基于能量平衡的融雪期雪层水热过程研究

积雪融化过程是能量驱动下积雪相态变化的物理过程,受众多因素影响。为定量描述积雪消融过程,本文依据能量平衡和水量平衡原理,构建单层融雪模型。利用该模型分析了天山北坡军塘湖流域点尺度积雪融化过程中能量项和融雪水量变化情况,模型模拟结果与实测值较为符合,该模型有助于理解季节性积雪区积雪融化物理变化过程,为寒区水资源的管理和利用等提供理论依据。     

基于MODIS积雪产品的中国天山山区积雪时空分布特征研究

利用2002—2016年MODIS逐日积雪遥感产品(MOD10A1、MYD10A1),采用日产品合成法、临近日分析法、空间滤波法和相邻时间合成法,生成天山山区逐日晴空积雪遥感产品数据集,分析天山山区积雪时空分布特征。结果表明:近15 a,天山山区平均积雪覆盖面积呈略微减少趋势,主要表现为年际间的波动变化;分季节来看,天山山区积雪覆盖面积冬季秋季春季夏季;积雪面积从9月开始积累,1月达到峰值,占天山总面积的25%~75%,3月开始消融,8月达到最低值,仅占天山总面积的1.5%~5.5%。天山山区大部分区域积雪开始时间在第300 d之后,积雪结束时间在第40~150 d左右,海拔较高的区域积雪开始时间较早;天山山区平均积雪日数小于60 d的区域主要分布在天山南坡、北坡边缘地带,占整个天山面积的44.57%,平均积雪日数在60~300 d之间的区域占比为53.4%,主要分布在天山中部和北坡部分区域,平均积雪日数大于300 d的积雪区主要分布在海拔3800 m以上区域,占天山面积的2.03%。     

基于地面观测数据的天山典型区积雪时间特征研究

利用1981-1996年新疆天山地区16个气象台站的积雪观测资料,研究天山典型区积雪初始、终止日期的时空分布特征及影响因素。研究结果表明,受水热状况及复杂地形影响,研究区内自西向东,自北向南积雪初始日期逐渐推后,终止日期逐渐提前。9月末,天山海拔较高的地区开始积雪,11月上旬至12月上旬积雪迅速发展;天山中部和北部的积雪会持续到3月下旬,而海拔较高的台站则会持续到5月份,甚至6月份;天山南坡初日较晚,2月积雪就会终止。天山地区的积雪初始和终止日期年际波动较大,并呈现出积雪初日越来越晚,积雪期逐年缩短的趋势。随着海拔升高,气象台站积雪初日逐渐提前,积雪终日逐渐推后,形成倒三角形状,对积雪初始、终止日期和经、纬度的分析表明,其主要受纬度影响。天山南、北坡水热条件不一致,高度每上升100m,天山北坡积雪初日提前2.18d,终日推迟3.25d;天山南坡积雪初日提前3.69d,终日推迟3.18d。     

天山北坡次季节-季节尺度降水集合预测北大核心CSCD

在新疆天山大地形背景下,实现了中国气象局研发的高分辨率气候业务预测系统CMA-CPSv3(China Meteorological Administration-Climate Prediction System version 3)在天山北坡经济带的本地化应用,分别评估控制预报、传统集合平均预报以及改进后的最优概率阈值集合方法(deterministic ensemble forecast using a probabilistic threshold,DEFPT)对该区域次季节-季节降水的预测水平。评估结果表明:基于CMA-CPSv3预测系统的DEFPT方法可以提升天山北坡次季节-季节尺度1~5 mm阈值降水落区以及持续性的预测效果,优于传统集合平均预报和控制预报。从2016年7月29日—8月2日、2017年6月7—12日以及2020年7月8—12日时段发生在天山北坡的降水事件个例分析结果看,不论从降水落区、降水异常还是降水持续性,DEFPT集合预报在天山北坡西部和南部均有更好的效果,但在天山北坡东部和北部预测能力相对略低,这与该区域水汽的预报偏差增大有关。     

