简介：从陆面水文过程的物理机制出发,引进概率统计分布理论,推导出一种由非均匀土壤含水量及降水气候强迫所形成的次网格尺度非均匀径流率的解析表达式,从而将通常的次网格尺度地表径流的参数化方案(mosaic方法)改进为考虑网格区整体非均匀性的统计-动力参数化方案.文中用仿真模拟资料验证了该方案的可靠性与可行性,并作数值试验.结果表明,该方案切实可行.

简介：为解析大气污染物与气象的双向反馈机制及其对气象和环境的影响，建立基于Mie散射理论的气溶胶—光学性质模块，研制气象－化学双向耦合器，以嵌套网格空气质量预报模式NAQPMS（NestedAirQualityPredictionModelingSystem）为基础，建立了NAQPMS和中尺度气象模式WRF（WeatherResearchandForecastingModel）的双向耦合模式（WRF-NAQPMS）。利用此模式数值模拟了2013年9月27日至10月1日的北京－天津－河北地区一次秋季严重灰霾过程。结果表明，考虑气溶胶辐射反馈的双向耦合模式模拟的气象要素和细颗粒物（PM2.5）浓度与观测结果更为一致。灰霾期间，气溶胶直接辐射效应显著改变了边界层气象要素，北京－天津－河北地区地面接收的太阳短波辐射减少25%，2m高度的温度平均下降1℃，湍流动能下降20%，10m高度的风速降低超过0.2m/s，边界层高度下降25%，使得边界层大气更加静稳，进而造成了重污染地区污染进一步加剧，如石家庄近地面细颗粒物浓度增加可达30%。分析表明灰霾与边界层气象要素之间存在一种正反馈机制，采用该机制的双向耦合模式有利于准确模拟和预报灰霾污染过程。

简介：采用WRF中尺度模式,对2014年6月21—22日发生在江西省的一次连续暴雨天气过程进行了数值模拟,对模式输出的物理量进行了诊断分析,并开展了江西省东北部复杂地形的敏感性试验。结果表明：1）此次暴雨天气过程是建立在低空切变线和低空急流等系统基础上的一次降水。低空急流向暴雨区输送水汽和不稳定能量,低空切变线上中尺度系统活跃,造成强烈的上升运动,θse的垂直分布结构有利于中低层气旋的发展,不稳定能量的释放是暴雨发生和维持的机制之一。2）地形对这次暴雨的强度有很大影响。武夷山脉阻挡了切变线的南压。当武夷山脉存在时,山脉北侧在西南风环境中为迎风坡（以辐合为主）,山脉以南在西南风环境中为背风坡（以辐散为主）。移除武夷山脉后,其北侧和东北侧辐合减弱,南侧辐散减弱。武夷山主峰附近（117.6°E）的经向环流也表明,山脉移除后,主峰北侧（浙赣铁路沿线附近）的上升运动减弱,最终致使该地区降水减弱。

简介：利用WRF以及WRFDA3.6.1的ETKF-3DVAR混合集合—变分同化方案,对2012年第15号台风＂布拉万＂进行了模拟,并分析协方差权重系数对＂流依赖＂属性和台风强度、路径的模拟效果的影响。通过单点实验发现：随着集合协方差权重系数增加,分析增量的＂流依赖＂属性就越发明显。当集合协方差权重系数大于0.5时,由于集合成员数量以及预报质量的限制,将会引入虚假的＂流依赖＂信息,使得分析增量的范围形状不再发生变化,强度有所减弱。在对台风＂布拉万＂路径和强度的模拟中发现：集合协方差权重系数取0.5以下的预报结果普遍好于系数大于0.5的预报结果,其中,当集合协方差权重系数取0.25时路径预报误差最小,当集合协方差权重系数取0.2时强度预报误差最小。

