青藏高原冬季降水时空分布特征研究

青藏高原冬季降水的气候特征认识对高原冬季雪灾的防御有着重要意义。基于青藏高原54个气象站1971~2010年冬季(12~2月)逐月降水量资料,利用现代统计方法分析了青藏高原冬季降水的时空分布特征及突变现象,利用经验正交函数(EOF)和旋转经验正交函数(REOF)概括出高原冬季降水的6种主要空间分布型以及区域性特征进行分析。结果表明:冬季降水分布不均匀,偏东偏南部降水量相对较多,冬季降水在12月最少,2月最多;EOF对青藏高原地区冬季降水分解为6种模态,全区一致型、南北部型、东西部型、川西型、高原腹地型和西部型模态;EOF第1模态时间系数表明高原大部分地区冬季降水在20世纪90年代有显著增加、且存在14年左右的周期变化特征。REOF分析表明,高原地区冬季降水的局地特征显著,而高原腹地与中东部地区变化特征显示了高原冬季降水的主要变化特征,与EOF分析第1模态的变化特征较为一致。     

青藏高原东部土壤湿度变化及其与中国降水的关系

为进一步了解高原土壤湿度变化及其与中国降水的关系,利用青藏高原东部地区1991～2012年22个站10cm、20cm、50cm 3个层次的土壤相对湿度观测资料,分析高原东部地区土壤湿度的时空分布特征.同时利用全国1992～2012年的降水资料与1992～2011年的土壤相对湿度资料,采用求相关系数的方法分析高原东部土壤湿度与全国降水的关系.结果表明:(1)西藏东部土壤相对湿度由东至西呈递减趋势.(2)10cm土层较干,20cm土层的相对湿度是3层中最大的,50cm土壤的湿度变化较为平缓;表层土壤湿度变化较明显.21年来,各层土壤湿度呈不明显下降趋势.(3)高原东部地区土壤湿度与中国东部降水有显著关系,若东部高原春季土壤湿度偏湿(干),则江淮流域夏季降水偏少(多).     

青藏高原东部土壤湿度变化及其与中国降水的关系

为进一步了解高原土壤湿度变化及其与中国降水的关系,利用青藏高原东部地区1991~2012年22个站10cm、20cm、50cm 3个层次的土壤相对湿度观测资料,分析高原东部地区土壤湿度的时空分布特征。同时利用全国1992~2012年的降水资料与1992~2011年的土壤相对湿度资料,采用求相关系数的方法分析高原东部土壤湿度与全国降水的关系。结果表明:(1)西藏东部土壤相对湿度由东至西呈递减趋势。(2)10cm土层较干,20cm土层的相对湿度是3层中最大的,50cm土壤的湿度变化较为平缓;表层土壤湿度变化较明显。21年来,各层土壤湿度呈不明显下降趋势。(3)高原东部地区土壤湿度与中国东部降水有显著关系,若东部高原春季土壤湿度偏湿(干),则江淮流域夏季降水偏少(多)。     

青藏高原夏季200hPa西风变化特征及其与降水的关系

为了加强高原高空西风变化及其与降水关系的研究,利用NCEP/NCAR月平均再分析资料及中国160个测站月降水资料,采用线性倾向估计、小波分析、相关分析等方法,对青藏高原夏季200hPa西风近几十年的变化特征及其与中国降水的关系进行分析。结果表明:自1948年青藏高原夏季200hPa西风整体呈现显著增强趋势;且高原西风在20世纪50年代前期偏弱,在50年代中后期开始增强,并在80年代出现近62年的最大值,90年代末高原高空西风略有减弱,但不明显;小波分析表明高原200hPa西风具有2~4a的周期,且这一周期成分在50年代及70年代末至80年代前期这两个时段比较显著;高原西风的突变分析表明在1954年发生了一次较明显的增强突变。高原夏季200hPa西风与中国降水关系的分析表明:高原西风增强时在长江流域以北的中国大部分地区降水偏多,以江淮流域、川渝地区西部和东部省界以及中国西北、东北的部分地区表现显著,长江流域以南的大部分地区降水偏少,其中华南沿海及中国西南地区西南部降水偏少更加明显,降水场与大气环流有较好的配置关系。     

