优先发表
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, 最新更新时间 , doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.041
摘要:
基于美国国家闪电探测网络2014—2017年期间探测到的回击数据，分析了美国中部平原地区塔高在240~612 m范围内的15座孤立高塔对附近回击位置分布影响的差异。通过核密度估计方法对高塔半径2km范围内的回击位置空间分布特征进行了分析，并采用拉伸指数模型拟合了不同孤立高塔附近回击密度随距离的变化。核密度估计结果和离散参数分析表明，回击位置空间分布整体呈现单峰特征，回击在高塔附近存在空间聚集效应，塔越高聚集效应越强。经过定位误差修正后的回击密度曲线显示，回击密度在高塔邻近区域达到最大值，并随与高塔的距离增加逐渐减少。拉伸指数模型参数中的峰值密度与塔高呈正相关(R2=0.69,p < 0.0001,r=0.83)；特征距离同样与塔高呈正相关（R2=0.52,p < 0.005，r=0.72）；峰值密度和背景密度的比值均与塔高呈正相关(R2=0.71,p < 0.005,r=0.84)。
基于美国国家闪电探测网络2014—2017年期间探测到的回击数据，分析了美国中部平原地区塔高在240~612 m范围内的15座孤立高塔对附近回击位置分布影响的差异。通过核密度估计方法对高塔半径2km范围内的回击位置空间分布特征进行了分析，并采用拉伸指数模型拟合了不同孤立高塔附近回击密度随距离的变化。核密度估计结果和离散参数分析表明，回击位置空间分布整体呈现单峰特征，回击在高塔附近存在空间聚集效应，塔越高聚集效应越强。经过定位误差修正后的回击密度曲线显示，回击密度在高塔邻近区域达到最大值，并随与高塔的距离增加逐渐减少。拉伸指数模型参数中的峰值密度与塔高呈正相关(R2=0.69,p < 0.0001,r=0.83)；特征距离同样与塔高呈正相关（R2=0.52,p < 0.005，r=0.72）；峰值密度和背景密度的比值均与塔高呈正相关(R2=0.71,p < 0.005,r=0.84)。
, 最新更新时间 , doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.044
摘要:
利用气候模式开展客观化灾害风险预评估是一项新的技术和新的业务。为评价不同气候模式以及模式不同起报时间在时、空上对灾害风险预评估结果的差异，首先，基于气候观测资料和中国气象局第三代气候预测系统次季节预测子系统（CMA-CPSv3-S2S）产品构建可对比的汛期高温和暴雨灾害过程库，合成月尺度单灾种风险空间等级作为检验对象；进而关注月内过程发生时段、持续时间、风险范围、高风险区以及月内过程总风险历史排位，建立五维定量化检验方法；进一步，利用暴雨县级直接经济损失数据，评估了暴雨灾害风险评估模型对灾情预测的准确率；最后，以气候模式预评估能力的五维检验指标平均分和风险评估模型准确率，建立了月暴雨灾害风险预评估模型的综合评分方法。结果表明：CMA-CPSv3-S2S对7月暴雨灾害的预评估能力较强，提前2周以内效果可靠；对6月和8月暴雨应优先采信临近预报；对7月和8月的高温预评估能力明显优于6月，但对高温的高风险中心位置难以准确估计。2024年6~8月，除个别起报时段外，模式整体对暴雨和高温灾害的预评估效果高于模式当月技巧的中位数。在2008—2024年期间，2024年汛期各月暴雨灾害风险预评估综合评分高于或接近多年均值，其中气候模式和风险评估模型均显示出相对较高的技巧。研究建立的检验方法可用于多模式之间风险预评估能力的横向比较，有效支撑了灾害预警和气候决策服务。
