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　　閱讀推薦：海洋世界

　　《海洋世界》(月刊)創刊于1975年，由中國海洋學會主辦。是中國唯一海洋時事科普月刊，也是我國創刊最早的海洋綜合讀物。近30年來，堅持海洋科普與海洋時事報道相結合，受到社會各界的廣泛關注。現已擁有一大批穩定的讀者群體，被公認為我國海洋領域最具權威性的綜合性雜志。

　　大氣和海洋科學快報最新期刊目錄

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

摘要：雷擊火(LIWs)是森林生態系統中重要的自然災害類型,但其發生具有較強的隨機性和復雜性,難以及時發現和精準定位.本研究通過對一起典型雷擊火事件的分析,探討了閃電特征及其與雷暴云發展過程相關的氣象條件.結果表明,火災發生于雷暴云發展初期,閃電頻次和強度均較低,但局地氣象條件有利于火源的形成.值得注意的是,引發本次火災的閃電以負極性為主,其放電特性可能增加點燃可燃物的風險.結合另一案例的對比分析發現,...

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

摘要：目前針對地閃頻次臨近預報的研究相對較少,本研究基于國家電網廣域雷電地閃監測數據與葵花8/9衛星云圖,利用結合注意力機制的卷積-門控循環單元網絡對華中地區暖季雷電落區與頻次進行臨近預報,所建立深度學習雷電預報模型平均命中率為0.439,關鍵成功指數為0.207,可有效預測組織性雷暴的雷電落區與頻次發展趨勢,模型具有較強泛化能力,在導致電網雷擊跳閘的華中地區冬季雷暴與華南地區春季龍卷母體雷暴預測上取得...

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

摘要：本文以廣東陽江地區為研究對象,提出了一種融合卷積神經網絡(CNN),長短時記憶網絡(LSTM)與Kolmogorov-Arnold網絡(KAN)的混合深度學習模型CLKA-LPO,用于雷電頻率預測.研究首先從103個氣象物理參數中通過顯著性檢驗篩選出關鍵特征,構建邏輯回歸,SVM,隨機森林等潛勢預測模型,隨后引入深度學習模型進行頻率預測.CLKA-LPO模型在提取時空特征,建模非線性關系方面表現優...

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

摘要：準確監測與及時識別雷暴早期指標對防災減災至關重要.本文基于TOBAC (Tracking and Object-Based Analysis of Clouds)自動追蹤算法,結合FY-4A衛星紅外資料,分析了華北地區雷暴云與非雷暴云在云頂亮溫,面積及相態演變等方面的時空特征與發展規律差異.結果表明:(1) 10.8μm通道亮溫下降速率為非雷暴云的約2.3倍;(2)10.8與8.5μm通道亮溫差為...

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

摘要：星載雙頻降水測量雷達GPM DPR能夠探測降水相變層頂高度.然而,其Level 2數據(V07A)中的“binMixedPhaseTop”物理量在淺對流降水中表現異常.在2014年-2023年夏季GPM DPR探測江淮流域降水數據中,”binMixedPhaseTop”在淺對流降水中的異常率高達64.94%,顯著高于其在對流降水(0.61%)和層狀降水(0.48%)中的異常率.本文認為淺對流降水的...

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

摘要：利用2011-2024年山西省中部地區探空、閃電及雷達資料分析雷暴過程中雷達回波特征與雷電活動的相關性。結果表明:當目標格點周圍5km范圍內,-20℃溫度層高度存在超過31.29dBZ的強回波(R_-20℃Max),回波頂高ET_18dBZ超過10.61 km,強回波頂高ET_30dBZ超過9.61 km,強回波體積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個臺站1979-2013年雷暴日觀測資料,研究了夏季雷暴日數異常主模態的年際和年代際變化特征,并探討了其與高原熱動力,大氣環流和海氣相互作用的關系.通過EOF分析和小波分析,揭示青藏高原夏季雷暴日數時空變化存在兩種主模態:第1主模態呈現以東北區域大范圍正信號為主的東北-西南偏經向“+-”偶極子型,具有3-5年和8年左右周期振蕩的顯著年際變化特征;第2主模態表現為以西南區域大范...

