胡开明 作品数:15 被引量:95 H指数:5 供职机构: 中国科学院大气物理研究所 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 国家重点基础研究发展计划 中国科学院战略性先导科技专项 更多>> 相关领域: 天文地球 更多>>
北京城区夏季污染建立、维持、消退的天气过程 被引量:4 2016年 利用北京城区污染观测站2006~2013年夏季可吸入颗粒物PM10逐日浓度检测资料,挑选所有PM10浓度大于150μg/m^3的个例,合成分析华北及北京地区风场变化情况,发现风速在污染当天变化不明显,南风与PM10的相关性普遍为正,污染当天各区南风增加较大,太行山一带甚至增长了5倍。南风异常可能会使河北、山东等地污染物向北京输送,造成北京大气污染。同时我们分析北京夏季空气污染时大气环流特征。在500 h Pa与200 h Pa,北京和内蒙古上空有显著的高压异常。在850 h Pa,环流场表现为东正西负的高度场异常,其中北京在正负异常分界线上。低层气压梯度异常会造成北京和以南地区南风异常。同时,我们发现北京污染天气伴随的高空环流异常具有准定常特征。在污染前4天,蒙古上空存在一个显著的高层高压异常。该高压异常增强并向南延伸,在污染当天控制北京和内蒙古。在污染消退期,该异常也逐渐消退。但在消退后第四天,北京和内蒙古上空依然受高压异常控制。这表明北京夏季污染和高空准定常环流异常有关。 赵文灿 胡开明 黄刚 陈元昭关键词:PM10浓度 高度场异常 El Ni?o衰退年夏季西北太平洋异常反气旋季节内演变特征及其机制 被引量:7 2019年 基于多种再分析资料和观测资料,分析ElNino衰退年北半球夏季西北太平洋异常反气旋(NWPAC)季节内演变特征及其机制。结果表明,较之ElNino衰退年6月,NWPAC在7月与8月北移,且其强度在7月与8月显著增强。NWPAC通过影响对流层低层水汽通量散度对东亚夏季季节内降水产生影响,使东亚夏季异常雨带随NWPAC北移而逐渐北移;与NWPAC相伴随的降水异常减弱与入射太阳短波辐射增强,可引起夏季中南半岛、菲律宾及我国南部地区地表气温正异常,且随着NWPAC北移,东亚地表气温异常也随之北移。局地海气相互作用过程可能是NWPAC夏季季节内北移的成因之一。NWPAC北侧短波辐射的减弱和海表潜热与感热释放的增强会造成其下海温负异常,而海温负异常有利于NWPAC的维持。与之相反,NWPAC南侧短波辐射的增强与海表潜热与感热释放的减弱会造成其下海温正异常,而海温正异常可能会激发对流不利于NWPAC的维持。 唐颢苏 胡开明 黄刚利用大气环流模式讨论舍入误差对东亚和西北太平洋夏季气候模拟的影响 2009年 采用单精度和双精度编译的大气环流模式对东亚以及西北太平洋气候进行集合模拟,分析舍入误差对大气环流模式在东亚和西北太平洋区域夏季气候模拟的影响,结果表明采用双精度编译的模式在850 hPa环流场比单精度模式模拟效果要好。为了进一步分析双精度模式模拟效果优于单精度模式的原因,集中研究了850 hPa纬向风场的模拟情况。结果表明,双精度模式对东亚以及西太平洋850 hPa纬向风场第1模态有着更好的模拟,而且第2模态的时间序列与再分析资料850hPa纬向风场的第2模态时间序列有着更好的相关。这些结果表明,由于舍入误差的影响使得该区域大气内部噪音更强烈,从而使得海温强迫导致的气候变率变弱,进而使得双精度编译的模式对东亚和西北太平洋区域气候的模拟要优于单精度模式。 黄刚 胡开明关键词:东亚气候 大气环流模式 热带海面温度对亚马逊旱季降水年际变率的影响及机制 被引量:1 2022年 用偏最小二乘(Partial Least Square,PLS)回归方法分析了1979~2018年影响亚马逊旱季(6~8月)降水年际变率的热带海面温度模态。第一海面温度模态解释了总方差的64%,主要表现为前期亚马逊雨季(12月至次年2月)至旱季(6~8月)热带东太平洋La Niña型海面温度异常演变。