西藏高原切变线云系中雨以上降水的卫星云图分析

本文利用1974～1980年7年6～9月份152次中雨以上降水的卫星云图资料,着重分析了91次西藏高原切变线云系中雨以上降水过程的卫星云图形态和造成中雨以上降水的高原南部和北部云系侵入高原的路径,从而觅求出造成西藏高原中雨以上降水的切变线云系的卫星云图,以便于高原天气分析和预报中使用。     

中国西南汛期降水异常及影响因子

用１９５１～１９９２年３１个站的降水资料，作自然正交分解研究了近４２年汛期降水（４～９月）变化异常的时空分布，得到３种降水型。在此基础上通过相关函数和谱分析讨论了副高强度、副高强度、副高面积指数、副高西伸脊点、南方涛动指数、高原加热指数对西南汛期降水和降水型的影响作用和影响方式     

青藏高原地面加热场与四川主汛期降水及伏旱关系

分析了高原地面加热场强度距平指数与四川盆地伏旱及主汛期降水的联系。结果表明，高原前期加热强度同四川盆汛期降水和伏旱程度密切相关。把这些关系引入汛期降水预测模型对提高短期气候预测能力有一定积极意义。     

高原季风对500hPa中纬度西风带活动的影响

利用1948--2008年NCEP／NCAR逐月再分析资料和1958—2007年中国560站夏季降水资料,设计了一个区域西风指数,探讨了高原夏季风和500百帕中纬度西风带活动的时间一频率多层次年际、年代际时间尺度变化特征以及对我国夏季降水的影响。结果表明：高原夏季风对区域西风带活动具有显著的影响,近61年来,两者总体变化趋势相反,前者增强后者减弱。除了都具有1—2年、27—28年和线性趋势变化的共同周期外,还呈现出各自的周期变化,并且均发生过一次年代际气候跃变现象,前者发生在20世纪70年代中期,后者发生在80年代中期,高原夏季风由偏弱转为偏强,区域西风由偏强转入偏弱,在跃变前后两者各种周期的时间尺度和强度存在明显的不同。如果排除1—2年周期的不确定性,预计接下来高原夏季风将直接进入偏弱期,区域西风指数可能在3—4年后才转入偏强期,并且高原夏季风会比区域西风指数提前发生突变,对区域西风指数具有一定的指示意义。高原夏季风不仅自身对我国夏季降水产生重要的作用,同时,它通过影响中纬度西风带的活动,间接地影响着我国的夏季降水。     

1997年四川汛期旱涝趋势预测评述

简要回顾了１９９７年汛期预报情况，检验了汛期降水预报效果，分析了大气、海洋、高原热状况等主要物理因素对四川汛期旱涝的作用。     

大气短周期振荡与低涡活动及陕西降水的关系

利用１９８０～１９８２年的资料，揭示了夏季青藏高原上存在准１周、准半周和准１０ｄ的大气短周期振荡，而且这种振荡与高原东部有限区域的低涡活动及下游降水有较好的超前相关     

RELATION BETWEEN PRECIPITATIONAND SEDIMENT TRANSPORT IN THE DASHA RIVER WATERSHED

The study on sediment production and its relationship with climatic and hydrological factors in watershed is a major environment issue of concern in the international community. Based on the observational records covering the period from 1954 to 1999, the characteristics of precipitation changing over the Dasha River Watershed in Anhui Province and its relation to sediment yield were studied using tendency analysis and correlation analysis.Results showed that the precipitation of the Dasha River Watershed has high variability. In those 46 years, 34% of spring rainfall, 58% of summer rainfall and 30% of annual rainfall will be considered anomaly. The gray correlation analysis shows that sediment discharge correlates most closely with the frequency of the rainstorm with a daily precipitation above 100mm, secondly with the frequency of the rainstorm with a daily precipitation of 50-100mm, and thirdly with the number of rainy days. Their correlation coefficients are 0.98,0.90 and 0.85 respectively. In addition,the paper suggests the major countermeasures and methods for controlling of soil and water losses in this area.     

