揭開(kāi)大氣蒸發(fā)需求對(duì)干旱的復(fù)雜影響

西班牙比利牛斯生態(tài)學(xué)研究所的Vicente-Serrano等綜述了大氣蒸發(fā)需求（atmospheric evaporative demand，AED）在干旱中的作用及其對(duì)氣候變化的響應(yīng)。AED是一個(gè)復(fù)雜的概念，它不同于表示從土壤、自由水面和/或植被到大氣的向上水通量的ET（陸地蒸發(fā)）。AED不對(duì)應(yīng)于陸-氣通量，而是對(duì)應(yīng)于大氣對(duì)水的需求（即干燥或蒸發(fā)能力），是大氣邊界層狀態(tài)和動(dòng)力學(xué)的函數(shù)。

理解AED對(duì)干旱的影響，對(duì)于研究當(dāng)前和未來(lái)的干旱嚴(yán)重程度和干旱趨勢(shì)至關(guān)重要。雖然降水對(duì)干旱嚴(yán)重程度的影響最為明顯，但由于不同的物理和生理過(guò)程，在潮濕和干燥的環(huán)境中，AED的影響是復(fù)雜的，從而導(dǎo)致了不同的干旱敏感性。AED與干旱和半干旱地區(qū)干旱嚴(yán)重程度的增加有較強(qiáng)的相關(guān)性，干旱和半干旱地區(qū)的水限制導(dǎo)致AED增加，增強(qiáng)了ET赤字，并對(duì)低降雨量期間的環(huán)境/農(nóng)業(yè)干旱產(chǎn)生負(fù)面影響。在濕潤(rùn)地區(qū)，AED對(duì)環(huán)境/農(nóng)業(yè)干旱的影響比水限制地區(qū)更為復(fù)雜，且取決于前期降水/土壤濕度。

從驅(qū)動(dòng)力和反饋來(lái)看，干旱是一個(gè)復(fù)雜的現(xiàn)象，盡管氣象記錄不斷增加，但研究者無(wú)法就長(zhǎng)期干旱動(dòng)態(tài)及其主要驅(qū)動(dòng)因素達(dá)成共識(shí)。每個(gè)干旱指標(biāo)的適用性取決于所評(píng)估的干旱類型，因此將AED納入這些評(píng)估的相對(duì)重要性也是如此。

大氣蒸發(fā)需求（AED）影響環(huán)境/農(nóng)業(yè)和水文系統(tǒng)的簡(jiǎn)化框架。不同數(shù)字代表對(duì)干旱嚴(yán)重程度的影響不同：“1”表示AED增加導(dǎo)致水分脅迫增加，“2”表示增加AED幾乎沒(méi)有影響，“3”表示AED增加有間接的正效應(yīng)

來(lái)源：Vicente-Serrano S M, McVicar T R, Miralles D G, et al. Unraveling the influence of atmospheric evaporative demand on drought and its response to climate change.

WIREs Climate Change, 2020, 11: e632..

（■ 侯美亭 編譯）

SoilTemp：全球近地表溫度數(shù)據(jù)庫(kù)

目前生態(tài)學(xué)中空間顯式模式和過(guò)程的分析和預(yù)測(cè)大多依賴于從標(biāo)準(zhǔn)氣象站插值的氣候數(shù)據(jù)。然而，插值氣候數(shù)據(jù)僅代表粗空間分辨率下的長(zhǎng)期平均條件。因此，許多在精細(xì)時(shí)空分辨率下運(yùn)行的氣候強(qiáng)迫因子被忽略。這對(duì)于與觀測(cè)高度（例如植被、雪和土壤特性）有關(guān)的影響、以及不同的棲息地環(huán)境（例如地形、輻射強(qiáng)迫或冷空氣匯集）的影響尤為重要。由于生活在靠近地面的生物體與這些小氣候條件的關(guān)系比與自由空氣溫度的關(guān)系更為密切，因此需要小氣候地面和近地表數(shù)據(jù)，以便對(duì)這些生物體在人為氣候變化下的變化以及它們所生活的生態(tài)系統(tǒng)的功能作出現(xiàn)實(shí)的預(yù)測(cè)。

為了填補(bǔ)這一關(guān)鍵空白，比利時(shí)安特衛(wèi)普大學(xué)的Lembrechts以及世界范圍內(nèi)眾多的科學(xué)家呼吁向SoilTemp數(shù)據(jù)庫(kù)提交溫度時(shí)間序列，SoilTemp是一個(gè)地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)倡議，它匯編了世界各地的土壤和近地表溫度數(shù)據(jù)。目前，該數(shù)據(jù)庫(kù)包含來(lái)自51個(gè)國(guó)家的7538個(gè)溫度傳感器在所有關(guān)鍵生物群落中的時(shí)間序列。該數(shù)據(jù)庫(kù)將為改善全球?qū)π夂虻牧私怃伷降缆罚浹a(bǔ)現(xiàn)有氣候數(shù)據(jù)與大多數(shù)生物和生態(tài)系統(tǒng)過(guò)程相關(guān)的精細(xì)時(shí)空分辨率的氣候之間的差距。

驅(qū)動(dòng)小氣候的水平和垂直要素及特征

來(lái)源：Lembrechts J J, Aalto J, Ashcroft M B, et al.SoilTemp: a global database of near-surface temperature.Global Change Biology, 2020, doi:10.1111/gcb.15123.

