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科研进展
Nature发文！我系王桂华课题组发现近30年全球弱台风显著增强
2022.11.17
2024
09-23
JC: 两类新型拉尼娜（Mega型和赤道型）对冬季MJO变异的影响
Madden-Julian振荡（MJO）是热带大气在季节内尺度（20~90天）上的主要模态，对全球天气和气候系统有着重要影响，并且是延伸期预报的关键可预报性来源。深入理解MJO的变异机理，对于提高大气环流模式对MJO的模拟能力以及全球延伸期预报具有重要意义。近日，我系博士生曹璨（第一作者）和吴志伟教授（通讯作者）的最新研究发现，在两类新型拉尼娜（mega型和赤道型）背景下（图1），MJO在热带西太平洋的活动存在显著差异。与mega型拉尼娜冬季相比，在赤道型拉尼娜背景下，MJO处于第5至第6相位时，西太平洋的对流活动更加活跃，并伴随着更强的边界层垂直积分水汽异常（图2）。这种水汽差异可以归因于显著的水汽倾向差异。水汽收支与多尺度相互作用诊断进一步揭示了西太平洋低频背景水汽场的垂直梯度变化，在驱动这种水汽倾向差异中的关键作用（图3）。鉴于MJO活动在这两类新型拉尼娜背景下的显著差异，我们进一步研究了与MJO相关的东亚次季节地表气温异常。研究发现，在赤道型拉尼娜背景下，东亚地区的次季节地表气温更加温暖，并伴随着更强的200hPa位势高度正异常（图4）。线性斜压模式的数值实验结果进一步证实，这
2024
09-20
AFM：半干旱区降水对陆地生态系统碳通量的累积与滞后效应
半干旱区覆盖了全球陆地表面的约15%，居住着超过14.4%的世界人口。这些区域对气候变化和人类活动高度敏感，并且近一个世纪以来经历了显著的变暖。降水在这些地区的水文过程、植被生长以及陆气相互作用中扮演着关键角色。然而，以往的研究主要关注降水的即时效应，但降水对半干旱区碳通量的长期效应（包括时间积累和滞后效应）尚未得到充分研究。近日，我系博士生宫海星（第一作者）在王国印（通讯作者）和成天涛教授（通讯作者）的联合指导下，依托兰州大学半干旱气候与环境观测站（SACOL）的观测数据，并结合多源数据整合策略（涵盖遥感数据与碳通量模拟数据），量化了半干旱区碳通量对降水的滞后响应，并从多个维度剖析了其潜在的作用机制。研究结果显示，植被的生长是一个复杂的过程，具有生物物理记忆，降水并不能立即对植被的生理功能产生影响，而是存在一个水分吸收和转化的滞后过程。因此，水资源有限的半干旱区生态系统的碳吸收主要依赖于先前的降水而不是当前的条件。通过精细的日尺度量化分析阐明碳通量对降水存在约42天的滞后响应。在考虑这种时间滞后效应后，降水对碳通量的综合影响显著增强。研究进一步发现，先前的累积降水对当前碳通量具有显著
2024
09-19
ERL:冬季北极-中纬度联系演变的三个阶段划分
过去几十年间，北极气候系统和生态环境经历了前所未有的变化。其中，冬季北极增暖与中纬度气候变化之间的联系已成为当前研究的热点之一。现有研究表明，冬季北极增暖与中纬度之间并不是稳定的负相关联系，而是存在阶段性的变化。然而，对于这种负相关联系的阶段性演变，目前尚未达成一致共识。因此，深入探究北极增暖和中纬度气候变化之间的阶段性演变特征，有助于加深对其联系的不稳定性和阶段性的理解，为进一步研究提供背景参考。我系硕士生王宇鑫（第一作者）、武炳义教授（通讯作者）的最新研究发现，北极增暖和东亚温度之间的联系呈现阶段性变化特征。具体而言，1979-2021年间，这一联系经历了弱（P1：1979-2000年）-强（P2：2001-2011年）–弱（P3：2012-2021年）的阶段性变化（图1）。研究表明，尽管2010年之后北极海冰消融和北极增暖依然在持续，但北极与中纬度之间的联系并未呈现持续的增强。相反，自2010年以来，冬季北极和中纬度之间的联系明显减弱。进一步研究指出，在三个阶段中（P1-P3），巴伦支海-喀拉海（BKS）增暖与西伯利亚高压、中纬度西风急流和东亚大槽等东亚冬季风系统之间的联系也呈现
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最新成果
