21世纪以来四川强对流天气特征分析

针对近年来各种强对流天气频发的特点,本文利用气象整编资料、加密自动站资料和灾情直报信息等资料,统计分析了21世纪以来四川的大风、冰雹和强降水等强对流天气的逐月分布和区域分布特征,分析表明:(1)四川强降水年平均分布特征是盆地多于高原,夜间多于白天,夜间主要存在以雅安为中心的四川盆地西南部、以平昌为中心的四川盆地东北部、以北川为中心的盆地西部、以会理为中心的川西高原南部和以雅江为中心的川西高原中部5个高频中心,白天强降水只存在以万源为中心的四川盆地东北部1个高频区。强降水天气主要发生5~9月;(2)四川大风的区域分布呈现出川西高原多四川盆地少的特征,川西高原地区存在着以甘孜为中心的川西高原北部大风高频区和以德昌为中心的川西高原南部大风高频区,四川盆地内存在着以盐亭和广元为中心的四川盆地北部和以井研为中心的盆地南部大风高频区。盆地大风主要出现在4~8月,川西高原大风主要出现在1~6月;(3)四川冰雹的区域分布同样呈现出川西高原多于四川盆地的特征,在川西高原地区存在着以石渠为中心的川西高原北部和以昭觉为中心的川西高原南部冰雹高频区。在四川盆地内存在着以南江为中心的四川盆地北部和以古蔺为中心的盆地东南部冰雹高频区。盆地冰雹主要发生在4~8月,川西高原冰雹主要出现在4~9月。      

近50年川渝地区夏季极端高温事件的时空演变特征

利用川渝地区1961～2006年145个台站夏季的平均温度资料,分析了该地区夏季极端高温事件的时空演变特征,结果表明：川渝地区极端高温事件高发区位于103°E以东,由西向东呈带状横贯四川盆地中部直至重庆地区北部,发生频次最低的是川西南山地区;根据川渝地区夏季极端高温事件发生频次的异常空间分布特征,可以分成4个区域,分别是四川盆地西北部区、盆地东南部区、川西高原西南部区以及川西南山地区;从长期变化趋势来看,夏季极端高温事件发生频次分别在四川盆地西北部呈显著增长趋势,盆地东南部呈显著减少趋势,川西高原西南部和川西南山地区呈弱增长趋势;近50年中,四川盆地西北部夏季极端高温事件年代际变化特征非常明显,两次主要转变发生在1972年和1993年前后,盆地东南部年代际变化特征明显,主要转变发生在1972年前后。     

四川省干旱损失风险分析

利用四川省1961—2019年的气象观测资料及1991—2019年各县旱情资料,采用信息扩散方法分析了10a、50a一遇干旱的持续天数、经济损失率、人口受旱率和农作物受旱率的空间分布,并采用基于广义帕累托分布(GDP)的极值(POT)模型分析了四川7个干旱气候区,在不同置信水平下可能造成的最大经济损失率(PML)。结果表明:(1)10a重现期干旱持续天数,盆东北、盆中以及盆地西部山区相对较少在60～80d,攀西地区西部、盆地南部、龙泉山脉相对较多在100d以上;50a重现期干旱持续天数,盆地嘉陵江、涪江流域、都江堰灌区、甘孜州中部以及川西高原西北部相对较少在90～120d,攀西地区、甘孜州西南部和中部、盆地南部等局部地区在150d以上。(2)10a和50a重现期农作物受旱率,川西高原北部、盆东北和盆中均偏高,分别大于60%和90%;攀西地区和成都平原等地区相对偏低,均小于60%。(3)10a和50a重现期人口受旱率川西高原和盆地东北部、中部和南部分别在60%和80%以上。(4)10a和50a重现期干旱经济损失率,攀西地区、盆地西部(成德绵、雅乐眉)和南部(宜宾、自贡)均偏小,分别在3%和5%以下;盆东北、盆中和川西高原均相对而言偏高,其中盆东北局地、甘孜州西北部分别大于10%和20%。(5)在不同置信水平下,IV区(盆地东北部)和V区(甘孜州北部和阿坝州中西部)的PML相差较大且明显高于其它5区,最大分别为28.5%和38.6%;VII区(甘孜州南部和攀西地区北部)的PML在不同置信水平下相差最小且均小于其它区域,最小为3.1%;I区(成都平原区)的PML在不同置信水平下均处于偏小位置且整体相差不大。     

