卞建春[中科院大氣所研究員]

卞建春[中科院大氣所研究員]
卞建春[中科院大氣所研究員]
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卞建春,男,1969年生於江蘇泰興,研究員,博士生導師。中國科學院大氣物理研究所中層大氣和全球環境探測重點實驗室(LAGEO),主要從事中層大氣過程研究和大氣過程可預報性研究。

學習簡歷

1987~1991年,南京大學大氣科學系,獲學士學位

1993~1996年,中國氣象科學研究院,獲碩士學位;

1996~1999年,北京大學地球物理系,獲博士學位;

1999~2001年,中科院大氣物理研究所,博士後。

工作簡歷

1991~1993年,陝西省氣象局,研究實習員;

2001~2007年,中科院大氣物理研究所,副研究員;

2006年6月起,中科院LAGEO實驗室副主任;

2008~2009年,中科院大氣物理研究所,項目研究員;

2010年起,中科院大氣物理研究所,研究員。

2008年1~4月和2009年10~11月,美國大氣研究中心(NCAR)短期訪問。

任職情況

中國科學院大氣物理研究所LAGEO實驗室副主任(2006-)

中國科學院大氣物理研究所發展戰略調研組委員(2009-)

IAMAS/IUGG中國委員會秘書長(2007-2011)

SPARC/WCRP中國委員會秘書長(2004-)

《Advances in Atmospheric Sciences》Associate Editor (2009-)

《大氣科學》編委(2009-)

承擔科研任務

主持的項目有國家科技部973項目課題1個、國家自然科學基金面上項目3項、院重要方向性項目課題1個;參加課題有國家科技部863計畫課題1個、國家自然科學基金重大項目1項、基金重點項目2項、院重要方向性項目1項。

科研業績

近幾年來,圍繞上對流層/下平流層區域動力、化學、微物理等過程開展研究工作,主要在以下三個方面取得進展:

一、青藏高原及其鄰近地區平流層-對流層交換過程研究:

(1)發現了冬季青藏高原微型臭氧洞事件。根據衛星觀測臭氧資料、地基觀測臭氧資料和再分析動力場資料,發現了冬季青藏高原微型臭氧洞事件,揭示了其分布規律及長期變化趨勢,探討了其可能的形成機理—主要是副熱帶西風急流的北跳,引起對流層頂高度抬升,低緯地區對流層低臭氧濃度氣團向北向上輸送。

(2)首次實現了亞洲夏季風區上對流層/下平流層(UTLS)區域水汽的測量。通過國際合作,利用先進的低溫低濃度(ppmv量級)水汽探測儀首次實現了亞洲夏季風區UTLS區域水汽的精確測量,發現亞洲季風區UTLS區域經常存在過飽和水汽現象,初步揭示了對流活動的直接影響高度可達150~100hPa,揭示了亞洲季風區臭氧和水汽垂直分布具有熱帶特徵,即亞洲夏季風區是熱帶地區夏季在副熱帶地區的外延。

(3)揭示了青藏高原地區平流層-對流層質量交換規律。根據再分析資料,診斷分析了青藏高原地區平流層-對流層質量交換規律,揭示了無論夏季還是冬季該區域都存在從對流層進入平流層的淨質量通量,並指出在冬夏季節具有不同的輸送機制,夏季主要是垂直輸送,而冬季則主要是水平輸送。

二、UTLS區域大氣精細結構:

(1)率先開展了國內下平流層重力波的分析研究。利用北京垂直高解析度探空資料,根據風、溫等變數之間的偏振關係以及風矢量連線的偏振橢圓原理,首次分析了中國大陸地區下平流層重力波的活動特徵—固有頻率、垂直波長、水平波長、傳播方向等參數,並給出了波動能量季節變化特徵。

(2)提出了利用氣球探空升速廓線提取小尺度重力波信號的方法。在T-REX試驗期間,氣球探空升速廓線具有波狀結構,由於氣球具有水平漂移,則問題是該波狀結構是空氣垂直速度的垂直變化還是水平變化或者是兩者的綜合。我們根據質量守恆原理、其他觀測論證了該波狀結構主要代表重力內波的水平變化,而垂直變化可以忽略;並根據所有探空觀測統計分析了重力波的水平波長分布,主要集中在7~34 km。

(3)開展了東亞地區對流層頂強逆溫層的分析研究。以北京高空站為例,利用垂直高解析度探空資料分析了東亞地區對流層頂強逆溫層(TIL)的分布特徵。揭示了冬春季節13-17km高度上的浮力頻率的減小緣於雙對流層頂的頻繁出現,基於每個廓線提出了一個確定TIL厚度的方法,並揭示了TIL在冬春季節較厚而夏秋季節較薄的季節變化規律。

三、資料驗證:

(1)開展比對試驗驗證了國產業務探空儀的濕度觀測性能。利用國際上能夠實現大氣濕度精確測量的探空儀與國產業務探空儀開展了比對試驗,發現:國產新型GTS1數位化探空儀在對流層測量結果偏乾,其中低層偏乾10%左右,中部偏乾50%,上層對於大氣濕度的變化沒有回響;國產GTS1濕度儀測量性能具有明顯的日變化,與夜晚相比較白天偏乾更為顯著,主要歸因於濕度儀所放置的盒蓋(用於避雨、避太陽直接輻射)受太陽輻射加熱且通風較弱,引起濕度儀升溫。

(2)率先驗證了兩顆最新衛星探測器臭氧廓線產品。利用中科院大氣所研製的GPS臭氧探空儀,在國際上率先驗證了AIRS和MLS的臭氧廓線產品,並指出這兩顆最新產品能夠抓住UTLS區域臭氧的分布和變化。

(3)發現TOMS臭氧總量儀從2002年起存在系統偏差。根據地基臭氧總量觀測資料驗證了Earth Probe星載TOMS臭氧總量資料,發現2002年起衛星資料存在系統偏差,提醒使用者在利用該資料分析趨勢時注意。

部分論文:

1. Bian, J., 2009: Features of ozone mini-hole events over the Tibetan Plateau.Advances in Atmospheric Sciences, 26(2), 305-311, doi: 10.1007

2. Bian, J., and H. Chen, 2008: Statistics of tropopause inversion layer over Beijing.Advances in Atmospheric Sciences, 25(3), 381-386.

