淮河流域降水过程时空特征及其对ENSO影响的响应研究

基于淮河流域35个站点1961~2008年日降水资料,从成因角度研究不同厄尔尼诺-南方涛动事件（ENSO）事件对流域降水过程时空演变特征的影响。研究表明：① 流域降水过程出现沂沭泗河水系变干、淮河水系降水量缓慢增大的特征。② CPW年,年最长连续降水日数、年最长连续降水量的距平变化幅度大且为负值;EPC年,年最长连续无降水日数较常年明显增多;EPW年,连续降水日数变长、连续降水量减少。③ ENSO对流域强降水影响较大,在CPW和EPW年淮河水系暴雨、大雨日数较常年多,而沂沭泗河水系暴雨、大雨日数比常年少;EPC年与此相反。④ ENSO对连续4 d以上降水影响显著,其中EPC年影响最大。     

干旱区一次锋面过境短时暴雨中尺度系统分析

利用加密自动站、卫星云图及雷达图像等资料,对2010年6月7日白天到夜间宁夏中北部地区出现的短时暴雨天气成因及中尺度系统演变进行分析。结果表明,此次短时暴雨是在“东高西低”稳定的环流形势和锋面过境背景下,500 hPa西风槽,700 hPa切变线、低涡、低空急流,850 hPa切变线,地面冷锋等主要影响系统相互配合、共同作用下发生的;大降水落区位于低空急流左侧与切变线尾部的辐合区,这可作为宁夏中尺度暴雨天气系统的一种典型特征;逆风区的出现和S型风场、锋面过境雷达图像特征是此次强降水典型的雷达回波特征,逆风区分布与中尺度系统走向基本一致。     

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。     

一次东北冷涡暴雨的水汽输送特征和位涡分析

通过对2010年7月27~29日吉林省一次较大范围的冷涡暴雨、大暴雨过程进行诊断分析,建立了此类暴雨的天气概念模型：200 hPa呈现“两脊一槽”型,高空急流呈辐散状位于吉林省上空,急流中心最大风速≥60 m/s;500 hPa东北冷涡强烈发展,鄂海阻高稳定维持是此次强降水发生的重要天气系统,中心最大风速≥20 m/s的偏西风急流带横穿吉林省中部;850 hPa风速≥12 m/s的3条急流带在吉林省中东部地区交汇,形成低层辐合、高层辐散的气旋性涡度柱,较强的垂直上升气柱一直向上伸展到500 hPa附近,极有利于对流的发展和强降水的维持。通过计算整层水汽通量与吉林省逐6 h平均降水量的相关矢量场,结果表明：偏西、偏南及偏北3条水汽通道在吉林省中南部汇集是此次强降水发生的重要条件,暴雨落区与整层水汽通量汇合区密切相关,水汽输送以经向(南北方)水汽流入为主。暴雨期间具有较好的动力、热力及能量条件,特别是湿对流有效位能明显偏强,强降水出现在对流有效位能 (CAPE)值由极大值开始下降的过程中。干侵入是激发冷涡发生、发展的动力条件之一,≥1 PVU(位涡单位)的高位涡舌在下降的过程中,同时南移,与中部地区强降水落区自北向南移动相吻合。     

基于SSM/I数据的淮河流域洪涝监测分析

以淮河流域为研究区域,基于被动微波遥感SSM/I数据计算的极化比值指数PRI和RAT技术,提出极化比值变化指数PRVI。利用淮河流域1988～2005年6月下旬到7月期间的PRVI数据研究了淮河流域的洪涝时空特征,重点分析了发生流域性大洪水的1991年和2003年的洪涝特征,研究发现:淮河流域发生严重洪涝灾害的主要表现特征之一是淮河干流中游及其向北岸、上游和下游方向延伸约100km,向南岸延伸到流域南界的区域出现PRVI高值带,并结合淮河流域的自然环境分析了PRVI高值带出现的原因,指出PRVI高值带包括了大部分沿淮河干流的湖泊、洼地、行蓄洪区,支流河口、下游洼地等。进一步认为高值带内的PRVI值越大,高值带的面积越大,洪涝灾害越严重,防汛形势越严峻。这一结论对淮河流域洪涝灾害的监测和预警具有重要的应用价值。     

