AOSL第18卷第5期已上线

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原创 AOSL  大气和海洋科学快报

Vol.18   No.5

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Impacts of observation-based cloud droplet size distributions on the simulation of warm stratiform precipitation using a double-moment microphysics scheme
Ryohei Misumi, Akihiro Hashimoto
Article Number 100572

摘要：A double-moment cloud microphysics scheme requires an assumption for cloud droplet size distributions (DSDs). However, since observations of cloud DSDs are limited, default values for shape parameters and cloud condensation nuclei activation parameters are often used in numerical simulations. In this study, the effects of cloud DSDs on numerical simulations of warm stratiform precipitation around Tokyo are investigated using the Japan Meteorological Agency's non-hydrostatic model, which incorporates a double-moment cloud microphysics scheme. Simulations using the default cloud DSD showed higher cloud droplet number concentrations and lower radar reflectivity than observed data, suggesting that the default cloud DSD is too narrow. Simulations with a cloud DSD based on in situ cloud observations corrected these errors. In addition, observation-based cloud DSDs affected rainfall amounts through the autoconversion rate of cloud water and improved the threat scores. These results suggest that realistic cloud DSDs should be provided for double-moment cloud microphysics schemes in scientific studies.

原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.aosl.2024.100572

Impact of deforestation on precipitation extremes in China based on land use model intercomparison project models  
Tianliang Gao, Yue Sui, Bo Liu, Yuxuan Peng, Wenxuan Qiao
Article Number 100584

摘要：森林砍伐对水循环影响显著，理解森林砍伐对极端降水的影响对于应对全球环境挑战至关重要。基 于CanESM5，IPSL-CM6A-LR和MIROC-ES2L三个地球系统模式，本文探讨了森林砍伐对中国极端降水 (R95p指数, 即超过参考期第95百分位降水量总和) 的影响。所有模式及其集合平均表明，森林砍伐后我国东北和南方R95p普遍减少；西北和青藏高原的变化较小；而黄淮和江淮地区的响应则依赖于模式。进一步，在年和季节尺度上，极端降水物理尺度诊断方法得到的极端降水响应与上述响应具有高空间相似性，且动力作用主导了森林砍伐对极端降水的影响。

原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.aosl.2024.100584

Characteristics and possible causes of the Meiyu over the Yangtze–Huaihe River Basin in 2023
Yao Ha, Haixia Dai, Shuai Song, Yaming Zhao, Wei Lu
Article Number 100585

摘要：2023年中国江淮流域入梅和出梅日期均偏晚，梅雨量整体偏少。本文研究发现，5月末6月初中高纬冷空气偏弱是入梅偏晚的原因，台风“泰利”和强台风“杜苏芮”引起的持续性降水导致了出梅偏晚。中低纬地区偏西偏强的西太平洋副热带高压和偏东偏强的南亚高压叠置，配合欧亚中高纬 “两槽一脊”环流型，使得江淮流域梅雨量偏少，且降水集中在江淮流域东部。进一步分析表明，2023年梅雨期中国受La Niña 衰减位相的影响，西太平洋暖池和北太平洋西风漂流区的暖海温异常导致中纬度环流经向性偏弱，西太平洋副热带高压偏西，偏强。而南亚高压和东亚夏季风异常主要受到青藏高原东北部积雪持续异常偏少的影响。

原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.aosl.2024.100585

Evaluation of surface wind speed over East Asia and the adjacent ocean in three reanalyses using satellite and in-situ observations
Siyuan Li, Kai Wang, Hao Miao, Xuedan Zhu, Yanjie Liu, Jinxiao Li, Wei Wang, Xiao Zheng, Juan Feng, Xiaocong Wang
Article Number 100587

摘要：利用卫星和地面站点观测数据, 本文对再分析产品中的地表风速 (SWS) 进行了可信度评估。研究结果表明, 再分析产品能够较好地再现SWS的观测分布特征, 但在风速的量级上则存在显著差异。具体而言, 在陆地区域, ERA5和MERRA2分别高估了约0.6 m s−1和1.5 m s−1, 而JRA-55则存在低估现象；而在海洋区域, 偏差情况与陆地相反。总体来看, JRA-55和ERA5在模拟SWS的气候态及其变率方面, 更加接近观测数据。其中, JRA-55中SWS的年代际趋势与观测数据最为一致。

原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.aosl.2024.100587

Skillful bias correction of offshore near-surface wind field forecasting based on a multi-task machine learning model
Qiyang Liu, Anboyu Guo, Fengxue Qiao, Xinjian Ma, Yan-An Liu, Yong Huang, Rui Wang, Chunyan Sheng
Article Number 100590

