陕西春季干旱与多雨的环流特征对比分析

选用陕西86个气象站1961-2007年3~4月降水量和NCEP/NCAR再分析资料,利用标准化降水指数确定陕西春季干旱与多雨的划分指标,并对陕西省春季干旱与多雨年的同期和前期大气环流特征进行了合成分析,结果表明陕西春季降水具有南多北少,年际变率大等特点。陕西春季干旱少雨年同期500 hPa欧亚中高纬度距平场呈"-+-"分布,反映了中亚长波脊强盛,东亚大槽偏深的主要环流特征;而陕西春季多雨年乌拉尔山和日本海为正距平,鄂霍次克海和咸海、里海为负距平,欧亚中、高纬度距平场呈反位相分布,反映乌山阻塞高压建立与崩溃过程中,中亚长波槽经高原东移的环流特征,东亚中纬度纬向环流发展,冷空气易滞留在偏北地区,暖湿气流活跃更易北上,形成了陕西春季多雨天气。从850 hPa流场分布看,陕西春季多(少)雨通常对应同期对流层低层亚洲大陆东岸偏南气流的增强(减弱)。此外前年冬季乌山高压脊偏弱(强)和东亚大槽偏浅(深)与陕西春季多(少)雨有密切联系。     

泥石流滑坡发生的降水预报方法与雨量标准--以四川省盆地区域为例

通过对η坐标数值预报模式预报的降水量检验分析,发现η坐标数值预报模式对青藏高原天气系统活动造成的四川盆地降水预报明显偏弱,且雨区偏北、偏西。我们使用风场资料对高原天气系统作自动识别,进行了对高原天气系统影响降水的强化与雨区漂移的处理,研究得出了η坐标数值预报模式释用强降水预报方法。通过对1991-2001年四川盆地发生泥石流、滑坡灾害的气象成因(强降水)分析,研究得出了四川盆地不同的地质地貌条件下泥石流、滑坡预测雨量标准。在上述研究基础上,建立了四川盆地泥石流、滑坡产生的强降水预报方法。经2003-08-09业务试运行,效果较好,较成功的预报了四川盆地西部、西南部3次大暴雨过程触发的多处泥石流、滑坡灾害,在防灾减灾中发挥了好的作用。     

羌塘高原降水空间分布及其变化特征

羌塘高原作为典型的青藏高原内流区,其降水变化直接影响自身及其周边区域冰冻圈与生态系统的变化。但由于站点观测资料的限制,羌塘高原降水时空格局尚不明确。因此,基于2015年羌塘高原9个自动观测站逐小时降水数据和5套降水格点产品以及1978-2015年西藏地区26个国家台站逐日降水数据,分析羌塘高原降水的空间分布和变化特征。结果表明:(1)2015年羌塘高原核心区降水量和降水日数的均值分别约为154.9 mm和50天,其中,降水量约为东南边缘以及西藏地区多年均值的1/3和1/4。在空间上,降水量呈现东南多、北部少的特征,其中,昆仑山脉以北地区降水量最低,这从降水角度验证了该区域是"寒旱核心"的主要地区之一。(2)雨季与干季分明。西北部雨季分布在6-8月,比东南边缘地区约短1~2个月;且前者降水量呈现单峰型而后者呈现双峰型。(3)在高原核心区,热带降雨测量计划(TRMM)3B43数据和全球降水量测量计划(GPM)IMERG算法数据高估了多数站点的年降水量,主要是高估了干季降水量所致。(4)1978-2015年羌塘高原改则和狮泉河站降水量和降水日数呈现微弱增加趋势,且强降水事件增多。     

近年来北京沙尘天气特征及成因分析

针对2000-2002年北京沙尘天气增加和2003年沙尘天气迅速减少的现象,统计分析了近几年北京沙尘天气的特征和出现的特点,并从大气环流形势、气候特点、气象要素以及可能影响北京沙尘天气的沙源状况进行分析。2000-2002年春季,我国处于西北气流的控制之下,冷空气势力强,以西或西北路径影响我国。2003年春季亚洲东北部高压脊偏强和日本海气旋较弱,使得冷空气路径偏北,入侵我国的冷空气势力较弱,产生大风沙尘的动力条件减弱。气候特点分析表明,1999-2002年北方大部分地区降水量持续偏少,年平均气温偏高,造成土壤水分蒸发强烈,土壤干燥疏松。2002年冬季至2003年春季,北方地区降水量较常年明显偏多,北京周边地区的主要沙源地一直被积雪覆盖,植被覆盖度扩大,有效抑制了沙尘天气的形成。     

