云南严重低温霜冻灾害天气个例分析

1999年12月下旬特大霜冻灾害是云南1951年以来损失最大的一次自然灾害,受灾面积85万hm^2,直接经济损失55亿元。利用高空和地面气象资料,分析了严重低温霜冻灾害的天气成因,并与历史上的1973／1974、1975／1976年冬季云南两次严重霜冻灾害进行了比较。结果表明：特大霜冻灾害是在云南连续暖冬背景下发生的,对云南经济作物和热带作物的危害最大。高空冷平流与地面冷高压控制下长时间夜间晴空辐射冷却降温是此次重霜冻形成的主要原因,500hPa、700hPa偏北气流和干冷南支槽是主要影响天气系统。碧空无云、静风、湿度小、气温低、气压高、露点温度特低是此次重霜冻的主要气象要素变化特征。冻害以滇南热带作物种植区最为严重。关键词霜冻低温冷平流晴空辐射暖冬     

梧州地区霜冻分析

霜冻是冬季晴冷夜晚,地面附近气温降到0℃以下时,近地面空气中水汽就在附近物体上凝结成白色的冰晶体。霜冻实际上是属于一种低温危害的灾害性天气。霜冻对冬种经济作物危害很大由两方面引起;低温危害根部造成植株死亡;切断养份和水份输送造成枯死。     

WRF模式对金塔绿洲效应的数值模拟

利用美国NCAR中心的天气研究与预报模式WRF,对金塔绿洲的温度场、环流场、能量场的结构及其日变化特征进行了较为细致的模拟研究。结果表明,WRF模式能较好地模拟出非均匀下垫面上绿洲和戈壁的近地面温度、风场、净辐射、感热和潜热等要素的变化特征及日变化规律,较为完整地呈现出绿洲"冷岛效应",模拟的近地面风向和观测值吻合较好。通过对能量场的时空分析,发现下垫面的植被类型、土壤类型和土壤湿度对绿洲白天感热、潜热、土壤热通量和净辐射等有很大影响,绿洲白天净辐射峰值比戈壁大,潜热通量比感热通量大;白天大气向地面传输热量,绿洲地表获得的热通量大;而夜间地表向上传递热量,绿洲释放的热通量比戈壁大。更加细致地研究这些现象对深入了解绿洲气候的形成和维持机理具有重要的意义。     

成都地区秋、冬季GPS可降水量的时空分析

利用成都地区5个测站地基GPS2007年9月-2008年2月的观测数据,解算出1 min间隔的天顶总延迟,结合自动气象站资料计算出30 min间隔的大气可降水量(GPS-PWV).对月平均的GPS-PWV分析表明:秋、冬季变化趋势从9月开始下降,1月达到最小值,2月又逐渐上升.在大气环流相同的情况下,地理位置相近的站,海拔高的地区大气中的水汽量比海拔低的地区要少,且变化较大;海拔高度相近的站,大气中的水汽含量由南向北减少.日合成分析显示:在静稳天气下,日变化特征显著,具有双峰型特征:白天峰值与气温的最大值相对应;夜间峰值与降水量的峰值相对应;GPS-PWV与地面空气相对湿度白天呈负相关,夜间呈正相关.     

白洋淀地区非均匀大气边界层的综合观测研究——实验介绍及近地层微气象特征分析

介绍了国家自然科学基金重点项目 "地表通量参数化与大气边界层过程的基础研究" 在河北省白洋淀地区进行的两次综合观测实验(时间分别是2004年11月16～22日和2005年9月8～27日),这两次实验获得了大量宝贵的资料,全面深入的资料分析正在进行中.此文主要限于白洋淀地区水陆不均匀地表近地面层微气象特征的分析.结果表明: 陆地上近地面层的气温日变化比水域上的大,而风速比水域上的小,其中9月份陆地上白天的气温比水域上的高,夜间比水域上的低,11月份两地白天气温接近,但夜间陆地上的气温明显偏低; 无论是9月还是11月,水域上近地面层都是以下沉气流为主,而陆地则在中午前后存在弱的上升运动; 9月份,两地的近地面层短波射入辐射比较接近,但水域上的短波射出辐射比陆地上的大; 长波射入辐射则是陆地比水域的大,而长波射出辐射则是水域的比陆地的大; 两地的净辐射白天接近,夜间水域地区负的净辐射值明显比陆地的大; 9月份,水陆两地的感热通量相差不大,为150～200 W/m2,而潜热通量比感热通量大,天气晴朗时可达到300 W/m2; 11月份,陆地的感热通量比潜热通量大,为100～120 W/m2,而水域地区的感热通量则与潜热通量相当; 两地的潜热通量相差不大,一般不超过50 W/m2.无论是9月还是11月,水域地区夜间都存在水汽向下输送的逆湿现象,而陆地只在9月份存在逆湿现象.2005年9月份的水温观测结果表明,白洋淀水体平均温度比水表平均温度明显偏高,而且日变化幅度很小,水表平均温度则日变化较大.     

