2016～2017年凌汛期黄河内蒙河段快速封河的天气成因分析

利用常规观测资料,对2016年11月2023日内蒙河段强降温天气过程进行诊断分析。结果表明:造成这次快速封河的强降温天气过程,与贝湖附近的横槽转竖密切相关。500h Pa上由里海到西西伯利亚平原上空有高压脊强烈发展,脊崩溃是横槽转竖及强冷空气向南爆发的预报着眼点。随着高空横槽转竖并南下,从地面冷高压主体分裂出来的小高压不断东移南下影响内蒙河段。低层冷槽在移动过程中不断加强,并在偏北风急流作用下产生强冷平流,加剧了内蒙河段的温度梯度,共同造成了本次内蒙河段强冷空气天气过程。当北西伯利亚低地出现大量冷空气堆积,且有典型天气形势配合冷空气活动时,要考虑内蒙地区将有强降温过程;如遇内蒙河段河道流量较小,在沿河各站48h降幅达到寒潮标准,最大降幅在14℃以上时,要考虑内蒙河段从流凌到封河的历时将会较短。     

海勃湾水库的防凌作用及对凌情的影响

分析了海勃湾水库运用对黄河内蒙古河段的防凌作用及对凌情的影响。结果表明:海勃湾水库的运用使内蒙古河段流量适时调节能力增强,封河流量控制得更加精准,开河关键期进一步控制下泄流量,减少"武开河"风险;出库水温提高,海勃湾-巴彦高勒河段成为不稳定封冻河段,冰量减少,凌情减轻。受出库水温影响,内蒙古河段流凌和封河条件改变,同等动力及河道条件下,流凌封河要求的累积负气温更低,降温强度更强。分析成果可以为该河段冰情预报和黄河防凌决策提供参考。     

1961-2016年新疆单站不同等级冷空气过程气候特征及变化

利用新疆1961年1月-2016年12月资料完整的89个国家气象观测站的日最低气温资料,根据中国气象局2017年发布的行业标准《冷空气过程监测指标》（QX/393-2017）的单站冷空气等级,计算近56 a来新疆各单站不同等级冷空气过程的发生频次、降温幅度、持续天数,应用线性趋势、EOF分解等分析方法,对新疆各单站不同等级冷空气过程的时空分布特征进行分析。结果表明：新疆单站不同等级冷空气年平均频次和年累计天数均表现为中等强度冷空气最多、寒潮次多、强冷空气最少,空间分布都呈现为北疆多、南疆少的分布特征;中等强度冷空气和强冷空气区域平均的年平均频次和年累计天数的年际变化均呈不显著减少趋势,寒潮均呈显著减少趋势,而空间分布上不是整体呈减少趋势,甚至个别地区呈显著增加趋势;中等强度冷空气和强冷空气在秋季前期和春季后期发生较多,寒潮则在冬季发生较多;中等强度以上冷空气年累计降温呈现北疆大、南疆小的分布特征,区域平均的年累计降温呈显著减小趋势;新疆年寒潮频次和年累计降温第一模态的方差贡献率分别为33%、39%,远远大于其它模态,第一模态（即主模态）的空间分布二者均表现为整个新疆为一致的正值,说明其变化趋势在全疆具有一致性的特征,另外北疆特征值较大,南疆特征值较小,说明北疆更容易出现异常,南疆不易出现异常。     

黄河流域寒潮天气与凌情关系分析

利用1951～2008年冬季(11月至翌年3月)各月气温资料,统计分析了近50年黄河流域的寒潮天气过程,阐述了寒潮时空分布规律、变化特点、强度和影响范围。分析了寒潮天气与黄河凌情的关系及对凌情的影响,得出黄河流域寒潮天气在时间和空间上的分布是不均匀的,位于高纬度地区的宁蒙河段寒潮发生频率高于黄河下游,寒潮的强度也强于黄河下游,寒潮覆盖的范围也大于黄河下游;黄河流域以一般性寒潮天气最多,历史上强寒潮发生的次数非常少,除了磴口站发生过3次外,流域其他站均未发生过;20世纪80年代中期以后寒潮的活动呈现出逐步减少的趋势,冬季寒潮发生趋于平静;黄河流域50%的封河是寒潮天气造成的;冬季寒潮天气多封河天数也多;冬季寒潮过程次数多、降温幅度大、持续时间长、最低气温低时,黄河下游封河长度将较常年明显偏长。     