1997—2017年塔克拉玛干沙漠腹地降水特征

利用塔克拉玛干沙漠腹地塔中气象站1997—2017年逐日和逐时降水资料，分析塔克拉玛干沙漠腹地降水日变化特征、极端强降水特征及其天气背景。结果表明：1997—2017年研究区降水量呈增加趋势、降水日数呈减少趋势，大雨雨量和雨日明显增加，降水呈增强演变。降水多见于6月，最大雨强为8.4 mm·h^-1。降水量日变化呈多峰特征，降水量最大值出现在23：00，06：00是降水频次最多时刻。降水强度和降水频次对降水量作用不同，午后至前半夜强度大，频次少；而后半夜至清晨频次多，强度小。降水以短历时降水为主，其中1～3 h的短历时降水对总降水量贡献率高达61.76%。日降水和小时降水的99百分位强度阈值分别为15.3 mm·d^-1和6.0 mm·h^-1，大于90百分位极端降水量占总降水量贡献率近半。极端强降水天气发生在南疆盆地受北纬40°以南低槽、切变槽或弱的气旋式风场控制地区，南疆盆地提前增湿，民丰850 hPa比湿接近或超过10 g·kg^-1的背景下，降水连续性较差，多中小尺度引发局地短时降水。     

云南文山一次低涡暴雨成因初探

利用FY2G卫星云图、雷达资料、自动雨量站等观测资料和NCEP/NCAR逐6 h 2.5°×2.5°再分析资料对2018年6月22日~25日云南省文山州大暴雨天气过程进行分析。结果表明,此次暴雨过程的主要影响系统是两高之间的辐合区和低涡切变线。由于高原槽不断东移加深,孟湾低压与印度半岛低压系统合并加强,西太平洋副热带高压加强西伸,文山州受强偏南气流影响,产生强烈水汽辐合,造成持续强降水;不断有对流单体发展且合并到大的对流云团中,有较大范围的对流云团持续影响是此次大暴雨的主要云图特征;雷达上持续存在“S”型径向速度图,且存在较强降水回波在文山附近生消发展,造成明显的“列车效应”。     

甘肃民勤2001-2010年沙尘暴变化特征及原因分析

根据2001-2010年民勤沙尘暴资料和《中国沙尘天气年鉴》资料,分析了民勤近10年沙尘暴特征.结果表明:近10年民勤以局地性沙尘暴为主;一日中区域性沙尘暴较局地性沙尘暴出现分散且早,区域性沙尘暴4月出现最多,而局地性沙尘暴6月出现最多,区域性沙尘暴春季出现最多,而局地性沙尘暴春季最多,夏季和春季相当,年际均呈现明显减少的趋势;从逐年强沙尘暴次数、平均持续时间、造成的损失等分析,认为沙尘暴强度没有减弱,强沙尘暴强度变化不大.用1971-2010年常规气象观测资料和典型沙尘暴个例探空气象资料分析沙尘暴减少的原因为:一是大风日数减少、平均风速减小;二是当地植被覆盖率逐年提高;三是近地层多暖平流、冷空气活动减弱.     

陕西强沙尘暴、特强沙尘暴天气气候特征分析

 从陕西1954—2003年所有沙尘暴记录所对应的3次或4次定时能见度观测资料中挑出最小能见度小于500 m的作为强沙尘暴记录,小于200 m的作为特强沙尘暴记录。然后挑取在一次过程中有3个或3个以上气象站出现强沙尘暴的过程共41次作为强沙尘暴过程,有3个或3个以上气象站出现特强沙尘暴的过程共6次作为特强沙尘暴过程。分析结果表明,20世纪90年代是陕西强沙尘暴、特强沙尘暴过程最少的时期。陕西强沙尘暴过程主要发生在春季,冬季次之,其中春季4月最多, 冬季2月最多。除春季、冬季外,6、11月也有发生。根据41次强沙尘暴过程出现前一日08时500 hPa环流形势分析,将造成陕西强沙尘暴天气的环流形势及影响系统分为蒙古冷（横）槽型、脊前下滑槽型、短波槽东移型和西北气流型4类,其中蒙古冷（横）槽型是造成陕西强沙尘暴天气最多的一种形势,占总次数的44%。陕西6次特强沙尘暴过程的环流形势及影响系统全为蒙古冷（横）槽型。根据地面冷空气入侵陕西的路径分析,将造成陕西强沙尘暴天气的冷空气路径分为西路、西北路、北路三条。     