3. Bian, J., A. Gettelman, H. Chen, et al., 2007: Validation of satellite ozone profile retrievals using Beijing ozonesonde data.J. Geophys. Res., 112, D06305, doi:10.1029/2006JD007502.

4. Bian, J., G. Wang, H. Chen, et al., 2006: Ozone mini-hole occurring over the Tibetan Plateau in December 2003.Chinese Science Bulletin, 51(7), 885-888. 卞建春, 王庚辰, 陳洪濱, 等, 2006: 2003年12月青藏高原上空出現微型臭氧洞.科學通報, 51(5), 606-609.

5. Bian, J., H. Chen, Z. Zhang, et al., 2005: Unusual discrepancy between TOMS and ground-based measurements of the total ozone in 2002-2003.Chinese Science Bulletin, 50(6), 606-608. 卞建春, 陳洪濱, 張中波, 等, 2005: 2002~2003年北半球中緯地區臭氧總量TOMS與地面觀測的非常差異.科學通報, 50(5), 495-497.

6. Bian, J., H. Chen, and D. Lu, 2005: Statistics of gravity waves in the lower stratosphere over Beijing based on high vertical resolution radiosonde.Sci. China Ser. D Earth Sciences, 48(9), 1548-1558.

7. Bian, J., and P. Yang, 2005: Interdecadal variations of phase delays between two Nino indices at different scales.Advances in Atmospheric Sciences, 22 (1), 122-125.

8. Bian, J., H. Chen, Y. Zhao, and D. Lu, 2002: Variation features of total atmospheric ozone in Beijing and Kunming based on Dobson and TOMS data.Advances in Atmospheric Sciences, 19(2), 279-286.

9. Bian, J., H. Chen, H. Sun, P. Yang, D. Lu, and X. Zhou, 1999: Retrivals of rain-rate over oceans from SSM/I data using SOM model.Advances in Atmospheric Sciences, 16(3), 355-360.

10. Bian, J., H. Chen, P. Yang, and D. Lu, 1999: Retrievals of over-ocean precipitable water from SSM/I by SOM network model.Chinese Science Bulletin, 44(11), 1038-1041. 卞建春, 陳洪濱, 楊培才, 呂達仁, 1999: 利用SOM網路由SSM/I資料反演海洋上大氣可降水量.科學通報, 44(1), 90-93.

11. 卞建春, 2009: 上對流層/下平流層大氣垂直結構研究進展.地球科學進展, 24(3), 262-271.

12. 卞建春, 楊培才, 2003: 關於大氣過程可預報性問題的一些討論.高原氣象, 22(4), 315-323.

13. 卞建春, 喬勁松, 呂達仁, 2002: 大氣近地層湍流能譜特徵的再分析.大氣科學, 26(4), 474-480.

14. Wang, J., J. Bian, W. O. Brown, et al., 2009: Vertical air motion from T-REX radiosonde and dropsonde data.J. Atmos. & Oceanic Technology, 26, 928-942.

15. Yang, P., J. Bian, G. Wang, and X. Zhou, 2003: Hierarchy and nonstationarity in climate systems: Exploring the prediction of complex systems.Chinese Sci Bull., 48(19), 2148-2154. 楊培才, 卞建春, 王革麗, 周秀驥, 2003: 氣候系統的層次結構和非平穩行為: 複雜系統預測問題探討.科學通報, 48(13), 1470-1476.

16. Chen, H., J. Bian, P. Yang, and D. Lu, 1998: SOM-network-based algorithm for retrieving over-ocean precipitable water from the SSM/I measurements.Pro. of SPIE, 3503, 149-152.

17. 呂達仁, 卞建春, 陳洪濱, 等, 2009: 平流層大氣過程研究的前沿與重要性.地球科學進展, 24(3), 221-228.

18. 陳洪濱, 卞建春, 呂達仁, 2006: 上對流層-下平流層交換過程研究的進展與展望.大氣科學, 30, 813-820.

19. Yang, P., X. Zhou, and J. Bian, 2000: A nonlinear regional prediction experiment on a short-range climatic process of the atmospheric ozone. J. Geophys. Res., 105, D10, 12253-12258.

20. Lu, D., H. Sun, J. Bian, et al., 1998: New methods for retrieval of rainfall rate over ocean with SSM/I data.Pro. of SPIE, 3503, 14-19.

21. 樊雯璇, 王衛國, 卞建春, 等, 2008: 青藏高原及其鄰近區域穿越對流層頂質量通量的時空演變特徵.大氣科學, 32(6), 1309-1318.

22. 呂達仁, 陳澤宇, 卞建春, 等, 2008: 平流層-對流層相互作用的多尺度過程特徵及其與天氣氣候關係—研究進展.大氣科學, 32(4), 782-793.

23. 鄭國光, 陳洪濱, 卞建春, 夏祥鰲, 羅雲峰(譯), 2008: 進入21世紀的大氣科學. 北京: 氣象出版社.

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