編輯選編

編輯：張萌 侯美亭

加勒比四個(gè)主要島嶼的颶風(fēng)災(zāi)害檢測——Hurricane damage detection on four major Caribbean islands. Remote Sensing of Environment, 2019, Vol. 229.

熱帶氣旋是一種自然事件，當(dāng)它們接近并到達(dá)陸地時(shí)，就會(huì)轉(zhuǎn)變成自然災(zāi)害。僅2017年一年，熱帶氣旋就造成了估計(jì)2150億美元的損失。雖然MODIS數(shù)據(jù)經(jīng)常用于颶風(fēng)和臺(tái)風(fēng)的分析，但基于MODIS數(shù)據(jù)的熱帶氣旋災(zāi)害研究通常只關(guān)注少數(shù)幾個(gè)事件，而沒有提供事件之間的全面概述和比較。MODIS記錄現(xiàn)在足夠長，允許我們擴(kuò)展以前開發(fā)的災(zāi)損評(píng)估方法，并消除對(duì)土地覆蓋數(shù)據(jù)集的依賴。美國俄克拉荷馬大學(xué)的de Beurs等采用這種方法分析了自2001年以來干旱和颶風(fēng)對(duì)加勒比四大島嶼（古巴、海地、波多黎各和牙買加）的影響。研究發(fā)現(xiàn)，2001—2017年，這四個(gè)島嶼上受災(zāi)害干擾土地的比例大約在0～50%變化，其中最高的比例發(fā)生在古巴的大旱和波多黎各的颶風(fēng)瑪麗亞期間。研究表明，颶風(fēng)瑪麗亞在波多黎各50%的地區(qū)（4549 km2）造成了嚴(yán)重的災(zāi)害，颶風(fēng)襲擊后大約2.5個(gè)月，才逐漸恢復(fù)。雖然本研究的方法側(cè)重于確定颶風(fēng)造成的損害，但它也能夠確定干旱造成的損害。這種方法最終能夠更好地理解這兩種自然災(zāi)害對(duì)島嶼景觀的綜合影響。

生長季節(jié)延長影響歐洲森林對(duì)臭氧的吸收——Growing season extension affects ozone uptake by European forests. Science of the Total Environment, 2019, Vol. 669.

氣候變化顯著地改變了陸地生態(tài)系統(tǒng)和植被活動(dòng)，但關(guān)于氣候變化和臭氧污染如何相互作用影響森林健康的情況卻知之甚少。意大利國家研究委員會(huì)的Anav等比較了廣泛用于保護(hù)森林免受臭氧污染負(fù)面影響的兩個(gè)指標(biāo)的趨勢(shì)，這兩個(gè)指標(biāo)分別是AOT40（累積臭氧濃度超過40 ppb的閾值，它只取決于空氣中的臭氧濃度）和POD（植物性毒素的臭氧劑量，依賴于植物通過氣孔吸收的臭氧的量）。利用人為排放清單驅(qū)動(dòng)的化學(xué)傳輸模型，研究發(fā)現(xiàn)，在成功實(shí)施了減少臭氧前體物排放的控制策略之后，歐洲地面臭氧濃度在2000—2014年顯著下降（-1.6%）。因此，AOT40指標(biāo)下降（-22%）。相比之下，氣候變化增加了生長期（約7 d/10 a）和氣孔導(dǎo)度，從而增加了森林通過氣孔對(duì)臭氧的吸收（5.9%），導(dǎo)致了盡管臭氧濃度降低，但對(duì)植物的潛在臭氧損害總體增加。本研究結(jié)果表明，在氣候變化的情況下，基于氣孔通量的森林臭氧保護(hù)策略需要適當(dāng)考慮生長期的持續(xù)時(shí)間，更好地估計(jì)生長期的開始和結(jié)束時(shí)間。

19 91年皮納圖博火山爆發(fā)后北半球大陸冬季變暖：模式與觀測的調(diào)和——Northern Hemisphere continental winter warming following the 1991 Mt. Pinatubo eruption:reconciling models and observations.Atmospheric Chemistry and Physics,2019, in press.

