基于TRMM降水数据的山区降水垂直分布特征

选择天山和祁连山区为典型区,利用台站降水数据验证以上两区多卫星降水数据(TRMM)精度的基础上,借助TRMM数据分析了所选山区年降水梯度效应,并探讨了天山及祁连山最大降水高度带.结果表明,多卫星降水数据在天山和祁连山区精度较高,天山及祁连山年降水量都明显受到海拔影响,降水随海拔升高而增加,但天山降水与海拔正相关关系最好,南、北和西坡相关系数分别为0.90、0.81和0.58,多年平均降水直减率分别为11.0mm/100 m、6.3 mm/100 m、7.4 mm/100 m,最大降水高度带则分别位于海拔2 200~3 500 m和3 200~3 700 m和3 000m左右;祁连山东、中、西段降水随海拔有增加趋势,但降水梯度效应在祁连山东段明显高于祁连山中西段地区,梯度效应由东向西呈现递减趋势,其最大降水带主要分布在东段4 000~4 500 m的高山带.     

西安夏季降水的日变化特征研究北大核心CSCD

利用西安市1961—2010年夏季逐时自记降水资料,分析了西安市夏季降水日变化特征及其年代际变化趋势．结果表明：近50a来西安市夏季降水日变化在降水量和降水频次上呈现出不一致的变化特征,夏季降水日峰值出现在下午至傍晚,逐时降水量以15：00一20：O0时为高值区,以17：0（]时的累积降水量最大;逐时累积降水频次呈现出双峰型分布,以04：00—10：00时为降水频次峰值区,以17：0020：OO时为频次的次峰值区;降水强度以15：00—20：00时时段小时降水强度大,04：00—13：00时小时降水强度较小．降水持续时间超过6h的长持续性降水的最大降水量通常出现在清晨和午后,而持续时间在1～6h之间的短持续性降水易于在傍晚达到降水量峰值．     

祁连山中段北坡最大降水高度带观测与研究

2006年6月至2008年9月,在祁连山中段北坡黑河流域上游进行了降水空间变化的统观测.结果表明:在黑河上游流域中山区,夏季降水量从东向西呈减少趋势,递减率约为80 mm·(100 km)-1;最大降水高度带位于海拔4 500～4 700 m左右,年降水量为485 mm.该高度带与本区最大相对湿度高度层(海拔4 600 m左右)以及夏季气温零温层高度(海拔4 680 m左右)相一致.研究区域2008年夏季的凝结高度大致位于海拔4 900 m左右,个别降水日的凝结高度可降至海拔4 460 m左右.在最大降水高度带以下的高山和中低山区,年降水量随海拔升高的递增率为17.2 mm·(100 m)-1,夏季降水量的递增率为11.5 mm·(100m)-1.     

祁连山中段摆浪河21号冰川区微气象特征及降水的环流驱动研究北大核心CSCD

山地冰川因具有高反照率、冰川风、逆温层及高值降水等特征而形成了独有的局地微气候,尤其是作为高值降水中心,对径流变化具有重要影响。本文基于祁连山中段北坡摆浪河21号冰川末端(海拔4 350 m)2020年9月2日—2021年8月28日的气象观测资料,开展了微气象特征分析,与临近不同海拔、下垫面的同期降水以及祁连山典型冰川区降水进行了比较,并对最大降水事件过程开展环流成因分析。研究发现:摆浪河21号冰川区气温超过0℃的天数有84 d,集中在5—9月;冰川风盛行,不同于其他冰川区的山谷风循环;天气主要以多云为主;入射与反射短波辐射月最大值分别出现在5月和4月。摆浪河21号冰川降水主要集中在4—8月,降水频次和强度均随着云量的增加而增加。观测年最大降水事件(2021年7月25—27日)属于局地对流降水,中高纬西北-东南向水汽输送为降水区提供了大量水汽;低层辐合和高层辐散、层结不稳定造成了强烈的暖空气上升,加之降水区位于槽后脊前不断有冷空气输入,冷暖交汇促使降水发生。     

