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揭開大氣蒸發(fā)需求對干旱的復(fù)雜影響

西班牙比利牛斯生態(tài)學(xué)研究所的Vicente-Serrano等綜述了大氣蒸發(fā)需求（atmospheric evaporative demand，AED）在干旱中的作用及其對氣候變化的響應(yīng)。AED是一個復(fù)雜的概念，它不同于表示從土壤、自由水面和/或植被到大氣的向上水通量的ET（陸地蒸發(fā)）。AED不對應(yīng)于陸-氣通量，而是對應(yīng)于大氣對水的需求（即干燥或蒸發(fā)能力），是大氣邊界層狀態(tài)和動力學(xué)的函數(shù)。

理解AED對干旱的影響，對于研究當前和未來的干旱嚴重程度和干旱趨勢至關(guān)重要。雖然降水對干旱嚴重程度的影響最為明顯，但由于不同的物理和生理過程，在潮濕和干燥的環(huán)境中，AED的影響是復(fù)雜的，從而導(dǎo)致了不同的干旱敏感性。AED與干旱和半干旱地區(qū)干旱嚴重程度的增加有較強的相關(guān)性，干旱和半干旱地區(qū)的水限制導(dǎo)致AED增加，增強了ET赤字，并對低降雨量期間的環(huán)境/農(nóng)業(yè)干旱產(chǎn)生負面影響。在濕潤地區(qū)，AED對環(huán)境/農(nóng)業(yè)干旱的影響比水限制地區(qū)更為復(fù)雜，且取決于前期降水/土壤濕度。

從驅(qū)動力和反饋來看，干旱是一個復(fù)雜的現(xiàn)象，盡管氣象記錄不斷增加，但研究者無法就長期干旱動態(tài)及其主要驅(qū)動因素達成共識。每個干旱指標的適用性取決于所評估的干旱類型，因此將AED納入這些評估的相對重要性也是如此。

大氣蒸發(fā)需求（AED）影響環(huán)境/農(nóng)業(yè)和水文系統(tǒng)的簡化框架。不同數(shù)字代表對干旱嚴重程度的影響不同：“1”表示AED增加導(dǎo)致水分脅迫增加，“2”表示增加AED幾乎沒有影響，“3”表示AED增加有間接的正效應(yīng)

來源：Vicente-Serrano S M, McVicar T R, Miralles D G, et al. Unraveling the influence of atmospheric evaporative demand on drought and its response to climate change.

WIREs Climate Change, 2020, 11: e632..

（■ 侯美亭 編譯）

SoilTemp：全球近地表溫度數(shù)據(jù)庫

目前生態(tài)學(xué)中空間顯式模式和過程的分析和預(yù)測大多依賴于從標準氣象站插值的氣候數(shù)據(jù)。然而，插值氣候數(shù)據(jù)僅代表粗空間分辨率下的長期平均條件。因此，許多在精細時空分辨率下運行的氣候強迫因子被忽略。這對于與觀測高度（例如植被、雪和土壤特性）有關(guān)的影響、以及不同的棲息地環(huán)境（例如地形、輻射強迫或冷空氣匯集）的影響尤為重要。由于生活在靠近地面的生物體與這些小氣候條件的關(guān)系比與自由空氣溫度的關(guān)系更為密切，因此需要小氣候地面和近地表數(shù)據(jù)，以便對這些生物體在人為氣候變化下的變化以及它們所生活的生態(tài)系統(tǒng)的功能作出現(xiàn)實的預(yù)測。

為了填補這一關(guān)鍵空白，比利時安特衛(wèi)普大學(xué)的Lembrechts以及世界范圍內(nèi)眾多的科學(xué)家呼吁向SoilTemp數(shù)據(jù)庫提交溫度時間序列，SoilTemp是一個地理空間數(shù)據(jù)庫倡議，它匯編了世界各地的土壤和近地表溫度數(shù)據(jù)。目前，該數(shù)據(jù)庫包含來自51個國家的7538個溫度傳感器在所有關(guān)鍵生物群落中的時間序列。該數(shù)據(jù)庫將為改善全球?qū)π夂虻牧私怃伷降缆?，并彌補現(xiàn)有氣候數(shù)據(jù)與大多數(shù)生物和生態(tài)系統(tǒng)過程相關(guān)的精細時空分辨率的氣候之間的差距。

驅(qū)動小氣候的水平和垂直要素及特征

來源：Lembrechts J J, Aalto J, Ashcroft M B, et al.SoilTemp: a global database of near-surface temperature.Global Change Biology, 2020, doi:10.1111/gcb.15123.

