中国东北冬季相邻两天降温特征及其年代际变化

利用1961-2012年CN05.2的日平均温度、日最低温度和日最高温度,将3种温度资料冬季相邻两天的降温情况分为弱降温、一般性降温和强降温3类,并分析了这3类降温的时空分布特征。结果表明：日平均温度和日最低温度的弱降温和一般性降温发生频次最大的地区位于大、小兴安岭地区和长白山山脉一带,而强降温发生频次最大的区域则为长白山山脉一带;这三类降温的高频发生时段均为20世纪60年代和70年代,随后开始减少,到21世纪初为发生频次最少时段。对日最高温度而言,弱降温和一般性降温高频发区为42°-45°N,呈带状分布,其北部和南部均为一般性降温发生频次的低发区,呈现"低-高-低"的频次分布特征,而强降温的高频发生区则位于长白山山脉一带;同日平均温度和日最低温度年代际变化特征一样,日最高温度3类降温均在20世纪60年代和70年代频次最大,其后发生频次开始减少。     

黑龙江省春季强降温天气分析与服务

利用黑龙江省45个站点1984-2014年共30 a的春季(3-5月)最低气温资料,采用统计学方法分析了春季强降温天气的变化特征和分布规律。结果表明:黑龙江省春季强降温次数的地域分布存在明显差异,平原地区明显少于山区。强降温天气具有较明显的区域性特征,随着强降温次数的增多其区域性越明显。强降温年代、年际次数总体呈增多趋势,并且其年际变化具有显著性特点;强降温天气主要发生在3月,5月份仅在大兴安岭地区有强降温天气发生;各强度强降温次数的变率较大,随着降温强度的增大,强降温次数迅速减少。     

1961—2010年我国冷空气的活动特征

利用1960—2010年我国384站逐日温度资料和NCEP/NCAR逐日再分析资料,分析了我国冷空气活动的频次、强度等特征。结果表明:我国单站冷空气呈北多南少、北强南弱的分布特征。按冷空气活动路径,北方分成3个区,它们在11月频次最多;南方以25°N为界分成2个区,它们在12月、1月频次较多,在年际尺度上该2区冷空气呈减少、减弱趋势。南北5个区冷空气活动频次的年代际变化不一致,但是各区冷空气活动的强度在20世纪60年代至80年代均呈年代际减弱。全国性冷空气活动频次在20世纪60年代和90年代显著减少,而北方冷空气活动频次的年代际变化不大。当欧亚大陆地面冷高压比正常年偏强(偏弱)、我国大部分地区温度比正常年偏低(偏高)、高层500 h Pa东亚大槽比正常年偏强(偏弱)时,当年冷空气活动的频次偏多(偏少)。     

1976—2016年河北邯郸寒潮活动特征

利用1976-2016年河北邯郸16个气象观测站逐日最低气温资料,根据国家寒潮等级标准,采用线性趋势、M-K检验等方法,对邯郸各站24、48、72 h寒潮发生频次和降温持续日数及降温幅度等特征以及寒潮频次变化趋势进行统计分析。结果表明:邯郸寒潮活动出现在9月到翌年5月,深秋和初春发生最多。东部和北部为寒潮多发区,而中部发生频次最低。寒潮过程降温持续日数为1~6 d,降温持续日数与发生频次呈反相关,而与降温幅度呈正相关。24、48、72 h寒潮过程月平均最大降温幅度分别出现在5、9、11月,过程最低气温平均分别为-4.20、-4.99、-6.96℃,过程月平均最低气温1月最低,12月次低。邯郸寒潮过程的冷空气路径以西北和偏西路径为主,环流形势主要为一脊一槽型和横槽型。近41 a邯郸24、48、72 h寒潮过程整体均呈显著减少趋势,且具有明显的"先增后减"的年代际变化,突变时间为2009、2009、2012年。     

近50年云南省降雪的气候变化特征

利用云南省1961-2008年120个测站逐日降雪资料,分析了云南省降雪频次和范围的时空特征和气候变化.结果表明:近50年云南省的年降雪频次和范围总体呈减少趋势,平均每年频次约减少4.5频次.各月的降雪频次和范围都呈负趋势.12月降雪频次减少趋势最显著,4月降雪范围减少趋势最显著.降雪频次长期趋势变化有明显的空间变化.对于年降雪频次西北部比东北部和东部减少得多,滇西北降雪频次每年约减少0.44频次.进一步对云南省年降雪量和积雪深度的长期趋势变化进行分析.云南省近50年,降雪范围逐步减少,年降雪量和平均最大积雪深度呈增加的趋势.说明近年来在云南气候趋于暖湿背景下,年降雪频次和范围呈逐渐减少趋势,但强降雪的频次却增加了.     