利用气候模式开展客观化灾害风险预评估是一项新的技术和新的业务。为评价不同气候模式以及模式不同起报时间在时、空上对灾害风险预评估结果的差异，首先，基于气候观测资料和中国气象局第三代气候预测系统次季节预测子系统（CMA-CPSv3-S2S）产品构建可对比的汛期高温和暴雨灾害过程库，合成月尺度单灾种风险空间等级作为检验对象；进而关注月内过程发生时段、持续时间、风险范围、高风险区以及月内过程总风险历史排位，建立五维定量化检验方法；进一步，利用暴雨县级直接经济损失数据，评估了暴雨灾害风险评估模型对灾情预测的准确率；最后，以气候模式预评估能力的五维检验指标平均分和风险评估模型准确率，建立了月暴雨灾害风险预评估模型的综合评分方法。结果表明：CMA-CPSv3-S2S对7月暴雨灾害的预评估能力较强，提前2周以内效果可靠；对6月和8月暴雨应优先采信临近预报；对7月和8月的高温预评估能力明显优于6月，但对高温的高风险中心位置难以准确估计。2024年6~8月，除个别起报时段外，模式整体对暴雨和高温灾害的预评估效果高于模式当月技巧的中位数。在2008—2024年期间，2024年汛期各月暴雨灾害风险预评估综合评分高于或接近多年均值，其中气候模式和风险评估模型均显示出相对较高的技巧。研究建立的检验方法可用于多模式之间风险预评估能力的横向比较，有效支撑了灾害预警和气候决策服务。
, 最新更新时间 , doi: 10.12086/j.issn.1004-4965.2026.042
摘要:
利用多源观测资料及ERA5再分析资料，对2024年7月14日浙北一次副高控制下局地短时暴雨过程的环流背景、对流系统演变特征、双偏振参量和风场特征进行了分析，结果表明：（1）本次过程发生在副高控制的弱天气背景下，地面弱辐合线是其主要触发机制，高湿背景、大的CAPE值和K指数、较低的LCL等均有利于短时暴雨的发生。（2）强降水发生在地面弱辐合线上，后向传播特征明显，“列车效应”显著。过程分为两个阶段，第一阶段回波呈团状分布，由多个单体合并发展为多单体风暴，第二阶段回波呈带状分布，降水主要由3个单体先后产生。（3）不同阶段对流风暴的微物理特征有所不同。第一阶段降水中包含了低浓度的大雨滴和高浓度的小雨滴，第二阶段单体A降水粒子前期以高浓度的大雨滴为主，后期以高浓度的小雨滴为主，单体B以较高浓度的大雨滴为主，单体C以低浓度的大雨滴为主。暴雨中心强降水主要由单体A、B造成，为高质心降水。（4）不同阶段对流风暴的风场特征也有所不同。水平方向上风暴内部800m高度上多表现为气旋式旋转，其中单体B存在完整的涡旋环流；中低层表现为风向风速辐合，其中第一阶段辐合高度较为深厚。垂直方向上多偏西或西南气流，降水粒子集中在气流辐合处。
利用多源观测资料及ERA5再分析资料，对2024年7月14日浙北一次副高控制下局地短时暴雨过程的环流背景、对流系统演变特征、双偏振参量和风场特征进行了分析，结果表明：（1）本次过程发生在副高控制的弱天气背景下，地面弱辐合线是其主要触发机制，高湿背景、大的CAPE值和K指数、较低的LCL等均有利于短时暴雨的发生。（2）强降水发生在地面弱辐合线上，后向传播特征明显，“列车效应”显著。过程分为两个阶段，第一阶段回波呈团状分布，由多个单体合并发展为多单体风暴，第二阶段回波呈带状分布，降水主要由3个单体先后产生。（3）不同阶段对流风暴的微物理特征有所不同。第一阶段降水中包含了低浓度的大雨滴和高浓度的小雨滴，第二阶段单体A降水粒子前期以高浓度的大雨滴为主，后期以高浓度的小雨滴为主，单体B以较高浓度的大雨滴为主，单体C以低浓度的大雨滴为主。暴雨中心强降水主要由单体A、B造成，为高质心降水。（4）不同阶段对流风暴的风场特征也有所不同。水平方向上风暴内部800m高度上多表现为气旋式旋转，其中单体B存在完整的涡旋环流；中低层表现为风向风速辐合，其中第一阶段辐合高度较为深厚。垂直方向上多偏西或西南气流，降水粒子集中在气流辐合处。
, 最新更新时间 , doi: 10.16032/j.issn.1006_4965.2026.043
摘要:
