編輯選編

編輯：張萌 侯美亭

加勒比四個主要島嶼的颶風災害檢測——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，當它們接近并到達陸地時，就會轉變成自然災害。僅2017年一年，熱帶氣旋就造成了估計2150億美元的損失。雖然MODIS數據經常用于颶風和臺風的分析，但基于MODIS數據的熱帶氣旋災害研究通常只關注少數幾個事件，而沒有提供事件之間的全面概述和比較。MODIS記錄現在足夠長，允許我們擴展以前開發的災損評估方法，并消除對土地覆蓋數據集的依賴。美國俄克拉荷馬大學的de Beurs等采用這種方法分析了自2001年以來干旱和颶風對加勒比四大島嶼（古巴、海地、波多黎各和牙買加）的影響。研究發現，2001—2017年，這四個島嶼上受災害干擾土地的比例大約在0～50%變化，其中最高的比例發生在古巴的大旱和波多黎各的颶風瑪麗亞期間。研究表明，颶風瑪麗亞在波多黎各50%的地區（4549 km2）造成了嚴重的災害，颶風襲擊后大約2.5個月，才逐漸恢復。雖然本研究的方法側重于確定颶風造成的損害，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害對島嶼景觀的綜合影響。

生長季節延長影響歐洲森林對臭氧的吸收——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系統和植被活動，但關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的Anav等比較了廣泛用于保護森林免受臭氧污染負面影響的兩個指標的趨勢，這兩個指標分別是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動的化學傳輸模型，研究發現，在成功實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）和氣孔導度，從而增加了森林通過氣孔對臭氧的吸收（5.9%），導致了盡管臭氧濃度降低，但對植物的潛在臭氧損害總體增加。本研究結果表明，在氣候變化的情況下，基于氣孔通量的森林臭氧保護策略需要適當考慮生長期的持續時間，更好地估計生長期的開始和結束時間。

19 91年皮納圖博火山爆發后北半球大陸冬季變暖：模式與觀測的調和——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后的冬季，北半球大陸上觀測到的異常地表變暖現象被認為是由那次噴發引起的，其途徑是平流層，其中包括極地渦旋的加強。然而，大多數基于多個最先進耦合氣候模式進行的研究顯示，總體來看，這些模式沒有顯示皮納圖博火山爆發后的冬季變暖。在多個模式中，這種表面變暖的缺乏，伴隨著極地渦旋的頻繁加強，常常被解釋為模式無法重現觀測結果。在本研究中，美國哥倫比亞大學的Polvani等認為這種解釋是錯誤的，因為來自不同模式（或同一模式）的多次模擬的平均，預計不會產生類似于觀測的地表異常，即使模式是高度準確的，由于存在強大的內部變率。研究分析了三個大型的最先進耦合氣候模式（WACCM4、CAM5-LE和CanESM2），并表明，在這三個系統中，許多獨立的系統成員能夠在冬季產生皮納圖博之后的地表變暖，其程度與觀測到的相當。這就證明了當前的氣候模式完全能夠重現噴發后觀測到的地表變暖。研究還證實了之前的大部分研究，并表明，當模擬的總體平均值為0時，地表異常在統計上與0沒有差異，本研究將其解釋為一個簡單的事實，即與內部變率相比，火山對大陸冬季氣溫的影響很小。在本研究的模式中，還仔細檢查了平流層路徑，并再次確認了之前的工作，表明皮納圖博火山噴發引起的極地渦旋的任何增強都是非常小的（最多每秒幾米）。平流層環流的這種微小異常完全被中緯度對流層的變化所掩蓋，而對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。總之，本研究提供了令人信服的新證據，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無關。

基于衛星的海洋層積云云頂輻射冷卻速率估計——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項。它對層積云系統的形成、演化和維持起著重要的作用。美國馬里蘭大學Zheng等的研究證明了僅從被動衛星數據進行高精度CTRC估計的可行性。該估算依賴于一個輻射傳輸模型，該模型的輸入來自衛星反演的云參數，并結合衛星數據以物理相干的方式修正的再分析探測。基于衛星的CTRC估計與基于地面的CTRC一致，誤差在10%左右。這種高精度在很大程度上得益于衛星數據在約束對CTRC影響最大的參數方面的良好能力，如對流層自由大氣探測、云頂溫度和云光學厚度。利用這一技術，本研究生成了南半球熱帶和亞熱帶海洋夏季CTRC的氣候學數據。

