2014年赤道東太平洋El Ni?o事件發(fā)展以及停滯過程的成因——《科學(xué)通報(bào)》2015年第60卷第22期

劉伯奇等撰文指出，2014年2—3月，在赤道西太平洋出現(xiàn)西風(fēng)事件后，赤道東太平洋產(chǎn)生了顯著的暖海表溫度異常（SSTA），標(biāo)志著一次El Ni?o事件開始發(fā)展，但隨著4月份之后西風(fēng)事件的減弱消亡，赤道東太平洋暖SSTA也隨之衰減，指示著2014年El Ni?o事件的發(fā)展在6—8月停滯。資料分析表明，2014年2月，來自印度洋的MJO濕位相到達(dá)赤道西太平洋后，西風(fēng)事件產(chǎn)生，觸發(fā)了2014 年El Ni?o事件。3月初，MJO干位相傳播至赤道西太平洋后，西風(fēng)事件開始減弱。3月中旬以后，東傳MJO信號(hào)明顯減弱，這時(shí)赤道西太平洋海表東風(fēng)異常的發(fā)展維持與赤道西－中太平洋SSTA的緯向梯度聯(lián)系緊密。在MJO信號(hào)消亡后，赤道西太平洋的海表異常東風(fēng)通過風(fēng)－蒸發(fā)反饋?zhàn)饔昧町?dāng)?shù)嘏疭STA逐漸加強(qiáng)，降低了局地海平面氣壓；同時(shí)該異常東風(fēng)令赤道中太平洋混合層出現(xiàn)了明顯的異常冷平流，抑制了赤道中太平洋的持續(xù)增暖，使局地海平面氣壓升高，從而加大了赤道西－中太平洋的緯向海平面氣壓梯度負(fù)異常，使得赤道西太平洋的表面異常東風(fēng)維持加強(qiáng)。這種赤道西太平洋表面異常東風(fēng)和赤道西－中太平洋SSTA緯向梯度異常的正反饋能夠維持到8月份，導(dǎo)致西風(fēng)事件減弱消失，造成El Ni?o事件的發(fā)展停滯。

風(fēng)云三號(hào)C星太陽總輻照度觀測(cè)結(jié)果分析——《科學(xué)通報(bào)》2015年第60卷第25期

第二代極軌氣象衛(wèi)星風(fēng)云三號(hào)C星（FY-3C）攜帶的太陽輻射監(jiān)測(cè)儀（Solar Irradiance Monitor，SIM）是FY-3A/B星上同類載荷的改進(jìn)型，稱為太陽輻射監(jiān)測(cè)儀II型（SIM-II）。齊瑾等針對(duì)SIM-II在軌觀測(cè)獲取的日地平均距離處太陽總輻照度數(shù)據(jù)，通過與國(guó)外同類產(chǎn)品以及太陽黑子數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，檢驗(yàn)SIM-II太陽總輻照度產(chǎn)品精度，評(píng)估儀器在軌觀測(cè)能力。比對(duì)結(jié)果顯示，SIM-II太陽總輻照度數(shù)據(jù)與國(guó)外同類產(chǎn)品相比在變化趨勢(shì)上具有很好的一致性，與美國(guó)NASA發(fā)射的太陽輻射和氣候變化試驗(yàn)衛(wèi)星（Solar Radiation and Climate Experiment，SORCE）/總輻照度監(jiān)測(cè)儀（Total Irradiance Monitor，TIM）產(chǎn)品的相對(duì)均方根偏差約為87×10 -6，與比利時(shí)皇家氣象研究所（RMIB）基于多個(gè)星基太陽總輻射觀測(cè)數(shù)據(jù)處理得到的太陽總輻照度合成數(shù)據(jù)（簡(jiǎn)稱RMIB數(shù)據(jù)）的相對(duì)均方根偏差約為140×10 -6。SIM-II太陽總輻照度與太陽黑子數(shù)的相關(guān)性分析結(jié)果顯示二者在極值分布上具有較好的對(duì)應(yīng)；針對(duì)2014年10月太陽超強(qiáng)活動(dòng)過程的監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，SIM-II和TIM觀測(cè)的太陽總輻照度變化與太陽黑子面積變化相關(guān)，當(dāng)太陽黑子面積增大2470時(shí)，SIM-II監(jiān)測(cè)到的太陽總輻照度變化為－2.94W/m 2， TIM監(jiān)測(cè)結(jié)果為－2.98W/m 2，說明SIM-II的觀測(cè)結(jié)果能夠定量反映由太陽活動(dòng)導(dǎo)致的輻射能量變化。研究表明，F(xiàn)Y-3C星太陽總輻照度數(shù)據(jù)已達(dá)到國(guó)際同類產(chǎn)品的觀測(cè)精度，可以用于太陽活動(dòng)及氣候變化監(jiān)測(cè)等相關(guān)研究。