最优插值校准法定量估测降水及效果分析

天气雷达可以监测大范围降水以及降水分布情况,但是由于雷达估测的是离地面某一高度处的降水,会造成降水估算的误差。地面雨量站测量的是地面上某个点累计的雨量,单点精度较高,但往往漏掉强降水,暴雨中心。结合两者的优点,研究了雷达和雨量计联合估测降水方法中的最优插值校准法,并和Z—I关系估测的降水结果进行了对比分析。在此基础上还比较了不同雷达初值场对降水精度的影响。结果表明,最优插值校准法定量估测降水可以提高雷达估算降水的精度,同时雷达初值场的代表性好坏直接关系到降水估测的效果。     

基于LSTM神经网络的青藏高原月降水量预测

青藏高原的降水量预测不仅为该地区水资源合理规划利用提供依据,同时对中国及周边国家气候变化研究有着重要的意义。论文利用1990—2016年青藏高原降水量数据,采用长短期记忆神经网络（LSTM）对青藏高原月降水量进行预测,主要包括：① 使用青藏高原86个测站1990—2013年的月降水资料,预测各个测站2014—2016年的月降水量,并与传统的RNN、NAR、SSA和ARIMA预测模型相比,平均决定系数R²分别提高了0.07、0.15、0.13和0.36,均方根误差（RMSE）和平均绝对误差（MAE）表现更低;② 分析了降水量预测精度的空间分布特征,将各模型的R²在青藏高原地区内插值,分析R²的空间分布特征,发现所有模型降雨稀少的干旱地区和降雨多的湿润地区R²较低,在气候稳定、降水规律性明显的地区R²较高,且LSTM模型R²≥0.6的空间范围远大于传统模型;③ 分析了不同预测长度对各模型预测精度的影响,发现所有模型会随着预测长度增加而预测精度降低,但在不同的预测长度下LSTM预测的RMSE值都低于其他模型。     

青藏高原地区总辐射超太阳常数的观测研究

为了研究青藏高原地区 (以拉萨站为代表 )太阳总辐射的变化情况 ,分别使用常规观测站资料和自动观测站资料。常规观测资料使用的是逐日太阳最大总辐射以及出现太阳最大总辐射的时刻。 1993年开始实施的中日亚洲季风研究计划 ,太阳总辐射是每隔 2 0 min采集一次。基于上述资料研究发现有青藏高原太阳总辐射大于太阳常数的反常现象。并对这种反常现象进行了统计 ,得到了一些有意义的结果 ,最后在非局域力学平衡 (NLTE)假设下 ,对出现这种现象提出了可能的解释。     

Characteristics of rainfall erosivity based on tropical rainfall measuring mission data in Tibet, China

Rainfall erosivity in Tibet from 2000 to 2OlO was estimated based on simplified erosion prediction model using daily rainfall data derived from the Tropical Rainfall Measurement Misssion （TRMM） 3B42 rainfall measurement algorithm. Semi- monthly erosive rainfall and rainfall erosivity were validated using weather station data. The spatial distribution of annual rainfall erosivity as well as its seasonal and annual variation in Tibet was also examined. Results showed that TRMM 3B42 data could serve as an alternative data source to estimate rainfall erosivity in the area where only data from sparsely distributed weather stations are available. The spatial distribution of rainfall erosivity in Tibet generally resembles the distribution of multi-year average of annual rainfall. Annual rainfall erosivity in Tibet decreased from the southeast to the northwest. The concentration degree of rainfall erosivity shows an increasing trend from the southeast to the northwest. High rainfall erosivity accompanies low rainfall erosivity concentration degree and vice versa. Rainfall erosivity increased in the middle and western Tibet and decreased in the southeastern Tibet during the 11 years of this study.     

