华北干旱的多时间尺度组合预测模型

根据华北地区干旱具有显著的年代际和年际变化特性，该文提出了建立多时间尺度预测模型的新构想。利用奇异谱动力学重构的方法将干旱序列的年代际和年际时间尺度变化进行分离，然后分别建立两种时间尺度变化的预测模型，最后将两者进行组合。在建立年际变化预测模型时，使用信噪比的方法将前期大气和海温出现显著异常变化区域的强信号引进到预测模型中。1996~2002年跨季度的预测试验表明，这一建模方案可以较好地反映华北干旱的变化趋势，并具有一定的预测技巧。     

梅雨降水季节预测的多方法比较

基于1961—2000年逐月降水观测资料和全球大气再分析资料,分析了6—7月长江中下游(108°～123°E,27°～33°N)梅雨的时空分布特征。通过观测诊断和数值试验确定了影响梅雨异常偏多的3个前期因子:4—5月平均的西北太平洋海平面气压正异常;3月至5月北大西洋海平面气压负变压倾向;1月至4月西伯利亚的2 m温度负倾向。利用这3个具有物理意义的影响因子构建了梅雨季节预测模型,该模型在训练期(1961—2000年)和独立预测期(2001—2022年)均具有显著的预测技巧(相关系数分别为0.79和0.77,均方根误差分别为0.59和0.68)。同时,基于相似的潜在预测因子,对比了利用偏最小二乘回归方法和5种机器学习方法(随机森林、轻量级梯度提升机、自适应提升、类别型特征提升、极端梯度提升)建立的预测模型的技巧。虽然训练期(1961—2000年)偏最小二乘回归和机器学习建模拟合效果更高,但在独立预测期(2001—2022年)上述模型的预测技巧显著降低(相关系数均低于0.44,均方根误差均大于0.93),出现了明显的过拟合问题。本研究强调梅雨的短期气候预测应建立在物理机制基础之上,而使用机器学习方法需谨慎。     

四川地区近60 a大气可降水量分析

利用60a的NCEP2．5°×2．5°再分析资料,分析了四川地区大气可降水量的长期平均特征及其季节、年际与年代际变化。结果表明：四川地区年大气可降水量为181．30kg·m^-2;大气可降水量的空间分布明显不均匀,川西高原的大气可降水量明显低于四川盆地;大气可降水量季节变化显著,一年中夏季（6～8月）最多（74．33kg·m^-2）,秋季次之,冬季最少;大气可降水量1月最少（5．82kg·m^-2）,7月最多（25．77kg·m^-2）,2月开始逐月增加,8月开始又逐月减少。60a中大气可降水量年际变化小,丰年大气可降水量为枯年的1．15倍。60a来,大气可降水量在平均状态附近波动,略有减少。     

中国夏季月际—季节平均降水动力和统计结合实时预测模型

中国夏季降水大幅度月际尺度变化往往造成极端旱涝事件交替或转折,但其月际异常会被季节平均掩盖,影响季节尺度气候预测准确度,因此亟需考虑月际气候预测,提升月际—季节尺度气候预测准确度。本文首先采用年际增量和场信息耦合型预测方法研制中国夏季6～8月月际尺度降水动力和统计结合气候预测模型,之后根据月际尺度降水预测,开展季节平均降水预测。首先,基于前期观测信息和美国第二代气候预测系统（CFSv2）预测结果,选取前期12月观测的南太平洋中高纬关键区海温、1月北极关键区海冰密集度以及CFSv2预测系统2月起报的夏季同期关键区海温作为月际尺度降水预测因子,分别研制以上具有物理意义的单预测因子预测模型,并采用奇异值分解（SVD）误差订正方法对其改进;之后,利用多因子择优集合方案,研制预测效能较高且稳定的中国160站夏季月际尺度降水动力和统计结合预测模型,进而基于月际尺度预测开展夏季季节平均气候预测。1983～2022年夏季（6～8月）中国160站逐月降水预测模型的交叉检验结果表明：逐月回报与观测降水距平百分率的时间相关系数通过90%置信水平的站点占比分别为90%,88%,82%,多年平均的空间相关系数分...     

