气象学报第54卷第1期-2018.03 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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• 2018年
• 第54卷
• 第1期
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气象科学前沿探索与区域气候系统研究：基于多源数据与先进模型的综合分析 图书主题： 本书聚焦于当代气象科学领域的前沿理论进展、关键气候系统过程的深入剖析，以及区域性气象灾害的监测、预报与适应性策略。全书内容涵盖大气环流的精细化模拟、边界层物理过程的修正、水文气象耦合系统的研究、以及极端天气事件的归因分析，旨在为气象学、环境科学及相关交叉学科的研究人员、高级院校师生提供一套系统、前沿且具有高度实践参考价值的学术资料。 --- 第一部分：全球大气环流与中尺度系统模拟的理论突破 第一章：全球气候系统中的遥相关与非线性动力学 本章深入探讨了海气耦合过程对全球气候变率的驱动作用，特别关注太平洋年代际振荡（PDO）、大西洋多年代际振荡（AMO）等关键模态的最新诊断结果及其对区域气候异常的影响机制。我们采用了最新的地球系统模型（ESM）模拟数据，对跨季节、跨年度尺度的气候信号传播路径进行了高分辨率追踪。重点分析了中纬度急流的强度、位置变化与对流层和平流层耦合的反馈机制，揭示了平流层极地涡旋破碎事件如何通过大气重力波向下传播，影响地面天气系统。此外，本章还引入了基于信息论的复杂系统分析方法，量化了气候系统中不同圈层间的非线性相互作用强度，为更准确地识别气候临界点提供了新的理论工具。 第二章：边界层湍流参数化方案的优化与应用 大气边界层（PBL）是地表与自由对流层之间的关键过渡区域，其湍流混合过程对污染物扩散、地表能量收支平衡以及中尺度天气系统的发展至关重要。本章系统回顾了当前主流的混合长度理论、Ehrenscale-Plant方案以及近年兴起的“寄生湍流”概念。我们通过结合地面高频观测数据（如涡度协方差仪观测）与高塔观测网络数据，对现有PBL参数化方案的偏差进行了系统评估。研究发现，在强风切变和稳定层结条件下，现有方案对垂直动量和水分输送的模拟存在系统性低估。本章提出了一种基于气象梯度和地形起伏强度的自适应混合长度模型，并将其成功嵌入区域气候模型（如WRF）中，显著改善了对清晨低云和雾的预报精度。 第三章：高分辨率数值天气预报中的数据同化技术革新 随着观测系统（如雷达、卫星、GPS-MET）密度的增加，如何高效、合理地融合异构观测数据成为数值预报的核心挑战。本章重点介绍了四维变分同化（4D-Var）与集合卡尔曼滤波（EnKF）的最新发展，特别是混合数据同化方法（Hybrid DA）的性能分析。研究对比了基于流依赖性背景误差协方差（如Ensemble Transform Kalman Filter, ETKF）与基于物理约束的背景误差建模的优势。针对当前中小尺度系统预报中背景误差过平滑的问题，本章提出了一种结合深度学习方法对背景误差协方差进行动态修正的方案，有效提升了对中小尺度对流单体和强风暴前沿的初始场刻画能力，显著提高了未来12小时内临近预报的可靠性。 --- 第二部分：区域气候过程与水文气象耦合研究 第四章：亚洲季风系统的不稳定性和长期趋势诊断 本章专注于亚洲季风系统的复杂性，特别是东亚夏季风（EASM）与印度夏季风（ISM）的协同与非协同现象。通过对过去六十年的再分析资料进行经验正交函数（EOF）分解，识别了EASM强度变化的三种主要模态，并将其与北大西洋涛动（NAO）以及中纬度西风带的季节性调整联系起来。