拉萨河谷大气水汽日变化特征

基于近10年(1999~2008年)地基GPS遥感的大气可降水量(GPS-PW)资料和地面气象资料,分析了拉萨河谷各季GPS-PW日变化特征及其对夏季降水日变化特征的影响。结果表明,在拉萨河谷各季GPS-PW都具有明显的日变化特征。春、夏、秋和冬季GPS-PW平均日变化幅度分别为1.0mm、1.7mm、1.0mm和0.8mm。GPS-PW日最小值和最大值出现的时间随季节变化不大,分别出现在08:00~10:00UTC和15:00~18:00UTC。各季GPS-PW日变化序列的谐波分析结果表明,日循环(24h)与半日循环(12h)是GPS-PW日变化的主要信号。日循环信号夏季最强,冬季最弱;半日循环信号夏季最强,春季最弱。在夏季GPS-PW达到日最大值的时间比平均逐时降水频次和降水量达到日最大值的时间约早2h。GPS-PW日变化对夏季降水日变化特征具有重要影响。     

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.     

2012 - 2017年伊犁河谷冬季降水日变化特征

利用2012 - 2017年冬季伊犁河谷10个国家气象站逐小时降水资料, 分析了伊犁河谷不同区域降水日变化特征, 结果表明： 冬季伊犁河谷西部和中部地区降水量日变化呈单峰型, 北京时间09：00 - 12：00是主要的峰值时段; 其他地区降水量日变化单峰特征不显著。伊犁河谷大部分地区降水量与降水频次的关系比降水量与降水强度的关系更为密切。伊犁河谷冬季降水事件以6 h以内的短历时降水为主, 但其对冬季总降水量的贡献率不足30%; 持续12 h以上的长持续性降水事件发生次数虽少, 但它是伊犁河谷冬季总降水量的主要贡献者。短历时和持续性降水事件是伊犁河谷西部地区降水量日变化主峰的重要贡献者; 持续性和长持续性降水事件是伊犁河谷中部及北部地区降水量日变化峰值的重要贡献者; 伊犁河谷西南部地区冬季降水日循环与降水持续性之间的关系不显著。     

不同类型降雨过程中GPS可降水量的特征分析

利用成都地基GPS观测网2007年8月21日～2008年11月30日观测数据,结合地面自动气象站网资料反演GPS大气可降水量(P_WV)。选取夏季暴雨,秋季绵雨和冬季雨雪天气过程分析GPSP_WV在不同类型降雨天气过程中的演变特征及日变化规律。结果表明,发生在不同季节的暴雨对应PWV的演变有所不同,盛夏暴雨发生在P_WV由峰值向波谷变化过程中,夏末的暴雨则出现在由波谷向波峰转变阶段,降雨前GPSP_WV的增减速率可很好地预示其后的暴雨强度。在秋季绵雨中P_WV的连续大幅递增或递减可作为降雨开始或结束的预报依据。GPSP_WV在降雨天气分析及预报中具有重要的指示意义。     

基于全球导航卫星系统资料的短时降水预报

根据大气对天顶对流层延迟(Zenith Tropospheric Delay, ZTD)影响的变化特征,提出并实现了一种无气象数据短时降水预报的方法。利用2015年5—6月浙江连续运行参考站(Continuously Operating Reference Station, CORS)网的全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)观测数据和对应每小时的降水量信息对该方法进行验证,结果表明该方法能够预测出80%以上的降水事件,与国际上利用气象数据根据大气可降水量(Precipitable Water Vapor, PWV)预测出的结果精度相当。表明脱离地面实测气象数据仅利用ZTD对短时降水进行预报可行有效,对于降水的短时预报具有重要研究意义和应用价值。     

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．     

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.     

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.     

多年冻土区典型地面浅层地温对降水的响应

在大气-地面-冻土之间存在复杂的水热变化过程,降水是青藏高原地区主要的水分补给来源,在浅层形成水热变化的不连续层。通过对北麓河地区降水和工程路面(沥青路面、砂砾路面)、天然地面(高寒草原、高寒草甸)浅层(0~80cm)温度数据的原位监测,分析在不同降水量和不同时段浅层的温度变化,结果表明:北麓河地区年降水量逐年增加,增加速率为22.9mma-1。降雨主要集中在5~9月。白天地温对降水的响应比夜间强烈。工程路面夜间的温度变化大于天然地面。在相同降水条件下, 10:00~15:30时段的温度变化量大于16:00~18:00时段。随着降雨量的增加,温度下降幅度增大。砂砾、高寒草原、高寒草甸地面地温对降水的响应深度范围为0~30cm。受路面结构中隔水层的影响,沥青路面为0~20cm,且5cm深度温度的变化幅度大于地表。为进一步研究不同地面类型不同水热传输模式层结的划分提供数据基础。     