近10年北京地區(qū)極端暴雨事件的基本特征——《氣象學(xué)報(bào)》2015年第73卷第4期

孫繼松等利用北京地區(qū)5min間隔的自動(dòng)氣象站降水觀測(cè)資料，SA雷達(dá)觀測(cè)資料、FY-2衛(wèi)星TBB （Temperature of Black Body）資料、常規(guī)氣象探空資料和1°×1°NCEP/ NCAR最終分析資料，對(duì)2006—2013年發(fā)生的10次極端暴雨事件（14個(gè)區(qū)縣中，任意一個(gè)區(qū)縣代表站24h內(nèi)降水量≥100mm，且暴雨區(qū)內(nèi)至少有一個(gè)自動(dòng)氣象站降水強(qiáng)度≥40mm/h）的基本特征進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明：1）長(zhǎng)生命周期的單體或多單體組織合并的中尺度對(duì)流系統(tǒng)（第Ⅰ類中尺度對(duì)流系統(tǒng)）形成的暴雨中心一般位于北京西部山前地區(qū)或中心城區(qū)，這種分布與低空偏東氣流的地形強(qiáng)迫作用或城市強(qiáng)迫作用有關(guān)；“列車效應(yīng)”對(duì)應(yīng)的多單體中尺度對(duì)流系統(tǒng)（第Ⅱ類中尺度對(duì)流系統(tǒng)）形成的極端暴雨事件往往與兩次不同屬性的降水過程有關(guān)：鋒前暖區(qū)對(duì)流過程和鋒面附近的對(duì)流過程。因此，降水分布往往平行于低空急流軸或鋒面。2）第Ⅰ類中尺度對(duì)流系統(tǒng)形成的極端暴雨過程局地性更強(qiáng)，全市平均降水量遠(yuǎn)小于暴雨量級(jí)（50mm），其中，由混合型降水主導(dǎo)的極端暴雨事件一般是由幾乎不移動(dòng)的長(zhǎng)生命周期單體反復(fù)生消造成的，對(duì)流高度相對(duì)較低；而深對(duì)流主導(dǎo)的極端暴雨事件一般由多單體組織、合并、加強(qiáng)造成，由于對(duì)流單體的上沖云頂很高，最低TBB一般低于－55℃，這類極端暴雨事件的短時(shí)強(qiáng)降水具有顯著的間歇性：第一階段的強(qiáng)降水與單體對(duì)流發(fā)展過程對(duì)應(yīng)，以后的短時(shí)強(qiáng)降水與對(duì)流單體組織、合并過程對(duì)應(yīng)。3）“列車效應(yīng)”對(duì)應(yīng)的多單體中尺度對(duì)流系統(tǒng)暴雨過程，初始階段一般表現(xiàn)為相互獨(dú)立的兩個(gè)對(duì)流帶，即與鋒面系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的對(duì)流帶和與低空急流軸對(duì)應(yīng)的暖區(qū)對(duì)流帶，隨著鋒面對(duì)流帶逐漸向暖區(qū)對(duì)流帶移動(dòng)，低空冷空氣逐漸侵入到暖區(qū)對(duì)流帶中，兩條對(duì)流云帶逐漸合并，對(duì)流活動(dòng)進(jìn)一步發(fā)展；或者由于暖區(qū)對(duì)流帶截?cái)噤h面對(duì)流帶的水汽入流，造成鋒面對(duì)流減弱，而暖區(qū)對(duì)流帶組織性更強(qiáng)，發(fā)展更加旺盛。與第Ⅰ類中尺度對(duì)流系統(tǒng)形成的極端暴雨過程不同，這類暴雨過程往往造成全市平均降水量達(dá)到暴雨（≥50mm）甚至大暴雨（≥100mm）。4）不同類型的極端暴雨過程，大尺度水汽輸送條件不同：“列車效應(yīng)”造成的暴雨過程多數(shù)情況下由源于孟加拉灣和源于西太平洋的兩支暖濕季風(fēng)氣流共同構(gòu)成，大尺度水汽供應(yīng)充沛；而第Ⅰ類中尺度對(duì)流系統(tǒng)中的混合型降水造成的暴雨過程的水汽來源主要與低空東南氣流造成的近海水汽輸送有關(guān)；第Ⅰ類中尺度對(duì)流系統(tǒng)中的深對(duì)流主導(dǎo)的深對(duì)流暴雨過程中整層水汽含量并不大，多數(shù)情況下水汽輸送僅出現(xiàn)在對(duì)流層低層甚至僅在近地面層內(nèi)。5）大多數(shù)情況下，無論哪類性質(zhì)的極端暴雨過程，在強(qiáng)降水發(fā)生時(shí)刻，雷達(dá)強(qiáng)回波高度一般在4km以下，僅有極個(gè)別時(shí)刻強(qiáng)回波中心高于5km。極端暴雨過程中，環(huán)境大氣對(duì)流有效位能（CAPE）的大小一般與對(duì)流發(fā)展高度（雷達(dá)回波頂高）具有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，但與強(qiáng)降水發(fā)生時(shí)刻回波強(qiáng)度、最強(qiáng)回波高度、降水強(qiáng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系較差。