内蒙古锡林郭勒盟2012年冬季暴雪过程天气学特征研究

暴雪是冬季雪灾发生的主因,气候变化导致极端天气气候事件频繁发生,准确预报暴雪天气过程对防灾减灾起着重要作用. 以内蒙古锡林郭勒盟地区2012年11月3-5日出现的一次暴雪天气过程为例,对2012年锡林郭勒盟地区冬季出现的暴雪天气过程进行了诊断分析. 结果表明：暴雪天气过程的主要环流背景条件是乌拉尔山长脊和西伯利亚冷涡,而高空蒙古低槽、低空切变线和地面河套气旋是这次暴雪的触发机制. 此次暴雪天气属于强冷空气类蒙古低槽(涡)型,发生在高湿区和水汽通量辐合区内,地面气旋和华北脊对暴雪的产生和落区起到决定性作用. 暴雪天气从降雪前期到结束,整层湿层较深厚,低空急流的建立为暴雪提供了很好的不稳定能量和水汽辐合条件,锡林郭勒盟地区有高空辐散低空辐合强烈的上升运动,为此次暴雪提供了非常有利的动力条件. 乌拉尔山高压脊东移,使强冷空气沿脊前西北气流南下,地面气旋不断发展,而南方暖湿气流强盛,迫使气旋东移;华北脊的阻挡作用使得气旋缓慢移动,影响系统滞留于锡林郭勒盟地区,产生长时间的降雪天气.     

海勃湾水库用于黄河内蒙古河段防凌作用的研究

黄河内蒙古河段冰期一般在冬季封河期和春季开河期０容易出现严重凌情,造成灾害。故良好的封河形势和开河形势是避免凌灾发生的重要条件,自１９６８年刘家峡水库运用以来,黄河内下河段凌情已大有缓解。但是,由于有峡水库距黄河内下河段较远。对河道凌情变化反应不够灵敏。因此,一些年份仍有较为严重的凌灾发生。在分析黄河内蒙古河段封、开河形势特点的基础上,深入研究了海勃湾水库用于该段春季防凌调度的作用和能力,为黄河内     

长江干流宜昌对沙市河段地形法槽蓄量分析研究

为满足长江防洪规划的需要，以计算机技术量算了1998年长江宜昌至沙市河道地形图。考虑洞庭湖严重顶托影响，建立了以莲花塘水位为参数的宜昌到沙市河段的槽蓄曲线，并用河段水量平衡方法进行了检验分析。应用到大洪水年份河段洪水演进中，显著地提高了洪水过程特别是最高洪水位的拟合精度。历次槽蓄量对比分析表明，本河段槽蓄量变化较为稳定。与传统方法比较，计算机技术具有高精度、高工效等显著优点。     

长江干流宜昌至沙市河段地形法槽蓄量分析研究

为满足长江防洪规划的需要,以计算机技术量算了1998年长江宜昌至沙市河道地形图.考虑洞庭湖严重项托影响,建立了以莲花塘水位为参数的宜昌至沙市河段的槽蓄曲线,并用河段水量平衡方法进行了检验分析.应用到大洪水年份河段洪水演进中,显著地提高了洪水过程特别是最高洪水位的拟合精度.历次槽蓄量对比分析表明,本河段槽蓄量变化较为稳定.与传统方法比较,计算机技术具有高精度、高工效等显著优点.     

1965-2012年甘肃平凉地区大雪天气气候特征

利用甘肃平凉地区7个气象自动站1965-2012年的逐日气象整编资料, 统计出近48 a来大雪天气出现次数, 分析了平凉大雪天气的统计特征和气候变化规律, 然后用近14 a历史天气图资料对31次大雪过程进行对比分型, 总结出三类天气形势的特征. 结果表明: 1965-2012年48 a来, 平凉大雪天气出现次数总体变化趋势不显著; 大雪天气多集中出现在秋冬、冬春冷暖季节交替的时期, 冬春交替期间出现次数多于秋冬交替期间, 隆冬季节出现次数相对较少. 平凉产生大雪天气的主要天气形势有三类: 高原低槽型、西风带小槽型和阻高-横槽型, 三类形势中最多的是高原低槽型, 其他两类出现概率相差不到10个百分点.     