西北干旱区和黄土高原大气边界层特征对比及其对气候干湿变化的响应

利用西北干旱区民勤、 黄土高原平凉和榆中3站2006-2009年1、 4、 7月和10月逐日08:00时和20:00时探空资料、 降水和日最高气温, 计算和对比分析了最大混合层厚度(ML)、 逆温层特征和垂直温湿场及其对干湿气候变化形成的影响. 结果表明: 最大混合层厚度与最高地气温差关系较为密切, 呈显著正相关, 干旱区民勤较密切其相关系数达0.92. 最大混合层厚度4月最深厚, 干旱区民勤高达2 871 m, 明显高于黄土区两站200~400 m左右, 平凉最为浅薄, 1月不足1 000 m; 但日降水量≥5 mm的降水发生时榆中较深厚, 高于其他两站300~400 m. 强降水发生前后干旱区湿度变化大, 发生时高低空湿度迅速增大, 而黄土高原变化湿度小, 榆中中低层增湿较明显. 干旱区近地层较干, 但有降水时中高层增湿较黄土高原显著. 干湿气候变化与最大混合层厚度、 逆温层的频数和强度、 近地面层的干湿程度关系密切, 混合层越深厚, 逆温层多而强, 近地层越干, 干旱加剧.     

近50a来新疆降水随海拔变化的区域分异特征

依据降水随高度变化率和分区连片的原则,将新疆102个气象站划为两种类型6个降水分区.海拔〈2 500m的3个区,降水随海拔变化近似呈线性;海拔〉2 500m的3个区,降水随海拔变化呈近似二次曲线类型.线性分布类型最大降水高度带在山顶,二次曲线类型最大降水高度带在＂山腰＂,它随季节和气候干旱程度发生变化：夏季高,冬季低;...     

新疆伊犁河谷夏季降水日变化特征

基于2007-2011年伊犁河谷4个气象站逐时降水资料, 分析了伊犁河谷夏季降水日变化特征. 结果表明: 降水量最大值出现在北京时间22:00, 最小值出现在13:00, 其中, 降水量高值区主要集中在21:00至次日08:00. 一天中最易发生降水的时间为23:00至次日10:00, 03:00是降水频数最多的时刻, 16:00则发生频数最少. 降水强度最高值出现在16:00, 最低值出现在13:00. 降水主要以短持续时间的降水为主, 持续1 h的次数最多, 持续2 h的降水量最多, 对总降水量的贡献也最大, 贡献率最小的为持续14 h的降水事件. 伊犁河谷夏季的降水主要发生在夜间, 且以短时间的降水为主.     

2004-2013年“雨城”雅安的降水日变化特征分析

利用2004-2013年逐小时降水自动观测数据分析了"雨城"雅安降水的日变化特征.结果表明:近10 a来雅安降水主要表现出单峰型分布特征, 峰值出现在北京时间24:00, 谷值出现在15:00, 夜间降水占年总降水量的74.5%; 降水出现频次也呈现单峰型分布, 峰值出现在01:00, 谷值出现在14:00, 夜间降水次数占全年总次数的66%; 23:00-02:00是雅安最易发生降水的时段, 14:00-16:00 则是最不易出现降水时段. 降水量和降水出现频次日变化形势均表明, 雅安一年四季都具有显著的夜雨特征. 近10 a来, 雅安6 h以上的长持续时间降水事件主要发生在17:00-04:00, 产生的过程降水量占总降水量的80.4%, 对雅安降水总量的贡献占有绝对优势; 持续时间≥24 h的降水事件10 a 累计次数达到74次, 累积降水量达到2 166.8 mm, 占总降水量的14%, 是长持续时间降水事件中对总降水量贡献最大的, 该类事件的影响值得关注.     

祁连山首次发现冰楔假形及其意义

2007年11月, 在祁连山东段南坡大通河上游河谷右岸的取土坑内(37°51′ N, 100°08′ E;海拔3 618 m)首次发现楔形构造, 成群分布在表层草根腐殖土之下约0.5 m深度处. 楔体呈袋状或舌状, 楔口宽度和楔体高度约在2.0～3.0 m, 宽高比值接近1. 楔体周围地层为冲洪积相碎石土堆积, 充填物为土黄色、灰黑色粉质土. 楔体两壁附近的卵、碎石长轴具有平行于楔壁的定向性, 说明这些碎石曾经受到过挤压, 据此初步判断这些楔形构造为冰楔假形. 这些冰楔假形发现对于研究该地区冻土演化和古气候具有参考意义.     

祁连山中东部的冻土特征(Ⅰ):多年冻土分布

祁连山地区地势高耸,气候严寒,冰缘现象广布,各类冰缘现象受地形与水分条件的控制,分布具有明显的规律性.祁连山多年冻土属青藏冻土区,阿尔金山-祁连山亚区,分布在海拔3400 m以上的高山、谷地、盆地中.多年冻土分布具有明显的高度地带性,随高度增加,冻土分布呈现出季节冻土-岛状冻土-连续冻土更替,同时,多年冻土下界高程与经度明显相关,自西向东表现出下降趋势,下降率约为每经度150 m,这一变化与降水在东西方向的变化有关.山区微气候因素复杂多变,也造成了冻土分布的复杂性,局地因素对冻土分布影响显著,对比分析了坡向,植被与水分、岩性,季节性积雪等诸因素对多年冻土分布的影响.     