中國(guó)龍卷的時(shí)空分布特征——《氣象》2015年第41卷第7期

范雯杰等基于《中國(guó)氣象災(zāi)害大典》、《中國(guó)氣象災(zāi)害年鑒》和其他有關(guān)資料，根據(jù)“增強(qiáng)藤田級(jí)別”龍卷級(jí)別分類標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)1961—2010年50年間中國(guó)EF2或以上級(jí)強(qiáng)龍卷（Significant Tornadoes）和2004—2013年10年間中國(guó)EF1或以上級(jí)龍卷的時(shí)空分布、發(fā)生頻率和災(zāi)害特征進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。主要結(jié)果如下：1）1961—2010年50年間共記錄到165次強(qiáng)龍卷，含EF2級(jí)145次、EF3級(jí)16次、EF4級(jí)4次，年均3.3次；2）強(qiáng)龍卷主要分布在中國(guó)江淮地區(qū)、兩湖平原、華南地區(qū)、東北地區(qū)和華北地區(qū)東南部等平原地區(qū)，具有在某地頻發(fā)的特征；3）165次強(qiáng)龍卷中，1986—1990年間的發(fā)生最為頻繁，此后呈逐漸下降趨勢(shì)；大多發(fā)生在春、夏兩季，4—8月的數(shù)量占全年的87%；發(fā)生起始時(shí)間多集中在12—20時(shí)；4）強(qiáng)龍卷發(fā)生過程中多伴隨有冰雹和/或暴雨等天氣現(xiàn)象，其路徑長(zhǎng)度與強(qiáng)度之間可能存在一定的正相關(guān)關(guān)系；5）165次強(qiáng)龍卷至少造成1772人死亡，3.17萬人受傷，總結(jié)了記錄到的最強(qiáng)25次龍卷的災(zāi)情特征；6）2004—2013年10年間共記錄到143次EF1或以上級(jí)龍卷，含EF1級(jí) 121次、EF2級(jí)19次、EF3級(jí)3次，其空間分布與1961—2010年強(qiáng)龍卷的分布相似；10年間，2005年記錄到的數(shù)量最多，此后呈逐年下降趨勢(shì)；7）利用2004—2013年《中國(guó)氣象災(zāi)害年鑒》和其他相關(guān)資料記錄的龍卷資料中EF1級(jí)龍卷和EF2或以上級(jí)強(qiáng)龍卷的發(fā)生數(shù)量之比，以及不完整的EF0級(jí)龍卷與EF1或以上級(jí)龍卷的發(fā)生數(shù)量之比，粗略估計(jì)得到1961—2010年50年間中國(guó)年均發(fā)生龍卷的次數(shù)不低于85次，EF1或以上級(jí)龍卷年均發(fā)生21次，不及美國(guó)龍卷發(fā)生頻率的十分之一。