“4·23”南疆翻山型强沙尘暴动力结构特征分析

利用2014年4月22日-23日高空、地面、区域自动气象站加密观测和1°×1°NCEP/NCAR再分析资料,分析4月23日南疆翻山型强沙尘暴天气的高低空环流及动力结构特征。结果表明:巴尔喀什湖低槽引导极地干冷空气爆发性南下进入南疆,造成4×10-2h Pa·km-1剧烈的气压梯度和地面冷锋,引发了大风、强沙尘暴,盆地中尺度低压辐合使尉犁加强为"黑风";300 h Pa极锋急流快速南下至南疆盆地,动量下传形成低空急流,高低空急流是此次强沙尘暴形成的动力条件;急流附近高空辐散、低层辐合及层结不稳定,有利于沙尘暴发生。本次强沙尘暴动力结构特征:干冷与干暖空气剧烈交绥,激发热力不稳定,产生热力对流;高空辐散、低层辐合与高低空急流、地面冷锋配合,加强上升运动,使地面沙尘卷入空中并输送;高低空急流抽吸加强冷暖空气垂直运动,位能向动能转化,引起了地面大风,驱动沙尘暴发生。     

黄河干流头道拐河段凌汛期小流量过程变化及其影响因素研究

黄河干流内蒙古段河道冬季流凌封河期, 河道水量除一部分转化为冰量外, 很大一部分转化为槽蓄水量而贮存在河道中, 导致下游头道拐河段出现小流量过程, 上游河道流量转化为槽蓄水量和贮存的冰量越大, 小流量持续时间越长, 开河期发生凌汛洪水风险越高。通过对1998 - 2016年头道拐站凌讯期流量变化过程分析, 重新界定了小流量上限阈值为330 m³·s^-1, 并且以此值为标准进行小流量过程研究, 分别采用R/S极差分析法、 Fourier变换分析法对近年来小流量过程变化特征进行分析; 结合非线性概率Logit模型和Probit模型对小流量过程的影响因素进行讨论。结果表明： 小流量持续天数变化呈现缩短趋势; 同时, 小流量过程与上游相对来水之间变化关系显著且过程同步, 而滞后于河道槽蓄水量变化过程; 通过Logit模型和Probit模型分析各影响因素变化时相应小流量持续时间变化的响应概率大小, 明确河道冰流量是小流量过程第一影响因素, 气温条件是小流量过程的决定因素, 首封位置和相对来水量是小流量过程重要影响因素。     

出膛式積深浮标投放器

出膛式積深浮标投放器是利用步枪子彈迫入枪膛的原理制成。投放器內有一横槽,槽內有一梭子、一端系以橡筋,一端則牽以拉繩,投放器上有一外方內圆的直筒,与下面的横槽相接,內放積深浮标数个,施测时拉动拉繩,横槽內的梭子,由于橡筋的作用,便即彈回原处,(使用时     

青藏高原东部春季感热通量与我国东部气温的年际关系

利用ERA-Interim提供的地表感热、环流场资料和1979-2013年753站中国春季气温观测资料探讨了青藏高原（以下简称高原）东部春季感热通量与我国东部气温的关系。春季高原东部感热与我国东部气温在年际变化上存在密切的相关关系。去除9年滑动平均以后的SVD第一模态结果表明,当高原东部感热出现南弱（强）北强（弱）时,对应我国东北和华南地区的气温异常偏低（高）。当春季高原感热呈现南负北正的分布时,高层200 hPa上,高纬东风异常减弱背景西风有利于冷空气的南下,加之副热带西风急流显著增强,有利于东北地区形成气旋性环流。中低层环流场上,我国北方地区上空为一深厚的东北冷涡所控制,从对流层低层到高层,均呈现较强的气旋式环流分布。一方面,它引导西伯利亚冷空气南下,造成我国东北地区气压异常减弱,气温异常偏低;另一方面,其西侧北风异常阻滞了华南地区上空的背景西南风,不利于暖气流的输送。进一步分析得出,与PC1相关的南北温度差值场上,东亚地区上空从低纬到高纬呈现“负-正-负”的分布形势,有利于副热带西风急流在我国上空的显著增强。气旋中心上暖下冷的结构,导致位涡显著发展并向低层伸展、侵入,增强了对流层中低层的气旋性环流。气旋中心整个对流层为深厚的异常干空气,湿度负值中心与冷中心相对应,表明干冷空气异常下传发展。干侵入使得冷涡加强发展,维持了异常气旋性环流,导致春季东北、华南地区的异常降温。虽然前冬Nino3.4区海温与春季感热相关较好,但其对我国东部春季气温影响并不显著。     

黄河宁蒙河段凌情特性研究

统计分析了黄河宁蒙河段1950-2004年流凌、封河、开河日期特征值,并对河道最大槽蓄水增量作了初步分析。研究表明宁蒙河段开河时一般从上游向下游解冻,河槽蓄水量沿程不断释放并加入,使开河时凌峰流量沿程增大;凌情的发生、发展及消失演变的过程,主要取决于河道形态(地理位置、走向及边界特征)、水文条件和气象条件以及人类活动等因素;水库的运用对凌情的演变有重要影响。     