民勤大气边界层特征与沙尘天气的气候学关系研究

 为了更好地理解西北干旱区大气混合层(ML)厚度的变化特征及其对当地沙尘气候形成的影响, 利用民勤2006—2008年3—6月逐日08时和20时探空资料、降水和日最高气温,计算和分析了最大混合层厚度、逆温层特征和垂直风场及其对沙尘气候形成的影响。结果表明,民勤沙尘天气的大气边界层有显著的昼夜变化,白天厚、逆温强而多;沙尘天气的最大混合层厚度在2 600 m左右,介于无降水与有降水天气之间;扬沙主要由锋面中的冷空气引起,而沙尘暴主要由低层风场的剧烈扰动和500 m以上高层冷锋入侵引起。沙尘暴发生前近地面风场有明显的扰动,沙尘暴发生时在500 hPa以下有显著的冷空气活动,白天较强。能见度小于100 m的强沙尘暴夜间风速大,冷空气较强。     

青藏高原近40年来的降水变化特征

利用我国青藏高原地区的1961-2000年56个气象站的逐月降水资料,通过计算降水量的距平百分率,分析了青藏高原自1961至2000年以来降水量变化的趋势和1961-2000年以来各季降水量变化趋势,发现:青藏高原近40年来降水量呈增加趋势,降水量的线性增长率约为1.12mm/a。再将高原划分为四个季节,分析了各季40年来的降水量的变化情况得出:春季降水量年际变化较大,秋季降水量变化不明显。夏季降水量值较大而降水变化幅度较小,冬季降水量变化则与夏季相反。通过将青藏高原分为南北两个地区,分析了两个区的年降水量和四个季节的降水量的变化得出:高原南区1961-2000年降水量呈增加的趋势,降水量的线增长率为1.97 mm/a,春季和冬季降水量年际变化较大,夏季降水量变化不明显,秋季降水量略有增加;北区年降水量和夏季的降水量变化较小,秋季降水量的年际变化较大,冬季降水量变化最大。对青藏高原的南北两区用Mann-Kendall方法进行突变分析,显示高原南区分别在1978年和1994年发生突变,北区没有发现突变。     

气候变暖背景下祁连山区春季积雨云变化特征

利用祁连山区及其周边26个气象观测站1961-2005年春季云形状和气温观测资料,采用线性趋势分析、小波分析等方法,分析了祁连山区春季积雨云出现频率的空间分布与时间变化特征,探讨了与气候变暖的关系,并选用同期NCEP/NCAR全球再分析资料,对祁连山区春季积雨云的环流特征进行分析。结果表明:① 祁连山区春季积雨云出现频率在20%～24%,为河西走廊和柴达木盆地的3～6倍,山区东、南侧多于西、北侧,与该区大气水汽含量分布呈现相一致。② 近45年来,祁连山区春季平均气温增温0.9 ℃,气温变化经历了低—高—低—高的4个变化阶段,气温变化的倾向率为0.18 ℃/10a。③ 近45年来,祁连山区春季积雨云出现频率与同期气温变化反相,经历了多—少—多—少4个变化阶段,总体呈弱的减少趋势,倾向率为0.2%/10a。④ 在25a时间尺度上,祁连山区春季气温和积雨云出现频率为反相位变化结构为主,表明在长期气候变化上,气温偏低时期对应积雨云出现偏多时期,气温偏高时期对应积雨云出现偏少时期。⑤ 祁连山区春季积雨云偏多与偏少年在欧亚500 hPa环流场上存在明显的差异,积雨云出现频次的多少是对欧亚500 hPa环流异常的响应。     