四川省小麦条锈病冬繁农业气候风险区划

本文针对盆地区代表点的小麦条锈病冬繁与气候条件的关系进行相关性分析,由此确定四川小麦条锈病冬繁的适宜、次适宜、不适宜气候条件指标。从风险基本理论出发,建立了包括气候条件出现频率和寄主存在数量两个环境因子的四川省小麦条锈病冬繁农业气候风险模型,并划分了高、中、低风险等级。基于GIS技术,对四川省小麦条锈病冬繁农业气候风险进行了区划。区划结果表明,四川省的川西高原地区和川西南山地是小麦条锈病冬繁阶段低风险或无风险区,而盆地区是中、高风险的集中区。其中,盆地中部地区是主要高风险区。      

基于CI指数的四川盆地春季干旱时空演变分析

基于1961~2016年四川盆地101个地面观测站逐日降水资料,计算综合气象干旱指数（CI）,应用气候倾向率、经验正交函数分解和小波分析等统计诊断方法,分析四川盆地春旱强度和天数的时空变化特征。结果表明:四川盆地西南部春旱强度高于其它地区,而盆地中部春旱天数较多,尤其是内江以北地区更为突出;近56a四川盆地春旱强度和天数的长期变化呈显著负相关,春旱天数呈减少趋势,春旱强度呈增加趋势;四川盆地春旱强度和天数的EOF第一模态方差贡献率分别为42.99%和44.24%,均反映出空间变化的整体一致性;四川盆地春旱强度和天数均存在1~4a、5~12a及14~28a的振荡周期。      

基于GIS的四川省降水诱发型滑坡泥石流风险区划

通过分析四川省滑坡泥石流地质灾害的致灾因子危险性、孕灾环境敏感性和承灾体脆弱性,构建了四川省降水诱发型滑坡泥石流风险评估指标体系,并基于灾害系统学原理的风险评估模型,结合层次分析法和信息量法,利用GIS工具完成了四川省降水诱发型滑坡泥石流地质灾害风险区划。结果表明:（1）诱发滑坡泥石流前期15 d平均有效雨量较大的区域主要位于四川盆地北部、西南部、东南部分地区和攀西地区南部,较小的地区主要位于川西高原和盆地中部。（2）四川盆地北部、西南部和攀西地区东部是降水致灾因子危险性等级最高区域,盆周山区、攀西地区以及阿坝州东部地区孕灾环境敏感性等级在较高及以上,中等以上承灾体脆弱性等级基本位于盆地地区,盆周山区、川西高原及攀西地区脆弱性等级大多在中等以下。（3）风险区划显示高危险区主要分布在盆地北部、西南部和攀西地区,与四川省滑坡泥石流活动情况一致。      

1961—2018年四川盆地极端伏旱日数准2a周期变化特征及其可能成因

利用1961—2018年四川盆地103站的气象干旱综合指数,采用多锥度奇异值分解、经验正交函数分解等方法,分析四川盆地极端伏旱日数准2 a周期的时空变化特征及其可能的形成原因。结果表明:近58 a来,四川盆地极端伏旱日数的主模态为全区一致变化型,且有明显的年际和年代际变化特征,2.3~2.5 a的年际振荡周期最为显著。准2 a周期的典型循环表现出四川盆地极端伏旱日数多寡交替的循环振荡,大值中心出现在盆地中部,与主模态空间型基本一致,但准2 a周期信号并非一直存在,20世纪60年代末到80年代初信号最强。准2 a周期典型循环的第一年,西太平洋副热带高压脊线和副热带西风急流轴线位置均偏北,四川盆地处于日本南部到中国华南西部水汽异常输送带的西部,并出现异常辐散,不利于降水产生,导致四川盆地极端伏旱日数偏多;第二年的大气环流异常情况与第一年相反,极端伏旱日数偏少。     