研究强调了青藏高原地表热力强迫与大气水汽输送在决定季风启动时间和强度中的关键作用，并展示了利用区域气候模型（RCM）对未来区域降水格局变化进行降尺度预测的结果，表明了高原积雪异常对长江中下游梅雨期特征的显著影响。 第五章：山地复杂地形下的水文气象反馈机制 山地是全球水循环的关键节点，其地形效应对降水空间分布和地表径流产生决定性影响。本章以特定山脉系统为例，详细分析了迎风坡凝结抬升、焚风效应（Föhn effect）对山地水汽和能量收支的非对称影响。本章耦合了先进的云微物理方案与地表水文模型（如VIC模型），模拟了地形诱导的降水空间梯度如何影响土壤湿度和地表蒸散发。研究揭示了在极端降水事件中，山地植被覆盖度的变化如何通过改变地表反照率和粗糙度，反过来影响云的形成高度和降水效率，形成一个复杂的正反馈或负反馈回路。 第六章：城市热岛效应与局地微气候的精细化模拟 随着城市化进程加速，城市热岛（UHI）效应已成为影响城市居民健康和能源消耗的重要因素。本章侧重于城市几何形态（如建筑高度、街道峡谷比例）和城市下垫面特性（如材料的蓄热能力、水分保持力）对UHI强度的影响。我们利用高分辨率的城市冠层模型（UCM）结合CFD（计算流体力学）方法，模拟了城市峡谷内部的风场和热量输送过程。研究结果明确指出，在夜间辐射冷却主导的条件下，街道峡谷的几何结构对热量储存和向下辐射起着决定性作用，并为城市规划者提供了优化通风廊道和选择低蓄热材料的量化指导。 --- 第三部分：极端天气事件的归因、监测与影响评估 第七章：热带气旋强度预报中的风暴潮与海洋能量交换 本章聚焦于热带气旋（TC）的快速增强（Rapid Intensification, RI）机制及其带来的风暴潮风险。通过对历史强台风的观测数据进行回溯分析，我们重点考察了TC眼区周围的海洋热力结构，特别是海洋上层热含量（Ocean Heat Content, OHC）与TC强度之间的线性与非线性关系。本章提出了一种基于卫星高度计和海洋浮标数据的实时OHS监测指标，并将其纳入TC强度预报模型中。此外，风暴潮预报部分整合了高精度地形数据和潮位观测，对不同海岸线形态下的内陆淹没范围和持续时间进行了敏感性测试，评估了极端风暴潮事件对沿海基础设施的潜在威胁。 第八章：极端降水事件的物理机制与气候归因分析 极端降水是当前气候变化背景下影响最大的气象灾害之一。本章采用“观测-模型-归因”相结合的方法，分析了导致历史性暴雨事件的环流背景。我们利用观测资料计算了“Clausius-Clapeyron”关系（即温度每升高1℃，空气容纳水汽增加约7%）在实际极端降水事件中的饱和增幅。随后，通过概率归因模型，量化了人为温室气体排放对特定强降水事件发生概率的贡献率。本章的结论强调了大气水汽含量增加在驱动全球极端降水事件增强中的主导地位，并探讨了区域环流异常如何调制水汽的输送效率。 第九章：干旱监测与水资源可持续性管理的耦合模型 干旱的监测需要综合考虑气象干旱、土壤水分干旱和水文干旱的相互转化过程。本章评估了多种干旱指数（如SPEI、SPI、SWE）在不同时间尺度上的优劣，并提出了一种基于遥感地表温度和植被指数的综合干旱监测指标。在水资源管理方面，我们构建了一个考虑农业需水、生态需水与城市用水负荷的动态水资源分配模型。该模型结合了季节性气候预报，能够提前数月对未来流域尺度的水资源盈余或短缺进行预警，为水库调度和灌溉计划的制定提供了科学依据，以实现区域水资源利用的最大可持续性。 --- 总结与展望： 本书集合了多位领域内资深专家的最新研究成果，内容涵盖了从基础大气动力学到复杂区域环境问题的全链条研究，强调了数据驱动与物理约束相结合的跨学科研究范式。所展示的先进模型技术和深入的案例分析，为推动我国乃至全球气象预报和气候适应性研究提供了宝贵的参考资料和方法论指导。