1991年皮納圖博火山爆發(fā)后的冬季，北半球大陸上觀測到的異常地表變暖現(xiàn)象被認(rèn)為是由那次噴發(fā)引起的，其途徑是平流層，其中包括極地渦旋的加強(qiáng)。然而，大多數(shù)基于多個(gè)最先進(jìn)耦合氣候模式進(jìn)行的研究顯示，總體來看，這些模式?jīng)]有顯示皮納圖博火山爆發(fā)后的冬季變暖。在多個(gè)模式中，這種表面變暖的缺乏，伴隨著極地渦旋的頻繁加強(qiáng)，常常被解釋為模式無法重現(xiàn)觀測結(jié)果。在本研究中，美國哥倫比亞大學(xué)的Polvani等認(rèn)為這種解釋是錯(cuò)誤的，因?yàn)閬碜圆煌Ｊ剑ɑ蛲荒Ｊ剑┑亩啻文M的平均，預(yù)計(jì)不會(huì)產(chǎn)生類似于觀測的地表異常，即使模式是高度準(zhǔn)確的，由于存在強(qiáng)大的內(nèi)部變率。研究分析了三個(gè)大型的最先進(jìn)耦合氣候模式（WACCM4、CAM5-LE和CanESM2），并表明，在這三個(gè)系統(tǒng)中，許多獨(dú)立的系統(tǒng)成員能夠在冬季產(chǎn)生皮納圖博之后的地表變暖，其程度與觀測到的相當(dāng)。這就證明了當(dāng)前的氣候模式完全能夠重現(xiàn)噴發(fā)后觀測到的地表變暖。研究還證實(shí)了之前的大部分研究，并表明，當(dāng)模擬的總體平均值為0時(shí)，地表異常在統(tǒng)計(jì)上與0沒有差異，本研究將其解釋為一個(gè)簡單的事實(shí)，即與內(nèi)部變率相比，火山對(duì)大陸冬季氣溫的影響很小。在本研究的模式中，還仔細(xì)檢查了平流層路徑，并再次確認(rèn)了之前的工作，表明皮納圖博火山噴發(fā)引起的極地渦旋的任何增強(qiáng)都是非常小的（最多每秒幾米）。平流層環(huán)流的這種微小異常完全被中緯度對(duì)流層的變化所掩蓋，而對(duì)流層的變化是眾所周知的非常大的：這就解釋了在集合方法中沒有地表冬季變暖?？傊狙芯刻峁┝肆钊诵欧男伦C據(jù)，表明1991—1992年冬季北半球大陸的變暖很可能與1991年皮納圖博火山爆發(fā)無關(guān)。

基于衛(wèi)星的海洋層積云云頂輻射冷卻速率估計(jì)——Satellite-based estimation of cloud top radiative cooling rate for marine stratocumulus. Geophysical Research Letters, 2019, in press.

云頂輻射冷卻速率（CTRC）是層積云覆蓋的海洋邊界層能量收支的主導(dǎo)項(xiàng)。它對(duì)層積云系統(tǒng)的形成、演化和維持起著重要的作用。美國馬里蘭大學(xué)Zheng等的研究證明了僅從被動(dòng)衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行高精度CTRC估計(jì)的可行性。該估算依賴于一個(gè)輻射傳輸模型，該模型的輸入來自衛(wèi)星反演的云參數(shù)，并結(jié)合衛(wèi)星數(shù)據(jù)以物理相干的方式修正的再分析探測?；谛l(wèi)星的CTRC估計(jì)與基于地面的CTRC一致，誤差在10%左右。這種高精度在很大程度上得益于衛(wèi)星數(shù)據(jù)在約束對(duì)CTRC影響最大的參數(shù)方面的良好能力，如對(duì)流層自由大氣探測、云頂溫度和云光學(xué)厚度。利用這一技術(shù)，本研究生成了南半球熱帶和亞熱帶海洋夏季CTRC的氣候?qū)W數(shù)據(jù)。