12月至次年2月热带东太平洋出现La Niña型海面温度冷异常;3~5月热带东太平洋冷异常增强,并在热带印度洋、热带北大西洋出现冷异常,在热带南大西洋有暖异常;6~8月热带东太平洋冷异常向东收缩;9~11月整个热带海面温度异常均快速衰退。第二海面温度模态解释了总方差的19%,主要表现为前期亚马逊雨季(12月至次年2月)至旱季(6~8月)中太平洋Modoki El Niño型增暖。12月至次年2月在热带中太平洋出现暖异常,印度洋和南大西洋同样也出现暖异常,热带中太平洋和南大西洋暖异常能持续到9~11月,而印度洋暖异常在9~11月衰减。这些结果表明,亚马逊旱季降水与热带海面温度的演变有关,当前期12月至次年2月出现La Niña(Modoki El Niño)事件、3~8月出现热带南北大西洋海面温度梯度负异常并且热带印度洋海面温度冷(暖)异常时,亚马逊旱季降水偏多。这两个海面温度模态对降水的总贡献与亚马逊旱季降水指数的相关关系高达0.92,说明亚马逊旱季降水年际变率与热带海面温度密切相关;而且这两个海面温度模态对亚马逊旱季降水的贡献还有明显的年代际变化,自1979年以来,海面温度对降水的贡献有下降趋势。还对海面温度影响亚马逊旱季降水年际变率的机制进行了分析,发现海面温度可以通过影响亚马逊地区的环流场、水汽输送以及大气对流层稳定性进而导致降水异常。第一海面温度模态能激发亚马逊低空北部气流辐合,高空北部气流辐散,容易形成异常的上升运动;同时,亚马逊对流层的异常湿静能收支也表明第一海面温� 刘映雪 胡开明 黄刚认识大气环流和气候系统动力学100年进步 2025年 回顾了中国气象学界在过去100年,对大气环流和气候系统动力学领域的深刻理解和显著进步,综述了大气环流遥相关、季风环流、气候系统动力学、青藏高原动力学、古气候及非线性大气动力学等领域的研究成果。尽管力求详尽,但受限于主题范围、篇幅和能力,可能仍有遗漏,敬请谅解。在大气环流遥相关方面,中国学者对大气环流的基本特征及其与气候变化的关系进行了深入研究,揭示了包括东亚-太平洋型、丝绸之路型等多种遥相关型的形成机制和影响。这些研究成果构成了北半球夏季环流异常的核心理论框架,不仅深化了对大气环流遥相关现象的理解,也为国际气候预测和研究提供了新的视角和工具,显著提升了对大气环流变化的预测能力。季风环流研究方面,中国学者系统揭示了东亚季风的形成机制及其与热带三大洋(太平洋、印度洋、大西洋)的相互作用。通过深入分析季风年际和年代际变率的海-气相互作用机理,显著提升了对季风系统变化规律的理解,中国主导的全球季风模式对比计划被纳入CMIP6框架,其成果为IPCC第六次评估报告提供了关键支撑。同时,对东亚季风指数的定义、历史变化检测归因以及未来预估进行了全面回顾。该指数为季风气候的预测和应对提供了理论基础和技术支持,促进了全球季风研究的深入发展。气候系统动力学领域的研究涵盖了全球变暖动力学、大气层结变化、快速气候调整以及气候变率调整等多个方面。中国学者通过数值模拟试验和理论分析,深入探讨了全球变暖背景下的降水变化机制、大气环流调整以及气候反馈作用等关键问题。中国研发的气候系统模式在CMIP6中表现突出,相关结论被IPCC AR6直接引用,标志着中国模式在国际评估中的话语权显著提升。特别是针对东亚季风、北太平洋副热带高压等关键气候系� 李建平 陈文 陈文 周天军 刘屹岷 刘晓东 黄刚 丁瑞强 胡鹏 刘晓东 谭本馗 付遵涛 胡鹏 陈尚锋 谭本馗 付遵涛 封国林 罗德海 段晚锁 屈侠关键词:季风环流 古气候 大气动力学 动力学 夏季北印度洋海温异常对西北太平洋低层反气旋异常的影响 被引量:29 2008年 采用1957—2002年850 hPa风场的ERA-40再分析资料,分析得知西北太平洋低层环流存在着明显的年际变化。这种年际变化表征了西北太平洋夏季风的年际变化,并且会影响东亚夏季风的变化。用Hadley海表面气压以及海表温度资料诊断得到,这种夏季西北太平洋反气旋异常(WPAC,northwest Pacific anomalous anticyclone)的年际变化与北印度洋同期海表温度变化存在很好的相关。