黃土高原半干旱草地生長(zhǎng)季干濕時(shí)段環(huán)境因子對(duì)陸面水、熱交換的影響——《中國(guó)科學(xué)：地球科學(xué)》2015年第45卷第8期

岳平等利用黃土高原陸面過程觀測(cè)試驗(yàn)研究（LOPEX）資料，分析了榆中半干旱草地生長(zhǎng)季主要干濕時(shí)段陸面水、熱過程的差異及環(huán)境因子的影響特征。研究發(fā)現(xiàn)，干濕時(shí)段陸面溫、濕特征變化差異明顯，干旱時(shí)段日平均歸一化溫度垂直分布結(jié)構(gòu)整體“前傾”，濕潤(rùn)時(shí)段則呈“后傾”狀；干旱時(shí)段，20cm以上淺層土壤是溫度的活躍層，干濕時(shí)段土壤中熱量的傳遞速率明顯不同。干旱時(shí)段H/Rn和LE/Rn與5cm土壤溫度之間滿足線性關(guān)系；濕潤(rùn)時(shí)段H/Rn 和LE/Rn與5cm土壤溫度為非線性關(guān)系，日尺度上陸面水、熱交換趨勢(shì)發(fā)生轉(zhuǎn)變的臨界土壤溫度為16℃。干旱時(shí)段H/Rn和LE/Rn與土壤含水量之間滿足線性規(guī)律；濕潤(rùn)時(shí)段H/Rn和LE/ Rn與5cm土壤含水量之間呈非線性變化，0.21m 3·m -3是日尺度上陸面水、熱交換趨勢(shì)發(fā)生轉(zhuǎn)變的臨界點(diǎn)。干旱時(shí)段，飽和水汽壓差小于0.7kPa時(shí)，H/Rn隨飽和水汽壓差的增大而增大，LE/Rn隨飽和水汽壓差的增大而減小，而當(dāng)飽和水汽壓差大于0.7kPa時(shí)，H/Rn和LE/Rn均趨于常數(shù)；濕潤(rùn)時(shí)段，H/Rn隨飽和水汽壓差的增大而增大，LE/Rn隨飽和水汽壓差的增大而減小。上述特征直接體現(xiàn)了陸面環(huán)境因子的差異在水、熱交換過程中的作用，也間接反映了云降水過程對(duì)陸面水、熱交換過程的影響。

秋季北極海冰與歐亞冬季氣溫在年代際和年際尺度上的不同聯(lián)系——《地球物理學(xué)報(bào)》2015年第58卷第4期

北極海冰的急劇消融在近年來歐亞大陸頻發(fā)的低溫事件中扮演著關(guān)鍵角色。秋季北極海冰的偏少對(duì)應(yīng)著冬季歐亞大陸的低溫天氣，然而二者的聯(lián)系在年代際和年際兩種時(shí)間尺度上存在顯著區(qū)別。何金海等運(yùn)用1979—2012年哈得來中心第一套海冰覆蓋率（HadISST1）、歐洲中心（ERA_Interim）的2m溫度、風(fēng)場(chǎng)、海平面氣壓場(chǎng)、高度場(chǎng)等資料，分別研究了年代際和年際時(shí)間尺度上前期秋季北極海冰與歐亞冬季氣溫的聯(lián)系。結(jié)果表明，歐亞和北極地區(qū)（0°—160°E，15°—90°N）的冬季氣溫具有顯著的年代際和年際變化。在年代際尺度上，溫度異常分布在21世紀(jì)初由北極冷－大陸暖轉(zhuǎn)為北極暖－大陸冷。這一年代際轉(zhuǎn)折與前期秋季整個(gè)北極地區(qū)的海冰年代際減少聯(lián)系密切。秋季北極全區(qū)海冰年代際偏少對(duì)應(yīng)冬季歐亞大陸中高緯地區(qū)的高壓異常，有利于北大西洋的暖濕氣流北上和北極的冷空氣南侵，造成北極暖－大陸冷的溫度分布；在年際時(shí)間尺度上，溫度異常分布主要由第一模態(tài)的年際變化部分和第二模態(tài)組成，且第一模態(tài)包含的年際變率信號(hào)也存在顯著的年代際變化。年際尺度上全區(qū)北極海冰對(duì)歐亞冬季氣溫的影響遠(yuǎn)不及位于北冰洋西南邊緣的巴倫支海、喀拉海和拉普捷夫海西部（30°—120°E，75°—85°N）的關(guān)鍵區(qū)海冰影響顯著。關(guān)鍵區(qū)內(nèi)海冰的偏少會(huì)引發(fā)冬季的北大西洋濤動(dòng)負(fù)位相，導(dǎo)致北大西洋吹往歐亞大陸的暖濕氣流減弱和歐亞大陸中高緯地區(qū)的氣溫偏低。