我国冬季气温与影响因子关系的年代际变化

利用1951—2012年冬季全国160个站月平均气温以及NCEP/NACR再分析资料和海温、北极海冰等资料,分析了我国冬季气温及其关键影响因子的年代际变化特征,重点研究了关键影响因子对我国冬季气温影响关系的年代际变化。研究表明:我国冬季气温在1985年之前处于冷期,之后为暖期; 我国冬季气温异常与影响因子的关系发生了显著的年代际变化,而且影响因子之间的关系也发生了显著的年代际变化。针对这种年代际变化的基本事实,提出针对冷期和暖期中不同影响因子与冬季气温的关系分时段建立冬季气温的多因子回归预测模型,可以反映冬季气温及其影响因子关系的年代际变化特征。正确的预测策略是利用相同年代际背景下预测对象与预测因子的时间序列资料建立预测模型,以确保预测模型中反映的预测对象与预测因子关系的稳定性,进而保持较高的拟合及预测水平。     

2011年夏季西南极端干旱事件及其成因

利用近30 a中国地面气象台站1 767站的逐月降水资料、同期NOAA的扩展重建（Extended Reconstructed SST V3b）海表温度资料和NCEP/NCAR大气再分析资料,分析了2011年夏季（6—8月）东北太平洋海温异常对西南地区极端干旱事件的影响机理。结果表明：2011年夏季西南地区降水呈现极端偏少的特征,区域平均降水距平为-270 mm,小于负两倍标准差,降水负异常极小值区域主要位于滇黔桂三地交界处。2011年夏季西南地区降水极端负异常与东北太平洋海表温度异常偶极型（NorthEast Pacific SSTA Dipole,NEPD）分布存在联系。将热带东北太平洋[90°～120°W,5°～20°N]海温负/正异常、中纬度北太平洋[150°～170°W,37°～45°N]海温正/负异常定义为NEPD负/正位相。NEPD负位相事件引起了热带中东太平洋对流层低层东风异常,并通过中纬度纬向东传波列引起远东地区位势高度正异常,减弱了西太平洋副热带高压,不利于西南暖湿气流向中国西南地区输送;同时,西南地区对流层低层辐散、高层辐合,受异常下沉气流控制。上述条件共同作用造成了2011年西南地区夏季降水极端负异常。     

昆明准静止锋客观判识方法研究

利用云贵高原1961-2010年逐日地面观测资料和ERA-Interim 0.125°×0.125°再分析资料,根据昆明准静止锋（KQSF）的天气学特性,综合考虑热力场、动力场和锋面系统空间尺度等要素,开展昆明准静止锋锋线的客观判识研究。经过典型天气过程分析和气候资料统计的验证,客观判识方法是合理的。在用客观判识方法计算50年全部昆明准静止锋样本的基础上,统计分析了其时、空分布特征。这一客观判识方法为统一、客观、定量地描述昆明准静止锋的特征及其在气象业务中精细化和数值化的应用提供了途径。     

齐齐哈尔市气温变化小波分析

利用1909年1月至2002年12月逐月平均气温距平资料和Morlet小波变换方法，对齐齐哈尔市气温变化的年际、年代际周期以及突变特征进行了分析。得出近百年来齐齐哈尔市气温变化具有准2、4、4～6、8年左右的年际尺度和40～60年的年代际尺度周期变化，并存在突变特征，齐齐哈尔市气温变化是不同尺度周期振荡综合作用的结果。所得结论对齐齐哈尔市的短期气候预测具有一定的参考意义。     