四川省盛夏极端降水变化特征及与高原夏季风的关系

利用1961—2015年四川省156个台站逐日降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,分析了四川省盛夏极端降水事件的时空分布特征及其与高原夏季风的关系。结果表明:近55 a四川省盛夏极端降水指数的变化趋势具有明显的区域差异,降水百分率在四川大部分地区呈减少趋势,而降水总量、强降水量、降水强度及1日、连续5 d最大降水量主要在川西高原西北部和盆地西部呈减少趋势,其他区域则呈增加趋势。就全省而言,近55 a四川盛夏降水总量整体呈不显著减少趋势,未发生明显突变,而降水百分率呈显著减少趋势,且发生了1次显著突变;降水强度、强降水量整体呈显著增加趋势,且发生了1次显著突变,而1日、连续5 d最大降水量呈不显著增加趋势,且发生了3次显著突变。四川盛夏各极端降水指数均存在3～4 a和8 a左右的振荡周期。四川盆地东、西部盛夏极端降水与高原夏季风异常关系密切,高原夏季风偏强时,500 h Pa高度距平合成场上东亚中高纬地区以经向型环流为主,西太平洋副热带高压偏南,来自孟加拉湾的西南风水汽加强,有利于四川盆地东(西)部盛夏极端降水偏多(少);高原夏季风偏弱时,情况则相反。     

四川省风能资源详查和评估

特殊的地理位置使四川省成为风能资源贫乏区,复杂的地形条件又增加了该地区风能资源的详查评估难度。本文运用测风资料及数值模拟结果对四川省的风能资源和详查结果进行了分析研究,结果表明四川省风能资源主要集中于川西高原、西南山地和盆地周边山区,尤其是受“高空风动量下传”和“地形峡管效应”影响的山脊及河谷地区;在考虑海拔、地形坡度等不利风能开发要素后,四川省潜在风能开发区位于凉山州境内;详查结果也表明凉山州东部、南部存在3级风能资源丰富区,可作为重点开发区域。      

近54年四川雷暴气候特征分析

利用四川省154个国家级地面观测站1960~2013年的整编观测资料,采用合成分析、小波分析、线性趋势分析等方法,对雷暴日数和初、终雷暴日的时空分布及气候变化特征进行了定量分析。结果表明,四川地区年雷暴日数呈"西多东少"型分布,且存在准11周年的变化特征。雷暴日数总体呈减少趋势,甘孜州西北部、阿坝州北部和攀西地区西部减少较明显。各市州的雷暴集中出现在6月下旬至8月下旬,但川西高原要略早于盆地南部和盆地中部。盆地和攀西地区的雷暴多出现于午后、消失于凌晨,而川西高原的雷暴多开始于14~20时。另外,初、终雷暴日分别存在延后和提前的趋势,但川西南山地地区和理塘等地的初雷暴日是提前的,而巴中、达州、南充、广安、广元、绵阳大部的终雷暴日存在明显的延后趋势。综合来看,广元、巴中、达州、泸州和凉山州地区的雷暴期有较明显的变长趋势,而其它地区的雷暴期有变短趋势。     

黄土高原春季干旱时空分异特征

采用基于相对湿润度的干旱指数分析方法和黄土高原1961 2010年气候要素资料,研究了黄土高原春季干旱时空变化、异常分布和次区域演变特征。结果表明:1961 2010年黄土高原春季干旱强度变化呈现明显中心区域强、周边区域弱的分布特征,其中中部腹地干旱强度增加趋势倾向率最大,中部周边干旱强度增加次之,东北部和西部边缘呈减弱趋势。研究区不同区域春季干旱强度呈同位相变化是干旱变化的首要空间分布模态,异常中心区域在陕北、陇东及宁夏西南部。东西部反相位分布模态反映了黄土高原东西部所受大气系统影响差异性的特征。根据载荷向量不同模态空间异常分布型,可将春季干旱划分为西北部型、东北部型和南部型等3个次区域异常型,南部春季干旱强度时间序列呈显著增强趋势,其由弱变强的突变点出现在1977年,西北部和东北部干旱强度也呈波动增强趋势,但未通过显著性检验,没有突变。西北部和南部春季干旱指数存在显著的3~4年振荡周期,东北部存在显著的5~6年振荡周期。     