为改善天气-气候一体化模式的物理性能，本研究在GRIST（Global-to-Regional Integrated ForecastSystem）全球非静力模式中引入了一个面向中尺度模式的RWDM6（Revised WRF Double-Moment 6-class）双参云微物理参数化方案替代原有针对气候模式用MG（Morrison-Gettelman）云微物理方案，并系统评估了模拟结果对时间步长的敏感性。相较于MG方案，RWDM6方案显著提升了模式对温度场、相对湿度、云量、云辐射强迫及降水等关键气象要素的模拟能力，不仅有效改善了对流层中高层的冷偏差和湿偏差，还缓解了低层云量低估和中高纬地区云短波辐射强迫的正偏差。此外，新方案通过云微物理过程的调整，降低了热带地区降水的模拟偏差，整体提升了GRIST模式的预报性能。模式对时间步长敏感性试验分析表明，采用不同时间步长的RWDM6方案模拟结果表现出更优的统计一致性，微物理过程参数化误差对时间步长的依赖性显著降低，暗示了RWDM6方案能更好适应不同分辨率模式或变分辨率网格模式的需求，在变分辨率GRIST天气气候一体化模式中具有更好的应用前景。
为改善天气-气候一体化模式的物理性能，本研究在GRIST（Global-to-Regional Integrated ForecastSystem）全球非静力模式中引入了一个面向中尺度模式的RWDM6（Revised WRF Double-Moment 6-class）双参云微物理参数化方案替代原有针对气候模式用MG（Morrison-Gettelman）云微物理方案，并系统评估了模拟结果对时间步长的敏感性。相较于MG方案，RWDM6方案显著提升了模式对温度场、相对湿度、云量、云辐射强迫及降水等关键气象要素的模拟能力，不仅有效改善了对流层中高层的冷偏差和湿偏差，还缓解了低层云量低估和中高纬地区云短波辐射强迫的正偏差。此外，新方案通过云微物理过程的调整，降低了热带地区降水的模拟偏差，整体提升了GRIST模式的预报性能。模式对时间步长敏感性试验分析表明，采用不同时间步长的RWDM6方案模拟结果表现出更优的统计一致性，微物理过程参数化误差对时间步长的依赖性显著降低，暗示了RWDM6方案能更好适应不同分辨率模式或变分辨率网格模式的需求，在变分辨率GRIST天气气候一体化模式中具有更好的应用前景。
, 最新更新时间 , doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.040
摘要:
利用常规气象观测资料、自动站小时和分钟加密资料、四部风廓线雷达资料、中国气象局最佳路径数据集以及NCAR（National Center for Atmospheric Research）再分析资料，对2023年7月28日至30日台风“杜苏芮”造成山东强降水过程进行分析，结果表明：（1）台风“杜苏芮”造成山东强降水过程大致分三个阶段，影响系统先后是台风倒槽、台风残压环流以及东南风急流。（2）台风倒槽阶段：具有对流性降水特征，中层东北风增强增厚、低层东北风转东南风的过程对应强降水的发生；低空急流指数的增大对降水的指示存在滞后性；垂直风切变的突增对应降水的开始，减弱对应降水结束。（3）台风残压环流阶段：以稳定性降水为主，中高层东南风增强、低层东北风也增强并转东南风的过程对应强降水的发生，整层东南风结构对应弱降水；低空急流指数增大较雨强增大的提前时间在1 h左右，指数的振荡对应持续性弱降水的发生；强降水发生前，中层垂直风切变首先增大，较强降水开始提早3-4 h，中层强切变中心向高层和低层伸展对应强降水的发生。（4）东南风急流阶段：低层东南风显著增强对应强降水发生；低空急流指数增大较雨强增大的提前时间在2 h左右；该阶段中层垂直风切变始终维持在10 m·s-1左右，强降水发生前，中层垂直风切变首先增大，时间较强降水开始提早5-6 h。（5）风廓线雷达垂直速度与降水出现的时间较为对应，且速度大小与降水强度存在一定的正相关。