山西一次低涡暴雨过程的成因分析

采用地面、高空常规观测资料和NCEP全球再分析资料（空间分辨率1°×1°）,对2005年7月1日20时至2日20时（北京时）发生在山西的一次低涡暴雨过程从环流形势、物理量场方面进行了初步的分析,发现这次暴雨过程是受5OOhPa高空槽、副热带高压以及中尺度低涡等天气系统共同作用产生的。利用数值模拟输出的高时空分辨率资料探讨了此次暴雨过程的发生发展特征和机理,指出中低层中尺度涡旋是造成这次过程的主要天气系统,低涡的时空演变与暴雨中心的移动和雨强的变化有着较好的对应关系。湿位涡诊断表明：强降水发生时,暴雨区上空低层是不稳定区,湿位涡负中心出现在暴雨中心附近,且对流不稳定性远大于湿斜压性。地形的敏感试验进一步揭示了地形对暴雨的增幅作用。     

青藏高原纳木错气象要素变化特征

依据中国科学院纳木错综合观测研究站设立的自动气象站和气象塔观测（30°46．44′N，90°59．31′E，4730ma．s．l．）资料，初步分析了2005年7月14日至2006年7月13日一年的气温、气压、相对湿度、降水和风等气象要素的季节和日变化特征。结果表明：纳木错站年平均气温为0℃，最冷月为12月，最热月为7月；全年降水量为281．8mm，多集中在5—10月；年平均相对湿度为52．6％，雨季和干季分明，全年夜雨率为78．6％；年平均气压值为571、2hPa，9月最大，1月最小；年平均风速为4m·S^-1，1月风速最大为6．1m·S^-1，上午风弱、午后风强；全年大风日数为53天，1月大风日数占全年的36％；全年盛行风处在东南至西风（135°--270°）之间，夏季有明显的湖陆风。     

Drought prediction

Drought prediction has been an age-old problem, but in more recent times the magnitude of the Sahelian drought has brought into focus the need to improve the techniques for predicting such droughts with some measure of accuracy. Prom the present state of knowledge, drought prediction is difficult, if not impossible. Two major approaches appear to be prominent in the search for appropriate techniques. These include the use of teleconnections and the development of numerical models.Essentially, time-lagged teleconnections rely on the assumption that changes induced in any one area of the world may produce changes elsewhere on a world-wide scale, though time-lagged. The 1972-73 El Nino off the west coast of South America is a good case in point. The development of numerical models which allow the incorporation of not only climatic factors but also man's impact on the natural environment, offers some ray of hope that the general circulation models (GCMs) may help to improve the techniques of drought prediction.     

美国国家级干旱监测业务产品介绍

美国需要改进干旱监测与评估方法。干旱是代价昂贵的自然灾害(联邦应急管理局(FEMA),1995;W ilhite,2000),但经常被评估和预报产品的开发者忽略。相比于其他灾害,干旱表现得更模糊并且不适合用传统的评估或预报方法,它相对缓慢的发生以及其影响的复杂性,需要有一套新的方法来对它进行评估。干旱监测和预报技术的提高会使我们为应对干旱灾害做更好的准备工作,进行更好的应对实践,从而减少社会对干旱及其影响的脆弱性。为追踪和展示全美国干旱的程度、空间范围以及其影响,开发了新的干旱监测工具,研发了每周发布的国家级干旱监测业务产品(th…     

干旱与可持续发展及抗旱减灾技术研究

讨论了干旱与可持续发展的关系，介绍了20世纪90年代以来全国受旱、成灾状况以及干旱气候资源。分析表明，在干旱严重发生地区，采用改善生态环境、优化农业结构、提高水资源利用率、大力开发空中水资源等措施是目前较为有效的抗旱减灾技术。     

三种干旱指数在山西省干旱分析中的比较

利用1957-2003年山西省30个测站逐月、逐年降水量、平均气温资料、降水距平百分率、帕尔默指数和Z指数等三种干旱指数的计算方法和判定标准,分别在山西省北部、中部、南部和全省的旱涝状况进行判定的基础上,对三种干旱指数的判定结果进行了比较和相关分析。结果表明：（1）从旱涝年发生频次来看,降水距平百分率判别干旱的趋势可信...     