佛山市暴雨的气候特征及天气系统配置

采用佛山1957～2009年降水量和天气图资料,运用统计学和天气学等方法,对近53年佛山市暴雨的气候特点及环流特征进行分析.结果表明:佛山暴雨主要集中在汛期(4～9月),汛期暴雨频次的变化呈略增加的趋势,有明显的年际、年代际变化特征;暴雨月际分布呈典型的双峰型,主峰在5～6月,次峰在8月.小波分析显示,暴雨频次存在准2...     

冬季北太平洋风暴轴纬向变化特征及其与我国极端低温频次的可能联系

采用NCEP/NCAR和ERA40再分析资料,分析了垂直方向上冬季北太平洋风暴轴纬向结构的时空演变特征,揭示了北太平风暴轴纬向结构具有显著年际、年代际变化特征。冬季北太平洋风暴轴纬向结构主要呈现出全区一致、东西反相两种分布型("A"型和"B"型),细分为整体一致性强型("A+"型)、整体一致性弱型("A-"型)、东弱西强型("B+"型)和东强西弱型("B-"型)。研究表明:冬季北太平洋风暴轴的纬向结构与我国极端低温频次的关系密切,风暴轴呈"A+"("A-")型纬向结构时,我国整体区域极端低温频次偏少(多);风暴轴呈"B+"("B-")纬向结构时,我国全区极端低温频次偏多(少)。     

河西走廊东部强降温变化特征和典型环流型

利用河西走廊东部1961—2010年5个气象站日最低气温观测资料,计算了50 a强降温24 h(48 h)最低气温下降≥8(10)℃、最低气温≤4℃次数,采用统计学方法系统分析了该区域强降温的时空分布以及强度等气候特征,然后利用19912010年ECMWF 500 hPa(2.5°×2.5°)数值预报格点资料,分析了该地强降温的环流特征,最后研究了强降温次数与大气环流特征量的关系。结果表明,受地形地貌、地表植被以及山脉阻挡的影响,河西走廊东部强降温次数的地域分布存在明显差异,海拔较高的山区和北部沙漠边缘强降温次数明显多于绿洲平原区。强降温天气具有明显的区域性特征,随着强降温站数的增多,强降温的次数在减少;24和48 h强降温年代、年次数总体呈减少趋势,其强降温次数时间序列均存在4~6 a的准周期变化,但未出现突变现象。强降温天气主要发生在1-5和9-12月,4月强降温次数最多。各强度强降温次数的变率较大,随着降温强度的增大,强降温次数迅速减少,24 h强降温强度呈较弱减弱趋势,48 h强降温强度呈较弱增强趋势。河西走廊东部强降温天气的典型环流形势分为西北气流型和偏北气流型两大类,其中西北气流型次数多于偏北气流型。河西走廊东部月强降温次数与表征高空冷空气的强度和移动路径的大气环流特征量表现为显著的正相关,说明河西走廊东部强降温次数与高空冷空气的强度和移动路径的关系密切,高空冷空气的强度和移动路径是强降温预测的强信号。     

长江中下游地区类寒潮发生频次的变化特征分析

本文采用中国国家气候中心提供的1957-2008年中国753个台站逐日13温度资料,挑选出长江中下游地区(27.5°～32.5°N、112°～123°E)的51个测站,对该地区类寒潮发生频次特征进行分析,得出主要结论:长江中下游地区类寒潮的发生随着全球变暖的气候趋势,总体频次减少.有明显的年代际特征,20世纪60-80年代,类寒潮发生频次逐渐减少,90年代类寒潮又略增多,1973年前后出现突变.长江中下游地区主要以5年和14年信号周期变化,长江中下游地区类寒潮发生频次最高的月份分别为每年3月和11月,但存在明显的年际差异,年际差异最大的区域在皖南、赣北和浙西.     

江苏地区沙尘天气时空特征及气候变化分析

利用江苏省59个测站1960-2006年的沙尘天气观测资料,通过时间序列线性变化趋势、小波分析等方法,研究了江苏沙尘天气的时空分布及年际和年代际变化特征.结果表明:江苏沙尘天气在空间上呈北多南少、西多东少,年发生频数差异明显的特征;47 a江苏年沙尘日数年际变化明显,总频次呈减少趋势,沙尘强度呈减弱趋势;江苏沙尘天气季节分布不均匀,3-4月份为多沙尘月,6-10月基本没有沙尘天气发生,11月后沙尘天气开始增多;从小波分析的结果看,江苏沙尘天气具有2、4、6、8 a的年际周期变化和11、20 a左右的年代际周期振荡,其中8 a和20 a周期振荡是主要特征,20 a的周期振荡贯穿始终.     

