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区域高分辨率数值预报检验评估系统
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作者 陆天舒 孙鑫 +5 位作者 陈昊明 李普曦 朱峰 霍庆 周佰铨 杨琳韵 《气象科技进展》 2024年第1期32-37,共6页
近年来我国区域高分辨率数值预报业务发展迅速,目前传统检验方法已不能满足高分辨率模式降水检验评估需求。区域高分辨率数值预报检验评估系统在吸收降水传统检验方法优势的同时,融入基于降水发展演变过程的检验评估方法,旨在建立一套... 近年来我国区域高分辨率数值预报业务发展迅速,目前传统检验方法已不能满足高分辨率模式降水检验评估需求。区域高分辨率数值预报检验评估系统在吸收降水传统检验方法优势的同时,融入基于降水发展演变过程的检验评估方法,旨在建立一套适用于高时空分辨率观测资料的精细化降水检验评估系统,为促进区域模式改进和高分辨率数值预报产品的偏差理解提供了重要参考,也为理解区域数值预报的模拟能力及其偏差提供了新的视角。 展开更多
关键词 数值天气预报 高分辨率模式 检验 评估
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江淮流域大范围雨带降水的精细化特征研究 被引量:1
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作者 卜文惠 陈昊明 李普曦 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期361-374,共14页
利用中国地面与CMORPH融合逐小时降水产品(CMPAS)和欧洲中期天气预报中心的全球气候第5代大气再分析产品(ERA5),基于面向对象的诊断评估方法(MODE)量化雨带空间特征信息挑选大范围雨带,再根据雨带形态不同将其分为纬向型和经向型。基于... 利用中国地面与CMORPH融合逐小时降水产品(CMPAS)和欧洲中期天气预报中心的全球气候第5代大气再分析产品(ERA5),基于面向对象的诊断评估方法(MODE)量化雨带空间特征信息挑选大范围雨带,再根据雨带形态不同将其分为纬向型和经向型。基于江淮流域雨带不同空间型的分类合成,分析了江淮流域不同空间型雨带的降水和环流特征。对比不同空间型雨带的降水时、空特征发现,大范围雨带多呈西南—东北向,降水量、降水频率的日变化表现为夜间主峰值、午后次峰值的双峰特征,降水强度存在夜间至凌晨的单峰特征。纬向型雨带空间分布为西南—东北向,在暖季随时间自南向北推进,降水集中在6月中、下旬至7月上、中旬,对应江淮梅雨期降水,强降水的发生频率高、雨区面积大,雨带的降水量、降水频率及降水强度的日变化特征同大范围雨带基本一致。经向型雨带降水在8月季风间歇期发生的频次较高,降水影响范围相对较小,降水量、降水频率日变化为午后单峰特征,降水强度也是午后较夜间大。进一步对比两类不同空间型雨带对应的环流特征发现:两类雨带降水都对应中高层暖、低层冷的温度异常垂直结构,风场的异常环流在高层为反气旋,低层为气旋。纬向型正异常南北两侧温度梯度较大,经向型东西两侧温度梯度较大。纬向型位于高层反气旋的中心,高层辐散提供了上升需要的动力条件,低层西南风异常提供了丰沛的水汽,有利于形成大范围的降水。经向型位于高层反气旋的后部,低层风场主要为东南风或东北风异常,形成经向度较大降水空间分布,辐合上升的局地性较强,强降水中心较为分散。 展开更多
关键词 大范围雨带 小时尺度降水特征 降水时空特征 环流结构
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东亚夏季风变化机理的模拟和未来变化的预估:成绩和问题、机遇和挑战 被引量:32
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作者 周天军 吴波 +13 位作者 郭准 何超 邹立维 陈晓龙 张丽霞 满文敏 李普曦 李东欢 姚隽琛 黄昕 张文霞 左萌 陆静文 孙宁 《大气科学》 CSCD 北大核心 2018年第4期902-934,共33页
东亚夏季风对于我国东部气候具有重要影响,呈现出多种时间尺度的变化特征。在理解东亚夏季风过去和当前的变化机理、预测和预估其未来变化等方面,气候系统模式发挥着不可替代的作用。但是当前的气候模式在东亚夏季风的模拟上尚存在诸多... 东亚夏季风对于我国东部气候具有重要影响,呈现出多种时间尺度的变化特征。在理解东亚夏季风过去和当前的变化机理、预测和预估其未来变化等方面,气候系统模式发挥着不可替代的作用。但是当前的气候模式在东亚夏季风的模拟上尚存在诸多不足,这使得其模拟结果存在不确定性,既制约了我们对过去和当前季风变化机理的准确理解,又降低了未来预测预估结果的可信度。关于造成季风模拟偏差的原因,既涉及模式本身的性能问题,又与模拟系统的构建、强迫资料的误差、乃至我们当前对季风变化规律自身的认知水平有关。本文以时间尺度为序,从气候态、日变化、年际变率、年代际变率、长期气候变化和未来预估等季风学界关注的热点问题角度,本着总结成绩、归纳问题、寻找机遇、面对挑战的目的,从七个方面系统总结了当前气候模式的水平,归纳了其主要偏差特征,讨论了影响模式性能的可能因素。内容涉及模式分辨率和地形效应、对流和云辐射效应的作用、与季风相关的热带海气相互作用关键过程、内部变率(太平洋年代际振荡)、自然变率(太阳辐照度变化和火山气溶胶强迫)和人为辐射强迫(人为温室气体和气溶胶排放)对季风变化的不同影响、热力和动力过程及气候敏感度对季风环流(副高)和降水预估不确定性的影响等。最后从优化参数、实现场地观测和过程模拟的协同、发展高分辨和对流解析模式等角度,讨论了提升东亚夏季风模拟能力的技术途径。 展开更多