（■ 侯美亭 編譯）

中華人民共和國(guó)成立以來(lái)氣象研究和業(yè)務(wù)的進(jìn)展

《氣象學(xué)報(bào)》（英文版）從2020年第1期起陸續(xù)推出了“新中國(guó)氣象事業(yè)70周年”的專欄文章。來(lái)自中國(guó)科學(xué)院大氣物理所、南京信息工程大學(xué)和中國(guó)氣象局系統(tǒng)的十余位作者從氣候與地球模式的發(fā)展、MJO對(duì)東亞的影響、熱帶海氣相互作用、PDO預(yù)測(cè)、強(qiáng)對(duì)流研究與業(yè)務(wù)、城市氣象、氣候變暖、氣候預(yù)測(cè)、強(qiáng)降水預(yù)報(bào)、邊界層高度估算以及干旱成因等方面介紹了中國(guó)在這些領(lǐng)域的研究進(jìn)展。

中國(guó)氣象科學(xué)研究院羅亞麗等回顧了改革開(kāi)放以來(lái)中國(guó)在強(qiáng)降水科學(xué)與預(yù)報(bào)方面的重大進(jìn)展。文章從相關(guān)的天氣系統(tǒng)、強(qiáng)降水的主要區(qū)域和臺(tái)風(fēng)誘發(fā)的強(qiáng)降水三個(gè)方面綜述了我國(guó)強(qiáng)降水物理機(jī)制的研究進(jìn)展。從數(shù)值預(yù)報(bào)技術(shù)和客觀預(yù)報(bào)方法兩方面綜述了強(qiáng)降水預(yù)報(bào)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。由于氣象觀測(cè)技術(shù)的迅速發(fā)展和電子計(jì)算技術(shù)的顯著進(jìn)步，我國(guó)強(qiáng)降水研究已發(fā)展到對(duì)產(chǎn)生強(qiáng)降水的風(fēng)暴的演變過(guò)程的研究以及對(duì)云微物理特征的觀測(cè)分析。對(duì)天氣系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)生強(qiáng)降雨的重要性也有了更深入和更系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。我國(guó)強(qiáng)降水的業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)已由主觀的天氣事件預(yù)報(bào)向主觀和客觀相結(jié)合的定量降水預(yù)報(bào)發(fā)展，并向提供預(yù)報(bào)不確定性信息的概率定量降水預(yù)報(bào)發(fā)展。

在全球范圍內(nèi)，暴雨預(yù)報(bào)一直是氣象業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)中最困難的挑戰(zhàn)之一。2007—2019年，中國(guó)氣象局國(guó)家氣象中心發(fā)布的24 h提前量暴雨預(yù)報(bào)的TS得分增長(zhǎng)約2.9% ，這種改進(jìn)主要是由于NWP技術(shù)的進(jìn)步。

中國(guó)氣象局氣象干部培訓(xùn)學(xué)院的俞小鼎等綜述了近幾十年來(lái)我國(guó)強(qiáng)對(duì)流研究和業(yè)務(wù)的進(jìn)展，重點(diǎn)介紹了強(qiáng)對(duì)流天氣的有利天氣形勢(shì)（SCW）、強(qiáng)對(duì)流風(fēng)暴的主要組織模式（SCS）、SCW和SCS的天氣雷達(dá)回波和衛(wèi)星圖像的有利環(huán)境條件和特征，以及SCW的預(yù)報(bào)和臨近預(yù)報(bào)技術(shù)?？偟膩?lái)說(shuō)，中國(guó)科學(xué)家已經(jīng)通過(guò)雷達(dá)和衛(wèi)星觀測(cè)深刻了解了SCW的天氣形勢(shì)、組織和演化特征，以及中國(guó)不同類型對(duì)流天氣的機(jī)制。深入理解了對(duì)流觸發(fā)的多種類型，以及超級(jí)單體風(fēng)暴和颮線的環(huán)境條件、結(jié)構(gòu)和組織模式、維持機(jī)制。闡明了中尺度對(duì)流系統(tǒng)的組織模式、氣候分布和SCW的不同類型，以及基于雷達(dá)、衛(wèi)星、閃電觀測(cè)和災(zāi)調(diào)的大冰雹、龍卷、下?lián)舯┝骱推茐男詫?duì)流陣風(fēng)的多尺度特征和形成機(jī)制。在業(yè)務(wù)應(yīng)用方面，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了不同類型的識(shí)別和中尺度分析技術(shù)，以及利用“配料法”和深度學(xué)習(xí)算法等方法的各種預(yù)測(cè)和臨近預(yù)報(bào)技術(shù)。因此，我國(guó)SCW業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)水平得到了顯著提升。

對(duì)2010—2015年4—9月國(guó)家氣象中心SCW預(yù)報(bào)的驗(yàn)證結(jié)果表明，SCW業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)能力有明顯的上升趨

中國(guó)氣象局國(guó)家氣象中心2007—2019年24 h強(qiáng)降水預(yù)報(bào)（≥50 mm/d）TS評(píng)分（2019年的TS評(píng)分為1—9月）

來(lái)源：Luo Y L, Sun J S, Li Y, et al, Science and prediction of heavy rainfall over China: Research progress since the reform and opening-up of new China.Journal of Meteorological Research, 2020, 34(3), 427-459, doi:10.1007/s13351-020-0006-x勢(shì)，在相同的預(yù)報(bào)時(shí)段和提前量，雷暴、短時(shí)強(qiáng)降水（SDHR）、對(duì)流陣風(fēng)（CGs）和冰雹預(yù)報(bào)能力依次下降。CGs和冰雹的預(yù)報(bào)能力明顯低于前兩類，但發(fā)生大面積的CGs和冰雹時(shí)預(yù)測(cè)能力通常較高。

2010—2015年分類SCW預(yù)報(bào)的年度TS評(píng)分

來(lái)源：Yu X D, ZhengY G. Advances in severe convection research and operation in China.Journal of Meteorological Research, 2020, 34(2), 189-217, doi:10.1007/s13351-020-9875-2