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

摘要：利用多顆衛星協同觀測研究了2009-2015年由ISUAL （精靈與中高層大氣放電成像儀）記錄的20次雷暴上行放電事件（其中15次為藍色噴流/藍色啟輝器,5次為巨大噴流）.分析顯示,這些噴流事件幾乎都起源于具有強對流,顯著混合相態微物理過程且對流有效位能（CAPE）普遍大于1000 J kg^-1的雷暴,但其云頂高度仍比熱帶對流層頂16-17km低1-3 km.值得注意的是,作...

A dual-weighted loss function for lightning nowcasting

摘要：閃電活動對公共安全和基礎設施構成重大威脅.傳統預報方法在效率與精度上存在局限,而深度學習在處理樣本極度不平衡的稀有閃電事件時效果欠佳.本研究針對這一挑戰,提出了一種創新的雙重加權交叉熵損失函數(DWCELoss),通過結合靜態全局類別權重與動態樣本網格權重,顯著增強了模型對閃電高發區域的敏感度.實驗結果表明,在0.9的概率閾值下,DWCELos模型相比僅使用類別權重的模型,其檢測概率提升78.74...

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

摘要：青藏高原降水變化對當地生態系統至關重要,但對其近期預估(2026-2055)的研究尚不充分.利用MPI-ESM超級集合的100個模式成員,發現高原南部(STP)降水的近期預估存在較大的不一致性,受太平洋年代際振蕩(IPO)位相轉換的調控,IPO轉為正位相將增加(減弱)STP東(西)部降水,反之亦然.為此,基于IPO位相轉換調整方法約束STP降水的近期預估,當約束所有100個成員具有相同的IPO正(...

Investigating the outer spiral tornado mechanism in Typhoon Mujigae

摘要：基于WRF高分辨率模擬及含水平渦度的壓強梯度力方程,本文分析2015年10月4日臺風“彩虹”外雨帶龍卷中水平渦管的作用.在龍卷的發展階段,水平渦管與垂直切變耦合影響傾斜項,進一步增強垂直渦度并增強旋轉;水平渦管的旋度又改變水平輻合的垂直梯度,增大垂直氣壓梯度力,促進上升.全過程低層正風暴相對螺旋度顯示入流與環境切變矢量大體同向,有利水平渦度的傾斜與拉伸.綜上,水平渦管同時影響龍卷旋轉和垂直運動,正...

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

摘要：溫濕復合型熱浪嚴重威脅兒童和老年人的健康安全.研究表明,1961-2022年,中國東部地區的溫濕復合型熱浪活躍季顯著延長,特別是在華南和江淮地區,熱浪開始時間提前且結束時間推遲.這種季節性延長直接導致了34%的危險型熱浪脆弱人口暴露度增加.西北太平洋副熱帶高壓增強西伸及其伴隨的非絕熱加熱過程和水汽輸送是造成熱浪活躍季延長的關鍵驅動因素.該研究可為制定針對中國東部脆弱人群的熱浪健康防護策略提供科學依...

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

摘要：2024年強臺風貝碧嘉近岸爆發快速增強,預報極具挑戰.將數值預報和AI模型相結合,并融入渦旋初始化循環同化預報技術,以及動態權重釋用預報技術等,可在不同程度上提升臺風路徑和強度預報.比如,72h路徑預報偏差較數值模式降低25%,強度偏差較AI預報降低56%.基于預報分析,發現臺風近岸爆發快速增強,與內核對流爆發,次級環流增強促進主環流發展,邊界層高CAPE,深對流潛熱加熱持續供能,內核慣性穩定度增...

