加剧, 而人们对其成因和变化了解有限. 本研究利用2018–2022年数据, 借助CMAQ模型探讨此污染响应. 结果显示, 在2018–2022年间, PM2.5浓度显著下降31%–37%, O3和NO2的年下降速率分别为1%和0.5%. SIA和SOA也显著减少, 每年分别减少9%和6%. PM2.5主要因排放减少而下降, 而O3则受气象影响而波动. 硫酸盐和铵下降的主因是减排, 而硝酸盐对气象变化敏感. 排放和气象变化对SOA的总体减少同样重要, 但人为SOA对排放控制敏感, 生物SOA易受气象变化影响. 研究强调了控制人为排放对缓解NCP地区夏季二次污染的重要性.
编辑｜金 鑫
审核｜刘晓春
期刊简介
《大气和海洋科学快报(英)》(Atmospheric and Oceanic Science Letters，简称AOSL)创刊于2008年年底，是由中国科学院主管， 中国科学院大气物理研究所、中国气象学会主办的英文学术期刊。
AOSL实行严格的同行评议，发表大气科学和物理海洋学领域创新性“通讯” (letters)，发表Original Articles、Reviews (特邀)、Progress and Views、Report、Data Description等类型文章。期刊一直以高水平研究成果的快速发表为办刊宗旨，具有国际化的编委会以及编辑、审稿、作者队伍，致力于不断提升期刊的论文质量，提高期刊的学术影响力。
期刊自2016年起转为开放获取(Open Access, OA)出版模式。从2014年连续被评为“中国国际影响力优秀期刊”，目前已被ESCI (Impact Factor: 2.3)、Scopus (CiteScore: 4.2)、GEOBASE、DOAJ、JSTChi、CSCD (核心集)、中科院期刊分区表、中国科协地学领域高质量科技期刊分级目录 (T2级) 等收录。