基于MODIS积雪覆盖产品的中国天山积雪时空分布特征研究

利用2002-2016年MODIS逐日积雪遥感产品(MOD10A1、MYD10A1),采用日产品合成法、临近日分析法、空间滤波法和相邻时间合成法,生成天山山区逐日晴空积雪遥感产品数据集,研究分析了天山山区积雪时空分布特征。结果表明：近15a,天山山区平均积雪覆盖面积变化不明显,呈略微减少趋势,但主要表现为年际间的波动变化;分季节来看,天山山区积雪覆盖面积冬季 > 秋季> 春季 > 夏季;积雪面积从9月开始积累,1月达到峰值,占天山总面积的50±25%,3月开始消融,8月达到最低值,仅占天山总面积的为3.5±2%。;天山山区大部分区域积雪开始时间在第300天之后,积雪结束时间在第40~150天左右,海拔较高的区域积雪开始时间较早;天山山区平均积雪日数小于60天的不稳定积雪区主要分布在天山南坡、北坡边缘地带,占整个天山面积的44.57%,平均积雪日数在60~300天之间的区域占比为53.4%,主要分布在天山中部和北坡部分区域,平均积雪日数大于300天的永久积雪区,主要分布在海拔3800以上区域,占天山面积的2.03%。     

青藏高原冬季积雪影响我国夏季降水的模拟研究

利用区域气候模式 (NCC_RegCM1.0) 对青藏高原前冬积雪对次年夏季中国降水的影响进行了数值模拟研究, 所得结果与实际观测的积雪和降水的关系较为吻合, 即长江流域、 新疆地区夏季多雨, 华北和华南少雨, 这与我国最近二十年来维持的 “南涝北旱” 雨型较为一致。因此, 可以认为青藏高原冬季多雪, 是引起中国东部夏季降水出现 “南涝北旱” 的一个重要原因。本文揭示了青藏高原冬季积雪影响我国夏季降水的可能物理机制。青藏高原冬季多雪, 会导致青藏高原地面感热热源减弱, 这种热源的减弱在冬季导致冬季风偏强, 可以影响到我国华南、 西南及孟加拉湾地区。同时, 由于高原热源的减弱可持续到夏季, 成为东亚夏季风和南亚夏季风减弱的一个原因。在积雪初期, 地面反射通量的增加起了主要作用; 在积雪融化后, “湿土壤” 在延长高原积雪对天气气候的影响过程中起了重要作用。初期的反射通量增加减少了太阳辐射的吸收、 融雪时的融化吸热, 以及后期的湿土壤与大气的长期相互作用, 作为异常冷源, 减弱了春夏季高原热源, 是高原冬季积雪影响夏季风并进而影响我国夏季降水的主要机理。本文的模拟结果表明, 青藏高原冬季积雪的显著影响时效可以一直持续到6月份。     

中天山北坡云与降水的气候特征

使用1980年以前中天山北坡的地面气候资料及个别水文站的气候资料，通过对这一地区特殊气候条件下的云与降水的气候特征进行分析研究，评估这一地区的人工增雨潜力和可行性?分析研究表明：地形的作用对中天山北坡的云和降水分布有重要影响，在暖季地形对降水的影响是非常突出的，而在冷季地形影响并不甚明显；暖季在山区有极丰富的地形云资源和优越的降水条件；盛夏的山区是实施人工增雨首选的季节和地带。     

基于树轮的天山北坡三屯河流域过去146a降水变化

通过对新疆天山北坡三屯河流域2个采点的云杉树轮宽度标准化年表与小渠子和大西沟气象站月降水相关普查分析发现,区域森林中下部林缘年表与小渠子气象站上年7月至当年6月的降水呈显著正相关,其相关系数为0.694（p〈0.000 1）,且具有明确的树木生理学意义。利用区域森林中下部林缘年表序列可较好地重建小渠子气象站146 a来上年7月至当年6月降水量。对天山北坡三屯河流域过去146 a降水变化特征分析表明：天山北坡三屯河流域降水大体经历了6个偏干阶段和6个偏湿阶段,具有2、4、7、14、26 a的变化准周期,1942年和1945年分别是三屯河流域甚至天山山区较大范围内过去146 a的降水最大年份和最小年份,降水的长期变化与天山山区变化趋势有很大的相似性。     