1960-2013年秦岭—淮河南北极端降水时空变化特征及其影响因素

基于秦岭—淮河南北气象站点逐日降水数据和全国0.5°×0.5°逐月降水格网数据,选取16个极端降水指数,辅以趋势分析、Mann-Kendall检验和相关分析等气候诊断方法,分析了1960-2013年秦岭—淮河南北极端降水时空变化特征,探讨了极端降水变化与ENSO事件的关系。结果表明:11960-2013年秦岭—淮河南北除长江下游降水呈增加趋势外,其他区域降水均呈下降趋势;2极端降水变化主要表现为:降水日数减少,降水强度上升,突发性强降水事件增多,连续性干旱事件增多;在空间上,秦巴山地、长江下游和黄河下游以极端降水强度上升为主,关中平原、巫山山区和四川盆地以极端干旱强度上升为主;3在影响因素方面,秦岭—淮河南北极端降水与ENSO事件关系密切。在厄尔尼诺年,秦岭—淮河南北春季极端降水偏多,夏季和全年偏少;在拉尼娜年,春季极端降水偏少,秋季和全年偏多。就各个区域而言,在厄尔尼诺年,黄河下游、关中平原、秦巴山地和四川盆地极端降水呈下降趋势,淮河平原极端降水呈上升趋势,长江下游和巫山山区响应并不明显。     

临沧市“2007.7.20”致洪暴雨成因分析

利用M ICAPS资料,对临沧市2007年7月20日的暴雨天气从环流特征、物理量场、卫星云图进行分析,结果表明：（1）强降水主要是由于青藏高压脊前的偏北气流引导冷空气南下,与印度北部低压东侧和副热带高压西侧的西南暖湿气流配合造成的;（2）临沧上空水汽条件充沛,不但有水汽向暴雨区上空输送,而且有水汽在该区辐合;（3）涡度、散度和垂直速度有利于对流发展,形成比较深厚的对流;（4）临沧上空积累了大量的不稳定能量,为此次暴雨的发生提供了重要的物理机制。     

2014年夏初南疆一次持续性强降雨过程的水汽和动力条件分析

全球变暖背景下,极端降水事件频次增多强度增大,对年降水量变化影响显著。2014年6月17~24日,塔里木盆地出现了持续性强降水过程.利用观测资料和NCEP/NCAR逐日6 h再分析资料,对强降水过程的水汽和动力条件进行了诊断分析。结果表明,此次强降水过程,垂直上升运动剧烈区域及水汽辐合区域与大降水的落区近乎吻合。中低空偏东急流加强了气旋的发展,增强了上升运动,且急流的大小决定了塔里木盆地大降水的强度,急流西伸的位置决定了降水的区域。中低空偏东急流轴末端的左侧,对应着大降水的发生区域。主要水汽源地为中亚地区、阿拉伯海和孟加拉湾,其中孟加拉湾和阿拉伯海的水汽通过季风环流输送至青藏高原,再通过高空平流和中低空回流的方式输送至塔里木盆地。     

2003年广西最大一次锋面暴雨天气过程特征分析

本文利用常规观测资料和物理量资料,对2003年6月26～28日广西全区性范围暴雨天气过程进行诊断分析,指出副热带高压逐渐加强西伸与弱冷空气在广西维持对峙是暴雨产生的主要原因;物理量和云图分析表明,暴雨发生前广西上空有深厚的不稳定层结存在,造成本次的强降水是对流层中低层暖湿空气被地面弱冷空气抬升的结果。     

华北北纬38°带极端强降水氢氧稳定同位素特征与水汽来源的关系

华北北纬38°带是华北地区的重要农业区,降水是区域地下水的主要补给源。近年来,极端强降水频率增加改变了地下水补给方式,明确极端强降水氢氧稳定同位素特征及其水汽来源对于深入认识区域水循环特征具有重要意义。本研究基于2016年1月至2021年12月华北北纬38°带的1个山区站点(太行山站)和2个平原区站点(栾城站和南皮站)降水样品采集,采用相关分析和HYSPLIT模型,揭示了研究区极端强降水δ²H和δ¹⁸O的时空分布特征与水汽来源的关系。结果表明：降水氢氧稳定同位素呈现丰水年贫化的年际特征,雨季富集、旱季贫化的季节性变化特征,极端强降水同位素最为贫化(-105.7‰～-39.1‰,-14.6‰～-5.7‰)。大气降水同位素关系表明位于山前平原的栾城站斜率和截距最小,蒸发作用最强。HYSPLIT模型结果表明,太行山站极端强降水水汽主要来自于东南季风和西南季风水汽,而栾城站和南皮站极端强降水水汽主要来自于西风水汽和东南季风水汽,西南季风水汽比例增加(16.67%～58.33%)是导致山区极端强降水同位素比平原区贫化的主要原因。水汽来源的差异导致研究区...     