2022.08.31
GRL：发现平流层准两年振荡可以影响热带东风急流和南海夏季风
夏季海洋大陆和印度洋上空对流层上层有一个强大的东风急流，称为热带东风急流（TEJ），它是亚洲夏季风系统的重要成员之一，对亚洲季风区的天气和气候具有重要影响。平流层准两年振荡（QBO）是热带平流层中东风和西风以准两年周期交替振荡的现象。QBO是热带大气最可预测的变化之一，因此探索QBO和热带东风急流之间的关系有可能改善夏季亚洲季风系统成员的中长期预测准确性。复旦大学大气与海洋科学系/大气科学研究院温之平教授研究团队的李元朴博士、黄思华博士首次发现，东风QBO期间海洋大陆上的热带东风急流显著减弱。QBO和热带东风急流之间的关系从1980年代后变得显著（图1）。QBO可以通过调节海洋大陆上的热带东风急流影响南海夏季风和热带/副热带地区的降水（图2）。降水受到QBO和热带东风急流显著影响的地区位于人口密集的农业区，可能意味着QBO和热带东风急流的研究具有潜在的社会经济价值。虽然热带东风急流位于对流层上层，靠近平流层下层QBO风场，但对流层顶周围的垂直运动很弱，QBO很难通过垂直运动的动量交换直接影响热带东风急流。我们发现，QBO通过改变对流层上部稳定性调节对流活动来影响热带东风急流，海洋大陆西
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2022.08.11
GRL：基于甚高频辐射源定位的闪电通道形态特征与电荷结构的配置关系分析
雷暴云中电荷的空间分布决定着闪电通道的形态特征和发展传输过程，但云中电荷的分布难以测量。目前具有高时空分辨率且可以描绘三维闪电通道形态的测量技术能够被用于揭示闪电通道的发展传输特征及其与电荷结构的关系。复旦大学大气与海洋科学系/大气科学研究院的李雨芮博士生、张义军教授联合中国气象科学研究院张阳研究员与美国新墨西哥矿业技术大学合作，基于LMA（Lightningmappingarray）对6次自然闪电的三维辐射源定位资料，研究了闪电通道形态表征方法，得到了分形维数的空间分布，发现分形维数分布不但客观反映了闪电通道形态，也和通道发展传输特征有一致的时空对应关系：1）分形维数和通道形态及辐射特征密切相关。一方面通道分支较多和发展传输方向改变的区域分形维数较大，而通道的单向延伸区域的分形维数较小；另一方面，分形维数大的区域对应着功率密度的大值区，分形维数小的区域对应着功率密度的小值区（图1）。2）分形维数表征的通道形态和先导发展速度存在相关性，当先导在水平电荷区发展的过程中，会在分形维数和功率密度较大区域加速，达到开始速度的2.5-4倍；而在分形维数和功率密度小的区域传播的先导速度较小（图2）
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2022.05.28
CD: 深入理解冬季青藏高原积雪年际异常对MJO的调制作用有助于提高东亚地表气温次季节预报技巧
Madden-JulianOscillation(MJO)作为冬季热带大气季节内振荡的主要模态，能够通过与背景场（meanstate）间的相互作用，激发大气遥相关（简称MJO-teleconnection）可对中高纬地表气温的次季节变率产生重要影响。同时，MJO-teleconnection本身也会受到不同物理因子（如：ENSO，IOD，QBO）年际异常的影响。迄今为止，少有研究关注青藏高原积雪的年际变率对其调制作用。复旦大学大气与海洋科学系的直博生曹璨在吴志伟教授的指导下，研究了冬季青藏高原积雪的年际信号异常对于东亚地表气温次季节变率的调制作用，揭示了高原积雪如何调控MJO-teleconnection这一关键物理过程。结果表明，东亚地表气温的次季节变率是多尺度间相互作用的结果，高原积雪的年际信号增强，能够使得东亚次季节尺度的地表气温更冷，其对于MJO-teleconnection的调制作用在这一变化中起到了正贡献。同时，数值试验表明波源本身的变化有利于次季节尺度的地表气温降低，而背景场的变化不利于次季节尺度的地表气温降低。该研究有助于深入理解MJO-teleconnection这一
