IPCC第三工作组第六次评估报告:全球减缓走向何方?

IPCC第三工作组第六次评估报告的编写正在紧锣密鼓地进行中,作者们于2019年9月30日至10月4日在印度新德里参加第二次作者会议,讨论了第零稿的修改,并再次讨论和厘清了报告的主线。2017年10月IPCC在加拿大蒙特利尔召开了第46次全会,发布了IPCC第六次评估报告(AR6)三个工作组报告大纲。这些工作大纲确定了AR6的主要任务。相对于第一工作组和第二工作组报告来说,第三工作组报告的转型比较大,承担的任务重。     

闪电和固、液态降水关系差异的数值模拟

为了进一步认识闪电和固、液态降水的关系,本文利用三维雷暴云动力-电耦合数值模式,通过设置敏感性试验组,模拟了一次雷暴过程,分析雷暴中闪电和降水的特征,以及闪电和固、液态降水对垂直风速的依赖关系,探讨闪电与固、液态降水的时空分布关系和单次闪电表征的降水量(RPF:rainyields per flash)。结果表明:对流云降水中,液态降水占主要部分,但固态降水比液态降水对于垂直风速的依赖性更强。随着对流的增强,固态降水在总降水中占的比重越来越大。首次放电时间不断提前,闪电峰值落后垂直风速峰值,总闪数一开始随对流的增强而增加,对流一旦增强到一定程度,总闪数则逐渐减小。固态降水和液态降水的开始时间和峰值时间均随着对流的增强而不断提前,而液态降水出现时间和峰值时间均提前于固态降水。雷暴云首次放电的时间滞后于液态降水,而闪电峰值提前固态降水峰值或与固态降水峰值同时产生。雷暴云中的放电活动集中在强降水区域前缘的较弱降水区,强降水区对应的闪电较少,对流的增强会使降水区域面积、降水量和降水强度增加。由于液态降水总量远大于固态降水总量,固、液态RPF的数值相差达到一个量级,但单位时间内固态降水和液态降水增加的速率相近。在单位时间内闪电次数越多,RPF则越小,而固态RPF和闪电次数的线性相关性明显好于液态RPF,所以利用固态降水可以更好地预报闪电。这些结果有助于进一步认识闪电和降水的关系,并可为闪电预报提供新的思路。     

An equal area conversion model for rasterization of vector polygons

Vector-raster conversion is one of the classic research topics in the field of Geographical Information Systems (GIS). The algorithms commonly used in GIS are devoted to maintaining the vector polygons' shape characteristics, but neglect the gain and loss of a polygon's area, which is another important attribute. This paper proposes an equal-area conversion model based on an area compensation optimization principle. According to the topological relationship among polygons and boundary grids, a neighborhood compensation principle was adopted to assign the attributes of boundary grids and a global optimization algorithm was developed to minimize area distortion in the whole data set. Two experiments were designed and the results indicated that this algorithm not only guaranteed the area error is as small as possible, but also has the advantage as being adaptive to polygon shape and spatial structure.     

基于嵌入河道栅格的山洪灾害淹没模拟

文章以江西省曹水作为山洪灾害淹没模拟的研究区域,通过嵌入河道栅格修订数字地形,采用FloodArea水文淹没模型对数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)对修订前后的同一降水过程进行模拟,结合实地考察流域内淹没痕迹和水文站水位资料对比分析两者的模拟结果,并利用确定性系数和Nash—Sutcliffe效率系数对2000—2010年间出现的强降水过程的模拟结果进行验证。结论表明:基于嵌入河道栅格的山洪灾害淹没模拟能较好地反映曹水流域内的因降水导致的山洪推进路线、淹没范围及淹没水深,该方法可作为推算曹水流域的山洪灾害致灾临界面雨量的基础。     

Optimal Perturbations Triggering Weather Regime Transitions: Onset of Blocking and Strong Zonal Flow

In this paper, the approach proposed by Mu and Jiang (2008) to obtain the optimal perturbations for triggering blocking (BL) onset is generalized to seek the optimal perturbations triggering onset of the strong zonal flow (SZF) regime. The BL and SZF regimes are characterized by the same dipole-like anomaly pattern superposed on the climatological flow, but with opposite sign. The results show that this method is also superior at finding the initial optimal perturbations triggering onset of the SZF regime, especially in the medium range. Furthermore, by comparing the two kinds of conditional nonlinear optimal perturbations (CNOPs) trig-gering onset of BL and SZF regimes, we find that in the linear approximation, there is symmetry in the sensitivities for BL and SZF onset, and the perturbations that optimally trigger onset of BL and SZF regimes at times when linear approximation is valid are also characterized by the same spatial pattern but with opposite sign. Whereas when the optimization time is extended to 6 days, the two kinds of CNOPs lose their out-of-phase behavior. The nonlinearity results in an asymmetry between the sensitivity for BL and SZF onset. Additionally, we find that the optimal perturbations have one common property, which is that the second baroclinic mode contributes more to the initial perturbations while the barotropic mode dominates the final structures.     