Impact of the variation of westerly jets over East Asia on precipitation of eastern China in July

The impact of the northward jump and westward movement of the East Asian westerly jet core from the western Pacific Ocean to the Qinghai-Tibet Plateau on precipitation distribution of eastern China is studied. It is concluded that on the one hand, the northward jump of the jet causes the precipitation belt to move northward from the middle and lower reaches of the Yangtze River valley and withdraw during the Mei-yu season; on the other hand, the westward movement of the jet core has no correspondence with withdrawal of the Mei-yu season. However, the earlier or later occurrence of the westward movement of the jet has an influence on the process of the rain belt moving northward than the northward jump of the jet: the rain belt moves northward from the middle-lower Yangtze River valley to the Huaihe River and then to an area between the Yellow River and Huaihe River during years when the time of the westward movement of the jet core is later than that of the northward jump of the jet and from the middle-lower Yangtze River valley to an area between the Yellow River and Huaihe River in other years. Further analysis shows that: (1) The northward jump of the jet and the westward movement of the East Asian westerly jet core causes significant variation of the general atmospheric circulation in middle latitudes and water vapor transport from the western Pacific, but not from the Bay of Bengal. (2) Impact of the northward jump and the westward movement of the East Asian westerly jet core on circulation are different, therefore, water vapor transport from the western Pacific and its impact on the rain belt are different. The earlier or later occurrence of the westward movement of the jet core than the northward jump of the jet causes the process of circulation and water vapor transport to be different which produces a different process of the rain belt moving northward.     

宁夏不同强度沙尘天气动力机制

利用常规气象观测资料和ECMWF逐6 h 0.25°×0.25°再分析资料,对宁夏2013年5月18日雷暴大风、2月28日大风沙尘和3月9日大风强沙尘天气过程的环流形势和高、低空急流的耦合作用进行了对比分析。结果表明:在“西高东低”环流形势下,受蒙新高压脊、西风槽、地面气旋和冷锋、高低空急流的共同影响,在中低层90°-110°E形成次级环流,对流层中上部高空急流和高位涡通过次级环流动量下传使中低层形成低空急流,同时在边界层发生强烈湍流混合,产生地面强风及沙尘,但由于冷空气强度及南下方式、高压脊线位置及强度、高低空急流活动的区域、低空急流南下位置、高空强风速下传的高度、次级环流的强弱不同,高层高位涡和低层850 hPa低空急流在宁夏上空活动与否,是导致宁夏出现不同强度风沙天气的重要动力因素。     

新疆2007年“7·17”大降水天气过程诊断分析

利用常规气象观测资料和NCEP再分析资料,对新疆地区2007年7月13—17日发生的一次大降水天气过程,从环流形势、水汽输送、螺旋度场、层结特征等方面进行分析,揭示造成此类大降水的水汽来源及动力成因。结果表明:①稳定的大尺度环流、南亚高压的双体型分布、伊朗副高的南北振荡、西太平洋副高的西伸北进以及中亚低涡的长时间维持是此次大降水过程的环流背景和天气学条件。②孟加拉湾地区的水汽在气旋性环流的影响下,可以被输送到青藏高原上空聚集,这部分水汽与高原上空本身的水汽汇合到一定程度,能够以接力的方式继续北涌进入新疆地区。③此次降水过程流入新疆的总水汽量为517.99亿t,总流出量为353.76亿t,净收支为164.23亿t。其中,西边界对水汽的输入贡献最大,共有190.06亿t水汽净流入新疆,南边界有104.1亿t水汽净流入新疆,北边界净流入量为100.07亿t,东边界以水汽输出为主,共有230.00亿t水汽净流出新疆。④螺旋度是代表大气旋转与沿旋转轴方向运动强弱的物理量,它反应了暴雨区附近的动力场特征,可把螺旋度与热力参数相结合用于大降水天气的分析和预报中。     

北纬地区温度和卫星监测的植被活动节律变化的比较分析(英文)

Plant growth at northern latitudes is highly responsive to the climatic changes that have occurred over recent decades. However, the sensitivity of the phasing of the seasonal cycle of terrestrial ecosystems to a changing environment remains less widely understood. We present an investigation and comparative study of large-scale changes in seasonal cy-cling of both land surface temperature and plant growth. Our results have shown trends in-dicating a marked increased towards overall plant productivity by ~3% from 1982 to 2005, reduced trends in seasonal variation at low-mid latitudes by ~2%, increased trends in sea-sonal variations at mid-high latitudes by ~7%, and an earlier phase in northern terrestrial ecosystems (~1.1 days) in parallel with changes in the phasing of surface temperatures at northern latitudes over the 24 years in this study. These shifts in annual cycles of terrestrial vegetation appear to have a distinct geographical zonality and are dependent upon latitudinal changes in climatic variables. More conspicuous changes in overall vegetation productivity and the seasonal phase of ecosystems have been observed in Eurasia compared to North America, largely because of a more rapid rise in temperature. Our results state that changing climate boosts plant growth at northern latitudes, but also alters the phase and seasonal variations of the annual cycle of terrestrial ecosystems.     