海表溫度的不確定性在與MJO相關(guān)的熱帶對(duì)流預(yù)測(cè)中的作用——What is the role of the sea surface temperature uncertainty in the prediction of tropical convection associated with the MJO? Monthly Weather Review，2015，Vol. 143，No. 8.

在目前許多基于觀測(cè)的海表溫度（SST）的研究中，由于分析步驟和（或）SST定義的不同，導(dǎo)致這些研究存在重大分歧，另外在動(dòng)力模式中使用的SST可能缺乏足夠的精確度，這可能會(huì)降低MJO的模擬和預(yù)測(cè)。基于此，NOAA的王萬秋等探討了SST的不確定性對(duì)與MJO有關(guān)的季節(jié)內(nèi)降雨量變化的代表性的影響，以及這種影響是如何隨對(duì)流參數(shù)化的變化而變化的。研究使用NCEP大氣全球預(yù)報(bào)系統(tǒng)（GFS）及由三種SST數(shù)據(jù)強(qiáng)迫的對(duì)流參數(shù)化方案進(jìn)行了預(yù)報(bào)試驗(yàn)。這三種SST數(shù)據(jù)包括被廣泛應(yīng)用的NCDC SST日數(shù)據(jù)、TMI反演的SST數(shù)據(jù)，以及SST氣候態(tài)數(shù)據(jù)（僅包括氣候?qū)W上的季節(jié)循環(huán)，沒有SST異常）。試驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于所有的對(duì)流參數(shù)化方案，與SST氣候態(tài)數(shù)據(jù)相比，使用觀測(cè)的SST（TMI和NCDC）的優(yōu)勢(shì)最早可以在預(yù)報(bào)開始后的5天至一周內(nèi)看到。此外，TMI SST的預(yù)報(bào)技巧要好于NCDC SST，這表明在觀測(cè)分析中，當(dāng)SST被用作下邊界條件時(shí)，目前的SST不確定性水平可能導(dǎo)致大的差異。研究結(jié)果也表明，模擬和預(yù)測(cè)可以通過由更精確SST強(qiáng)迫的大氣模式或者能表現(xiàn)更真實(shí)SST變化的大氣—海洋耦合模式而得到改善。

熱帶、亞熱帶和溫帶環(huán)境中氣旋發(fā)展的理想化數(shù)值試驗(yàn)——Idealized numerical experiments on cyclone development in the tropical，subtropical，and extratropical environments. Journal of the Atmospheric Sciences，2015，Vol. 72，No. 9.

氣旋的發(fā)展，特別是在南半球的夏季，在熱帶和溫帶非常活躍，但在亞熱帶地區(qū)處于非活動(dòng)狀態(tài)。為了闡明環(huán)境因素對(duì)熱帶、亞熱帶和溫帶氣旋發(fā)展的影響，日本東京大學(xué)的Yanase等使用一種非靜力模式進(jìn)行了理想化數(shù)值試驗(yàn)。試驗(yàn)檢測(cè)了緯向一致的環(huán)境場(chǎng)內(nèi)的弱的初始渦的發(fā)展，環(huán)境場(chǎng)包括五種因素：科里奧利參數(shù)、緯向風(fēng)、潛在溫度、相對(duì)濕度和海洋與大氣之間的表面溫差。理想化試驗(yàn)成功再現(xiàn)了熱帶和溫帶環(huán)境中顯著的氣旋發(fā)展，以及在亞熱帶環(huán)境中沒有氣旋發(fā)展。這個(gè)結(jié)果證實(shí)了控制氣旋發(fā)展中環(huán)境場(chǎng)的主導(dǎo)作用。為了找出哪些環(huán)境因素抑制了亞熱帶氣旋的發(fā)展，研究又進(jìn)行了一系列的敏感性試驗(yàn)。研究發(fā)現(xiàn)，由于低溫、強(qiáng)分層和強(qiáng)烈的垂直切變（相對(duì)于熱帶），熱帶氣旋在亞熱帶不能發(fā)展。另一方面，由于小的科里奧利參數(shù)和弱垂直切變（相對(duì)于溫帶），溫帶氣旋也無法在亞熱帶發(fā)展。而表面溫度差和相對(duì)濕度的作用是次要的。本研究結(jié)果有助于理解各種類型的天氣尺度氣旋的氣候分布。

