大气和海洋科学快报

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大气和海洋科学快报 关注(): 期刊周期：双月刊; 期刊级别：省级; 国内统一刊号：11-5693/P; 国际标准刊号：1674-2834; 主办单位：中国科学院大气物理研究所; 主管单位：中国科学院; 上一本期杂志：储能科学与技术科技杂志; 下一本期杂志：中国三峡论文发表期刊

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　　阅读推荐：海洋世界

　　《海洋世界》(月刊)创刊于1975年，由中国海洋学会主办。是中国唯一海洋时事科普月刊，也是我国创刊最早的海洋综合读物。近30年来，坚持海洋科普与海洋时事报道相结合，受到社会各界的广泛关注。现已拥有一大批稳定的读者群体，被公认为我国海洋领域最具权威性的综合性杂志。

　　大气和海洋科学快报最新期刊目录

On the possible meteorological factors contributing to lightning-ignited wildfires in West Sichuan:A case study of MuLi wildfire in March 2019

摘要：雷击火(LIWs)是森林生态系统中重要的自然灾害类型,但其发生具有较强的随机性和复杂性,难以及时发现和精准定位.本研究通过对一起典型雷击火事件的分析,探讨了闪电特征及其与雷暴云发展过程相关的气象条件.结果表明,火灾发生于雷暴云发展初期,闪电频次和强度均较低,但局地气象条件有利于火源的形成.值得注意的是,引发本次火灾的闪电以负极性为主,其放电特性可能增加点燃可燃物的风险.结合另一案例的对比分析发现,...

Nowcasting of cloud-to-ground lightning location and frequency based on a deep learning technique

摘要：目前针对地闪频次临近预报的研究相对较少,本研究基于国家电网广域雷电地闪监测数据与葵花8/9卫星云图,利用结合注意力机制的卷积-门控循环单元网络对华中地区暖季雷电落区与频次进行临近预报,所建立深度学习雷电预报模型平均命中率为0.439,关键成功指数为0.207,可有效预测组织性雷暴的雷电落区与频次发展趋势,模型具有较强泛化能力,在导致电网雷击跳闸的华中地区冬季雷暴与华南地区春季龙卷母体雷暴预测上取得...

CLKA-LPO:A CNN-LSTM-KAN neural network for lightning potential and flash rate prediction based on atmospheric physical parameters

摘要：本文以广东阳江地区为研究对象,提出了一种融合卷积神经网络(CNN),长短时记忆网络(LSTM)与Kolmogorov-Arnold网络(KAN)的混合深度学习模型CLKA-LPO,用于雷电频率预测.研究首先从103个气象物理参数中通过显著性检验筛选出关键特征,构建逻辑回归,SVM,随机森林等潜势预测模型,随后引入深度学习模型进行频率预测.CLKA-LPO模型在提取时空特征,建模非线性关系方面表现优...

Infrared brightness temperature-based indicators for identifying thunderstorm clouds:Insights from FY-4A satellite observations

摘要：准确监测与及时识别雷暴早期指标对防灾减灾至关重要.本文基于TOBAC (Tracking and Object-Based Analysis of Clouds)自动追踪算法,结合FY-4A卫星红外资料,分析了华北地区雷暴云与非雷暴云在云顶亮温,面积及相态演变等方面的时空特征与发展规律差异.结果表明:(1) 10.8μm通道亮温下降速率为非雷暴云的约2.3倍;(2)10.8与8.5μm通道亮温差为...

The enigma of spurious echoes:Enhancing phase transition height detection in shallow convective precipitation with GPM DPR

摘要：星载双频降水测量雷达GPM DPR能够探测降水相变层顶高度.然而,其Level 2数据(V07A)中的“binMixedPhaseTop”物理量在浅对流降水中表现异常.在2014年-2023年夏季GPM DPR探测江淮流域降水数据中,”binMixedPhaseTop”在浅对流降水中的异常率高达64.94%,显著高于其在对流降水(0.61%)和层状降水(0.48%)中的异常率.本文认为浅对流降水的...

Research on the correlation between meteorological radar echo characteristics and lightning warning technology

摘要：利用2011-2024年山西省中部地区探空、闪电及雷达资料分析雷暴过程中雷达回波特征与雷电活动的相关性。结果表明:当目标格点周围5km范围内,-20℃温度层高度存在超过31.29dBZ的强回波(R_-20℃Max),回波顶高ET_18dBZ超过10.61 km,强回波顶高ET_30dBZ超过9.61 km,强回波体积V_30dBZ...