1961—2015年新疆天山日照时数时空变化特征及其影响因素分析

采用新疆天山地区55个气象站1961—2015年逐月气象数据,用Mann Kendall突变检验、基于ArcGIS的混合插值及偏相关分析对天山日照时数年、季节特征及影响因素进行分析。结果表明：①天山日照时数年及季节均呈减少趋势,天山各区域变化差异显著,山区及天山北坡变化趋势明显于南坡。②天山北坡、天山南坡及天山山区年日照时数突变时间为1985年、1980年和1988年,云量和降水是导致突变发生的主导因素。③新疆天山年日照时数由西向东逐渐增加,平原多、山区少,春季呈“东北部多、西南部少”,夏季为 “东北部多、西南部少”,平原盆地高于山区,秋季呈现“北少南多,东多西少”,冬季由南向北逐渐减少。④云量、降水是导致天山地区日照减少的主要因素,少云区日照时数较多,多云区日照时数较少,天山云量减幅或增幅区域,日照时数突变量变化明显。     

如何记录自然物候观测年报表的积雪融化日期

1积雪和积雪融化的定义《地面气象观测规范》规定,雪覆盖地面达到气象站四周能见面积一半以上的现象记为积雪。何为积雪融化?《农业气象观测规范》规定,在平坦的地面上,积雪开始融化显露地面的日期及完全融化(低凹处)全部露出地面的日期。开始融化和完全融化指的是积雪的融化。     

中国天山积雪对气候变化响应的多通径分析

基于天山山区1961-2013年60个气象站点实测气温、降水、相对湿度、日照时数和积雪深度等气候资料,结合时间序列分析、空间分析以及通径分析等方法,全面精确地获取了天山山区气候变化特征以及气候变化对积雪的通径影响。结果表明：天山山区气候变化显著,主要表现为整体增暖、局部变湿与黯化;气候变暖导致天山山区固态降水（降雪）保证率明显降低,尤其是低海拔区域。各气象要素对积雪不仅存在直接的单因素影响而且各气象要素之间还存在间接的相互交叉、相互联结的多因素影响。单因素影响通径分别为气温、降水和日照时数对积雪深度的3条直接影响通径;多因素影响通径分别为气温、降水和日照时数通过相互之间的内在关系对积雪深度产生的6条间接影响通径。最终结果表明气温是积雪变化的主要影响因素,其影响效应远远大于降水和日照时数的影响。     

奇台县气候变化及对生态环境保护的应对措施和建议

奇台县是天山北坡经济带东端的一个农业大县，天山北坡经济带是国务院西部大开发中重点经济发展带，自治区党委、人民政府十分重视该经济带的持续、快速、协调发展，组织了软科学研究，制定了具体的发展规划。奇台县就是要利用这些政策环境和契机，以科学发展观统领全局，坚持“以市场为导向，改革为动力，开放为途径，项目为载体，结构调整为主线，培育建成天山北坡经济带的产业接替区、延伸区。”     

充分利用降水资源发展甘肃旱作农业

旱作农业是指在半干旱、干旱地区(年降水量为300—500毫米)不借灌溉,而只依赖于自然降水所从事的农业生产。在国外有的叫“旱地农业”、“干旱农业”,或“雨养农业”等。从旱作农业的涵义和分布地区就可看出,旱作农业与自然降水有著密切的联系,本身就是在干旱缺水的条件下从事农业生产。因此,本文仅从农业气候的角度,谈谈对甘肃旱作农业问题的一些看法。     

新疆乌兰乌苏物候变化规律及其对气候变化的响应

分析新疆乌兰乌苏农业气象试验站1980—2002年物候与相应气候因子资料,得出乌兰乌苏23a来气温增高,降水增多,气候增暖增湿;候鸟停留时间增长,与积温、日照时数和降水量的年变化趋势一致,除降水外,其他均存在显著正相关关系;木本植物生育期延长,与4—10月平均气温、平均相对湿度、总日照时数和总降水量趋势一致;初霜和终霜均推迟,无霜期缩短;初雪和初次积雪提前,终雪推迟,冬季雪日增长;积雪开始融化提前,完全融化推迟,融化时间增长;土壤表面开始解冻日期趋势提前,而土壤表面开始冻结日期趋势推迟。另外,通过物候与气象因子建立的最优回归方程,获得物候对气候响应的定量关系,为生态环境研究提供一定的理论依据。     