東非Gezira灌溉計(jì)劃導(dǎo)致周邊區(qū)域的降水持續(xù)加強(qiáng)——Rainfall consistently enhanced around the Gezira Scheme in East Africa due to irrigation. Nature Geoscience，2015，in press.

土地利用和土地覆蓋變化已顯著改變了全球的區(qū)域氣候格局。許多研究已經(jīng)關(guān)注了過去百年內(nèi)迅速發(fā)展的大規(guī)模農(nóng)田灌溉對(duì)區(qū)域降水的影響。對(duì)西非Sahel地區(qū)進(jìn)行的氣候模擬發(fā)現(xiàn)，大規(guī)模的灌溉計(jì)劃會(huì)抑制灌溉區(qū)域的降水，但會(huì)增加相鄰地區(qū)的降水。不過，大規(guī)模灌溉計(jì)劃對(duì)降水格局的模擬影響無法與觀測(cè)進(jìn)行直接比較。為此，美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）的Alter等進(jìn)行了一種補(bǔ)充的分析：利用MIT區(qū)域氣候模式（MRCM）對(duì)東非Sahel地區(qū)已經(jīng)實(shí)施的大規(guī)模灌溉計(jì)劃（Gezira計(jì)劃，Gezira即蘇丹的Gezira區(qū)域）進(jìn)行數(shù)值模擬，并與同一地區(qū)的觀測(cè)進(jìn)行對(duì)比分析。模擬發(fā)現(xiàn)，Gezira計(jì)劃抑制了灌區(qū)的降水，但增加了灌區(qū)以東的一些區(qū)域（非灌區(qū)）的降水。對(duì)降水、溫度和徑流的站點(diǎn)觀測(cè)也證實(shí)了模擬結(jié)果。從機(jī)制上解釋，灌溉降低了地表氣溫，造成了灌溉區(qū)域的大氣下沉和順時(shí)針的風(fēng)異常（背景為西南風(fēng)），從而增加了東部區(qū)域的垂直向上運(yùn)動(dòng)。本研究認(rèn)為灌溉能夠持續(xù)改變灌區(qū)及周邊區(qū)域的降雨格局，其對(duì)農(nóng)業(yè)、水文和經(jīng)濟(jì)的影響有必要進(jìn)行進(jìn)一步檢測(cè)。

基于重建土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)的北半球陸地變干趨勢(shì)的原因——Causes of drying trends in Northern Hemispheric land areas in reconstructed soil moisture data. Climatic Change，2015，in press.

在全球許多地區(qū)，土壤水分含量影響著水供應(yīng)、干旱和洪水的發(fā)生、熱浪的頻率和強(qiáng)度。加拿大環(huán)境部的Mueller等評(píng)價(jià)了由觀測(cè)到的大氣強(qiáng)迫和陸面模型（LSMs）模擬的土壤水分含量，以及參與CMIP5的全球氣候模式模擬的土壤水分趨勢(shì)。該研究將北半球陸地分成干濕區(qū)域，分析了這些地區(qū)的土壤水分變化。研究發(fā)現(xiàn)，無論是LSMs還是CMIP5模式模擬，北半球陸地區(qū)域的土壤水分含量在1951—2005年皆出現(xiàn)了顯著的下降，特別是在干旱地區(qū)。在濕潤(rùn)地區(qū)，各模擬得到的土壤水分趨勢(shì)不太一致。1951—2005年，受干旱影響（定義為土壤水分低于第10百分位的區(qū)域）的區(qū)域預(yù)計(jì)增加了20% （LSMs）和30%（CMIP5模式）。通過比較LSM和不同外部強(qiáng)迫下CMIP5模式輸 出的土壤水分，發(fā)現(xiàn)人為強(qiáng)迫顯著貢獻(xiàn)于觀測(cè)到的變干趨勢(shì)，并可以解釋受干旱影響區(qū)域的增加。在不久的將來，隨著大氣中溫室氣體濃度的繼續(xù)增加，干旱區(qū)域?qū)⒆兊酶痈珊担@可能對(duì)未來供水和糧食安全產(chǎn)生不利影響。