简介：针对京津冀地区主要大气污染物NO。（氮氧化物）和PM2．5（大气中粒径小于或等于2．5gm的颗粒物），应用柴油车尾气净化技术及中小锅炉烟气脱硝技术，并根据2015年和2030年我国能源规划，设计3种技术应用情景，采用WRF．CAMx耦合模式，对京津冀地区大气中NO。和PM2．5进行了应用情景模拟。结果表明，单独应用柴油车尾气净化技术后（方案1），北京、天津地区大气中的Nq浓度降低幅度达20％，河北地区降低5％；PM2．5的浓度降低幅度约10％；应用柴油车尾气净化技术和2015年能源规划情景（方案2），京津冀地区大气中NOx和PM2．5浓度的降低幅度均超过20％；应用柴油车尾气净化技术和2030年能源规划情景（方案3），该地区NOx浓度降低幅度与之相当，PM2．5浓度降低幅度超过30％。可见脱硝技术和清洁能源利用的有效性依赖于其应用比例。二次气粒转化的化学过程形成的硝酸盐、硫酸盐和铵盐对该地区空气中PM2．5浓度的贡献很大，冬、春、秋季硝酸盐最大贡献高达60％，夏、秋季硫酸盐最大贡献超过70％，铵盐四季最大贡献约25％。这说明PM2．5的主要前体物N0x、SO2、NH3、VOCs（VolatileOrganicCompounds）、CO等均大幅度削减才能有效降低该地区空气中PM2．5浓度。

简介：2008年8月8日，在2008年北京奥运会开幕式举行之际，北京及周边地区出现了较强对流云团，给国家体育场内开幕式活动的顺利进行带来了极大威胁。根据云系的发展状况，北京市人工影响天气办公室有针对性地组织实施了大规模地面火箭人工消减雨作业，对抑制云、降水的形成和发展起到了一定作用。在中尺度数值模式MM5的Reisner2方案中引入了AgI粒子与云相互作用的过程，在MM5中实现了催化功能。参照2008年8月8日20：05至20：12进行的消减雨作业情况，利用加入催化方案的中尺度数值模式对该作业进行了数值模拟试验，就不同的播撒量对催化效果的影响进行了研究，并对其中的微物理机制进行了分析。研究结果表明：AgI播撒率对降水量改变影响很明显，当以5g·S^-1的速率持续播撒AgI7min，在播撒作业后2h，催化区域内均表现为减雨，2h后为增雨。对于减雨的微物理机制主要是由于大量播撒AgI后导致空中云水大量减少，进一步导致霰减少，霰的减少导致雨水的减少；而2h后的增雨机制则是由于在雨水、云水、霰以及温度之间形成了正反馈，最终导致地面降水的增加。需要指出的是由于单参数方案的局限性，模拟的最大减雨率仅为8％～12％，离消雨的要求尚有差距，应利用双参数云方案作进一步模拟研究。

简介：利用中国科学院大气物理研究所北京325m气象塔气象要素和污染物浓度观测资料,采用气体干沉降阻力模型,对奥运会前后北京行政区内SO2和NO2的干沉降影响因子、干沉降速率、干沉降通量进行数值模拟。结果表明：1）随着大气稳定度、太阳辐射强度和下垫面类型的改变,北京SO2和NO2的干沉降速率有明显变化,表面阻力是影响气体干沉降速率变化的主要因子。2）SO2和NO2在白天的干沉降速率及通量普遍大于夜晚。3）静稳天气条件下,奥运会前北京地区一天可清除24tSO2和55.2tNO2,奥运会期间一天可清除10.8tSO2和50.4tNO2,这说明北京及周边地区的减排措施对改善奥运会期间的空气质量效果显著。

简介：采用新一代中尺度数值模式WRFv3.2版本,模拟研究了前期（秋季）土壤湿度异常对云南冬季降水的影响。数值模拟试验结果和一系列分析清楚表明,前期（秋季）土壤湿度的异常偏低,会导致云南地区冬季（12月1日~2月28日）降水的显著减少;前期土壤湿度减少一半,可以使云南冬季的降水量平均减少30%以上,小部分区域减少达50%以上,影响十分明显。大气环流及其主要参量模拟结果的对比分析清楚表明,持续的西偏北气流和干气团的控制以及云南地区大气散度场和垂直运动场等的异常是导致降水量减少的直接原因。对降水过程的分析表明,前期土壤湿度减少对降水过程的频次和发生时间的影响较小,但对各次过程的降水强度影响明显。这是前期土壤湿度减少所导致的包括区域性蒸发量和热通量等大气物理过程的改变决定的。本研究数值模拟结果与关于区域性土壤湿度异常影响机理的已有结论基本一致。