用偏相关方法消除N ino3.4信号的同期线性影响,这种同期相关更加显著,而西南热带印度洋的同期海温与WPAC的相关并不显著。数值试验结果表明,北印度洋存在正海温异常时,北印度洋降水偏多,同时伴随着西北太平洋反气旋异常。当只有西南热带印度洋有正海温异常时,北印度洋会出现东风异常且降水减少,而西北太平洋有弱的气旋异常。数值模式结果与观测数据的诊断结果相吻合,说明当夏季北印度洋海表温度为正异常时,可能会产生西北太平洋反气旋异常。 黄刚 胡开明关键词:东亚季风 北印度洋 海面温度 热带印度洋环流动力与季风相互作用研究进展 被引量:8 2018年 围绕中国科学院战略性先导科技专项"泛第三极环境变化与绿色丝绸之路建设"之子课题"热带印度洋环流动力与季风相互作用及其影响",从热带印度洋上层海洋环流、盐度变异对印度洋典型海气耦合过程的影响、印度洋海气相互作用及其对泛第三极水汽输送的影响方面回顾了热带印度洋环流动力与季风相互作用的研究进展.针对国内外研究发展的现状,提出热带印度洋上层经向、纬向、垂向流系间三维联动机制,海盆尺度热盐再分配对局地海-气模态变异的响应和反馈机制,热带印度洋典型海气耦合模态对泛第三极地区气候变化的影响机理等关键科学问题亟待解决.开展该子课题研究的最终目标是:全面认识和理解热带印度洋上层环流体系,加深印度洋海洋环流动力与海气相互作用及其对泛第三极经向水汽输送作用的理解,提高泛第三极地区气候预测水平,提升丝绸之路海上观测航道监测保障能力,从而为"一带一路"倡议和"21世纪海上丝绸之路"建设服务. 郑佳喻 徐康 陈更新 胡开明 陈洁鹏 杨磊 王强 王鑫 王卫强 王东晓关键词:热带印度洋 季风活动 水汽输送 利用大气环流模式讨论舍入误差对东亚以及西北太平洋夏季气候模拟的影响 采用单精度和双精度编译的大气环流模式对东亚以及西北太平洋气候进行集合模拟,分析舍入误差对大气环流模式在东亚和西北太平洋区域夏季气候模拟的影响,结果表明采用双精度编译的模式在850hPa环流场比单精度模式模拟效果要好。为了... 胡开明 黄刚关键词:大气环流模式 双精度 气候模拟 文献传递 从能量学角度理解气候背景场对ENSO热带和热带外遥相关的影响 被引量:5 2024年 厄尔尼诺—南方涛动(El Ni?o-Southern Oscillation,简称ENSO)通过遥相关过程影响全球天气气候。在热带地区,ENSO能通过影响热带对流层温度导致遥远海盆降水和海表温度异常;在热带外,ENSO能通过激发准定常罗斯贝波动造成北美、亚洲等地区气候异常。气候背景场对ENSO热带和热带外遥相关有重要影响。一方面,气候背景大气环流场可以通过正压和斜压能量转换影响ENSO遥相关波列的位置和强度。另一方面,热带气候背景海温和对流场会通过影响湿静力能分布影响ENSO热带遥相关过程。这些研究表明分析能量过程有助于理解气候背景场影响ENSO遥相关的机理。本文回顾了近几十年来国内外关于气候背景场对ENSO热带与热带外遥相关影响的能量分析研究进展,在此基础上,回顾了全球变暖背景下ENSO遥相关的可能变化,并提出了一些未来该领域内需要进一步研究的科学问题。 黄刚 胡开明 胡开明 汪亚 屈侠 屈侠关键词:全球变暖 1980~2014年中国中东部持续性霾天气的多尺度变化特征 被引量:2 2020年 对1980~2014年中国中东部地区324个台站的持续性霾天气的时空变化和相关气象影响因子进行分析,结果表明:中东部地区年平均持续性霾事件和其在所有霾事件的贡献比例逐年增加,增长率分别为0.79(10 a)^-1和2.7%(10 a)^-1。主要表现为3个大值区:华北平原地区(包括山西省、京津冀地区)、长江三角洲和四川盆地东部,增加最显著的区域位于黄淮地区,增长率分别为6.3(10 a)^-1、13.95 d(10 a)^-1。1月是持续性霾事件的高发月,月均2.56 d。夏季和秋季持续性霾事件增加最为明显,增长率分别为0.38(10 a)^-1和0.46(10 a)^-1。不利的气象条件,如静风日数的增加,风速和大风日数的减少,以及不利的环流形势,如东亚冬季风的减弱,都可能造成持续性霾天气的增加和异常维持。 王素 黄刚 胡开明 王林