評(píng)價(jià)22種降水和23種土壤水分產(chǎn)品在亞利桑那東南部一個(gè)半干旱區(qū)域的效果——Evaluation of 22　precipitation and 23　soil moisture products over a semiarid area in southeastern Arizona. Journal of Hydrometeorology，2015，in press.

目前存在著各種來源的降水和土壤濕度數(shù)據(jù)，雖然它們都經(jīng)過嚴(yán)格的測(cè)量或估計(jì)，但各種產(chǎn)品的精度究竟如何，仍然需要更多的評(píng)估。美國(guó)亞利桑那大學(xué)的Stillman等評(píng)估了22種降水和23種土壤濕度產(chǎn)品，并與長(zhǎng)期觀測(cè)的日降水?dāng)?shù)據(jù)（Pobs）和7—9月的土壤水分（SM）數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比，研究區(qū)域位于美國(guó)亞利桑那州東南部的站點(diǎn)分布密集的面積約為150km 2的一個(gè)流域。研究發(fā)現(xiàn)，器測(cè)/雷達(dá)降水產(chǎn)品（如CMAP、PREC/L、GPCP等）的表現(xiàn)最好，其次是衛(wèi)星和再分析產(chǎn)品，這三類產(chǎn)品的年降水與Pobs的中位相關(guān)系數(shù)分別0.83、0.46 和0.68。而CMIP5模擬的降水是最差的，包括對(duì)寒冷季節(jié)降水的高估，以及所有模式（僅一個(gè)除外）的年降水量都與Pobs缺乏顯著相關(guān)。研究將土壤水分產(chǎn)品分成了四類：衛(wèi)星，陸面數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)（LDAS），再分析和模式；對(duì)比發(fā)現(xiàn)，衛(wèi)星土壤水分產(chǎn)品的表現(xiàn)最好，其次是LDAS和再分析，而CMIP5的結(jié)果最差。例如，與SM數(shù)據(jù)相比，這4類產(chǎn)品7—9月的無偏RMSD（均方根偏差）中位值分別是0.0070、0.011、0.014和0.029m 3·m -3。另外，研究還使用兩個(gè)4km 2分辨率的器測(cè)/雷達(dá)降水產(chǎn)品（PRISM、NCEP/StageIV）解決了Pobs與較粗分辨率產(chǎn)品的尺度不匹配問題，認(rèn)為整體上尺度不匹配對(duì)本研究結(jié)果影響較小。研究結(jié)果確定了每種產(chǎn)品的長(zhǎng)處和薄弱環(huán)節(jié)，這將有助于未來對(duì)它們進(jìn)行改進(jìn)的，同時(shí)還強(qiáng)調(diào)了使用多種器測(cè)/雷達(dá)和衛(wèi)星產(chǎn)品以及它們?cè)谠u(píng)價(jià)再分析和模式不確定性時(shí)的重要性。

檢測(cè)歐洲破紀(jì)錄溫度演變的人為影響——Detection of anthropogenic influence on the evolution of recordbreaking temperatures over Europe. Climate Dynamics，2015，in press.