简介：利用HadCM2模式的模拟结果,比较了温室气体排放综合效果相当于CO2浓度逐年递增1%和0.5%两种不同情景下,中国区域21世纪地面气温和降水量的变化趋势.结果表明,随着温室气体浓度的持续增加,中国地面气温也持续升高.到21世纪末期,地面气温在上述两种排放情景下可分别升高约5℃和3℃.两种排放情景的增温趋势对比表明:即使从1990年开始温室气体等效排放逐年递增率减少一半,增温仍然很明显;直到21世纪中期,才能显示出减少温室气体排放量对减缓增温趋势的效果.降水量的年际变化较大,但随着温室气体浓度的持续增加,降水量总的趋势也是增加的.减排温室气体对降水量变化趋势的影响与地面气温相似.此外,地面气温增量和降水量变化百分率均显示出明显的季节变化,地面气温增量在秋、冬季较大而在春、夏季较小,降水变化百分率在夏、秋季较小而在冬、春季较大.

简介：2006年春季是我国北方地区2000年以来强沙尘暴过程最多的一年，浮尘和扬沙天气更是频繁发生。尽管，4月16-17日过程不是2006年春季最强的沙尘暴过程，但其在华北地区引起了严重的沉降，尤其对京津地区影响较大。这是一次由蒙古气旋引发的强沙尘暴过程。利用沙尘天气预测系统（IAPS2．0）对该次强沙尘暴过程进行了模拟试验，结果表明：该系统对沙尘天气的起沙和输送过程有较好的模拟能力，基本模拟出了这次强沙尘暴的发生和移动；沙尘受对流层中低层偏西风的作用输送到华北地区，并从山东半岛越过渤海湾向东输送；主要的沙尘源地是蒙古国南部和我国西北的内蒙古、新疆西部、甘肃、陕西北部，而起尘最大的地区在蒙古国和内蒙古的沙漠、戈壁地区；沉降最严重的地区是沙尘源区及其附近，可达到50g·m^-1，其他地区的总沉降量在10g·m^-2左右。

简介：利用1961-2002年ERA-40逐日再分析资料和江淮流域56个台站逐日观测降水量资料,引入基于自组织映射神经网络（Self-OrganizingMaps,简称SOM）的统计降尺度方法,对江淮流域夏季（6-8月）逐日降水量进行统计建模与验证,以考察SOM对中国东部季风降水和极端降水的统计降尺度模拟能力。结果表明,SOM通过建立主要天气型与局地降水的条件转换关系,能够再现与观测一致的日降水量概率分布特征,所有台站基于概率分布函数的Brier评分（BrierScore）均近似为0,显著性评分（SignificanceScore）全部在0.8以上;模拟的多年平均降水日数、中雨日数、夏季总降水量、日降水强度、极端降水阈值和极端降水贡献率区域平均的偏差都低于11%;并且能够在一定程度上模拟出江淮流域夏季降水的时间变率。进一步将SOM降尺度模型应用到BCCCSM1.1（m）模式当前气候情景下,评估其对耦合模式模拟结果的改善能力。发现降尺度显著改善了模式对极端降水模拟偏弱的缺陷,对不同降水指数的模拟较BCC-CSM1.1（m）模式显著提高,降尺度后所有台站6个降水指数的相对误差百分率基本在20%以内,偏差比降尺度前减小了40%-60%;降尺度后6个降水指数气候场的空间相关系数提高到0.9,相对标准差均接近1.0,并且均方根误差在0.5以下。表明SOM降尺度方法显著提高日降水概率分布,特别是概率分布曲线尾部特征的模拟能力,极大改善了模式对极端降水场的模拟能力,为提高未来预估能力提供了基础。

