Investigating the mechanisms leading to the deglaciation of past continental northern hemisphere ice sheets with the CLIMBER–GREMLINS coupled model

A coupling procedure between a climate model of intermediate complexity (CLIMBER-2.3) and a 3-dimensional thermo-mechanical ice-sheet model (GREMLINS) has been elaborated. The resulting coupled model describes the evolution of atmosphere, ocean, biosphere, cryosphere and their mutual interactions. It is used to perform several simulations of the Last Deglaciation period to identify the physical mechanisms at the origin of the deglaciation process. Our baseline experiment, forced by insolation and atmospheric CO₂, produces almost complete deglaciation of past northern hemisphere continental ice sheets, although ice remains over the Cordilleran region at the end of the simulation and also in Alaska and Eastern Siberia. Results clearly demonstrate that, in this study, the melting of the North American ice sheet is critically dependent on the deglaciation of Fennoscandia through processes involving switches of the thermohaline circulation from a glacial mode to a modern one and associated warming of the northern hemisphere. A set of sensitivity experiments has been carried out to test the relative importance of both forcing factors and internal processes in the deglaciation mechanism. It appears that the deglaciation is primarily driven by insolation. However, the atmospheric CO₂ modulates the timing of the melting of the Fennoscandian ice sheet, and results relative to Laurentide illustrate the existence of threshold CO₂ values, that can be translated in terms of critical temperature, below which the deglaciation is impeded. Finally, we show that the beginning of the deglaciation process of the Laurentide ice sheet may be influenced by the time at which the shift of the thermohaline circulation from one mode to the other occurs.     

9711号北上台风演变及暴雨过程的位涡诊断分析

通过对 971 1号台风登陆北上穿过山东造成山东特大暴雨过程的湿位涡的分析 ,并从湿位涡的角度研究了台风演变及山东特大暴雨的形成机制 ,揭示了冷空气在台风演变及暴雨过程中的重要作用。结果表明 :倾斜涡度发展是暴雨产生和台风加强的重要机制之一 ,暴雨产生在 θe线陡立密集区内 ;湿位涡在这次暴雨过程中对流层低层具有 MPV1 <0 ,MPV2 >0的特征 ,此次暴雨产生在负的MPV1等值线密集区中 ;对流层上部及平流层下部高位涡的下传使得低层斜压性增大 ,引起低层的对流稳定度减小 ,促使气旋性涡度发展 ,有利于位势不稳定能量的释放 ,使得暴雨增幅 ,导致台风的加强并演变为温带气旋。     

Estimating Climate-Change Impacts on Colorado Plateau Snowpack Using Downscaling Methods

This study develops observed climate-based downscaling transfer functions that are used with general circulation model (GCM) output to assess potential global-change impacts on Upper Colorado Plateau, USA, water resources. Daily automated snow water equivalent stations are used with 700 mb atmospheric circulation to determine empirical transfer functions. Downscaling methodologies using multiple regression and neural networks are evaluated, with the neural network results explaining approximately 70%of the daily snowfall variance. The neural network-based transfer functions are used with the GENESIS GCM to simulate snowfall characteristics in both a 1xCO₂ and a 2xCO₂ climate. While the total precipitation simulated by the 2xCO₂ analysis remains nearly the same as today, less will fall as snow; specifically, snow water equivalence shows significant reduction (except in the Green River Basin) as the snow season is reduced by 58 days on average.     

辽宁省精细化暴雨洪涝灾害风险评估与预评估

基于辽宁省61个国家气象站1961—2020年和998个区域自动气象观测站建站至2020年逐小时、逐日降水资料,分析了辽宁省暴雨洪涝灾害主要致灾因子,计算了暴雨洪涝孕灾环境指标,完成了辽宁省暴雨洪涝灾害危险性评估。结果表明：暴雨洪涝高危险性地区主要位于丹东;暴雨洪涝灾害人口高风险区主要位于沈阳和大连市区;经济高风险区主要位于大连和盘锦市区;水稻、玉米高风险区主要位于锦州、盘锦和丹东。利用辽宁省无缝隙智能网格预报数据对2022年7月28—29日的暴雨过程灾害风险进行了预评估,发现暴雨灾害危险性高值区域主要分布在朝阳、葫芦岛以及辽宁中部。暴雨灾害可能造成的人口、经济高风险区域主要位于辽宁西部和中部地区;暴雨灾害可能造成的水稻和玉米高风险区主要位于沈阳、铁岭和朝阳北部等地区。预计高风险区主要影响人口约为449万人,经济损失约为1432万元,受影响的水稻面积约为1.028万公顷、玉米面积约为1.798万公顷。通过灾后效果检验,发现预评估模型效果良好,可在实际的暴雨洪涝灾害风险评估业务中使用。     