極端溫度事件的變化被期望是人為氣候變化導(dǎo)致的結(jié)果，但是這些事件的區(qū)域性及其何時(shí)以及如何變得明顯仍然存在不確定性。而由于對(duì)極端溫度事件的不同定義和分析方法，這個(gè)問題在歐洲尤為突出。為此，法國(guó)CNRS/ CERFACS氣候模擬和全球變化團(tuán)隊(duì)的Bador等使用另一種方法，即通過檢測(cè)破紀(jì)錄溫度的變化，分析了人為的影響。該研究使用觀測(cè)溫度結(jié)合氣候模式模擬耦合的數(shù)據(jù)集，評(píng)估了20世紀(jì)末和21世紀(jì)以來破紀(jì)錄溫度變化的可能原因和意義。首先，使用一個(gè)簡(jiǎn)單的檢測(cè)方法評(píng)估了人為強(qiáng)迫的影響在多大程度上能在現(xiàn)今對(duì)破紀(jì)錄溫度的觀測(cè)和模擬的變化中被檢測(cè)到。然后，使用氣候模式研究了歐洲破紀(jì)錄的日最低和最高氣溫在21世紀(jì)的未來變化趨勢(shì)。相同的檢測(cè)方法也被用于確定人為信號(hào)（相對(duì)于模式估計(jì)的內(nèi)部變率）出現(xiàn)的時(shí)間。從20世紀(jì)80年代起，觀測(cè)和模擬都發(fā)現(xiàn)了冷暖紀(jì)錄演變的變化，但直到20世紀(jì)末它仍停留在內(nèi)部變率的范圍內(nèi)。與20世紀(jì)60年代和70年代相比，20世紀(jì)80年代以來，破紀(jì)錄的日最低和最高溫度分別傾向于更少和更多。而僅有自然強(qiáng)迫的模式模擬未能重現(xiàn)20世紀(jì)80年代后觀測(cè)到的變化，而后者與人為強(qiáng)迫下的模擬相一致。20世紀(jì)80年代開始的溫度偏差預(yù)計(jì)在21世紀(jì)會(huì)加重。從21世紀(jì)20年代和30年代開始，破紀(jì)錄溫度的年變化將與模式產(chǎn)生的內(nèi)部變率變得不一致。在RCP8.5情景下，21世紀(jì)最后30年的破紀(jì)錄高溫平均將達(dá)到20世紀(jì)80年代開始時(shí)的5倍。相反，低溫破紀(jì)錄將變得非常困難。從分布上看，地中海地區(qū)在夏季受到的影響尤為嚴(yán)重，而歐洲中部和東北部的冬天受到的影響更多。

落葉林光合作用和地表物候之間的匹配和不匹配 ——The match and mismatch between photosynthesis and land surface phenology of deciduous forests. Agricultural and Forest Meteorology，2015，Vol. 214–215.

植物物候是陸地生物圈應(yīng)對(duì)氣候變化的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，也是全球氣候的一個(gè)重要驅(qū)動(dòng)因子（通過改變碳、能量和水循環(huán)）。對(duì)植被冠層季節(jié)（綠色）動(dòng)態(tài)的遙感監(jiān)測(cè)是在有關(guān)與區(qū)域氣候信息以及生態(tài)系統(tǒng)水平上CO 2通量比較的尺度上研究地表物候（LSP）的重要手段。瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的D’Odorico等分析了使用三種遙感產(chǎn)品（包括NDVI、物候植被PI、基于EVI的MODIS土地覆蓋動(dòng)態(tài)產(chǎn)品）反演的2000—2012年北半球19種落葉闊葉以及混合林的關(guān)鍵物候期之間的關(guān)系，并且對(duì)基于這些產(chǎn)品的總初級(jí)生產(chǎn)力（GPP）提取的光合作用物候開始和結(jié)束期與CO 2通量進(jìn)行了對(duì)比。研究利用許多不同的擬合曲線得到了物候的轉(zhuǎn)換日期，三種遙感產(chǎn)品估計(jì)的LSP日期存在一定差異。NDVI反演的物候的主要特點(diǎn)是更短的生長(zhǎng)季，而EVI延長(zhǎng)了大約兩周，同光合物候季長(zhǎng)度相比。PI反演的生長(zhǎng)開始和結(jié)束期更加接近GPP時(shí)間序列反演的光合物候的開始（r 2= 0.84，RMSE = 7.61）和結(jié)束期（r 2= 0.61，RMSE = 8.57）。研究還發(fā)現(xiàn)，PI與高空間分辨率地面數(shù)碼相機(jī)（這種相機(jī)在大約一半的所研究的FLUXNET站點(diǎn)都是可利用的）觀測(cè)到的LSP非常一致。盡管遙感LSP和光合物候之間有很好的關(guān)系，但這種關(guān)系在不同的落葉林之間是不一致的，這暗示了植物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和光合作用的節(jié)奏并不總是相互一致的。