气候变化适应行动实施框架——宁夏农业案例实践

宁夏是我国生态脆弱区和贫困区之一,以宁夏为例开展农业适应行动实践具有一定的代表性和示范作用。根据气候变化适应行动实施框架,研究结果表明：宁夏未来气候干旱风险将增加,水资源短缺矛盾加剧,极端气候事件频率和强度加大。未来宁夏北部灌区农业应以发展节水灌溉和高效种植为主,中部以设施农业和牧业为主,南部以发展特色农业为主。气象部门和水利部门对适应技术的适应效果持乐观态度,农牧业部门和林业部门则态度谨慎。适应措施能否实施的首要条件是措施符合国家和地方的政策方针,其次是成本效益;在实施条件中,要求相对比较弱化的是公众对气候风险的认知程度以及措施的灵活调整性。在适应措施选择上,气象服务和种植结构调整成为首选的适应技术,而覆盖技术、节水技术由于更倾向于传统的技术范畴,虽然效果较好,但对其适应优先性选择存在影响。     

气象卫星及其产品在天气气候分析和环境灾害监测中的应用概述

随着气象卫星技术的发展,卫星观测能力不断提升,全球气象卫星观测体系逐步形成。美国、欧洲和中国都建立了极轨和静止气象卫星观测系统,日本、韩国等国家也拥有各自的气象卫星。与卫星发展初期相比,现在的气象卫星在空间分辨率、时间分辨率、光谱分辨率以及波段覆盖范围等方面都有了极大的提高。与之相伴,气象卫星遥感资料应用也取得了长足的进步。卫星应用领域不断拓展,新的资料处理方法不断涌现,数据使用也完成了从定性向定量的跨越。本文将在总结目前气象卫星遥感载荷观测能力的基础上,着重介绍卫星资料在天气分析、环境灾害监测以及气候变化研究方面的应用。     

一次冰雹天气过程的多源资料观测分析

利用地基微波辐射计、风廓线雷达和雨滴谱仪等观测资料,对2015年4月28日发生在南京的一次冰雹天气进行了分析,探讨新型探测资料在冰雹监测预警中的应用。结果表明:(1)华北冷涡后部冷空气南下,与低层暖湿气流交汇,是产生这次冰雹的天气背景;高空冷平流叠加在低层暖湿气流之上,使得对流层中低层形成不稳定层结;地面辐合中心及辐合线是降雹的触发机制。(2)微波辐射计监测显示,降雹期间冰雹云中上升气流将底层空气的感热和潜热向上输送,导致2 km以上大气有明显升温,由于低层水汽聚集及冰雹在近地层融化造成降雹时近地层相对湿度、水汽密度增大。冰雹发生在云液态水含量快速增长的波峰上,对冰雹的发生具有较好指示意义。(3)对比南京3站风廓线雷达资料表明各站上空环境风场存在一定差异,六合地区降雹前6 km高度高空急流有利于六合上空形成有利的辐散形势,降雹时0~6 km存在较深厚的垂直风切变,配合地面中尺度低压,降雹最为强烈;南京站降雹时,对流层中下层有一槽过境,而高淳地区冰雹由近地面垂直风切变激发。(4)六合站、高淳站雨滴谱仪分析表明不同降水相态对应的滴谱特征有差异,两站雨滴谱型分别呈指数型、多峰型分布。高淳站雨滴谱仪监测到直径达到15 mm的冰雹粒子,六合站冰雹直径最大为5 mm。两站速度谱大致为单峰型,在较强降水时刻,粒子下落峰值速度在3~4 m·~(-1)。(5)影响六合的超级单体存在钩状回波、回波悬垂、三体散射等雷达回波中尺度特征,地面中尺度低压系统、中低层的中气旋及高层的辐散环流配置造成了雹云中维持较强的旋转上升气流,有利于出现大冰雹。     

重现期风速风压计算系统介绍

介绍“重现期风速风压计算系统”采用4种概率分布模型（极值Ⅰ型分布、韦布尔分布、皮尔逊Ⅲ型分布和对数正态分布）,计算工程抗风设计所需的重现期风速、风压等参数,同时给出剩余方差、柯尔莫哥洛夫拟合适度检验指标、拟合相对偏差等拟合优度指标,便于不同概率分布模型计算结果的对比分析。     

全球大气再分析实时资料前处理关键技术研制

针对全球实时气象数据,重点研制面向全球大气再分析的观测资料前处理关键技术,主要包括实现大量实时文件快速解析分类的数据分拣技术,实现多类气象观测要素并行解码的信息提取技术,满足同化数据格式需求和实现分级分类有效存储的自定义模板统一编码技术。关键技术已于2019年6月在国家气象信息中心业务应用,为我国第一代全球大气和陆面再分析业务提供着稳定的实时观测数据支撑。