（■ 侯美亭 編譯）

中華人民共和國成立以來氣象研究和業(yè)務(wù)的進展

《氣象學(xué)報》（英文版）從2020年第1期起陸續(xù)推出了“新中國氣象事業(yè)70周年”的專欄文章。來自中國科學(xué)院大氣物理所、南京信息工程大學(xué)和中國氣象局系統(tǒng)的十余位作者從氣候與地球模式的發(fā)展、MJO對東亞的影響、熱帶海氣相互作用、PDO預(yù)測、強對流研究與業(yè)務(wù)、城市氣象、氣候變暖、氣候預(yù)測、強降水預(yù)報、邊界層高度估算以及干旱成因等方面介紹了中國在這些領(lǐng)域的研究進展。

中國氣象科學(xué)研究院羅亞麗等回顧了改革開放以來中國在強降水科學(xué)與預(yù)報方面的重大進展。文章從相關(guān)的天氣系統(tǒng)、強降水的主要區(qū)域和臺風(fēng)誘發(fā)的強降水三個方面綜述了我國強降水物理機制的研究進展。從數(shù)值預(yù)報技術(shù)和客觀預(yù)報方法兩方面綜述了強降水預(yù)報技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。由于氣象觀測技術(shù)的迅速發(fā)展和電子計算技術(shù)的顯著進步，我國強降水研究已發(fā)展到對產(chǎn)生強降水的風(fēng)暴的演變過程的研究以及對云微物理特征的觀測分析。對天氣系統(tǒng)對產(chǎn)生強降雨的重要性也有了更深入和更系統(tǒng)的認識。我國強降水的業(yè)務(wù)預(yù)報已由主觀的天氣事件預(yù)報向主觀和客觀相結(jié)合的定量降水預(yù)報發(fā)展，并向提供預(yù)報不確定性信息的概率定量降水預(yù)報發(fā)展。

在全球范圍內(nèi)，暴雨預(yù)報一直是氣象業(yè)務(wù)預(yù)報中最困難的挑戰(zhàn)之一。2007—2019年，中國氣象局國家氣象中心發(fā)布的24 h提前量暴雨預(yù)報的TS得分增長約2.9% ，這種改進主要是由于NWP技術(shù)的進步。

中國氣象局氣象干部培訓(xùn)學(xué)院的俞小鼎等綜述了近幾十年來我國強對流研究和業(yè)務(wù)的進展，重點介紹了強對流天氣的有利天氣形勢（SCW）、強對流風(fēng)暴的主要組織模式（SCS）、SCW和SCS的天氣雷達回波和衛(wèi)星圖像的有利環(huán)境條件和特征，以及SCW的預(yù)報和臨近預(yù)報技術(shù)?？偟膩碚f，中國科學(xué)家已經(jīng)通過雷達和衛(wèi)星觀測深刻了解了SCW的天氣形勢、組織和演化特征，以及中國不同類型對流天氣的機制。深入理解了對流觸發(fā)的多種類型，以及超級單體風(fēng)暴和颮線的環(huán)境條件、結(jié)構(gòu)和組織模式、維持機制。闡明了中尺度對流系統(tǒng)的組織模式、氣候分布和SCW的不同類型，以及基于雷達、衛(wèi)星、閃電觀測和災(zāi)調(diào)的大冰雹、龍卷、下?lián)舯┝骱推茐男詫α麝囷L(fēng)的多尺度特征和形成機制。在業(yè)務(wù)應(yīng)用方面，已經(jīng)開發(fā)了不同類型的識別和中尺度分析技術(shù)，以及利用“配料法”和深度學(xué)習(xí)算法等方法的各種預(yù)測和臨近預(yù)報技術(shù)。因此，我國SCW業(yè)務(wù)預(yù)報水平得到了顯著提升。

對2010—2015年4—9月國家氣象中心SCW預(yù)報的驗證結(jié)果表明，SCW業(yè)務(wù)預(yù)報能力有明顯的上升趨

中國氣象局國家氣象中心2007—2019年24 h強降水預(yù)報（≥50 mm/d）TS評分（2019年的TS評分為1—9月）

來源：Luo Y L, Sun J S, Li Y, et al, Science and prediction of heavy rainfall over China: Research progress since the reform and opening-up of new China.Journal of Meteorological Research, 2020, 34(3), 427-459, doi:10.1007/s13351-020-0006-x勢，在相同的預(yù)報時段和提前量，雷暴、短時強降水（SDHR）、對流陣風(fēng)（CGs）和冰雹預(yù)報能力依次下降。CGs和冰雹的預(yù)報能力明顯低于前兩類，但發(fā)生大面積的CGs和冰雹時預(yù)測能力通常較高。

2010—2015年分類SCW預(yù)報的年度TS評分

來源：Yu X D, ZhengY G. Advances in severe convection research and operation in China.Journal of Meteorological Research, 2020, 34(2), 189-217, doi:10.1007/s13351-020-9875-2