简介：运用中国科学院农业政策研究中心开发的中国水资源模型，模拟分析了气候变化条件下海河流域的水资源短缺状况及相应的适应性措施的有效性。结果表明：随着社会经济的发展，到2030年海河流域的水资源短缺比例将提高25％，气候变化将使水资源短缺比例进一步提高2％-4％。无论是供给管理还是需求管理的适应性措施，在缓解水资源短缺方面都具有一定的有效性。但是，多标准的评估结果表明，所分析的几种需求管理的适应性措施比供给管理的适应性措施的可行性更高。在需求管理中，采用既提高灌溉水价又提高工业水价的混合水价政策可能是最优的策略选择，采用农业节水技术为次优策略选择。

简介：基于北京奥运会实时空气质量预报所用排放清单基础上,利用卫星影像资料提高京津冀大气污染排放清单空间分辨率,并考虑加强污染控制措施对排放源的影响,生成新的污染排放清单。更新排放清单的基础后,利用嵌套网格空气质量预报模式系统（NAQPMS）对奥运会期间北京及周边地区进行大气化学模拟,以评估奥运会期间北京及周边地区污染排放对空气质量状况的影响。模式结果表明,更新后的排放清单能够较好体现奥运会期间的污染排放状况。另外,情景控制试验结果表明,脱硫脱硝等一系列减排措施以及紧急污染控制措施,是奥运会期间北京城区空气质量良好的重要原因。

简介：为评价ORYZA（V3）模型在海南岛双季稻发育期模拟的适应性,利用2005—2014年海南岛双季稻区4个站点（海口、儋州、乐东、琼海）的逐日气象数据、气象灾害资料、土壤、水稻发育期等观测资料,对模型进行调参与验证,本地化不同品种水稻发育期参数;统计双季稻各个发育期出现的气象灾害及其次数,筛选出各个发育期内出现次数较多的气象灾害。以单独的气象灾害为背景,对各个发育期的模拟与实测结果进行对比验证。结果表明：ORYZA（V3）模型对海南岛双季稻发育期的模拟精度较高,决定系数R2〉0.90,归一化均方根误差NRMSE为3.97%~9.80%;双季稻发育期内出现的气象灾害次数由多到少依次为：高温、台风、干旱;ORYZA（V3）模型对气象灾害的敏感性从大到小依次为：台风、高温、干旱。在台风背景下,仅晚稻开花期的R2为0.90,NRMSE为3.90%,其他发育期的模拟均在误差范围外;在高温背景下,早稻的R2为0.87~0.89,晚稻的R2为0.18~0.61,双季稻的NRMSE为3.49%~5.71%;在干旱背景下,R2〉0.87,NRMSE为3.11%~9.73%。评价结果在模型应用和优化方面具有一定的参考价值。

简介：城市不同下垫面与建筑物空间形态对近地表气温等微气候要素产生了重要影响。开展城市气温时空变化模拟与影响因素分析,对于城市热环境评价与城市规划具有重要意义。论文基于高空间分辨率Geoeye-1立体影像,在建筑物高度、下垫面覆盖类型信息提取的基础上,选择南京一中、光华东街、玄武湖、头陀岭4个区域,采用ENVI-met微气候模式,以城市基本气象站南京站的实时气象数据作为背景气象场,模拟不同区域近地表气温的时空分布特征,并利用区域自动气象站观测数据进行精度检验。结果表明：在时间变化上,ENVI-met模拟气温与实测值之间吻合程度较高;在空间分布上,南京一中与光华东街区域气温时空分布规律总体相似,但城市空间形态的差异使得局部区域气温变化不同,玄武湖区域气温由陆地中心向外围呈递减趋势,而头陀岭地形复杂多变,白天气温变化剧烈,夜间空间变化较小。

简介：利用区域气候模式RegCM3并行版本，对2006年7—8月发生在中国南方的持续高温干旱气候事件进行了数值模拟试验。通过对模拟结果的对比分析，发现RegCM3能够较好地模拟出2006年夏季盘踞在中国大陆的副热带高压，同时模拟的暖区位置、范围及强度与实况也较接近。相关性检验结果也表明，RegCM3对发生在中国南方的持续高温天气具有一定的模拟能力。