基于M-K检验方法的1980～2016年衡水市降水时间变化规律研究

以气象资料为基础,运用趋势分析、Maan-Kendall检验和小波分析等方法,探究衡水市1980-2016年降水量时间变化规律。结果表明,研究时域内衡水市年降水量介于年430～714 mm,平均降水量为524.8 mm;其年降水气候倾向斜率为-11.863 mm/10,各季节降水也呈现减少变化,但趋势并不显著;除了夏季、冬季降水量分别在1987、1992年存在突变,其他年季降水量不存在显著突变;近37年来衡水市年降水存在4 a、8 a和16 a的循环周期。     

藏东南嘎隆拉冰川表碛冻融过程与零点幕效应

冰川表碛区冻融过程的观测分析有助于厘清各层之间能量和水分传输的关系,从而为构建相应的能量平衡模型以及冰川径流模型提供理论支持。基于2015年10月至2016年11月嘎隆拉冰川表碛区自动气象站气象资料,对表碛区冻融过程进行分析,结果表明：表碛中出现冻土中常见的秋季和春季零点幕效应,秋季零点幕持续时间32天,春季零点幕持续58天;春季零点幕期间,气温和地表温度均呈现清晨低,午后高的日变化特征,而表碛层内温度没有明显的日变化特征,其体积含水率呈“脉冲式”变化;春季零点幕效应结束,底层冻结层破坏后,冰川冰消融才开始;嘎隆拉冰川表碛对冰川冰消融的影响不仅是因为表碛较厚,在消融量上抑制了冰川冰的消融,而且更重要的是表碛产生零点幕效应,延迟了表碛下冰川冰开始消融的日期,在时间上抑制了冰川冰消融。     

地基GPS气象学研究的主要问题及最新进展

目前大多数映射函数在低高度角时精度都比较差，发展适应低高度角的映射函数，提高低高度角观测值的利用率，研究大气的水平梯度是目前地基GPS气象学的主要研究任务，发展随时空变化的动态映射函数也是国际上的一个主要研究问题。由于PWV不能提供水汽分布的三维信息，求定GPS信号斜路径方向上的水汽SWV，以及利用SWV层析大气的垂直结构是目前国际上 GPS气象学的研究前沿。文中总结了目前国际上SWV的求定及层析水汽三维结构的主要方法，及存在的问题。把GPS探测的水汽同化到数值天气预报中，以提高数值预报的能力是GPS气象学研究的目的，作者介绍了目前水汽在数值预报模型中的同化情况。另外还回顾了利用GPS观测结果进行全球气候变化和大气折射环境研究的进展。     

我国西南山区降雨侵蚀力时空变化趋势研究

降雨是我国西南山区土壤侵蚀的主要动力因素,降雨侵蚀力反映了降雨对土壤侵蚀的潜在能力,研究降雨侵蚀力的时空变化趋势对我国西南山区土壤侵蚀的监测、评估、预报和治理具有重要意义。利用1960—2009年129个气象站逐日降雨量资料,计算出西南山区各气象站逐年降雨侵蚀力。采用趋势系数、气候倾向率和克吕格插值等方法对西南山区降雨侵蚀力50年来的时空变化趋势进行了探讨。结果表明:西南山区降雨侵蚀力空间分布特征与年降水量的空间分布特征一致;西南山区西北部的青藏高原区域降雨侵蚀力年际变化明显,变差系数Cv一般高于0.40;西南山区大部地区降雨侵蚀力呈上升趋势,说明由降雨侵蚀力引起的土壤侵蚀风险在增加,但在成都平原附近降雨侵蚀力在明显下降;降雨侵蚀力变化趋势系数随海拔高度升高而不断增加,在海拔2 500 m以上地区尤为明显,西南山区西北部的高海拔地区海拔高度对降雨侵蚀力增加具有放大效应。     

地面GPS探测大气的最新进展

综述了利用地面ＧＰＳ站探测大气的技术，包括基本原理，方法，应用，最新进展和结果的介绍以及存在于该技术的误差源的讨论。从地面ＧＰＳ站的观测和表面气象参数可得出天顶湿延迟的估计，再由它和可降水汽量之间的转换关系就可得出ＰＷＶ估计。这种方法求得的ＰＷＶ时间序列不仅能提高天气预报的准确度而且有助于气候变化的研究和数值天气预报模型的改进，这就是新兴学科ＧＰＳ气象学形成的基础。     

呼和浩特近50a短时强降水统计特征

利用呼和浩特市1961-2010年6个国家气象观测站逐小时降水量资料,应用数理统计、滑动平均和M-K突变检验分析了呼和浩特市短时强降水时空分布特。结果表明：呼和浩特市短时强降水频次的空间分布不均匀,主要分布在呼和浩特市南部及山脉迎风坡;呼和浩特市短时强降水具有明显的季节变化和日变化特征,短时强降水频次最高在7月下旬和8月上旬,最容易发生在午后至傍晚,年代和年变化显示20世纪90年代为正距平,1993年之后,呼和浩特市短时强降水次数呈上升趋势,1997年通过显著性检验水平临界线,即呈明显上升趋势,1998年达到峰值。     