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身為一個熱愛戶外活動的台灣人，天氣對我的影響簡直是無所不在。收到《氣象學報第54卷第1期-2018.03》後，我立刻就被裡面的內容吸引住了。我最想了解的是，有哪些研究是跟我們台灣經常面臨的挑戰有關的。像是夏日午後的雷陣雨，那種來得又快又猛烈的樣子，背後的大氣動力學是如何運作的？還有，冬季北部陰雨綿綿、濕冷難耐的原因，這是否跟東北季風的強度和路徑有關？更不用說，每年我們最頭痛的颱風季節，學報裡對颱風生成、發展、以及路徑預測的研究，是否能提供一些新的視角，讓我們對這些「不速之客」有更深的認識？我相信，這本學報裡面一定會有很多與這些日常氣象現象息息相關的科學探討，能讓我更深入地理解我們所處的這片土地上，複雜多變的天氣系統是如何運作的，這對我規劃登山、露營等戶外行程，絕對有很大的幫助。

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哇，看到這本《氣象學報第54卷第1期-2018.03》的封面，就勾起了我對氣象學的濃濃興趣。身為一個對天氣變化特別敏感的台灣人，總是覺得氣象預報準不準，跟我們的生活息息相關。這期的內容，聽說涵蓋了不少最新的研究成果，像是氣候變遷的長期影響、颱風的動力學模擬，還有大氣環流的演變等等。我特別好奇的是，那些關於台灣地區特殊天氣現象的研究，例如寶島上複雜的地形如何影響季風、豪雨的生成機制，以及盆地效應如何加劇都市熱島效應等等。如果能透過這本學報，更深入地了解這些現象背後的科學原理，那絕對是讓我興奮不已的事情。尤其是看到一些過去看似不可解的天氣事件，能夠在這裡找到科學的解釋，那種豁然開朗的感覺，絕對是無與倫比的。而且，我想這本學報裡面大概也會有不少關於衛星遙測、數值預報模型最新的應用，這對我們日常觀看的天氣圖，背後的科技含量也會有更深的認識。

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其實，我並不是氣象學的專業人士，但對於家鄉台灣所經歷的各種天氣變化，卻有著異常的關注。這次拿到《氣象學報第54卷第1期-2018.03》，純粹是出於一份對土地的好奇與關懷。我聽說這一期有涉及不少關於台灣地區氣候變遷的長期觀測數據分析，以及對未來海平面上升、颱風強度改變等潛在影響的評估。身為一個在台灣生活了數十年的人，我深切感受到了氣候的細微變化，像是夏季的溫度越來越高、雨季的降雨型態也變得不太尋常。如果這本學報能夠提供一些科學的佐證，幫助我更清晰地理解這些變化背後的機制，甚至提出一些應對的思路，那我會覺得這本書的價值非常高。我也期待裡面會有一些關於如何利用科技手段，例如先進的感測器和數據分析技術，來更精準地預測和監測我們身邊的天氣狀況。

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我個人是個相當迷戀大氣科學的人，尤其是它那種既是科學又帶點藝術的複雜性。拿到《氣象學報第54卷第1期-2018.03》之後，我就迫不及待地翻閱了。首先映入眼簾的，是那些圖表和數據，它們精確地描繪著大氣的脈動，從微觀的粒子運動到宏觀的全球環流。我特別關注的是其中關於數值天氣預報的最新進展。畢竟，我們每天收到的天氣預報，背後都是強大的電腦模型在運作。這期的學報，我想應該會對這些模型的改進、參數化的優化，以及如何提升預報準確性，有深入的解析。對於像我這樣對科技應用感興趣的人來說，了解這些前沿技術，就像是窺探天氣預報背後的「魔法」是如何施展的。同時，我也會留意其中關於極端天氣事件的探討，例如暴雨、乾旱、以及像今年冬天這種異常的低溫，這些都是牽動我們生活的大事，能從學術的角度了解其成因和預警機制，是非常有價值的。

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這次入手《氣象學報第54卷第1期-2018.03》，純粹是想為我的書架添增一點學術氣息，畢竟身為一個平凡的上班族，日常生活中能接觸到的氣象資訊，多半是從新聞或手機APP來的。這次偶然發現這本學報，好奇心驅使我去了解一下，學術界的氣象研究到底是什麼樣貌。從封面設計來看，就有一種沉穩、專業的感覺，讓我聯想到那些埋首於實驗室、用複雜公式解釋大氣奧秘的科學家們。我雖然沒有深厚的氣象學背景，但對於像是「百年大旱」或是「極端氣候」這些詞彙，還是很有感的。我想這本學報裡，應該會有不少針對這些現象的深入探討，或許能讓我對這些看似遙不可及的氣候議題，有更貼近實際的理解。尤其台灣身處於亞熱帶，面對各種天氣挑戰，相信這期的研究內容，也會有不少與我們在地經驗相關的探討，這是我比較期待的部分，希望能從中獲得一些不一樣的啟發。