近50年青藏高原东部降雪的时空演变

选用1967-2012年青藏高原东部60个站点的观测资料,分析了该地区降雪的时空演变特征,并结合降水和气温的变化,探讨了降雪与积雪的关系,结果表明：青藏高原东部年降雪量在1.3~152.5 mm范围内变化,空间分布差异显著;秋季降雪表现出中间多、周边少的特征,冬季降雪表现出由东南向西北递减的特征,春季降雪最多且空间分布与年降雪基本一致;降雪可划分为青南高原区、藏北高原区、柴达木盆地区、青藏高原东南缘区、川西高原西北部区、青藏高原南缘区、青海东北部区及藏南谷地区;就青藏高原整体而言,除秋季外,整年、冬季和春季降雪均表现出“少—多—少”的年代际变化特征,其中冬季降雪在1986年发生了由少到多的突变,整年、冬季和春季降雪均在1997年发生了由多到少的突变;不同区域降雪的时间变化规律各具特点;降雪与积雪的关系十分密切,春季降雪受气温的影响最为显著,秋季次之,冬季最弱;20世纪末,春季降雪受气温升高的影响表现出与降水变化相反的由多到少的气候突变特征。     

宁夏一次春季突发寒潮极值暴雪过程的等熵位涡分析

利用常规观测、地面加密站逐时观测和欧洲中期数值预报中心0.125 °×0.125 °逐6 h再分析资料，从天气系统演变、冷空气路径、灾害性天气预报指标等方面，利用315K等熵位涡对2016年4月2～3日宁夏突发寒潮极值暴雪过程进行了诊断分析。结果表明：（1）此次过程属于高空小槽东移合并型，地面有冷高压分裂且主体快速南下，并有锋面相配合，导致强冷空气入侵和锋后降雪。（2）前期环流形势稳定，后期天气系统突变，常规气象资料难以预报，315K等熵位涡图可作为短时、局地的春季寒潮降雪过程的有效分析和预报工具。（3）等熵位涡清楚地示踪冷空气的来源和传播路径：咸海区域对流层顶冷空气东移南扩与青藏高原对流层中层冷空气合并加强，且新地岛平流层下部的冷空气在前期缓慢东移后，自贝加尔湖加速南下对其补充引发寒潮。（4）等熵位涡异常大值可定量、清晰地表述关键影响系统西风带小槽的演变，具有更好的指示意义。（5）等熵位涡高值区随时间变化与寒潮演变一致，可提前6 h指示冷空气活动，且等熵位涡大于1.0 PVU区域与寒潮及降雪落区一致，大于0.8 PVU区域与强降温区域一致，可作为精细定量预报的重要指标。     

Analysis of vegetation changes and dominant factors on the Qinghai-Tibet Plateau,China

This research was undertaken to clarify the characteristics of vegetation change and its main influencing factors on the Qinghai-Tibet Plateau. Using the greenness rate of change(GRC) and correlation factors, we analyzed the trend of vegetation change and its dominant factors from 2000 to 2015. The results indicate that the vegetation tended to improve from 2000 to 2015 on the Qinghai-Tibet Plateau, with the improved area accounting for 39.93% of the total; and the degraded area accounting for 19.32%. The areas of degraded vegetation are mainly concentrated in the low-relief and intermediate-relief mountains of the high-altitude and extremely high-altitude areas on the Qinghai-Tibet Plateau, as the vegetation characteristics are impacted by the terrain. Temperature and precipitation have obvious response mechanisms to vegetation growth, but the effects of precipitation and temperature on vegetation degradation are not significant over a short time frame. Overgrazing and population growth are the dominant factors of vegetation degradation on the Qinghai-Tibet Plateau.     

甘肃北部短时强降水中尺度特征及物理量配置

利用甘肃北部27个国家级自动气象站及635个区域气象站降水资料,结合常规高空、地面和欧洲中期天气预报中心（ECMWF）再分析物理量场资料,选取了2016—2019年5—9月104个典型短时强降水个例,对甘肃北部短时强降水天气发生发展的环境条件进行了中尺度综合分析,揭示了区域内短时强降水的一些特征和规律。结果表明：（1） 甘肃北部短时强降水集中出现在6—8月,短时强降水的强度多为10~20 mm。（2） 甘肃北部短时强降水天气的典型特征,分为副高边缘型、低压槽型、西北气流型和河套阻高型4种流型。（3） 通过分析不同天气形势、不同类别、不同物理量参数间的联系与区别,总结出各类短时强降水天气的环流特征和物理量要素指标和阈值。（4） 地面辐合线（冷锋）是甘肃北部触发强对流天气的关键系统,地面辐合线（冷锋）的分析对短时临近预报至关重要。（5） 低空偏南风急流（显著流线）在110°E左右北上及在37°N左右产生辐合是判断甘肃北部能否产生短时强降水的重要依据。并对2020年短时强降水预报效果进行检验,预报准确率达63.6%,说明建立的短时强降水预报指标预报能力较强,为提高短时强降水预报预警能力提供了一种新途径。     