利用常规气象观测资料、自动站小时和分钟加密资料、四部风廓线雷达资料、中国气象局最佳路径数据集以及NCAR（National Center for Atmospheric Research）再分析资料，对2023年7月28日至30日台风“杜苏芮”造成山东强降水过程进行分析，结果表明：（1）台风“杜苏芮”造成山东强降水过程大致分三个阶段，影响系统先后是台风倒槽、台风残压环流以及东南风急流。（2）台风倒槽阶段：具有对流性降水特征，中层东北风增强增厚、低层东北风转东南风的过程对应强降水的发生；低空急流指数的增大对降水的指示存在滞后性；垂直风切变的突增对应降水的开始，减弱对应降水结束。（3）台风残压环流阶段：以稳定性降水为主，中高层东南风增强、低层东北风也增强并转东南风的过程对应强降水的发生，整层东南风结构对应弱降水；低空急流指数增大较雨强增大的提前时间在1 h左右，指数的振荡对应持续性弱降水的发生；强降水发生前，中层垂直风切变首先增大，较强降水开始提早3-4 h，中层强切变中心向高层和低层伸展对应强降水的发生。（4）东南风急流阶段：低层东南风显著增强对应强降水发生；低空急流指数增大较雨强增大的提前时间在2 h左右；该阶段中层垂直风切变始终维持在10 m·s-1左右，强降水发生前，中层垂直风切变首先增大，时间较强降水开始提早5-6 h。（5）风廓线雷达垂直速度与降水出现的时间较为对应，且速度大小与降水强度存在一定的正相关。
, 最新更新时间 , doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.038
摘要:
北半球中纬度极端天气与环球遥相关型（CGT）有密切关系，本文基于ECHAM5.4模式开展海表温度（SST）长期趋势的敏感性试验，通过多海盆协同增暖及单海盆/缺海盆强迫对比，评估太平洋、印度洋和大西洋SST增暖趋势对北半球夏季环流结构与青藏高原地表气温变化的影响。结果表明，热带太平洋增暖是激发北半球中高纬遥相关波列（如CGT）的重要因子之一；大西洋与印度洋增暖主要通过调制对应的中纬度异常中心的强度与位置发挥次级影响，各海盆响应不满足线性可加性，简单叠加会导致波列幅度过强与相位偏移，表明了海盆间存在相互抵消的非线性作用。在青藏高原地区，三大洋增暖都会导致高原夏季地表气温升高，且存在显著的正向非线性协同效应，其中太平洋增暖的边际贡献最大。上述结果揭示了多海盆协同增暖下热带-中高纬相互作用及其对高原气候影响的非线性机制，为区域气候变化归因与预测提供依据。
北半球中纬度极端天气与环球遥相关型（CGT）有密切关系，本文基于ECHAM5.4模式开展海表温度（SST）长期趋势的敏感性试验，通过多海盆协同增暖及单海盆/缺海盆强迫对比，评估太平洋、印度洋和大西洋SST增暖趋势对北半球夏季环流结构与青藏高原地表气温变化的影响。结果表明，热带太平洋增暖是激发北半球中高纬遥相关波列（如CGT）的重要因子之一；大西洋与印度洋增暖主要通过调制对应的中纬度异常中心的强度与位置发挥次级影响，各海盆响应不满足线性可加性，简单叠加会导致波列幅度过强与相位偏移，表明了海盆间存在相互抵消的非线性作用。在青藏高原地区，三大洋增暖都会导致高原夏季地表气温升高，且存在显著的正向非线性协同效应，其中太平洋增暖的边际贡献最大。上述结果揭示了多海盆协同增暖下热带-中高纬相互作用及其对高原气候影响的非线性机制，为区域气候变化归因与预测提供依据。
, 最新更新时间 , doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.037
摘要:
基于浙江省北仑站Parsivel OTT2雨滴谱资料，分析了2023年第5号台风“杜苏芮”影响期间浙江沿海降水的微物理特征。结果表明，此次降水由台风螺旋雨带造成，且登陆前后特征呈现显著差异：登陆前以低质心暖云降水为主，雨强较小，对流云降水占比较低，雨滴以中小尺寸粒径为主，呈现出典型热带台风降水特征，对流降水性质属于海洋型对流；登陆后以积云混合降水为主，雨强较大且波动剧烈，对流系统垂直发展旺盛，导致雨滴直径和数浓度明显大于登陆前，出现直径超过 4mm的大雨滴，呈现一定的温带气旋降水特征，对流降水性质介于海洋型和大陆型之间。对雨强贡献方面，登陆前以 2mm以下的中小雨滴为主，大雨滴贡献可以忽略；登陆后雨强增大主要依赖于2mm以上雨滴数量的增长。台风登陆前后的μ-Λ、Z-R关系拟合结果也存在差异，登陆前的 μ-Λ关系 Λ值更大；Z-R关系表现为登陆前 a较低、b较高，符合典型热带台风降水特征，登陆后a较高、b较低，具有中纬度对流降水特征。标准Z-R关系对“杜苏芮”降水的适用性不足，表现对登陆前降水低估，对登陆后雨强低于50mm·h-1的降水高估、高于50mm·h-1的降水低估，因此需针对台风不同降水部位及不同阶段建立更精细的Z-R关系。