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

摘要：本研究基于國際氣候管理最佳路徑檔案(IBTrACS)和歐洲中期天氣預報中心第五代再分析數據集(ERA5),發現1979-2022年間西北太平洋有29%的熱帶氣旋經歷了溫帶變性(ET)過程,且ET事件的發生頻率呈緩慢下降趨勢.通過k-means聚類方法,將變性的熱帶氣旋(ETCs)按路徑特征劃分為四類:轉向路徑ETCs,西移路徑ETCs,西北移路徑ETCs和異常路徑ETCs.轉向路徑ETCs主要在完...

Prediction of the summertime Northwest Pacific subtropical high based on ConvLSTM

摘要：西北太平洋副熱帶高壓（NWPSH）對東亞天氣和氣候具有重要影響,其強度和位置的預測至關重要.本研究旨在評估卷積長短期記憶（ConvLSTM）模型提前3個月對夏季500 hPa位勢高度及NWPSH強度和面積的預測性能,并將其與動力模式南京信息工程大學氣候預測系統1.0版（NUIST-CFS1.0）和加拿大季節-年際預測系統第2版（CanSIPSv2）預測結果對比.評估指標為緯度加權均方根誤差（RMS...

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

摘要：本研究關注大西洋經圈翻轉環流(AMOC)對分辨率的敏感性,比較了大氣物理研究所自主發展的海洋環流模式LICOM (LASG/IAP Climate system Ocean Model)不同分辨率版本對AMOC的模擬結果,兩個版本分辨率分別為1°×1°和0.1°×0.1°.LICOM高分辨版本模擬的AMOC強度和變率較低分辨率版本明顯增加,而且在拉布拉多海也模擬出了更深的混合層深度.在上層海洋,高...

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

摘要：近年來南海海洋熱浪發生頻率顯著上升,但調控其變化的熱力與動力過程的相對作用尚不明確.本研究分析了1982至2021年的南海海洋熱浪事件,根據海洋熱浪期間海表溫度的變化趨勢將其劃分為增強型和減弱型兩類.混合層熱收支分析表明,由潛熱通量主導的熱力過程對調控南海海洋熱浪(尤其是衰減型)至關重要.然而,在增強型海洋熱浪中,動力過程主導的事件比例(40%)與熱力主導型(47%)近乎相當.本研究強調了動力過程...

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

摘要：海洋熱浪(MHW)嚴重威脅中國南海生態與經濟,亟需提高MHW預測能力.本研究基于海洋再分析資料,利用ConvLSTM構建上層海溫深度學習預報模型,并與LICOM海洋環境預報系統(LFS)融合,建立訂正模型(Fusion).評估ConvLSTM,LFS和Fusion對2022年南海夏季MHW持續時間和平均強度的預報技巧表明:1) Fusion技巧最優;2) LFS系統性高估,ConvLSTM系統性低...

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

摘要：本文基于衛星觀測數據與高分辨率再分析數據(CMEMS),對由中國科學院大氣物理研究所自主研發的全球渦分辨率海洋預報系統(LFS)所模擬的南海中尺度渦進行了系統評估.研究結果表明,LFS模擬的南海渦動能,渦旋數量,渦旋振幅等指標的空間分布特征均與衛星觀測結果表現出良好的一致性.此外,其模擬的季節性變化特征以及渦旋的溫鹽三維結構特征,也與CMEMS再分析數據集結果高度吻合.然而,研究也揭示了一些系統性...

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

摘要：南印度洋最南端的渦旋對整個地球系統的動力學和生物地球化學過程具有重大影響.因此,厘清垂直抽吸與水平輸送對渦旋中心水體性質異常的相對貢獻具有重要意義.本研究提出了一種溫-鹽梯度比值方法(“R方法”),即通過比較海水溫鹽的垂向梯度比值與經向梯度比值,可定量區分垂直抽吸與水平輸送對溫鹽異常的相對貢獻.本研究將該方法應用于三維Argo觀測資料后發現,在南印度洋最南端區域內,觀測到的渦旋中心溫鹽異常主要由水...

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