黄河下游不同河段分组悬沙输移对河床冲淤的影响

小浪底水库运行后, 坝下游分组悬沙输移特点发生改变, 不同河段冲淤过程有所差别。基于1999—2018年坝下游实测水沙资料及固定淤积断面地形数据, 分析汛期分组悬沙输移的沿程调整特点, 建立分组悬沙输移及河床边界条件双重影响下不同河段河床累计冲淤量的计算关系。分析结果表明: ①汛期各组沙输沙率远小于蓄水前, 且中沙输沙率降幅最大, 在各水文断面平均降幅为85%;沿程上细沙输沙率基本不恢复, 而中沙和粗沙恢复距离分别到利津及艾山。②坝下游河床持续冲刷, 各河段河床组成均发生不同程度的粗化; 在拦沙后期(2007—2018年), 游荡段和过渡段床沙中细沙和中沙占比不足5%, 对悬沙几乎无补给作用, 而弯曲段床沙对中沙仍有一定的补给能力。③下游各河段以冲刷下切为主, 但调整幅度不同, 故对水流的约束能力有所差异。建立了各河段累计冲淤量与前期河相系数及进口断面分组来沙系数的经验关系, 并采用2019年下游水沙数据对公式进行了初步验证, 公式能合理反映断面形态与分组悬沙输移对河床累计冲淤过程的影响。     

粤北大宝山硫化物金属矿区下游河流及其沿岸土壤的重金属污染特征与潜在生态风险评价

<正>在矿山尤其是硫化物矿山的开采过程中,大量的酸性废水排入环境中并浸滤出各种对环境和人体健康有毒有害的重金属离子,严重地危害矿区及周边河流的生态环境,影响区域人群的健康。广东大宝山是钦杭成矿带南段的大型铁铜多金属硫化物矿床,位于华南湿热地区,被认为是下游上坝"癌症"村的罪魁祸首。笔者选取大宝山尾矿下游附近地区为研究区,通过资料收集、野外考察、室内实验、地统计分析等方法,分析硫化物矿床附近流域的河流(铁龙河段、横石水河段、槽对坑河段)及其沿岸土壤的重金属含量     

凌汛期槽蓄水增量过程模拟

为研究凌汛期槽蓄水增量来源,在分析实测冰情资料基础上,把槽蓄水增量分为水位壅高主河道蓄水量增大、主河道内河水转化为固体冰盖和上滩水形成冰盖及在冰下聚集等3部分,建立河冰动力学模型,模拟河冰生消及槽蓄水增量过程,利用2008/2009年度三湖河口—头道拐河段实测冰情资料对模型进行了验证,表明滩地冰盖及冰盖下滞洪是内蒙古河段槽蓄水增量的主要来源,占最大槽蓄水增量的63.44%,主河道水位壅高引起的槽蓄水增量占26.56%,主槽冰盖蓄水占10.0%。     

青海冬季区域持续性低温事件变化及成因分析

利用1961 - 2017年青海省43站逐日最低气温观测资料, 依据区域持续性低温事件判识标准, 提取历史上61次典型事件, 对影响该类事件的环流演变和前兆信号进行分析。结果表明： 事件发展中北半球极涡经历分裂 - 收缩增强的变化过程, 中高纬自西向东逐渐发展为“正 - 负 - 正”异常波列状分布; 事件发生当日, 大西洋地区、 乌拉尔山及西伯利亚地区高度场异常偏高, 东亚大槽偏深, 利于自极地南下的冷空气在西欧上空堆积并沿纬向西风急流路径向东传播影响东亚地区。进一步分析表明, 当出现该类事件时, 中高纬地区存在三个关键影响区, 其中乌拉尔山关键区高度场正异常同此类事件的联系最紧密。     

考虑回水顶托影响的水位预报研究

将有回水顶托影响的河段视为多输入-单输出系统,把水位过程视为时间序列,用时间序列分析最优控制理论,建立了可考虑回水顶托影响的水位过程预报模型。提出了在棱柱形河道情况下,以时段水位涨差作变量时,模型中各参数应满足的物理性约束条件;较好地解决了长江荆江河段中受回水顶托影响的石首站的水位过程预报问题,为水位过程预报提供了一条不同于水文学途径和水力学途径的建模途径。     

流量演算仪

(一)用途:本仪器系电拟型,当河流的上游洪水情况預知后,可用以演算出了游洪水情况。 (二)基本原理:在水文学中有一个关于槽蓄量与流量关系公式: S_水=K[XI_水 (1-X)O_水] (1)式中 S_水代表河段的槽蓄量。 I_水代表河段的上游流量,簡称入流。 O_水代表河段的下游流量,簡称出流。 K和X对同一河段来說是恒量。