研究方向

      以“bat365在线平台半干旱气候与环境观测站”及其“bat365在线平台天气气候灾害移动观测系统”为观测平台，在西北干旱半干旱区进行不同土地利用条件下大气边界层结构、陆面物理和生态过程、地表－大气间能量、水分和物质交换过程、气溶胶和气象灾害等的长期观测和实验研究，获取高质量连续观测资料，为改进和完善半干旱区陆面模式中地表大气过程参数化方案提供观测依据；同时结合卫星遥感资料及模式输出资料，加深对北方干旱化形成机理及气象灾害的认识。

      利用激光雷达、微波辐射计、光度计和超声脉动仪等国际先进仪器，对气溶胶和陆-气间能量及水汽输送进行长期同步观测，获取系统丰富的实验观测数据；结合卫星遥感资料和数值模拟等综合分析研究，进一步了解西北地区气溶胶和水分循环的时空结构和变化规律，定量估算气溶胶对大气中水分循环的直接和间接影响；利用包括气溶胶和云物理过程在内的中尺度模式，进行西北地区气溶胶，特别是沙尘暴过程中沙尘气溶胶对云和降水影响的数值模拟研究，重点研究气溶胶对云的光学和物理特性的影响，以及气溶胶的加热作用和对大气低层水汽和云的蒸发作用，并对不同粒径尺度大小的气溶胶在西北地区成云降水过程中的作用进行深入研究，进一步揭示沙尘气溶胶对云和降水的作用及其对西北干旱气候的影响，为干旱半干旱区生态环境建设和可持续发展提供科学的依据。

 

      西北干旱半干旱地区地广人稀，气象观测站相对稀疏，分布不均匀，难以对区域性灾害天气进行有效监测。卫星和雷达遥感成为长期监测天气气候的重要手段，因此探索和改进遥感资料反演与同化的新方法便成为一个最重要的研究内容之一。本研究方向将充分利用卫星和雷达资料，配合地面观测进行干旱气候变化的长期监测，特别是对影响干旱气候变化的云、气溶胶以及边界层和陆面过程参数进行重点研究，探索新的遥感反演和资料同化方法。

进一步将遥感资料的反演和气象资料同化结合起来，综合利用各种观测手段提供的信息以及大气模式的动力和热力机制约束，为半干旱气候的研究提供高精度的可靠数据。这方面的研究工作可为气候模拟和预测研究提供有力的数据支持，同时为半干旱气候变化的研究提供数据交换和共享平台。

 

      西北地区地形地貌复杂、周边环境和下垫面特殊、影响西北地区气候变化系统众多，单纯的观测实验研究不能全面深入地揭示其气候变化的物理本质。本研究方向以动力气候理论为指导、以数值模拟为手段、以全球气候变化格局下的气候观测事实为依据，加深理解西北干旱半干旱区周边环境与重大气候事件之间的必然联系和时空变异规律，理解和研究区域尺度上的非绝热加热在西北干旱形成和变异过程中的动力学机制和相互作用的环节，研究探讨大尺度水汽来源、流域水循环和蒸散发在干旱形成和变异中的作用，构建和完善气候变化和干旱区形成的基本物理图像和概念模型，丰富和发展半干旱气候和气象灾害理论，为气象灾害的监测和预报提供理论基础。

      干旱半干旱气候的季节预测一直是国际上公认的重点和难点。目前，无论是国内还是国外，季节预测水平依然不高，本研究方向将在已有成果的基础上，不断吸收和利用气候预测新理论与新方法，充分运用历史观测资料信息，发展基于动力相似预报策略和方法的季节预测新技术，开发适用于我国干旱半干旱气候区域预报的物理相似指标和有针对性的误差估计方案，发展由历史相似数据生成模式误差项来统计改进模式季节预测的方法和应用技术。最终建立针对我国干旱半干旱气候区域、基于历史数据、统计方法与动力模式有机结合的季节预测新方法和关键业务应用技术体系，为防灾减灾提供科技支持。

 

      本研究方向旨在针对国家西部大开发战略的实施和生态环境建设的迫切需要，研究全球变暖格局下，西北干旱半干旱区气候变化特征、响应方式与程度、对荒漠化和水资源的影响以及适应对策；探究造成该区气候变化的原因、气象灾害分布、成灾机理、危害程度及其减灾对策；研究半干旱区空中水资源时空变化特征及其开发利用前景，应用本实验室关于气溶胶对云物理过程影响的研究成果，为我国半干旱区的人工增雨作业提供理论和技术指导；探讨东亚季风的年际和年代际变化及其对我国半干旱区气候变化及相关气象灾害的影响；分析研究干旱半干旱区沙尘暴及其污染以及极端天气气候事件对农业病虫害及人体健康的影响；发挥多学科交叉优势开展气候预测技术，利用本实验研发的气候预测系统，推广应用于中国气象局的各相关业务部门，为提高气候预报准确率，减少气象灾害损失提供先进的技术支撑；在科学评估半干旱气候变化趋势和相关气象灾害的危害程度及其对社会发展影响的基础上，提出合理的防灾减灾措施和适应对策，为国家相关的重大决策和区域发展战略的制定提供科学依据。