慕士塔格地区大气水汽氢氧稳定同位素季节内变化特征及影响因素分析

慕士塔格地区位于青藏高原西北部,常年受西风影响。为了更清楚地认识西风水汽来源和局地蒸发过程对区域水循环过程的影响,利用2017年7月26日—2017年11月6日和2018年7月30日—2018年12月10日在慕士塔格西风带环境综合观测研究站的监测数据,分析了地表大气水汽氢氧稳定同位素组成和相关局地气象要素的变化特征及其相关关系。研究发现：慕士塔格地区水汽中δ¹⁸O、d-excess与局地温度和比湿呈现明显的小时变化、日变化和季节变化;水汽δ¹⁸O值与温度的显著正相关关系在不同时间尺度稳定存在;在小时和日尺度上,水汽δ¹⁸O值与比湿呈现对数关系;后向轨迹追踪表明,西风将西伯利亚和北大西洋及慕士塔格周围地区的水汽传输至观测站点;当水汽自地中海和北大西洋长距离传输至慕士塔格时,水汽δ¹⁸O显著降低可达约7‰,d-excess会显著增大;该地区水汽稳定同位素组成的季节变化特征与降水稳定同位素组成的季节变化特征一致。研究内容初步揭示了青藏高原西风传输水汽稳定同位素变化的主要影响因素,可为区域水循环研究提供必要数据和关键认知,有助于理解西风控制区冰芯稳定同位素记录的气候意义。     

Seasonal variation in the deformation rate in NW Himalayan region

We report GPS measurements of continuous observations from the multi-parametric geophysical observatory (MPGO) at Ghuttu, Garhwal Lesser Himalaya. Other than the evidence of secular motion depicting strain accumulation due to locking of the underneath seismically active detachment, measurements at Ghuttu show annual variation of ±4 mm on horizontal component. Such variations are more prominent in the north coordinate and do not directly correlate with the meteorological parameters such as variations in rainfall, water table, and atmospheric pressure measured at the MPGO observatory. These variations are also not the artefact of data processing and network. They correlate with the water load storage in the Ganga plains, with minimum in displacement coinciding with the maximum storage of water in Ganga plains immediately after the monsoon and vice versa. Such variations also appear to cause annual variation in the low-magnitude earthquake frequency in the Himalayan region, being relatively more in the winter period.     

Simulation Study on the Impact of Taihang Mountain Slopes on Downhill Front Cyclone Rainstorm

The statistical and diagnostic analysis of precipitation in Hebei Province in the past six years shows that the mid-south of the North China Plain on the east side of the Taihang Mountains is an area of frequent rainstorm disasters in summer. The rain belt is mostly distributed along the Taihang Mountains, and the rainfall is often over 700mm. Focus was on the summer downhill frontal Yellow River cyclone, which accounted for 20% of the 73 storm days in the statistical samples. The analysis of the typical frontal cyclone heavy rain in 2016 shows that the meridional distribution of the Taihang Mountains cooperates with the climbing mountain jet in the north of the cyclone and the southward flow in the west of the cyclone, leading to the formation of a deep narrow cold temperature trough along the mountain orientation. It enhances the temperature gradient in the frontal cyclone, enhances the baroclinicity of the cyclone and the intensity of the rotating wind, resulting in augmentation of the cyclone and slowing of the eastward movement. Through the cooperation of the entanglement of the cyclone jet and the mountain block, a deep and abundant water vapor environment is formed, and the moving westward of water vapor flux and the low-level water vapor main body are hindered; The high-energy tongue convection instability on the eastern side of the mountain range is formed, a strong uplift with abundant water vapor masses is triggered, and three critical areas of vertical motion occurred, which restricts the rainstorm locations. Numerical experiments on the mechanism of the influence of the slope of the Taihang Mountains on heavy rain show that the downhill rainstorm area is parallel to the mountain range, and the meridional mountain range can cause a greater range of heavy precipitation. It is also easy to cause double frontal precipitation locally by a same cyclonic warm front and cold front, resulting in a long duration of heavy rain. The slope of the mountain is proportional to the intensity of the mountain block and forms the wet convection instability with the dry at lower and wet at upper overlapping on a thermal instability of the front zone with cold at lower and warm at upper, such as the total instability is stronger. The slope of the mountain is proportional to the increase and maintenance time of the cyclone decompression during downhill. It is inversely proportional to the decline to the North China Plain, which affects the path and speed of the cyclone eastward movement.