青藏高原东南缘大理地区近地层微气象特征及能量交换分析

利用2008年1月-2010年2月青藏高原东南缘大理站的长期观测资料,初步分析了该地区近地层基本气象要素、辐射通量和湍流通量的日变化和季节变化.结果表明,各参数均表现出显著的日循环结构和干、湿季变化特征.近地层的风速、气温和动量通量等均在早晨最小、午后最大;相对湿度、地表温度等均是湿季高于干季.近地层2 m高度处的盛行风向,白天以东东南风和东风为主,夜间以静风和偏西风为主,并且盛行风向转变与日出、日落时间有较好的对应关系.地表辐射四分量最高值出现在正午,最低值出现在日出前.除向上短波辐射通量干季大于湿季外,其他辐射分量都是湿季大于干季.地表反照率表现出非对称的“U”形分布,早晨最大、傍晚次之及中午最小.早晚地表反照率差异可能是由于露水、东西两面山体不同程度遮挡以及云的影响造成的.感热、潜热通量全年有相似的日变化过程,变化幅度随季节变化,但潜热通量明显大于感热通量,表明地气热量交换中,感热作用小,潜热输送占主导地位.感热通量一天之中约在20:00出现最小值,这主要是由于风速减弱和地气温差回升影响热量交换系数造成的.地面对大气的加热作用明显,主要是以潜热方式加热大气;地面全年均为大气热源,白天表现为强热源,夜间则表现为较弱的冷源.     

塔克拉玛干沙漠腹地春季一次沙尘暴沙尘气溶胶的辐射特征

利用塔中气象站地面辐射等气象资料结合PNIO（空气动力学当量≤10um的悬浮颗粒）质量浓度资料,以2007年4月15日晴天辐射特征为背景对4月22日塔克拉玛干沙漠腹地发生的沙尘暴天气进行局地辐射特征和沙尘气溶胶与净辐射作相关分析。结果表明白天沙尘的辐射强迫对地表有冷却作用,夜间起保温作用。观测期间,总辐射日峰值减少量为507W／m^2,地面长波日峰值增加量为185w／m^2,地面净辐射能量收支表现为白天的日峰值减少量为198w／m^2,夜间的日峰值增加量为40W／m^2。     

2010年2月辽宁地区冻雨天气诊断分析

应用常规天气资料,从天气、气候及大气物理量场等方面,对2010年2月下旬发生在辽宁地区历史罕见的冰冻雨雪灾害性天气发生发展的成因、主要特征以及造成严重灾害的主要原因进行诊断分析。结果表明：500 hPa低涡分裂的小槽东移是冻雨天气的环流背景;700 hPa源源不断的水汽输送和低层辐合作用是降水产生的基本条件。地面强冷空气是冻雨天气的触发机制;高层为冷的冰晶层,对流层中低层有温度t>0℃的暖的融化层,近地面1-2 km为气温t<0℃的冷层,同时地面达到 0℃以下,这种复杂的逆温层是冻雨产生的天气条件。高层暖平流是维持中空暖层结构的重要条件之一,对暖层的建立和破坏起较大作用,暖层消失冻雨天气也随之结束。中低空水汽饱和度、地面温度和中低空上升、下沉运动与冻雨的强度有密切关系。     

青藏高原东部及下游地区冬季边界层的观测分析

利用2007年12月的加密探空资料, 对高原东部及其下游地区的边界层结构和高原东部边界层变化对下游大气的影响进行了分析。结果表明, 冬季青藏高原东部夜间近地面逆温层可以发展到平均500 m的高度, 白天混合层可以发展到平均2000 m的高度。白天混合层内水汽和风速混合十分均匀, 在混合层发展成熟时存在十分深厚的逆湿层。冬季青藏高原下游的四川盆地, 边界层内温度日较差小, 夜间逆温层把大量地表水汽截留在近地层, 日出前近地层水汽容易达到饱和。白天, 混合层在中午发展成熟, 平均高度只有300 m。四川盆地对流层下部存在非常强的逆温层, 该逆温层是青藏高原抬升地表加热和冬季盛行西风气流形成的, 逆温层变化是青藏高原东部边界层温度日变化和局地西风变化的共同结果。逆温层显著改变大气动量、 热量和水汽的垂直分布。与对流层下部逆温相联系的中层云对辐射的影响是造成四川盆地温度日较差和混合层高度变化的原因。     