塔里木盆地一次东灌型沙尘暴环流动力结构分析

利用NCEP再分析资料和常规地面观测资料,对2006年4月10日塔里木盆地发生的一次东灌型沙尘暴,从气候背景、环流形势、螺旋度场、锋生次级环流、温度平流等方面进行分析,揭示了此类沙尘暴强盛期的环流动力结构。结果表明：①里咸海脊、乌拉尔脊、新地岛脊同位向叠加,西西伯利亚横槽转竖南下,引导泰米尔半岛强冷空气爆发直插新疆,东灌进入南疆盆地,造成大范围沙尘暴天气;②西西伯利亚地面冷高压爆发性南下并强烈发展是造成此次沙尘天气的根本原因;③盆地前期的干暖形势为沙尘暴的产生提供了有利的热力条件;④沙尘暴区上空螺旋度垂直分布为低层正值、高层负值,构成低空强辐合、高空强辐散的上升运动区,揭示强旋转上升运动是大范围沙尘暴发生的动力条件;⑤高空急流入口区次级环流下沉支导致高层动量下传 ,促使对流层中低层风力加大,冷锋南压,驱动沙尘天气的发生。     

陕西汛雨开始日期异常的气候特征及其影响系统

利用陕西省1961—2018年逐日降水资料、NCEP/NCAR再分析资料及NOAA海温资料,基于合成分析、相关分析等方法,研究了陕西汛雨开始早晚的气候特征及其影响系统。结果表明:陕西入汛日具有显著的年际和年代际变化特征,20世纪60年代主要以偏晚为主,70、80年代以偏早为主,90年代偏晚,进入21世纪以后以偏早为主,雨季主要集中在7月上旬至中旬中期。入汛偏早年,东亚副热带西风急流于6月下旬北跳,强度偏强,北跳偏早,欧亚中高纬为两槽一脊,副高偏强、偏西、偏北;低层,孟加拉湾至中国南海为巨大的气旋式距平环流,西北太平洋为显著的反气旋距平环流。入汛偏晚年,环流系统与偏早年相反。入汛早晚与冬春季海表温度相关,当冬季印度洋、春季热带北大西洋海温偏高,有利于入汛。     

GIS支持下的澜沧江流域云南段土壤侵蚀空间分析

利用ArcView3.2和ARC/INF08.1软件,通过图层叠加、统计分析和缓冲区分析等,提取西南纵向岭谷区澜沧江流域云南段的不同类型和强度的土壤侵蚀与地形坡度、土地利用/土地覆盖现状、土壤类型和分布、大雨日数以及河流、道路两侧的缓冲区等的相应数据,计算出土壤侵蚀综合度。结果表明,研究区不同坡度等级中,15°²5°坡度上的土壤侵蚀最强,其次为8°¹5°坡地和4°⁸°坡地;>25°坡地上则较小;不同用地类型的土壤侵蚀程度不同,总体上,旱耕坡地的土壤侵蚀较草地严重,而草地又较林地严重;在各种土壤类型中,黄壤和石灰土的土壤侵蚀最为突出,其次为红壤、黄棕壤和南方水稻土等;河流两侧和道路两侧的土壤侵蚀都较整个流域要严重,而河流两侧又略重于道路两侧;当多年平均大雨日数小于20日时,土壤侵蚀程度基本上随大雨日数的增加而增加;当大雨日数大于20日时,土壤侵蚀程度反而较小,原因在于前期大雨冲刷侵蚀,带走了地表的疏松物质。研究结果可为有针对性地防治水土流失、减少河流泥沙和水库淤积提供依据。     

2006年云南省盛夏高温干旱成因分析

对2006年云南盛夏严重的高温干旱及其成因进行分析。结果表明：西太平洋副热带高压强度偏强,位置偏西、偏北,不利于将孟加拉湾等地的暖湿气流带到云南、四川等地,使这些地区7-8月降水明显偏少;亚欧地区经向环流偏弱,纬向环流偏强,中高纬地区大气环流以纬向环流占优势,不利于冷空气向南方地区输送;阿拉伯湾、孟加拉湾、南海及云南、四川等地的OLR值偏高,对流活动受到抑制,不利于水汽的输送及降雨的产生;850 hPa温度场上,云南多处于高温暖区内,7-8月无明显冷空气影响云南等都是形成高温干旱的重要原因。     

2011年初广西异常低温冰冻灾害成因分析

利用NECP再分析资料和Micaps站点资料,对2011-01-03-28广西地区出现的异常低温冰冻灾害过程的环流背景场、物理量场和影响系统等特征进行了分析.结果表明:1)此次过程的异常环流特征表现为中高纬倒Ω流型,低纬南支槽异常活跃,构成典型的“北脊南槽”形势,有利于北方冷空气与南方暖湿气流在广西地区交汇;2)蒙古地面冷高压强度较往年偏强,位置偏东、偏南,有利于地面冷空气的堆积和不断分裂南下,影响广西地区;3)逆温区主要位于桂北,长时间降水普遍以小到中雨为主,容易形成过冷水滴,造成冻雨灾害;4)华南静止