北斗CORS探测的大气可降水量与重庆降雨的关系

通过分析2018年2次典型降雨过程中大气可降水量(precipitable water vapor,PWV)的分布特征及其与实际降水量的关系,探讨PWV在预测降雨中的应用。结果表明,在降雨过程中,PWV的分布与实际降水量具有很好的相关性。PWV对降雨的发生具有一定的指示作用,在降雨发生前6~12 h,PWV开始增加;在降雨发生前1~2 h内PWV迅速上升;当PWV显著增加并保持高值时,预示强降雨的发生。PWV变化越快,降雨概率和降水量就越大。滑动平均处理结果进一步证明,强降雨发生前后,PWV会出现快速聚集和释放的现象,PWV可作为短期临近预报及天气分析等研究和应用的序列资料,为传统气象手段提供有力补充。     

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STREAMFLOW CHARACTERISTICS OF THE EASTERN QINGHAI-XIZANG PLATEAU

The eastern Qinghai-Xizang (Tibet) Plateau is the headwater area for many large Asian rivers. Permafrost occurs above 4,200 m a.s.l. and glaciers occupy the summits and high valleys of the east-west trending mountain chains. Annual runoff generally increases with precipitation which is augmented southward by the rise in topography. Rainfall, snow melt, glacier melt and groundwater are the primary sources of stream flow, and the presence of permafrost enhances the flashiness of runoff response to rainfall and snowmelt events. Peak flows are concentrated between June and September. And winter is low flow season. Three types of runoff patterns may be distinguished according to their primary sources of water supply: snowmelt and rainfall, glacier melt and snowmelt, and groundwater. Large rivers generally drain more than one environments and their runoff regime reflects an integration of the various flow patterns on the plateau.     

一次川东暴雨的雷达资料同化试验与诊断分析

为了对大尺度暴雨天气过程的雷达资料四维变分同化效果进行验证,选取2013年6月29日至7月2日发生在川东遂宁地区的一次暴雨天气过程,使用WRF中尺度模式进行雷达资料的同化模拟试验,并使用模式输出进行诊断分析。结果表明,高时空分辨率的雷达资料使短时间窗口的四维变分同化成为可能。同化结果能很好地改善由地形和初始场误差等因素带来的模拟缺陷,模拟输出场能完整再现整个暴雨的发生发展过程。副高西南侧低空急流带来的海上水汽与南亚季风自南向北带来的水汽共同构成了本次过程稳定的水汽供应通道。中β尺度涡旋的不断生消交替形成了该次暴雨过程的3次降水阶段。垂直方向不稳定能量的快速累积,缓慢释放以及垂直方向强的水汽输送交换,是造成该次过程降水时间长,量级大的主要原因。     

Driving force and changing trends of vegetation phenology in the Loess Plateau of China from 2000 to 2010

Changes in vegetation phenology are key indicators of the response of ecosystems to climate change. Therefore, knowledge of growing seasons is essential to predict ecosystem changes, especially for regions with a fragile ecosystem such as the Loess Plateau. In this study, based on the normalized difference vegetation index (NDVI) data, we estimated and analyzed the vegetation phenology in the Loess Plateau from 2000 to 2010 for the beginning, length, and end of the growing season, measuring changes in trends and their relationship to climatic factors. The results show that for 54.84% of the vegetation, the trend was an advancement of the beginning of the growing season (BGS), while for 67.64% the trend was a delay in the end of the growing season (EGS). The length of the growing season (LGS) was extended for 66.28% of the vegetation in the plateau. While the temperature is important for the vegetation to begin the growing season in this region, warmer climate may lead to drought and can become a limiting factor for vegetation growth. We found that increased precipitation benefits the advancement of the BGS in this area. Areas with a delayed EGS indicated that the appropriate temperature and rainfall in autumn or winter enhanced photosynthesis and extended the growth process. A positive correlation with precipitation was found for 76.53% of the areas with an extended LGS, indicating that precipitation is one of the key factors in changes in the vegetation phenology in this water-limited region. Precipitation plays an important role in determining the phenological activities of the vegetation in arid and semiarid areas, such as the Loess Plateau. The extended growing season will significantly influence both the vegetation productivity and the carbon fixation capacity in this region.