2017年3月江苏北部一次雷雨大风天气过程分析

利用多种常规观测资料和NCEP／NCAR再分析资料,分析了2017年3月1日江苏北部出现的一次罕见冷空气雷雨大风天气过程的发生背景、地面要素和云团演变特征,同时从大气动力、热力和水汽条件出发分析了午后对流的成因。结果表明：此次过程发生前,江苏地区位于高空槽前,对流层中低层有冷式切变线伴随两股冷空气南下,受江苏省北部地面气旋阻挡,冷空气在上游堆积,当气旋东移入海冷空气爆发式南下时,造成严重的大风灾害。此次过程中,对流层中高层大气降温而低层回温使大气温度直减率增大,为对流发生提供不稳定条件,但水汽输送主要集中在低层,且高层大气无明显抽吸作用,导致此次过程未发生强对流性降水,主要以大风灾害性天气为主。     

1961-2014年焉耆盆地霜冻气候分析

利用焉耆盆地3个气象站1961-2014年的初终霜冻日、无霜期资料,采用线性倾向估计法、多项式趋势、M-K检测等统计方法,分析焉耆盆地54a来霜冻气候变化特征。结果表明：(1)焉耆盆地平均初、终霜冻整体均呈显著线性后推趋势,平均分别后推了3d和21d,终霜冻推后速率大于初霜冻,无霜期呈缩短趋势,平均缩短了18d,具有明显的年代际特征。(2)平均初、终霜冻及无霜期分别于1987年、1985年、1967年发生了气候突变,初、终霜冻均表现为由提前转为明显推迟,无霜期表现为由延长转为缩短.(3)焉耆盆地特早、偏早初霜冻发生频率分别为7%和22%,发生在60年代到90年代,特晚、偏晚终霜冻发生频率分别为4%和11%,多发生在70年代和90年代,21世纪各出现一次。(4)终霜日显著推后,无霜期缩短,是今后焉耆盆地农业生产结构优化关注的重点。     

辽宁春末霜冻年代际变化特征及其与海温的关系

中国东北地处高纬度地区，春季霜冻频繁发生，对农业生产有严重威胁，分析东北春末霜冻的气候特征及影响因子可以为其中长期预测提供可靠科学依据。该研究以辽宁省为例，利用近60年气象台站观测资料和气象再分析资料，采用诊断分析方法，根据辽宁作物生育期，定义4月20日-5月31日辽宁地区春末霜冻指数（LSFI），研究其年代际尺度变化特征及对应的大尺度环流和前期海温关键区。结果如下：LSFI存在周期为14.25 a的年代际变化。辽宁地区春末霜冻事件的增强在年代际尺度上对应大气环流特征为中高纬度有明显波列，东北亚上空为深厚气旋性异常，东北冷涡偏强，与西伯利亚附近的反气旋性异常结合，伴随副高偏南，有利于冷空气持续影响辽宁。此外，LSFI的年代际变化与海温显著相关，相关联的海温关键区在1997年前后出现变化，1997年以前与春季（3、4月）北大西洋“三极子”海温模态显著相关，而1997年之后则与前冬北太平洋年代际振荡联系密切，转变原因可能为海温模态的年代际转变。以上结果可以提高霜冻灾害的预测能力，为辽宁地区春末霜冻长期风险预报提供有效预测因子。     

且末绿洲1961-2010年霜冻的变化特征及其对主要农作物的影响

利用且末绿洲近50 a初、终霜日等气候资料,分析该地区的霜冻变化特征,初步探讨其对主要农作物的影响.结果表明:且末绿洲近50 a来终霜危害大于初霜,初霜冻推迟、终霜冻提前趋势明显,无霜期呈微弱延长趋势但不显著;初、终霜均具有5a、33 a的振荡周期,未来一段时期均处在偏晚期;进入21世纪以后未出现特早初霜和特晚终霜.总体上看,气候变暖使该地区霜冻灾害减少,对主要农作物的生长有利.     

石家庄市霜冻期的气候异常特征分析

基于1955-2009年逐日最低气温资料,采用线性倾向估计法和异常霜冻指标,分析了石家庄市霜冻期的年际和年代际气候异常特征.结果表明,从气候平均上来看,石家庄市初霜冻日为11月7日,终霜冻日为3月21日,无霜冻期为230d;石家庄市特早初霜冻发生频率为5%,偏早初霜冻发生频率16%,特晚终霜冻发生频率为4%,偏晚终霜冻...     