基于浙江省北仑站Parsivel OTT2雨滴谱资料，分析了2023年第5号台风“杜苏芮”影响期间浙江沿海降水的微物理特征。结果表明，此次降水由台风螺旋雨带造成，且登陆前后特征呈现显著差异：登陆前以低质心暖云降水为主，雨强较小，对流云降水占比较低，雨滴以中小尺寸粒径为主，呈现出典型热带台风降水特征，对流降水性质属于海洋型对流；登陆后以积云混合降水为主，雨强较大且波动剧烈，对流系统垂直发展旺盛，导致雨滴直径和数浓度明显大于登陆前，出现直径超过 4mm的大雨滴，呈现一定的温带气旋降水特征，对流降水性质介于海洋型和大陆型之间。对雨强贡献方面，登陆前以 2mm以下的中小雨滴为主，大雨滴贡献可以忽略；登陆后雨强增大主要依赖于2mm以上雨滴数量的增长。台风登陆前后的μ-Λ、Z-R关系拟合结果也存在差异，登陆前的 μ-Λ关系 Λ值更大；Z-R关系表现为登陆前 a较低、b较高，符合典型热带台风降水特征，登陆后a较高、b较低，具有中纬度对流降水特征。标准Z-R关系对“杜苏芮”降水的适用性不足，表现对登陆前降水低估，对登陆后雨强低于50mm·h-1的降水高估、高于50mm·h-1的降水低估，因此需针对台风不同降水部位及不同阶段建立更精细的Z-R关系。
, 最新更新时间 , doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.027
摘要:
基于阴阳网格全球-区域通用大气数值模式（YUNMA），评估了不同网格配置和分辨率对涡旋系统模拟结果的影响。通过网格坐标系旋转，获得涡旋运动路径上具有不同均匀性的网格，并结合理想试验与实际台风个例模拟，分析了不同网格均匀性和分辨率对涡旋或台风路径、强度、结构及降水模拟表现的影响。结果表明：（1）网格均匀性对理想涡旋系统的纯动力数值模拟结果影响明显，非均匀网格造成涡旋路径偏移，并加速涡旋强度和移动速度衰减。（2）低分辨率模式较高分辨率模式对网格均匀性更加敏感。相同网格变率情况下，高分辨率动力模式模拟的涡旋强度和涡旋路径更加稳定，涡旋运动速度也能够得到更好地维持。（3）实际台风模拟也受到网格均匀性的显著影响，均匀网格协同高分辨率模式能够更准确地捕捉台风路径，台风强度得以更好保持，而低分辨率且非均匀网格配置导致台风中心位置偏移，模拟路径偏差增大。同时，均匀网格模式能更准确模拟台风降水，提高降水 TS评分。网格均匀性不仅制约模式次网格物理过程参数化效果，还影响模式动力计算精度的空间分布一致性，从而影响包含天气系统移动、强度和降水在内的数值模拟效果。
基于阴阳网格全球-区域通用大气数值模式（YUNMA），评估了不同网格配置和分辨率对涡旋系统模拟结果的影响。通过网格坐标系旋转，获得涡旋运动路径上具有不同均匀性的网格，并结合理想试验与实际台风个例模拟，分析了不同网格均匀性和分辨率对涡旋或台风路径、强度、结构及降水模拟表现的影响。结果表明：（1）网格均匀性对理想涡旋系统的纯动力数值模拟结果影响明显，非均匀网格造成涡旋路径偏移，并加速涡旋强度和移动速度衰减。（2）低分辨率模式较高分辨率模式对网格均匀性更加敏感。相同网格变率情况下，高分辨率动力模式模拟的涡旋强度和涡旋路径更加稳定，涡旋运动速度也能够得到更好地维持。（3）实际台风模拟也受到网格均匀性的显著影响，均匀网格协同高分辨率模式能够更准确地捕捉台风路径，台风强度得以更好保持，而低分辨率且非均匀网格配置导致台风中心位置偏移，模拟路径偏差增大。同时，均匀网格模式能更准确模拟台风降水，提高降水 TS评分。网格均匀性不仅制约模式次网格物理过程参数化效果，还影响模式动力计算精度的空间分布一致性，从而影响包含天气系统移动、强度和降水在内的数值模拟效果。