Interannual variability of thunderstorm days over the Tibetan Plateau:Synergistic effects of the Indian Ocean basin-wide mode modulation and CAPE forcing

摘要：本研究基于青藏高原39个台站1979-2013年雷暴日观测资料,研究了夏季雷暴日数异常主模态的年际和年代际变化特征,并探讨了其与高原热动力,大气环流和海气相互作用的关系.通过EOF分析和小波分析,揭示青藏高原夏季雷暴日数时空变化存在两种主模态:第1主模态呈现以东北区域大范围正信号为主的东北-西南偏经向“+-”偶极子型,具有3-5年和8年左右周期振荡的显著年际变化特征;第2主模态表现为以西南区域大范...

Thunderstorms without tropopause penetration in Central Africa produce cloud-top jet events

摘要：利用多颗卫星协同观测研究了2009-2015年由ISUAL （精灵与中高层大气放电成像仪）记录的20次雷暴上行放电事件（其中15次为蓝色喷流/蓝色启辉器,5次为巨大喷流）.分析显示,这些喷流事件几乎都起源于具有强对流,显著混合相态微物理过程且对流有效位能（CAPE）普遍大于1000 J kg^-1的雷暴,但其云顶高度仍比热带对流层顶16-17km低1-3 km.值得注意的是,作...

A dual-weighted loss function for lightning nowcasting

摘要：闪电活动对公共安全和基础设施构成重大威胁.传统预报方法在效率与精度上存在局限,而深度学习在处理样本极度不平衡的稀有闪电事件时效果欠佳.本研究针对这一挑战,提出了一种创新的双重加权交叉熵损失函数(DWCELoss),通过结合静态全局类别权重与动态样本网格权重,显著增强了模型对闪电高发区域的敏感度.实验结果表明,在0.9的概率阈值下,DWCELos模型相比仅使用类别权重的模型,其检测概率提升78.74...

Near-term projection of precipitation over the southern Tibetan Plateau constrained by the Interdecadal Pacific Oscillation

摘要：青藏高原降水变化对当地生态系统至关重要,但对其近期预估(2026-2055)的研究尚不充分.利用MPI-ESM超级集合的100个模式成员,发现高原南部(STP)降水的近期预估存在较大的不一致性,受太平洋年代际振荡(IPO)位相转换的调控,IPO转为正位相将增加(减弱)STP东(西)部降水,反之亦然.为此,基于IPO位相转换调整方法约束STP降水的近期预估,当约束所有100个成员具有相同的IPO正(...

Investigating the outer spiral tornado mechanism in Typhoon Mujigae

摘要：基于WRF高分辨率模拟及含水平涡度的压强梯度力方程,本文分析2015年10月4日台风“彩虹”外雨带龙卷中水平涡管的作用.在龙卷的发展阶段,水平涡管与垂直切变耦合影响倾斜项,进一步增强垂直涡度并增强旋转;水平涡管的旋度又改变水平辐合的垂直梯度,增大垂直气压梯度力,促进上升.全过程低层正风暴相对螺旋度显示入流与环境切变矢量大体同向,有利水平涡度的倾斜与拉伸.综上,水平涡管同时影响龙卷旋转和垂直运动,正...

Prolonged seasons of compound heat-humidity extremes amplify vulnerable population exposure in eastern China

摘要：温湿复合型热浪严重威胁儿童和老年人的健康安全.研究表明,1961-2022年,中国东部地区的温湿复合型热浪活跃季显著延长,特别是在华南和江淮地区,热浪开始时间提前且结束时间推迟.这种季节性延长直接导致了34%的危险型热浪脆弱人口暴露度增加.西北太平洋副热带高压增强西伸及其伴随的非绝热加热过程和水汽输送是造成热浪活跃季延长的关键驱动因素.该研究可为制定针对中国东部脆弱人群的热浪健康防护策略提供科学依...

Exploring typhoon prediction and convective bursts through integration of a numerical model after vortex initialization with AI weather forecasting

摘要：2024年强台风贝碧嘉近岸爆发快速增强,预报极具挑战.将数值预报和AI模型相结合,并融入涡旋初始化循环同化预报技术,以及动态权重释用预报技术等,可在不同程度上提升台风路径和强度预报.比如,72h路径预报偏差较数值模式降低25%,强度偏差较AI预报降低56%.基于预报分析,发现台风近岸爆发快速增强,与内核对流爆发,次级环流增强促进主环流发展,边界层高CAPE,深对流潜热加热持续供能,内核惯性稳定度增...