（以上由侯美亭選編）

干旱區夏季晴空期超厚對流邊界層發展的能量機制——《科學通報》2019年第64卷第15期

全球干旱區因其特殊的氣候環境背景，夏季晴天常常會出現其他地區少見的超厚對流大氣邊界層，目前對這種超厚對流邊界層發展機制理解十分有限。張強等通過選取我國西北干旱區敦煌荒漠戈壁為代表性研究區，利用以往在該區域開展的陸氣相互作用觀測試驗資料及長期業務探空觀測資料，從大氣邊界層發展的能量機制出發，對該地區出現的超厚對流邊界層的發展過程進行分析。分析表明：從日際尺度看在持續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，大氣對流邊界層的日最大厚度仍然表現為逐日持續增高的特點，且地表感熱提供的能量無法平衡對流邊界層發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流邊界層發展過程中發揮了重要作用，通過夾卷過程從殘余層進入對流邊界層的夾卷能量是對流邊界層逐日持續發展的關鍵能量補充。在夏季連續晴空期，對流邊界層與殘余層之間會形成逐日循環增長機制，使干旱區夏季發展出超厚對流大氣邊界層。

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

北太平洋風暴軸存在一個“深冬抑制”現象，即它在本應最強的深冬時期卻比秋末和春初時期弱。基于歐洲中心再分析資料（ERA-40），趙遠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，以及特征追蹤技術研究了該反常現象背后的動力過程及其成因。主要結論如下：1）深冬抑制是由內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最強，這使得風暴活動在秋末比深冬強；而在春季，能量通量輻合增強，同時摩擦耗散在整個風暴軸區域大幅度減弱，兩者共同的作用使得風暴軸在斜壓性很弱的春初也比深冬時期要強。3）深冬時期斜壓正則傳輸的減弱（相比于秋末）是由于彼時急流位置靠南，其和風暴軌跡中心（位于中高緯度地區）相距較遠，急流和風暴系統之間的相互作用受到了抑制；而春季能量通量輻合的增強實際上源自從上游進入太平洋的風暴數目（強度）在春初時期的增多（增強）。

我國無縫隙精細化網格天氣預報技術進展與挑戰——《氣象》2019年第45卷第4期

金榮花等總結了2014年以來我國無縫隙精細化網格天氣預報業務的技術進展，討論了未來發展所面臨的關鍵技術難點。經過近5年的探索和努力，我國已經初步建立了針對不同預報時效的無縫隙精細化網格預報技術體系。對于0～4 h預報時效，主要基于全國雷達拼圖和GRAPES Meso模式預報，發展臨近分鐘級滾動外推預報技術；對于4 h到30 d預報時效，主要通過對區域或全球不同時空分辨率模式預報進行偏差訂正、客觀解釋應用以及降尺度分析，提高預報的準確度和精細度。與此同時，研發了自動化、智能化的交互式預報制作平臺，以滿足客觀高效制作與預報員對極端或高影響天氣主觀預報優勢相結合的需求。發展了以格點實況分析場為參照的空間分析檢驗方法，初步實現了對高分辨率網格預報的質量跟蹤和性能評估。

青海地區一次雷暴的地閃活動及云內的電場探空觀測——《地球物理學報》2019年第62卷第5期

2016年夏季在青海大通地區獲得一次局地雷暴云內的電場探空資料，張廷龍等結合雷達、地閃定位資料，詳細分析了該雷暴的地閃活動特征及云內的電荷結構。結果顯示，該雷暴過程的負地閃在時間上呈間歇性發生，在空間分布上表現為不連續，且所有的正地閃都發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的垂直電場廓線表明，雷暴內的電荷結構在探空階段呈四極性，最下部為處于暖云區內負電荷區，往上依次改變極性。最上部的正電荷區由于數據丟失無法判斷其上邊界外，其余3個電荷區的海拔高度分別為：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 ℃），對應的電荷密度為-1.81、2.47和-1.76 nC·m-3。其中，下部正電荷區的強度最大，其次為上部的負電荷區。通過分析電荷區分布與正地閃活動的關系，認為暖云區內負電荷區的形成有利于誘發下部正電荷區的對地放電。

北極放大效應原因的研究進展——《地球科學進展》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個方面總結了北極放大原因的最新進展。局地方面，海冰-反照率正反饋以及云和水汽增加導致的向下長波輻射增強是北極放大的重要原因，而較低的背景溫度和相對穩定的大氣層結使得溫度反饋在北極為正，有利于變暖信號被放大。向極熱輸送方面，大氣環流和洋流的輸送作用對北極放大均有貢獻，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動大氣環流變化的主要原因。