青海省近45年霜冻变化特征及其对主要作物的影响

利用青海省22个地面气象站1961-2005年霜冻气候资料及日最低气温资料,对东部农业区、柴达木盆地等地的霜冻气候变化特征以及对主要作物的影响进行研究。结果表明：45年来,青海省大部分地区早（秋）霜冻初日推迟,晚（春）霜冻终日提前,无霜冻期延长。东部农业区霜冻初日推迟、终日提前的趋势最为明显,柴达木盆地次之,祁连山地区和青南高原霜冻初日推迟趋势较明显,而终日提前趋势不明显;大部分地区重霜冻频数减少,强度减弱,春霜冻期低温强度变化趋势较秋霜冻期明显;气候变暖使早霜冻危害减轻,晚霜冻危害加重。     

青藏高原东南缘近地层微气象学特征对比分析

本文利用位于青藏高原东南缘的温江和大理大气边界层野外观测资料,对比分析了两站包括风温湿、辐射、湍流通量等在内的近地层微气象学特征,主要结果如下：（1）两站风速值均随着高度的增加而增大,但温江站冬季4～10 m风速在白天出现随高度减小的现象.温江站冬季以东北风为主,夏季以西北风和南风为主;大理站冬季以东南风为主,其次为西南风,夏季则以东风和东南风为主.两站近地层逆温和逆湿现象都非常显著.（2）同一季节温江站大气逆辐射和地表长波辐射大于大理站,向下短波辐射小于大理站.温江站地表长波辐射总是大于大气逆辐射,而大理站白天地表长波辐射大于大气逆辐射,晚上则相反.（3）温江站感热通量冬季大于大理站,夏季小于大理站,而潜热通量无论冬夏都要小于大理站.两站潜热通量均大于感热通量,并且大理站潜热通量月平均日变化值全天始终大于零.无论冬夏,温江站土壤热通量都要小于大理站,随着深度的增加两站土壤热通量均有位相上的延迟.     

云南春季低温标准的研究

在参考了国内许多文献针对各地农业提出的不同的低温冷害指标和经过大量的统计分析的基础上,根据实际业务需要提出了新的云南春季低温标准,并与旧标准中的“倒春寒”和晚霜冻指标进行了对比分析。     

一次黄沙输送过程的数值模拟研究

运用MM4中尺度动力学模式结合沙尘气溶胶传输模式,模拟分析了1992年4月10日发生的一次沙尘暴天气及沙尘气溶胶（黄沙）输送过程。得出蒙古气旋冷锋后的大风是沙尘扬起的主要动力,地形抬升、白天混合层内的湍流扩散和锋区强烈的上升气流将沙尘输送到高层。沙尘气溶胶的水平输送主要通过对流层下层和上层两层向下游输送。低层沙尘随冷锋一起向下游输送,移速较慢;高层沙尘主要通过西风气流迅速输送到下游区域。     

苹果花期冻害气象指标和风险评估

花期冻害是影响苹果产量和品质形成的主要气象灾害之一。基于苹果花期冻害发生的地理分布、气象背景数据和已有研究成果,利用最大熵模型和ArcGIS空间分析工具,筛选出影响苹果花期冻害发生分布的暴露性指标和主要致灾气象因子,利用全国1981—2013年2084个气象站资料,评估了苹果主产区花期冻害的风险。结果显示:苹果花期冻害发生的暴露性指标是花前日最高气温大于等于6℃有效积温为420~550℃·d,主要致灾气象因子和高风险阈值按照贡献率大小依次为冻害过程的最大日较差 (大于等于22℃)、极端最低气温 (小于等于-2℃)、降水量 (小于等于5 mm) 和日最低气温小于等于0℃积温 (小于等于-14℃·d)。花期冻害风险较高的区域位于北疆、黄土高原西部和北部及川西高原区,而环渤海湾和黄河故道产区风险相对较低。不同风险区的分布与各地苹果物候期差异和春季冷空气的活动路径有关。     

近40年拉萨霜期变化的气候特征分析

采用气候统计学方法,对拉萨无霜期、初（终）霜日气候特征及其气候变化进行了分析。结果表明:无霜期的绝对变率要比初、终霜日的绝对变率大,终霜日推迟的概率比初霜日提早的概率大。1954~1988年总的趋势是初霜日提早、终霜日推迟、无霜期缩短;1989年后表现为无霜期延长、初霜日推迟、终霜日提早。