干旱的定量化:干旱指数的评价

讨论气象、农业和水文干旱强度的各种客观定量指数。依照6个权重评价标准(普适性、实用性、易理解性、理论性、时效性和无量纲性),对每一种干旱形式的指数进行了评价。计算了俄勒冈州两个气候区24个水年(1976～1999)的一些最优的干旱指数。研究结果认为,描述气象干旱、水文干旱和农业干旱最有价值的指数分别是降水成数、总缺水量和计算土壤水分。     

Two Types of Flash Drought and Their Connections with Seasonal Drought

Flash drought is a rapidly intensifying drought with abnormally high temperature, which has greatly threatened crop yields and water supply, and aroused wide public concern in a warming climate. However, the preferable hydrometeorological conditions for flash drought and its association with conventional drought at longer time scales remain unclear. Here, we investigate two types of flash drought over China: one is high-temperature driven (Type I), while the other is water-deficit driven (Type II). Results show that the frequencies of the two types of flash drought averaged over China during the growing season are comparable. Type I flash drought tends to occur over southern China, where moisture supply is sufficient, while Type II is more likely to occur over semi-arid regions such as northern China. Both types of flash drought increase significantly (p0.01) during 1979-2010, with a doubled rise in Type I as compared with Type II. Composite analysis shows that high temperature quickly increases evapotranspiration (ET) and reduces soil moisture from two pentads before the onset of Type I flash drought. In contrast, there are larger soil moisture deficits two pentads before the onset of Type II flash drought, leading to a decrease in ET and increase in temperature. For flash drought associated with seasonal drought, there is a greater likelihood of occurrence during the onset and recovery phases of seasonal drought, suggesting perfect conditions for flash drought during transition periods. This study provides a basis for the early warning of flash drought by connecting multiscale drought phenomena.     

基于蒸散干旱指数的华北地区干旱研究

本文利用卫星遥感资料以及常规气象资料驱动基于地表净辐射、植被指数、平均气温和日温差的蒸散模型来估测日实际蒸散量,并与栾城站涡动相关法测量的实际蒸散作对比验证。定性分析了实际蒸散与各相关影响因子的时空变化规律;通过蒸散干旱指数（EDI）分析华北地区的干旱分布特点,并分别与PDSI指数和降水距平百分率作对比。结果表明：ET模型估测的蒸散值与实测值的相关性很好,其模拟精度对于大面积干旱监测的空间尺度上是可用的;EDI距平指数表征干旱分布的空间分辨率较高,且对旱情的指示和干旱程度的判定比较可靠。     

2010年凌云县干旱灾害成因分析及抗旱措施

从气候、地形等方面分析了凌云县2009年秋至2010年干旱灾害的成因,并提出了相应的抗旱措施,尽可能减少干旱灾害造成的损失。     

气象干旱指标在内蒙古干旱监测评估中的应用

对在内蒙古气候中心干旱监测评估业务中经常使用的降水量距平百分率、土壤相对湿度干旱指数、综合气象干旱指数三种气象干旱指标进行详细介绍和适用性分析。并对三种气象干旱指标的监测结果进行对比分析,结果认为综合气象干旱指数指标能较确切反映出干旱程度,尤其在对干旱过程的跟踪方面具有明显的优势。降水量距平百分率指标反映干旱程度较轻,土壤相对湿度指标反映干旱程度比较敏感。     

基于作物旱度指标的农业干旱评价指标与模型研究

在广泛研究国内外农业干旱指标的基础上,首次提出"作物旱度指标I"t、"作物相对旱度指标Ir"t、"作物干旱强度指标Di"建立了广元市农业干旱评价指标和模式。当作物相对旱度指标Ir20≧0.6持续15天时发布农业干旱预警,为防旱治旱提供决策依据。