, 最新更新时间 , doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.024
摘要:
热带地区是全球对流活动最旺盛的地区，频繁的对流能够对全球能量循环、水循环及气候系统产生深远影响。随着全球变暖，极端对流天气未来会如何变化越来越受到关注。基于一个水平分辨率14 km的全球大气模式(NICAM)的模拟结果，结合TRMM卫星观测资料对热带地区极端对流系统的气候特征及其对全球变暖的响应进行了研究。结果表明：NICAM模式对热带地区的大气环境与对流活动有很好的模拟能力，模拟的近地面层温度和湿度与ERA-5再分析资料的空间分布相关系数分别达到了0.65和0.89，模拟的极端深对流系统在空间和时间上与卫星观测结果的相关系数分别达到了0.53和0.77。对比NICAM模拟的历史(1979—2008年)与未来(2075—2104年)各30年极端对流发现，随着全球变暖热带地区整体上比湿呈增加趋势，但陆地上的相对湿度却呈减小趋势，说明热带陆地区域的大气未来将会变得更加干燥，不同类型的极端对流系统整体上均呈增加的趋势，尤其热带海洋上的极端对流增加趋势相比热带陆地更为明显。
热带地区是全球对流活动最旺盛的地区，频繁的对流能够对全球能量循环、水循环及气候系统产生深远影响。随着全球变暖，极端对流天气未来会如何变化越来越受到关注。基于一个水平分辨率14 km的全球大气模式(NICAM)的模拟结果，结合TRMM卫星观测资料对热带地区极端对流系统的气候特征及其对全球变暖的响应进行了研究。结果表明：NICAM模式对热带地区的大气环境与对流活动有很好的模拟能力，模拟的近地面层温度和湿度与ERA-5再分析资料的空间分布相关系数分别达到了0.65和0.89，模拟的极端深对流系统在空间和时间上与卫星观测结果的相关系数分别达到了0.53和0.77。对比NICAM模拟的历史(1979—2008年)与未来(2075—2104年)各30年极端对流发现，随着全球变暖热带地区整体上比湿呈增加趋势，但陆地上的相对湿度却呈减小趋势，说明热带陆地区域的大气未来将会变得更加干燥，不同类型的极端对流系统整体上均呈增加的趋势，尤其热带海洋上的极端对流增加趋势相比热带陆地更为明显。
, 最新更新时间 , doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.008
摘要:
风速的准确模拟对风电和太阳能等新能源领域未来发展布局具有重要指导意义，但目前全球气候模式对风速的模拟能力有限。基于国家基准台站观测资料，评估了第六次国际耦合模式比较计划(CoupledModel Intercomparison Project Phase 6，CMIP6)的十个全球气候模式(Global Climate Model,GCM)对中国大陆10 m风速1961—2014年的时空分布特征的模拟能力。评估结果显示，在气候态特征上，十个CMIP6 GCM均能模拟出1961—2014年时期我国10 m风速春季最大、秋季最小的气候态季节变化特征，大多数模式存在全年系统性高估现象，尤其是BCC-CSM2-MR和FGOALS-f3-L模式。在年际变率上，十个CMIP6模式也均能再现我国风速年平均和季节平均的年际变率空间分布特征，但是量值较观测偏小。在年代际趋势上，除GFDL-ESM4模式之外的九个模式可模拟出中国区域平均的年平均风速在1961—2014年期间的减弱趋势，但是模拟的减弱趋势要较观测明显偏小1个量级，GFDL-ESM4模式对于中国区域年平均10 m风速在1961—2014年期间的变化模拟反而是增强的。
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