南疆西部暴雨过程的动力热力结构分析

利用常规气象观测资料和ECMWF提供的ERA-Interim 0.125°×0.125°再分析资料,通过对2012年5月21~23日和2013年5月26~29日南疆西部两次暴雨过程中等熵面特征的对比分析,得到暴雨过程中的动力热力结构模型。结果表明：南疆西部暴雨过程是在中亚低涡系统影响下,高、中、低空急流耦合并叠加地形强迫的综合作用下形成的。中亚低涡前部中高层向东输送的冷空气翻山后下沉,与低层南疆盆地东部向西输送的冷空气汇合抬升,与中层暖空气交汇,同时上升运动加强促使水汽辐合凝结,是降水的重要原因,短时强降水时冷空气强度弱于暖空气,持续性降水时反之。中低层等熵面位涡与降水关系密切。     

云南省"倒春寒"灾害性天气的研究

根据倒春寒灾害性天气的标准，对1960～2004年的倒春寒过程进行了统计分析，描述了倒春寒过程的天气特征和造成的严重灾害，发现其中的最严重的倒春寒过程的特征，对倒春寒过程进行了分类，并且提出建立较为统一的倒春寒标准的建议。对云南冷空气过程进行了路径分析，发现云南冷空气路径有4条，它们是：西北路径、北方路径、东北路径和偏东路径，而倒春寒过程的冷空气路径主要是北方路径和东北路径，东北路径是云南省最多的一条冷空气路径，而北方路径却造成云南省最强的一次倒春寒过程。     

内蒙古沙尘暴天气系统及预报指标探讨

根据21 世纪15 a 来出现在内蒙古的沙尘暴个例,归纳形成沙尘暴的高空环流背景和地面天气系统,提炼预报指标。结果显示：沙尘暴是强冷空气爆发南下的过程,具有冷空气强、锋区强、高空急流强的特征;造成内蒙古沙尘暴的高空环流背景可分为高脊移动型、冷槽下滑型、横槽型和低涡旋转型等四个类型;强烈发展的蒙古气旋和冷锋是造成沙尘暴的主要地面天气系统。沙尘暴预报应主要着眼于高空急流轴的位置、乌拉尔山高压脊、高空锋区、蒙古气旋及冷锋、地面变压中心、高空正涡度平流中心与地面气旋相叠置的区域等方面。     

甘肃一次副高内部极端强降水可预报性思考

传统认为副高内部下沉运动，抑制对流运动的发生，但是甘肃河东隔几年就会出现一次副高内部的强降水过程，而全球业务模式对此类强降水预报能力较弱，导致副高内部的强降水天气预报难度很大。利用多种常规和非常规观测资料，对2016年8月22日甘肃副高内部的一次极端强降水过程进行分析，以期发现一些可用预报指标，结果表明：青藏高压东北部辐散区和近地面层的中尺度辐合线的叠置，有利于形成强烈的上升运动，是强降水发生的天气背景条件。环境场极高的水汽含量，异常厚的暖云层，和小的垂直风切变有利于形成极大的降水效率，是强降水的增强条件。通过对各种中尺度观测资料的分析，发现一些对强降水预报预警有指示作用的因子：（1） 对流云团冷云盖中心区域运动前方逐时云顶亮温（TBB）梯度最大处对应地面降水最强降水。（2） 闪电总次数峰值后1~2 h，且闪电带变的很有组织时，对应地面最强降水时段。（3） 造成强降水的对流单体的雷达回波表现出低质心暖云降水的特征。（4） 在组合反射率（CR）、垂直液态水含量（VIL）最大值出现后30~40 min，最强雨强出现。