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2022.05.28
AO: 青藏高原冬季积雪对东亚夏季风季节预测的贡献
东亚夏季风的强弱会对我国的夏季降水产生很大影响，由于东亚夏季风的不确定性，我国是世界上水旱灾害最频繁、防御难度最大的国家之一。提高东亚夏季风年际变率的预测能力是一个长期存在并亟需解决的重要问题，对保障生命财产安全和社会经济发展具有十分重要的意义。青藏高原积雪作为重要的陆面强迫因子，对东亚夏季风的重要性早已引起人们的注意。大量的研究都认为，高原的冬春积雪与东亚夏季季风呈负相关，与长江中下游地区的夏季降水呈正相关，但其潜在机制仍然存在着争议。近日，我系硕士生查鹏飞（第一作者）和吴志伟教授（通讯作者）利用最近20年MODIS积雪观测数据，发现了前冬青藏高原积雪影响东亚夏季风和长江中下游地区夏季降水的新关键区（28°-35°N，76°-83°E，图1）。前冬关键区内积雪的正异常可以通过积雪反照率正反馈过程维持到夏季：积雪正异常阻碍了地表与高层大气的热交换，引起地表温度的负异常（图2），并且这种冷异常传播到对流层上层，导致对流层上部的异常气旋环流，有利于异常对流活动的出现，促进局地降雪的生成。该关键区内的积雪正异常在夏季激发了位于我国东北地区的异常冷性气柱，引导北方冷空气南侵，与暖湿气流在长江中
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2022.05.24
穆穆院士团队研究北极海冰影响乌拉尔阻塞次季节预报的成果作为研究亮点论文在《Journal of Geophysical Research: Atmospheres》上发表
在全球变暖的背景下，北极海冰快速融化，冬季乌拉尔阻塞事件频繁发生。乌拉尔阻塞事件通常伴随着欧亚大陆极端事件的发生，因而受到国内外学者的广泛关注。不少研究指出，在季节和年际尺度上乌拉尔阻塞与北极海冰有着密切的联系，然而鲜有学者从次季节尺度研究北极海冰对乌拉尔阻塞的影响。近日，我系穆穆院士团队针对持续时间较长的强乌拉尔阻塞事件，将条件非线性最优边界扰动方法运用到复杂大气环流模式（CAM4）中，通过数值求解北极海冰密集度影响冬季乌拉尔阻塞事件的非线性最优化问题，从次季节尺度研究了北极海冰对乌拉尔阻塞事件可预报性的影响。研究发现，在4候时间尺度上，使得乌拉尔阻塞的预报具有最大不确定性的海冰密集度扰动主要集中在格陵兰海、巴伦支海和鄂霍次克海（图a）。进一步的研究表明（图b-d），北极海冰扰动首先通过非绝热过程影响大气低层温度，随后通过热平流、热对流等过程影响乌拉尔区域及其上下游的纬向西风，最终影响第4候乌拉尔阻塞的形成。上述研究成果有助于理解次季节时间尺度上北极海冰影响中纬度大气的物理机制，并且为通过北极海冰目标观测与集合预报，提高乌拉尔阻塞的次季节预报水平，提供了理论指导。相关研究成果发表在国
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学术报告
2024/03/29 - 陈桂亚 - 长江洪水预报调度研究与实践
2024.03.27
2024/04/01 - Dr. Zuojun Yu (虞左俊) - Scientific writing basics
2024.03.27
2024/03/28 - 董昌明 - 大型海洋物理模拟器-旋转水池的建设和应用
2024.03.26
2024/04/01 - 陆萌茜 - 水汽输送与水文气象极端事件
2024.03.25
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通知公告
2023年博士生招生宣讲会-复旦大学大气与海洋科学系
2022.12.05
2024年大气环境遥感与协同分析学术论坛（第一轮通知）
2024.02.27
关于举办“长三角首届大气科学博士后暨青年学者论坛”的第三轮通知
2023.12.22
复旦大学大气与海洋科学系“太平洋/南海观测与数值预报” 研究项目诚聘博士后
2022.10.25
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