近50年青藏高原东部降水的时空变化特征

选用1967~2012年青藏高原东部60个站点的降水资料,分析了该地区降水的时空演变特征,结果表明:高原东部降水呈由东南向西北递减的态势,高值区位于西藏东部和川西高原,低值区位于柴达木盆地;降水场可以划分为八个小区,分别是西藏东部和川西高原西部区、藏南谷地区、青南高原区、柴达木盆地区、藏北高原区、川西高原北部区、青藏高原东南缘区以及青海东北部区。年降水表现出强增加趋势,20世纪60年代后期到90年代后期相对偏少,20世纪末以来相对偏多;除川西高原北部区外,其余各区不同程度的表现出增加趋势。春季降水表现出“偏少~偏多”的年代际变化特征,在1995年附近发生由少到多的突变,20世纪60年代后期到90年代中期相对偏少,90年代后期以来相对偏多;八个分区均不同程度的表现出增加趋势。夏季降水呈增加趋势,20世纪60年代后期到90年代后期相对偏少,20世纪末以来相对偏多;八个分区均不同程度的表现出增加趋势。秋季降水的线性趋势趋近于零且没有表现出年代际变化特征;除川西高原北部区呈减少趋势外,各区均不同程度的表现出增加趋势。冬季降水表现出“偏少~偏多~偏少”的年代际变化特征,分别在1986和1996年附近发生由少到多和由多到少的突变,20世纪60年代后期到80年代中期相对偏少,80年代后期到90年代中期相对偏多,90年代后期以来相对偏少;除西藏东部和川西高原西部区及青海东北部区外,各区均不同程度的表现出“偏少~偏多~偏少”的年代际变化特征。      

西南地区1971—2012年干旱变化特征分析

利用西南地区378个气象观测站1971—2012年逐月降水量和气温资料,计算标准化降水蒸散指数（SPEI）,分析西南地区干旱气候及气候变化特征,结果表明：1971—2012年西南地区干旱强度中部最高,西部次之,东部最低;干旱强度增强,中部地区干旱强度增强最为显著,东部地区干旱强度增强趋势明显强于西部地区;干旱面积明显增大,干旱面积比率线性趋势率为（47%）/10 a,2000年以后该地区干旱发生范围增大最为明显;干旱持续时间中西部长、东部短,随时间变化呈明显上升趋势,中部地区增长最明显,东部次之,而北部减少。总之1971—2012年西南地区干旱强度增强,干旱面积增大,持续时间增长,中部地区干旱化最为明显,其次为东部地区。     

四川省极端危害性高温变化特征分析

利用1961~2020年国家气象站逐日最高气温资料和NCEP/NCAR再分析资料,对四川近60 a极端危害性高温时空分布特征及成因进行研究。结果发现:（1）近60 a四川省极端危害性高温总体上显著增多,并表现出明显的年代际变化;（2）四川省中部和西北部地区是极端危害性高温偏强区,东部和南部地区是极端危害性高温高发区;（3）四川省极端危害性高温可能与中纬度异常的高压带相关联。面积异常偏大、西伸脊点异常偏西且脊线异常偏北的西太平洋副热带高压和500 hPa青藏高原异常高压在中纬度地区形成一条强大的高压带,配合高层异常偏强的南亚高压,共同加强了对四川上空的高压控制,导致四川地区降水减少且气温偏高。另外,中高纬大气环流经向度偏弱,四川盆地盛行偏南风,冷空气难以南下,在这种有利的环流形势配合以及干燥的地表环境影响下,四川地区易出现极端危害性高温天气。      