（以上由侯美亭選編）

干旱區(qū)夏季晴空期超厚對(duì)流邊界層發(fā)展的能量機(jī)制——《科學(xué)通報(bào)》2019年第64卷第15期

全球干旱區(qū)因其特殊的氣候環(huán)境背景，夏季晴天常常會(huì)出現(xiàn)其他地區(qū)少見的超厚對(duì)流大氣邊界層，目前對(duì)這種超厚對(duì)流邊界層發(fā)展機(jī)制理解十分有限。張強(qiáng)等通過選取我國西北干旱區(qū)敦煌荒漠戈壁為代表性研究區(qū)，利用以往在該區(qū)域開展的陸氣相互作用觀測試驗(yàn)資料及長期業(yè)務(wù)探空觀測資料，從大氣邊界層發(fā)展的能量機(jī)制出發(fā)，對(duì)該地區(qū)出現(xiàn)的超厚對(duì)流邊界層的發(fā)展過程進(jìn)行分析。分析表明：從日際尺度看在持續(xù)晴空期即使在白天地表感熱通量日積分值不變甚至減弱的情況下，大氣對(duì)流邊界層的日最大厚度仍然表現(xiàn)為逐日持續(xù)增高的特點(diǎn)，且地表感熱提供的能量無法平衡對(duì)流邊界層發(fā)展所需要吸收的能量。主要原因是深厚的近中性殘余層在對(duì)流邊界層發(fā)展過程中發(fā)揮了重要作用，通過夾卷過程從殘余層進(jìn)入對(duì)流邊界層的夾卷能量是對(duì)流邊界層逐日持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵能量補(bǔ)充。在夏季連續(xù)晴空期，對(duì)流邊界層與殘余層之間會(huì)形成逐日循環(huán)增長機(jī)制，使干旱區(qū)夏季發(fā)展出超厚對(duì)流大氣邊界層。

北太平洋風(fēng)暴軸“深冬抑制”現(xiàn)象的動(dòng)力過程及其成因——《中國科學(xué)（地球科學(xué)）》2019年第49卷第5期

北太平洋風(fēng)暴軸存在一個(gè)“深冬抑制”現(xiàn)象，即它在本應(yīng)最強(qiáng)的深冬時(shí)期卻比秋末和春初時(shí)期弱?；跉W洲中心再分析資料（ERA-40），趙遠(yuǎn)冰等使用多尺度子空間變換（MWT）、基于MWT的正則傳輸理論與局地多尺度能量分析方法，以及特征追蹤技術(shù)研究了該反?，F(xiàn)象背后的動(dòng)力過程及其成因。主要結(jié)論如下：1）深冬抑制是由內(nèi)部過程和外部過程共同造成的，它們包含斜壓正則傳輸、非絕熱做功、能量通量輻合和摩擦耗散等。2）斜壓正則傳輸和非絕熱做功在秋季達(dá)最強(qiáng)，這使得風(fēng)暴活動(dòng)在秋末比深冬強(qiáng)；而在春季，能量通量輻合增強(qiáng)，同時(shí)摩擦耗散在整個(gè)風(fēng)暴軸區(qū)域大幅度減弱，兩者共同的作用使得風(fēng)暴軸在斜壓性很弱的春初也比深冬時(shí)期要強(qiáng)。3）深冬時(shí)期斜壓正則傳輸?shù)臏p弱（相比于秋末）是由于彼時(shí)急流位置靠南，其和風(fēng)暴軌跡中心（位于中高緯度地區(qū)）相距較遠(yuǎn)，急流和風(fēng)暴系統(tǒng)之間的相互作用受到了抑制；而春季能量通量輻合的增強(qiáng)實(shí)際上源自從上游進(jìn)入太平洋的風(fēng)暴數(shù)目（強(qiáng)度）在春初時(shí)期的增多（增強(qiáng)）。