Climatological characteristics of the extratropical transition of tropical cyclones along different tracks in the western North Pacific(1979-2022)

摘要：本研究基于国际气候管理最佳路径档案(IBTrACS)和欧洲中期天气预报中心第五代再分析数据集(ERA5),发现1979-2022年间西北太平洋有29%的热带气旋经历了温带变性(ET)过程,且ET事件的发生频率呈缓慢下降趋势.通过k-means聚类方法,将变性的热带气旋(ETCs)按路径特征划分为四类:转向路径ETCs,西移路径ETCs,西北移路径ETCs和异常路径ETCs.转向路径ETCs主要在完...

Prediction of the summertime Northwest Pacific subtropical high based on ConvLSTM

摘要：西北太平洋副热带高压（NWPSH）对东亚天气和气候具有重要影响,其强度和位置的预测至关重要.本研究旨在评估卷积长短期记忆（ConvLSTM）模型提前3个月对夏季500 hPa位势高度及NWPSH强度和面积的预测性能,并将其与动力模式南京信息工程大学气候预测系统1.0版（NUIST-CFS1.0）和加拿大季节-年际预测系统第2版（CanSIPSv2）预测结果对比.评估指标为纬度加权均方根误差（RMS...

Impact of refined oceanic model resolution on the simulation of Atlantic meridional overturning circulation in LICOM3

摘要：本研究关注大西洋经圈翻转环流(AMOC)对分辨率的敏感性,比较了大气物理研究所自主发展的海洋环流模式LICOM (LASG/IAP Climate system Ocean Model)不同分辨率版本对AMOC的模拟结果,两个版本分辨率分别为1°×1°和0.1°×0.1°.LICOM高分辨版本模拟的AMOC强度和变率较低分辨率版本明显增加,而且在拉布拉多海也模拟出了更深的混合层深度.在上层海洋,高...

Classification of marine heatwaves in the South China Sea and their thermodynamic features

摘要：近年来南海海洋热浪发生频率显著上升,但调控其变化的热力与动力过程的相对作用尚不明确.本研究分析了1982至2021年的南海海洋热浪事件,根据海洋热浪期间海表温度的变化趋势将其划分为增强型和减弱型两类.混合层热收支分析表明,由潜热通量主导的热力过程对调控南海海洋热浪(尤其是衰减型)至关重要.然而,在增强型海洋热浪中,动力过程主导的事件比例(40%)与热力主导型(47%)近乎相当.本研究强调了动力过程...

Combined LFS and ConvLSTM to forecast marine heatwaves:a case study

摘要：海洋热浪(MHW)严重威胁中国南海生态与经济,亟需提高MHW预测能力.本研究基于海洋再分析资料,利用ConvLSTM构建上层海温深度学习预报模型,并与LICOM海洋环境预报系统(LFS)融合,建立订正模型(Fusion).评估ConvLSTM,LFS和Fusion对2022年南海夏季MHW持续时间和平均强度的预报技巧表明:1) Fusion技巧最优;2) LFS系统性高估,ConvLSTM系统性低...

An assessment of mesoscale eddies simulated by a global eddy-resolving ocean forecast system in the South China Sea

摘要：本文基于卫星观测数据与高分辨率再分析数据(CMEMS),对由中国科学院大气物理研究所自主研发的全球涡分辨率海洋预报系统(LFS)所模拟的南海中尺度涡进行了系统评估.研究结果表明,LFS模拟的南海涡动能,涡旋数量,涡旋振幅等指标的空间分布特征均与卫星观测结果表现出良好的一致性.此外,其模拟的季节性变化特征以及涡旋的温盐三维结构特征,也与CMEMS再分析数据集结果高度吻合.然而,研究也揭示了一些系统性...

Disentangling the relative contributions of vertical pumping and horizontal transport to water-property anomalies within eddy cores in the southern Indian Ocean

摘要：南印度洋最南端的涡旋对整个地球系统的动力学和生物地球化学过程具有重大影响.因此,厘清垂直抽吸与水平输送对涡旋中心水体性质异常的相对贡献具有重要意义.本研究提出了一种温-盐梯度比值方法(“R方法”),即通过比较海水温盐的垂向梯度比值与经向梯度比值,可定量区分垂直抽吸与水平输送对温盐异常的相对贡献.本研究将该方法应用于三维Argo观测资料后发现,在南印度洋最南端区域内,观测到的涡旋中心温盐异常主要由水...

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