一次辽宁秋季暴雨天气的诊断分析

使用1.0°×1.0°NCEP再分析资料,对2006年10月21—22日深秋暴雨在天气形势分析的基础上,进行物理量诊断。结果表明:在有利的环境背景形势下,高位涡从对流层高层向低层伸展并形成湿位涡柱,引起气旋性环流与低涡环流叠加。对流层低层的湿斜压性增强,引起低层的锋区加强及垂直涡度发展,高空入侵干冷空气锲入底层,低层暖湿空气强迫抬升,使地面发展为气旋;高低空急流耦合产生上升气流,同时较强的补偿下沉运动激发上升运动加强,使次级环流加强,触发不稳定能量的释放;低空急流和超低空急流向辽宁输送暖湿空气及能量,对流层中低层形成湿柱并积聚高不稳定能量;中尺度气旋、高低空急流、湿位涡柱、次级环流上升支、地面高水汽含量湿区、高假相当位温出现的时间、强度、位置和结构决定了暴雨的时间和落区。     

河南鲁山县四棵树河流域泥石流灾害其防治

鲁山县四棵树河流域位于豫西伏牛山巨大的伏牛岩基东麓。区内山势陡峭,具大陆性季风气候,多暴雨,近期最大雨量116.9mm/h,日降雨达446mm。山洪泥石流是区内特有的一种自然地质灾害,它具有暴发频次高、暴发突然、流速快、破坏性大等特点,常冲毁道路、耕地和房舍,危及人民生命、财产安全。从对区内山地地形、气候、暴雨特征、岩性、土壤、泥石流及其造成的灾害状况等的调查、分析、研究,基本探索出泥石流运行轨迹即地表径流形成区、泥石流形成区、泥石流流通区、泥石流堆积区。根据上述特征,因地制宜地配置工程措施和非工程措施进行全面综合防治,重点对泥石流沟实施工程布防措施和山坡实施水土保持生物工程措施,对病险水库进行除险加固,从而达到标本兼治,防治泥石流灾害的发生和发展,改善生态环境,最终实现人与自然协调共处的目标。     

黄河三角洲短期暴雨预报系统

在天气学分析的基础上,利用１９９０～１９９５年日本数值预报产品与实时资料相结合,研制黄河三角洲短期暴雨预报系统,经１９９６年使用效果较好。     

地形动力作用对华北暴雨和云系影响的数值研究

为了进一步研究地形对华北暴雨的影响,本文从云微物理学的角度出发,选取了2005年7月22～24日的一次华北暴雨过程为研究对象,利用中尺度数值模式ARPS,通过地形高度敏感性试验,详细讨论了地形高度变化对流场、云及降水微物理过程的影响.结果表明:地形高度变化对水平和垂直流场的大小和分布都有较大影响;地形高度增加有利于迎风坡附近水平风场辐合和垂直上升运动发展,这对云的垂直和水平发展影响都很大,尤其是对中高层云的发展影响最明显,并且能明显扩大地面降水的分布范围,地面最大降水量也有所增多.这主要是由于地形高度增加后能促进中高层云水的产生,尤其是零度层之上的过冷云水含量的增多,这大大促进了冰相粒子(雪和霰)的增多,从而使得以冷云过程为主的此次降水过程中,冰相粒子融化形成的雨水含量增多.虽然地形高度的增加会抑制云系发展前期的暖云过程,但对冷云过程有持续加强作用,而且不会明显改变云内降水的形成机制,冷云过程依然是降水的最大贡献项,总体上促进了云和降水的发展.     

引起广西西风系统特大暴雨的低空急流分析

对1990～2004年的15年间特大暴雨天气过程进行分析研究,探讨低空急流的发生发展规律和急流对广西西风系统特大暴雨的影响。     

海南岛中低纬冷暖系统相互作用下的非台暴雨分析

通过对1993年～2002年共10年的天气资料分析发现,在海南,中纬度的冷空气与低纬度在南海上活动的低压之间的相互作用,是秋季产生非台暴雨的非常重要的环流形势;同时发现,低空急流的存在与暴雨的产生有密切联系。并且对2000年10月13日～15日的暴雨过程利用T106物理量场诊断分析,说明暴雨形成的原因。