我國無縫隙精細(xì)化網(wǎng)格天氣預(yù)報(bào)技術(shù)進(jìn)展與挑戰(zhàn)——《氣象》2019年第45卷第4期

金榮花等總結(jié)了2014年以來我國無縫隙精細(xì)化網(wǎng)格天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)的技術(shù)進(jìn)展，討論了未來發(fā)展所面臨的關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)。經(jīng)過近5年的探索和努力，我國已經(jīng)初步建立了針對(duì)不同預(yù)報(bào)時(shí)效的無縫隙精細(xì)化網(wǎng)格預(yù)報(bào)技術(shù)體系。對(duì)于0～4 h預(yù)報(bào)時(shí)效，主要基于全國雷達(dá)拼圖和GRAPES Meso模式預(yù)報(bào)，發(fā)展臨近分鐘級(jí)滾動(dòng)外推預(yù)報(bào)技術(shù)；對(duì)于4 h到30 d預(yù)報(bào)時(shí)效，主要通過對(duì)區(qū)域或全球不同時(shí)空分辨率模式預(yù)報(bào)進(jìn)行偏差訂正、客觀解釋應(yīng)用以及降尺度分析，提高預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確度和精細(xì)度。與此同時(shí)，研發(fā)了自動(dòng)化、智能化的交互式預(yù)報(bào)制作平臺(tái)，以滿足客觀高效制作與預(yù)報(bào)員對(duì)極端或高影響天氣主觀預(yù)報(bào)優(yōu)勢(shì)相結(jié)合的需求。發(fā)展了以格點(diǎn)實(shí)況分析場為參照的空間分析檢驗(yàn)方法，初步實(shí)現(xiàn)了對(duì)高分辨率網(wǎng)格預(yù)報(bào)的質(zhì)量跟蹤和性能評(píng)估。

青海地區(qū)一次雷暴的地閃活動(dòng)及云內(nèi)的電場探空觀測——《地球物理學(xué)報(bào)》2019年第62卷第5期

2016年夏季在青海大通地區(qū)獲得一次局地雷暴云內(nèi)的電場探空資料，張廷龍等結(jié)合雷達(dá)、地閃定位資料，詳細(xì)分析了該雷暴的地閃活動(dòng)特征及云內(nèi)的電荷結(jié)構(gòu)。結(jié)果顯示，該雷暴過程的負(fù)地閃在時(shí)間上呈間歇性發(fā)生，在空間分布上表現(xiàn)為不連續(xù)，且所有的正地閃都發(fā)生于雷暴的成熟階段。在雷暴成熟階段與消散階段過渡期獲得云內(nèi)的垂直電場廓線表明，雷暴內(nèi)的電荷結(jié)構(gòu)在探空階段呈四極性，最下部為處于暖云區(qū)內(nèi)負(fù)電荷區(qū)，往上依次改變極性。最上部的正電荷區(qū)由于數(shù)據(jù)丟失無法判斷其上邊界外，其余3個(gè)電荷區(qū)的海拔高度分別為：5.5～5.7 km（3.4～2.3 ℃）、5.7～6.2 km（2.3～-0.4 ℃）和6.2～6.6 km（-0.9～-1.7 ℃），對(duì)應(yīng)的電荷密度為-1.81、2.47和-1.76 nC·m-3。其中，下部正電荷區(qū)的強(qiáng)度最大，其次為上部的負(fù)電荷區(qū)。通過分析電荷區(qū)分布與正地閃活動(dòng)的關(guān)系，認(rèn)為暖云區(qū)內(nèi)負(fù)電荷區(qū)的形成有利于誘發(fā)下部正電荷區(qū)的對(duì)地放電。

北極放大效應(yīng)原因的研究進(jìn)展——《地球科學(xué)進(jìn)展》2019年第34卷第3期

近幾十年來北極的增溫幅度是全球平均的2倍以上，這種被稱為“北極放大”的現(xiàn)象是全球氣候變化的最顯著特征之一。武豐民等從北極局地氣候反饋和北極外熱輸送2個(gè)方面總結(jié)了北極放大原因的最新進(jìn)展。局地方面，海冰-反照率正反饋以及云和水汽增加導(dǎo)致的向下長波輻射增強(qiáng)是北極放大的重要原因，而較低的背景溫度和相對(duì)穩(wěn)定的大氣層結(jié)使得溫度反饋在北極為正，有利于變暖信號(hào)被放大。向極熱輸送方面，大氣環(huán)流和洋流的輸送作用對(duì)北極放大均有貢獻(xiàn)，大西洋和太平洋海溫的年代際變化和熱帶太平洋海溫異常是驅(qū)動(dòng)大氣環(huán)流變化的主要原因。