黑龙江省汛期逐时降水的时空变化特征分析

利用黑龙江省1961-2014年逐时降水资料,采用线性倾向估计方法分析了汛期（5-9月）降水量、降水频率、降水强度以及不同持续时间降水的时空变化特征.结果表明：汛期逐时累积降水量平均为430.0 mm,高值区集中在松嫩平原东部和南部以及小兴安岭南部;降水频率平均为297.2 h,仅在省西部的齐齐哈尔、大庆和绥化等地以及哈尔滨西部地区偏少,其余地区台站均在300 h以上;降水强度平均在1.2~1.7 mm·h^-1之间,增加趋势显著（P<0.01）,空间分布与降水频率分布相反;全省多数台站的汛期降水量、降水频率趋势变化不明显,但却有39%的台站降水强度增加明显.汛期降水量的日变化呈单峰型,超过半数的降水集中在11：00-22：00;降水频率的日变化表现出双峰型,00：00-04：00和13：00-19：00为高值区间;降水强度的日变化也呈单峰型,高值区间集中在13：00-18：00.全省的降水事件中短历时降水优势明显,降水量占总降水量的46.7%,降水历时占全部降水历时的49%;持续5~6 h的降水雨强最强,其次是持续3~4 h降水雨强,最弱的是持续1~2 h的降水雨强.     

新疆天山南麓柯坪河水文特性与洪水分析

柯坪河是天山南麓典型的雨水和泉水补给河流,河水主要为地下泉水出露补给,流量比较稳定,但暴雨的出现经常引起洪水发生.柯坪河仅有不足一年的水文观测,但河水主要是泉水补给,水量非常稳定,根据野外调查和推算,分析了柯坪河年内水文变化特征.依据洪水调查和文献查证,结合气象观测资料,分析了近百年来的典型洪水事件,建立了不同几率洪水发生的洪峰流量和洪水过程.最近几十年来的气温升高和降水增加,也使暴雨洪水的强度加强,并且频次增加.应加强对极端气候事件引发的洪水的监测和应对,在农业和水库安全运营上应注意和加强建立应对气候变化的措施.     

西宁市短历时暴雨雨型及适用性分析

利用西宁市1954-2017年降水分钟数据建立暴雨统计样本,采用年最大值法推算暴雨强度公式并推求西宁市短历时暴雨雨型。结果表明：西宁市短历时暴雨雨型单峰特征比较明显,单峰峰值出现在前1/3。历时120 min芝加哥设计雨型综合雨峰位置系数0.27,雨峰位置在35 min左右,峰值前（后）雨强迅速增加（减小）,最大1 h降水量为13.14 mm,降水主要集中在20～80 min。各历时的瞬时雨强变化趋势以及分布型基本一致,雨强随着重现期的增大而增大。累计降雨雨峰前（后）增长斜率升（降）最大。西宁市暴雨分布呈现局地性强,空间差异明显特征,芝加哥设计雨型结果对城西和城北区代表性较好,城中和城东区可参考使用。     

次网格积雪参数化在祁连山区斑状积雪带模拟中的应用

运用中尺度大气模式MM5,积雪参数化分别采用简单的积雪参数化方案以及考虑次网格积雪分布和雪密度变化的复杂积雪参数化方案,对黑河流域上游祁连站附近气温和降水进行模拟,与祁连站的观测值对比,检验积雪参数化方案中次网格积雪分布和雪密度变化在该地区气温和降水模拟中的作用.结果表明:简单积雪方案对网格积雪的非0即1描述在斑状积雪带是不合理的,尤其在黑河流域海拔3 300 m以下积雪多为斑状或片状,网格内积雪非均匀性的处理是非常必要的;通过耦合简单和复杂积雪方案的大气模式对气温模拟和观测值比较发现,新方案模拟的气温比旧方案模拟值更接近观测值,在气温低于0℃时改进尤其明显,说明使用复杂积雪/融雪方案可改进斑状积雪带气温的模拟.耦合复杂积雪方案的大气模式模拟的降水与观测值绝对误差低于耦合简单积雪方案模拟结果,复杂积雪方案的模拟结果降水错报率为使用简单积雪方案结果的一半,证明了耦合复杂积雪方案可以提高大气模式对该地区春季降水模拟的准确性.与积雪面积变化相对应,耦合复杂积雪方案模拟出了融雪产流量,而使用简单积雪方案则没有模拟出来.综上所述,耦合考虑次网格积雪分布和雪密度变化的复杂积雪参数化方案比耦合“非0即1”积雪方案可以更准确地模拟祁连山区冬、春季气温和降水.     