伊吾县“水”旱问题的初步探讨

降水的多少是决定一地区水分资源及农牧业丰收的重要因子.我县的农牧业生产凡遇少雨雪的年份而减产;多雨雪的年份则有较大幅度的增产.因此,了解降水的分布特点及变化规律,对天气预报及生产服务是十分重要的. 一、降水的地理分布伊吾县地处天山东段北坡垂直地带,位于42°17'北纬至44°27',东经93°45'至96°22';南部天山海拔一般在2000至3500米;西     

基于多雷达观测和数值模拟的中天山北坡夏季降水过程研究

基于微雨雷达、Ka波段云雷达、C波段天气雷达和微波辐射计等仪器的观测资料对2019年7月27日中天山地区一次局地对流云降水过程的精细结构及演变过程进行分析,并结合WRF高分辨率数值模式模拟结果研究了热力不稳定结构及风切变层对云发展的影响。结果表明：此次降水过程中天山北坡区域受到地形热力强迫,形成爬坡气流,并与翻越天山山脉的偏南气流在局部形成对流;雷达观测发现,由于天山山区受到高空西风的控制,局地产生的对流云团不足以突破中天山北坡上空的风速较大的西南气流或偏西气流,低层的偏北气流被高层气流夹带而转向形成风切变层。降水发生后,低层对流云团被限制在风切变层以下,云顶平整且高度较低,风切变层对对流云团存在明显的抑制作用。通过分析模拟结果,此次降水过程中风切变层对中天山北坡降水云的发展及热力不稳定变化影响十分重要,高层西南风对相当位温的平流输送使得风切变层上空更倾向于热力不稳定,同时使其下方更倾向于热力稳定从而抑制低层对流而促进高层对流的发展。当低层对流云团强度不足以突破其上空因垂直风切变导致的稳定层结,对流便会被局限于垂直风切变层以下,使得降水强度减弱。     

盛夏高温多雨 局地洪灾严重

初夏（6月份）,北疆气温接近常年,南疆气温比常年偏高。盛夏（7－8月）全疆气温比常年仍偏高;7月全疆降水较常年偏少,8月全疆降水较常年异常偏多,但降水时空分布不均,降水主要集中在天山两侧。另外盛夏7月中旬至8月上旬初,我区出现了一场历史上罕见的高空高温天气,造成高山区积雪大面积融化,同时有大降水天气过程出现,造成了我区历史上罕见的高空升温融雪与暴雨相结合的特大洪水灾害。1月平均气温和月总降水量1．1月平均气温7月份,北疆8站平均气温是24．8℃,较常年偏高1．ot;其中北疆北部较常年偏高1．l－2．gCC,偏高幅度最…     

塔克拉玛干大沙漠腹部出现罕见稳定积雪

1995年初，我们利用气象卫星跟踪监测，从气象卫星云团资料中发现被称为“死亡之海”的塔克拉玛干大沙漠的腹部出现了范围广、持续时间长的大面积稳定积雪。过去观测到的盆地腹部积雪，时间短、融化快，3～5天就消失，而这次出现的盆地腹部稳定积雪是1972年有气象卫星云团资料以来首次观测到的一大沙漠奇观。1995年元月6～7日在天气圈上发现西西伯利亚较强冷空气（气象卫星云图上呈涡旋云系）以短波形式不断人任新疆境内越成了新疆以大风、降温为主的天气，普遍布5～6级西北风，北疆北部降温10℃以上，北疆西部、北疆沿天山一带、东疆降温7…     

刻苦勤勉 学德高尚 精心育才 成就卓著—王鹏飞教授

2010年3月,新疆气象局就新疆2009--2010年冬季气候对农业、牧业、交通的影响作出专题评价。2009--2010年冬季（2009年12月-2010年2月,下同）,北疆地区气温较常年偏低,南疆和天山山区气温较常年明显偏高。全疆大部地区降水明显偏多,冬季最大积雪深度较常年明显偏厚。     

夏季新疆中天山北坡大气冰核的浓度观测分析

利用微孔滤膜法,于2001年6月12日~7月31日在新疆中天山北坡乌鲁木齐河上游山区的小渠子和牧试站分别进行了大气冰核观测。观测发现,这里的冰核浓度非常低,平均浓度仅为0.32个.L-1。分析结果表明,冰核浓度变化与气团活动、降水和风向有密切联系。