摘要：目前, 数值业务预报模式对沿海站点短期风场的准确预报仍存在挑战。本研究基于欧洲中期天气预报中心ECMWF-IFS的高分辨率模式未来48小时的预报数据, 构建适用于沿海风场订正的热动力特征, 关键变量的短期和长期统计特征, 引入多任务深度学习模型 (TabNet-MTL) 对山东省14个沿海气象站的风向和风速预报同时进行订正。相比于多个单任务学习模型 (随机森林, LightGBM, XGBoost和TabNet-STL) , TabNet-MTL模型具有显著的偏差订正优势, 风速预报的均方根误差从2.20 m s−1降低到 1.25 m s−1, 风向预报准确率从50%提高到65%。此外, TabNet-MTL模型具有可解释性, 特征重要性表明气象站点和近地面风速统计特征对风场订正的改善具有较大贡献。

原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.aosl.2025.100590

Subseasonal impact of extreme Tibetan Plateau snow cover on the local atmosphere in summer
Yuanyan Xu, Wenkai Li
Article Number 100591

摘要：青藏高原海拔高, 气候寒冷, 其西部地区在夏季仍有积雪覆盖, 且积雪变化可能在数日内迅速发生。本文通过数值试验研究了大气对夏季青藏高原极端积雪事件的次季节响应。结果表明, 尽管极端积雪事件对非局地大气环流及温度的影响有限, 但局地地表能量收支和大气温度对积雪增加表现出快速的冷却响应。具体而言, 青藏高原西部积雪增加会导致地表反照率迅速上升, 从而减少地表能量输入。此变化引发了局地地表至350 hPa高度的非绝热加热率的负异常响应, 进而导致地表及上空大气温度下降。气温响应主要局限于青藏高原西部, 并且从地表垂直延伸至约350 hPa高度。上述夏季青藏高原极端积雪事件及其大气影响发生在两周时间内。

原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.aosl.2025.100591

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A non-ENSO driver of the South China Sea winter monsoon: North Pacific sea ice
Chang Kong, Xiaodan Chen, Zhiping Wen, Yuanyuan Guo
Article Number 100593

摘要：南海冬季风作为东亚冬季风系统的重要组成部分, 在热带与热带外地区的相互作用中发挥着重要作用。使用大气再分析数据和环流模式试验, 本研究探讨了北极海冰与南海冬季风之间的关系。研究表明, 影响南海冬季风的北极海冰关键区在鄂霍次克海。以鄂霍次克海和西白令海为主的北太平洋海冰减少, 可通过调节垂直经向环流和副热带急流, 显著增强南海冬季风的辐散分量和旋转分量。这一联系不受ENSO影响, 对南海冬季风的预测以及理解北极与热带之间的联系具有重要的科学意义。

原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.aosl.2025.100593

Trends and characteristics of global CH4 emissions: Insights from UNFCCC greenhouse gas inventories
Dong Gao, Wenkang Gao, Zhanyun Ma, Lingyun Zhu, Jiajing Tian, Shule Liu, Yangchun Yu, Guozhong Zhang, Qingxian Gao
Article Number 100637

摘要：基于《联合国气候变化框架公约》 (UNFCCC) 附件一国家提交的 1990 年至最新清单年份 (2021 年) 温室气体排放数据, 探讨了附件一和非附件一国家排放现状, 演变趋势和关键排放源。结果表明: 2021年UNFCCC附件一中42个国家CH4总排放量为1871521.79 kt CO2当量. 排在前10位的国家占CH4总排放量的82.0%。 (2)大多数附件一国家的CH4排放量呈逐渐下降趋势, 非附件一国家的CH4排放量呈逐年增加趋势, 其中最大的排放源的美国, 欧盟(公约), 俄罗斯联邦和乌克兰排放量分别下降了13.96%, 37.44%, 24.01%和60.89%。乌克兰，英国，意大利和罗马尼亚与1990年相比, 2021年的排放量减少了60%以上。(3) 2020年, 附件一国家农业, 能源, 废物处理和LULUCF行业的CH4排放量分别为72240.43, 63863.51, 41573.08和889.19亿吨CO2当量, 占比分别为38.60%, 34.11%, 22.21%和4.75%. 在UNFCCC非附件一国家中, 能源和农业部门是中国和墨西哥最主要的CH4排放源, 分别占中国总排放量的44.77%和40.23%, 占墨西哥总排放量的34.44%和43.29%. 在印度, 巴西, 尼日利亚, 阿根廷和越南, 农业部门是最主要的排放源, 分别占总排放量的73.75%, 75.78%, 59.66%, 60.29%和58.47%。印度尼西亚以废物处理部门为主, 占总排放量的64.79%。