祁连山夏季地形云综合探测试验

2006年和2007年夏季在祁连山冷龙岭西段开展了地形云云量、云状、大气水汽、风场、雨滴谱和雨强等的综合探测试验,以分析祁连山地形云的特征。结果表明：①祁连山区夏季云量丰富,平均云量在6成以上。西南气流天气背景下总云量多达8成;②祁连山夏季无降水日大气水汽非常少,700 hPa以上层大气相对湿度大多在20%以下;③西南气流背景下祁连山南北侧山谷风的共同作用,气流昼间向山顶辐合,夜间向山谷辐散,当水汽条件充足时,极易抬升形成可以产生降水的地形云;④祁连山降水主要由小于1 mm的雨滴组成。     

基于高分辨率格点数据的2008-2013年青藏高原面雨量特征

基于中国自动气象站与CMORPH降水产品融合的0.1°×0.1°高分辨率逐时降水量网格数据集以及气象站点日降水的实测资料,对青藏高原面雨量的空间分布做了研究,并运用线性分析法对青藏高原季节面雨量和逐时面雨量的年际变化做了分析。结果表明：（1）0.1°×0.1°高分辨率格点降水数据能够准确地反映青藏高原面雨量的空间分布特征,东南缘的降雨量远大于西北部。格点数据与站点数据之间偏差率小于20%的站点占到站点总数（84个）的65.48%,相关系数大于0.9的站点有48个。（2）2008-2013年青藏高原总面雨量的年均值为133.42×10¹⁰ m³,夏季面雨量最大,占到全年面雨量的51.48%。四季面雨量均呈增长趋势,春、夏、秋、冬的线性倾向率分别为0.40×10¹⁰ m³·a^-1、3.11×10¹⁰ m³·a^-1、1.30×10¹⁰ m³·a^-1和0.92×10¹⁰ m³·a^-1。（3）面雨量峰值出现在19：00-20：00（北京时间,下同）,面雨量增多的时间出现在17：00-02：00。     

上海汛期降水日变化特征分析

采用1981～2015年上海地区11个气象台站逐时降水资料,对上海汛期(6～9月)降水的日变化特征进行了分析,主要结论如下:(1)上海地区汛期日降水频率呈现出明显的双峰型特征,其中17～19时降水频率最高;降水强度呈现出单峰型日变化特征,在15～16时降水的强度最大。(2)上海8月局部降水事件发生最为频繁,绝大多数时次降水强度均较其他月份偏强;6月全区性降水事件所占比例较其他月份明显偏多,各时次降水频率均较其他月份明显偏高。(3)近30年来上午至中午上海全区性和区域性暴雨事件有增多趋势,导致大多数站点的降水频率在该时段呈现出明显增加趋势,但强度变化不显著;在下午到傍晚局部降水事件增多,导致大多数站点降水强度增强。     

Prolonged Dry Episodes over North America: New Tendencies Emerging During the Last 40 Years

A disproportionate increase in precipitation coming from intense rain events, in the situation of general warming (thus, an extension of the vegetation period with intensive transpiration) and an insignificant change in total precipitation could lead to an increase in the frequency of potentially serious type of extreme events: prolonged periods without precipitation (even when the mean seasonal rainfall totals increase). This paper investigates whether this development is already occurring during the past several decades over North America south of 55°N, for the same period when changes in frequency of intense precipitation events are being observed. Lengthy strings of “dry” days without sizeable (>1.0 mm) precipitation were assessed only during the warm season (defined as a period when mean daily temperature is above the 5℃ threshold) when water is intensively used for transpiration and prolonged periods without sizable rainfall represent a hazard for terrestrial ecosystem's health and agriculture. During the past four decades, the mean duration of prolonged dry episodes (20 days or longer in southeastern Canada, 1 month or longer in the Eastern United States and along the Gulf Coast of Mexico and 2 months or longer in the Southwestern United States and Northern Mexico) has significantly increased. As a consequence, the return period of 1 month long dry episodes over the Eastern U.S. has been reduced more than twofold from 15 to 6~7 years. The longer average duration of dry episodes has occurred during a relatively wet period around most of the continent south of 55°N but is not observed over the Northwestern U.S. and adjacent regions of Southern Canada. 