简介：通过对四川盆地西部一次持续性暴雨过程的半理想数值模拟,研究了青藏高原热力作用对四川盆地持续性暴雨过程的影响。研究表明,高原的热力作用对于下游地区有着显著的影响,主要表现为:(1)关闭高原地面感热和潜热后,高原地区和四川盆地西部的降水明显减弱,而盆地中东部降水却有所加强,且四川盆地降水的日变化特征稍有减弱;(2)500hPa青藏高原上的短波槽减弱,位于四川盆地中西部的背风槽强度、范围有所减弱,但低层盆地东部的气旋性涡旋加强;(3)涡度收支的定量分析发现,关闭高原热力作用后,盆地东部对流层低层垂直风切变的增强使得夜间倾斜项的正贡献增强,从而使该区域涡旋发展加强,盆地东部降水增强。

简介：利用区域气候系统模式PRECIS（ProvidingRegionalClimatesforImpactsStudies）分析A1B情景下中国区域21世纪3个时段2011～2040年、2041～2070年、2071～2100年最高、最低气温及日较差相对于气候基准时段（1961～1990年）的变化.结果表明：中国区域未来3个时段平均最高、最低气温呈逐渐增大趋势,日较差呈逐渐减小趋势;最高气温增幅分别为1.7、3.2、3.9℃,最低气温增幅分别为1.9、3.6、4.7℃,最低气温增幅与最高气温增幅相比可达1.1倍以上.未来最高、最低气温冬季增幅最大、春季最小,日较差则表现为冬季减小幅度最大、夏季减小不明显.最高、最低气温及日较差变化的空间分布显示,最高气温在东北地区升幅最大,在西北、黄土高原和四川盆地亦有较大幅度的上升,但在青藏高原北部和华南地区升幅较小;最低气温在西北地区升幅最大,在东北和青藏高原北部升幅较大,而四川盆地和华南地区升幅较小;日较差在中国北方地区普遍减小,在青藏高原北部减小最为明显,但在四川盆地与云贵高原东部地区日较差则呈增大趋势.

简介：利用东亚地区逐日降水资料,评估了17个CMIP5气候模式对中国东部夏季不同强度降水的时空分布、不同强度降水对1970年代末中国东部夏季总降水量年代际转折的贡献的模拟能力。从夏季不同强度降水占总降水的比重来看,在中国东北和华北地区,小雨和中雨占主导;而在华南和江淮地区,大雨和暴雨则相对更为重要。CMIP5模式可大致模拟出中国东部小雨、大雨和暴雨占总降水比重的空间分布,但对中雨占比的空间分布模拟较差。总体说来,多数CMIP5模式高估了小雨和中雨的比重,但低估了大雨和暴雨的比重,从而导致大多数模式高估东北和华北的总降水量,而低估华南和江淮的总降水量。对1970年代末我国华北和江淮地区夏季降水量的年代际转折,观测资料表明该转折主要体现为大雨和暴雨雨量的年代际转折;仅有少数CMIP5模式能模拟出华北大雨和暴雨年代际减少的特征,使得这些模式对华北地区总降水的年代际变化也有较好的模拟能力。对于江淮区域,由于大雨和暴雨的比重被严重低估,尽管部分模式能模拟出夏季总降水量年代际增加的特征,但却多以小雨、中雨的年代际变化为主。多模式集合并不能显著提高模式对不同强度降水的空间分布的模拟能力,尤其是降水年代际变化的模拟能力。

简介：2007年6月18-21日，以“气候系统、地球生态系统及流域管理的概念与综合模拟”（ConceptualandIntegratedModelinginClimateSystem,Geo-ecosystemandWatershedManagement）为主题的中-德学术研讨会在北京中德科学中心成功举行。此次研讨会由中国气象局国家气候中心、德国蒂宾根大学以及中国科学院南京地理与湖泊研究所主办，