关键词 东亚夏季风 数值模拟 副高 降水 日变化 年际和年代际变率 气候预估 温室气体和气溶胶 海气相互作用 高分辨率模式
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MRI模式对华南春雨气候态及年际变率的模拟:不同模式分辨率的比较 被引量:2
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作者 李普曦 周天军 +3 位作者 邹立维 陈晓龙 张文霞 郭准 《大气科学》 CSCD 北大核心 2017年第3期515-532,共18页
本文利用日本气象研究所(MRI)参加第五次国际耦合模式比较计划(CMIP5)的大气环流模式在高、中、低三种分辨率下的AMIP试验结果,评估了其对华南春雨气候态和年际变率的模拟能力,比较了不同分辨率的模拟结果。结果表明,三种不同水平分辨率... 本文利用日本气象研究所(MRI)参加第五次国际耦合模式比较计划(CMIP5)的大气环流模式在高、中、低三种分辨率下的AMIP试验结果,评估了其对华南春雨气候态和年际变率的模拟能力,比较了不同分辨率的模拟结果。结果表明,三种不同水平分辨率(120 km、60 km和20 km)的模式均能再现北半球春季位于中国东南部的降水中心。相较于120 km模式,20 km模式能够更为合理地模拟出华南春雨位于南岭—武夷山脉的降水中心。水汽收支分析表明,60 km、20 km模式高估了水汽辐合,使得华南春雨的降水强度被高估。在年际变率方面,在三种分辨率下,模式均能较好地再现观测中El Ni?o衰减年春季的西北太平洋反气旋以及华南春雨降水正异常。较之120 km模式,60 km、20 km模式模拟的降水正异常的空间分布和强度更接近观测,原因是后者模拟的El Ni?o衰减年春季华南地区的水平水汽平流异常更接近观测。本研究表明,发展高分辨率气候模式是提高华南春雨的气候态和年际变率模拟水平的有效途径之一。 展开更多
关键词 MRI 华南春雨 高分辨率模式 气候态 水汽收支诊断 年际变率
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千米尺度模式降水的检验评估进展及展望 被引量:13
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作者 陈昊明 李普曦 赵妍 《气象科技进展》 2021年第3期155-164,共10页
数值模式检验评估是理解模式偏差、完善数值模式和提升预报服务产品质量的有效方法,是现代数值模式发展的基础环节之一。传统的降水业务检验主要基于累积降水量的评估,较少考虑降水的发展演变过程。随着模式分辨率和降水精细化预报需求... 数值模式检验评估是理解模式偏差、完善数值模式和提升预报服务产品质量的有效方法,是现代数值模式发展的基础环节之一。传统的降水业务检验主要基于累积降水量的评估,较少考虑降水的发展演变过程。随着模式分辨率和降水精细化预报需求的提升,仅基于降水量的检验评估已不能满足定时、定点、定量的降水预报服务需求。在回顾已有降水检验评估方法的基础上,重点介绍基于降水频次、强度等小时尺度特征量及其日变化峰值时间的新评估方法,并示例给出此类评估结果对于深入认识日内降水预报偏差的应用价值。初步结果表明,相关方法和结论为丰富和深化数值模式评估,改进客观预报方法具有有益的启发作用。随着千米尺度模式在降水精细化预报业务中的广泛应用,未来仍需进一步发展和完善针对不同区域降水过程分类、分型的细致评估方法,并进一步研发面向快速更新循环系统和对流可分辨集合预报模式应用的检验评估指标,为千米尺度数值模式的改进和模式产品的合理应用提供科技支撑。 展开更多
关键词 检验评估 对流可分辨模式 精细化预报 小时尺度降水特征
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副热带东亚季风区一次穿透性对流过程影响下平流层成分变化的个例分析 被引量:1
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作者 孙宁 周天军 +1 位作者 郭准 李普曦 《大气科学》 CSCD 北大核心 2020年第6期1155-1166,共12页
穿透性对流是导致北半球夏季平流层低层南亚高压内水汽极值形成的重要机制之一,关于副热带东亚季风区穿透性对流是否对平流层低层水汽等物质分布存在影响目前尚不清楚。本文选取2016年的武汉暴雨事件,采用Cloudsat和Aura Microwave Limb... 穿透性对流是导致北半球夏季平流层低层南亚高压内水汽极值形成的重要机制之一,关于副热带东亚季风区穿透性对流是否对平流层低层水汽等物质分布存在影响目前尚不清楚。本文选取2016年的武汉暴雨事件,采用Cloudsat和Aura Microwave Limb Sounder(MLS)卫星数据,分析了东亚季风区的穿透性对流活动对上对流层/下平流层物质分布的影响。利用CloudSat卫星资料云分类产品和Aura MLS卫星数据联合分析武汉暴雨过程中捕捉到1次穿透性对流事件,该事件发生于2016年7月4日05时(协调世界时)的穿透性对流,中心位于海上梅雨带区域。分析表明,这次对流穿透事件对上对流层/下平流层物质分布有显著影响,穿透性对流活动影响到对流层顶以上的物质分布,具体表现是:首先,穿透性对流显著减少了局地对流层顶附近的臭氧含量,较之气候态对流层顶臭氧含量偏少32.53%;其次,穿透性对流能够增加局地对流层顶附近的水汽混合比含量,它通过更多的云冰粒子蒸发来增强局地平流层水汽含量,同时通过更强的垂直水汽输送来直接加湿平流层。此次穿透性对流事件对水汽变化影响较之对臭氧含量变化的影响更为显著,它使得对流层顶水汽混合比增加近乎一倍(98.15%)。因此,副热带东亚季风区的穿透性对流活动对于对流层向平流层的物质输送起着重要的作用。 展开更多