原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.aosl.2025.100637

Compound extreme events and health risks in China: A review
Haosu Tang, Gang Huang, Kaiming Hu, Jun Wang, Cunrui Huang, Xianke Yang
Article Number 100647

摘要：在全球变暖的背景下, 中国面临着日益频繁和严峻的极端天气气候事件, 其中以多种气候驱动因子和/或灾害相互作用而形成的复合型极端事件风险尤为突出。本文首先回顾了中国区域复合型极端事件的定义与分型; 然后综述了不同类型复合型极端事件的演变特征, 形成机制以及未来预估等方面的研究进展; 随后, 探讨了日夜持续型极端高温事件, 温湿复合事件以及高温–臭氧复合事件等三类事件对我国人群健康的潜在风险及可能的影响途径; 最后, 阐述了复合型极端事件灾害风险评估框架, 并在此基础上提出了基于碳中和目标的应对策略。在总结既有研究成果的基础上, 提出了五个未来亟需关注的研究方向: (1)复合事件灾害风险链的识别问题; (2)观测资料和耦合模式性能的制约问题; (3)复合型极端事件的归因与成因问题; (4)碳减排与空气质量改善的最优路径问题; (5)多学科, 多区域, 多部门的合作问题. 加强上述方向的研究有助于深化对复合型极端事件的理解, 并为我国气候变化适应和健康风险应对提供科技支撑。

原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.aosl.2025.100647

The strongest early-summer drought–flood abrupt alternation event over the Huang–Huai–Hai River Basin in 2024 since the 1980s: Perspective of anomalous subseasonal circulation evolution
Zhiheng Chen, Zhihai Zheng
Article Number 100648

摘要：21世纪以来, 中国黄淮海地区初夏旱涝急转事件 (6月旱–7月涝) 呈频次增多, 强度增强趋势, 2024年事件为1981年以来最强。研究表明, 此类复合极端事件与大尺度环流的季节内异常演变密切相关, 其中旱期表现为东亚副热带西风急流的位置偏南, 西太副高的强度偏强但西段脊线偏南; 涝期表现为东亚副热带西风急流增速, 西太副高西伸脊点偏西与西南路径西太水汽的增多。除上述典型特征外, 2024年初夏的环流演变兼具特殊性——初夏西太副高向东北方向的异常加强, 导致7月印度洋水汽和东南路径的西太水汽合并汇入黄淮海地区, 造成其南边界水汽净流入量达1981年以来峰值。 以上多要素协同是2024年黄淮海地区旱涝急转事件强度异常偏强的重要原因。

原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.aosl.2025.100648

Reports

State of China’s climate in 2024
Yundi Jiang, Lin Zhao, Xiucang Li, Xianyan Chen, Xukai Zou, Yiran Wang, Hongling Zeng, Tong Cui, Hailing Zhong
Article Number 100661

摘要：2024年中国气候异常特征显著, 呈现突出的暖湿气候态势。全国平均气温创1951年以来历史新高, 春, 夏, 秋三季气温均为历史最高; 年降水量位列历史第四高位, 四季降水均偏多, 其中长江流域和江南地区降水量更创1961年以来最强纪录, 极端天气事件尤为突出: 中东部地区遭遇历史罕见的早发强高温天气, 高温强度居历史第二; 秋季台风活动异常活跃, 台风"摩羯"给海南, 广东, 广西带来显著影响。尽管全年干旱总体偏轻, 但季节性和区域性差异明显, 西南地区冬春连旱尤为显著。与此同时, 冷空气过程较常年偏多, 强对流天气呈现高发态势, 而沙尘天气则相对偏少。

原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.aosl.2025.100661

State of the climate over the Three Gorges Region of the Yangtze River basin in 2024
Hongling Zeng, Xianyan Chen, Yundi Jiang, Xukai Zou, Tong Cui, Qiang Zhang, Linhai Sun
Article Number 100664

摘要：2024年长江三峡地区的气候呈暖干特征, 年平均气温创下新的纪录, 达到18.6 °C, 较常年偏高1.2 °C。四季气温均偏高, 其中春秋季平均气温均为1961年以来历史同期最高。高温日数为57.2天, 也为1961年以来最多。年降水量较常年偏少11.2 %, 春, 夏, 秋三季降水均偏少, 但暴雨日数较常年略偏多。年平均风速为1961年以来第二大, 仅略低于2022年。年平均相对湿度偏小, 大部地区雾日数较2023年有所减少。2024年, 三峡地区经历极端高温事件, 高温强度强, 持续时间长, 气象干旱总体偏重; 强降温频次多, 强度强; 强降水 (强对流) 天气过程偏早, 暴雨极端性强。

原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.aosl.2025.100664