四川地区降水幂律指数研究

基于四川地区5个站点1960~2004年的日降水观测资料,对其在等级分析的基础上探讨了幂律分布的规律,结果如下:(1)这5个站点日降水存在的一个共同特征—幂律尾分布,且不同等级的降水量对应不同的幂律尾指数,在一定程度上反映了不同雨型具有不同的气候背景和物理机理;(2)小雨幂指数随时间变化很小,中雨幂指数随时间变化较大,从80年代末期开始,四川盆地西部与南部地区中雨幂指数增加,中雨降水减少,川西高原、四川盆地东部与北部地区中雨幂指数减小,中雨降水增加。因此,中雨的变化可能会引起总降水量的变化。      

四川省降水相态时空分布及变化特征

利用四川省156个国家级地面观测站1981~2013年的整编观测资料,统计分析了四川省雨、雪与雨夹雪日数的年平均、月平均特征以及雨雪转换情况,并采用线性趋势法、M-K检验来对不同相态降水的时空分布及气候变化特征进行了定量分析。结果表明:(1)四川地区年平均降雪日数和雨夹雪日数呈"西多东少"型分布,年降雨日数则呈"东多西少"的分布特征;(2)盆地中部、南部雨雪转换年平均日数为0.1~2日,盆地西部丘陵一带为3~5日,川西高原雨雪转换日数在10日以上,攀枝花几乎全年无雨雪转换,凉山州呈现西少东多的形势;(3)从线性趋势法、M-K检验及突变都可以看出,四川地区不同降水相态年发生日数总体都在减少。     

1961-2000年西南地区小时降水变化特征

根据西南地区112个站点1961-2000年逐时降水资料,分析了不同季节降水时数、小时雨强、极端强降水时数和极端强降水强度的变化趋势.从降水时数变化来看,夏季西南大部分地区如四川盆地西部、云南、贵州南部等地总降水时数有减少趋势,四川盆地东部和川西高原总降水时数增加;整个区域平均趋势为-0.9%/10a.相应地,极端强降...     

西北地区东部秋季降水日数时空特征分析

利用西北地区东部(95°~112°E,32°~41°N)共104个测站的1960~2000年秋季(9~11月)降水日数资料,通过主成分分析和旋转主成分分析等方法,对我国西北地区东部秋季降水日数异常的时空特征进行了研究。结果表明:西北地区东部秋季0.1 mm以上的降水日数多年平均分布总体上从南向北减少,并存在两个多雨日中心,一个位于祁连山地区;另一个位于青海南部和四川北部地区。其异常分布主要表现为一致性异常和西北与东南相反的异常两种形式,降水日数气候区可主要划分为西北东部副热带季风区、青海东北及甘肃中部区、甘肃河西及河套地区、青海高原南部及川西高原区。各气候区代表站降水日数年代际变化均呈现下降趋势,1978年前后是秋季降水日数由多变少的转折点。     

利用Z指数确定吉林省旱涝指标及干旱分布特征

根据1961—2009年吉林省46个站各月降水量资料,利用z指数方法进行了计算分析,结合吉林省实际情况提出了z指数界限值的修改和订正方法,从而确定吉林省46个站旱涝指标及等级,并将吉林省分为4个区：西部、中部、南部、东部,在此基础上,确定了反映吉林省旱涝时空分布和强度的区域旱涝指标及旱涝等级。并研究了吉林省及4个区4—9月干旱事件的分布特点、频率分布。研究表明：吉林省4—9月期间,9月发生干旱的频率最大,且东部和中部比西部和南部发生干旱的频率大;其次是7月,西部比中部、南部、东部发生干旱频率大,且重旱频率也是全省最大的;6月干旱频率最小。4—9月偏旱型多于偏涝型,尤其是2000年以来重旱频发。     

基于EC模式闪电格点概率预报模型及应用

基于EC（0.25°×0.25°）模式预报资料和闪电定位资料，结合雷暴三要素形成条件，分别从水汽、能量、热力、动力等几个方面挑选预报因子，利用主成分分析方法配料权重系数，并根据海拔高度将四川划分为四川盆地、攀西地区、川西高原3个不同的区域分别建立预报模型，研发了四川省闪电格点概率预报产品。检验结果表明：四川盆地在概率预报值为70%以上时，预报效果较好，TS评分为0.294；攀西地区和川西高原在概率预报值为60%以上时，预报效果较好，TS评分分别为0.302和0.299。