关键词 东亚季风区 穿透性对流 物质输送 上对流层 下平流层
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ECMWF模式对2020年夏季江淮流域降水的预报偏差分析 被引量:3
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作者 卜文惠 陈昊明 李普曦 《暴雨灾害》 2022年第3期315-323,共9页
基于CMPAS多源融合降水和ERA5再分析产品,评估ECMWF全球高分辨率确定性预报产品对2020年梅雨期(6月10日—7月20日)极端强降水过程的预报性能。同时,基于面向对象的诊断评估方法(MODE),揭示ECMWF模式对强降水落区的质心经纬度、面积、长... 基于CMPAS多源融合降水和ERA5再分析产品,评估ECMWF全球高分辨率确定性预报产品对2020年梅雨期(6月10日—7月20日)极端强降水过程的预报性能。同时,基于面向对象的诊断评估方法(MODE),揭示ECMWF模式对强降水落区的质心经纬度、面积、长度、宽度、轴角等空间特征的预报性能。结果表明,ECMWF模式对于梅雨期的日降水量预报,在雨带的空间位置上,模式预报偏北、偏西的偏差较多;在落区形态上,模式预报的雨带面积偏大,轴角倾斜度更大。观测中江淮流域区域平均降水的日变化主峰值出现在清晨至上午,ECMWF预报能够再现降水日变化特征。针对模式对主雨带南北落区质心位置预报偏差的评估表明,模式预报主雨带位置偏北的频次呈现出双峰分布的日变化特征,峰值出现在夜间和午后。雨带位置预报偏南的频次为单峰分布,峰值在上午。低空急流的日变化特征明显,且峰值时刻超前降水峰值时刻3 h,而ECMWF预报急流峰值时刻则较观测早3 h。ECMWF预报降水落区位置偏差与预报低层南风分量的强弱偏差相关,当对流层低层南风分量偏强时,雨带位置预报易偏北;南风分量较弱时雨带位置预报易偏南。针对ECMWF预报位置偏北和偏差较小的两次典型强降水事件的对比分析,结果表明在小时尺度上急流与降水的日变化一致,ECMWF预报降水落区的偏北与前3 h内强度更强的急流有关。 展开更多
关键词 ECMWF模式预报 梅雨降水 MODE方法 模式偏差
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2022年川渝时空复合型极端事件:一种新型气候灾害 被引量:7
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作者 郝增超 陈阳 +3 位作者 冯思芳 廖圳 安宁 李普曦 《Science Bulletin》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第13期1337-1339,共3页
During the summer of 2022,a parade of extremes,including heatwaves,droughts,forest fires,and heavy rainfall hit the Sichuan-Chongqing region(SCR),Southwest China(Fig.S1 online),resulting in rippling socioeconomic and ... During the summer of 2022,a parade of extremes,including heatwaves,droughts,forest fires,and heavy rainfall hit the Sichuan-Chongqing region(SCR),Southwest China(Fig.S1 online),resulting in rippling socioeconomic and environmental impacts(Fig.1).Though none of these events are uncommon to the region,their combination in such a daisy-chained fashion is unusual.Here,taking a compound event perspective,we thoroughly reviewed the unfolding of such cascading hazards,and sorted out the pathway of their impacts multiplying.This analysis unmasks previously underestimated and underappreciated vulnerability of multiple critical sectors in the energy-food-water-ecology nexus to increasingly connected extremes.Several key steps are finally outlined with the aim of improving our coping capabilities against impending spatiotemporally compound hazards. 展开更多
关键词 RAINFALL CHONGQING thoroughly
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