四川省近10年极端小时降水时空分布特征

利用2012~2020年四川省156个国家气象观测站小时降水资料,以四川盆地、川西高原和攀西地区为考察重点,统计分析了全省极端小时降水的时空分布特征。结果表明:（1）四川省各站极端小时降水阈值、发生频次、平均强度及贡献率差异明显,高值区主要集中在盆地和攀西南部;盆地多站极端小时降水阈值在50 mm/h以上,小时降水极大值超过80 mm/h。（2）四川省极端小时降水事件主要集中在7月和8月,其中50 mm以上的小时强降水事件占比超过1/3;盆地、川西高原和攀西地区极端小时降水发生频次分别在7月、6月和8月达到最高,而小时强降水事件分别在8月、7月和6月出现最多。（3）四川省极端小时降水频次日变化峰值出现在02时,具有单峰和夜发特征,其中盆地、川西高原和攀西地区主峰值分别出现在05时、21时和02时;四川省50 mm以上小时强降水事件夜发占比达63.5%,各区域出现高峰时段差异大。      

四川盆地两次冬季寒潮天气过程对比分析

本文利用欧洲中期天气预报中心ERA-Interim全球再分析资料,常规地面、高空观测资料,及地面自动站观测资料,对2018年12月5～7日和27～29日四川盆地两次典型寒潮天气过程进行了对比分析。结果表明:两次过程均是在前期升温的基础上,500hPa欧亚中高纬度为一脊一槽,地面有强冷空气在中西伯利亚堆积,横槽转竖引导冷空气爆发南下造成的;冷空气爆发后,由于寒潮发生的环流背景、影响系统和冷平流强度、发展、路径不同,由此带来的天气现象和对四川盆地的影响也不同。两次过程中南支槽强度、移动速度和持续影响四川盆地时间存在明显不同,但当南支槽东移至85°E及以东位置时,南支槽显著加深,槽前强西南气流将暖湿水汽输送到四川盆地,并与南下的偏北冷气流交汇,导致四川盆地的降雨明显加强,降温幅度也加强。气温骤降,当盆地850hPa温度低于-5℃,1000hPa温度低于4℃,0℃层降到940hPa以下高度时,降水出现雨向雨夹雪或雪转换。      

四川省两次区域性寒潮天气过程对比分析

本文利用NCEP 1°×1°逐6小时再分析资料和实况观测资料,运用天气分析和物理量诊断的方法,对四川省两次冬季区域性寒潮天气过程进行了对比分析,结果表明:(1)两次过程均属于中亚横槽型寒潮(N型),前期欧亚中高纬度地区环流径向度加大,乌拉尔山阻高强烈发展,后期横槽转竖东移引导冷空气南下,南下冷空气与南支槽前西南气流交汇入侵四川盆地,造成寒潮过程;(2)过程发生前,盆地大部地区基础温度较历史同期偏高,利于气温进一步下降;(3)西南急流能够将水汽不断向盆地内输送,连续的降水对气温下降起到了加强作用,是造成强降温的原因之一;(4)850hPa强冷平流是寒潮过程的关键因素,冷平流的移动路径和强度中心与过程降温地区有很好的对应。      

21世纪以来四川强对流天气特征分析

针对近年来各种强对流天气频发的特点,本文利用气象整编资料、加密自动站资料和灾情直报信息等资料,统计分析了21世纪以来四川的大风、冰雹和强降水等强对流天气的逐月分布和区域分布特征,分析表明:(1)四川强降水年平均分布特征是盆地多于高原,夜间多于白天,夜间主要存在以雅安为中心的四川盆地西南部、以平昌为中心的四川盆地东北部、以北川为中心的盆地西部、以会理为中心的川西高原南部和以雅江为中心的川西高原中部5个高频中心,白天强降水只存在以万源为中心的四川盆地东北部1个高频区。强降水天气主要发生5~9月;(2)四川大风的区域分布呈现出川西高原多四川盆地少的特征,川西高原地区存在着以甘孜为中心的川西高原北部大风高频区和以德昌为中心的川西高原南部大风高频区,四川盆地内存在着以盐亭和广元为中心的四川盆地北部和以井研为中心的盆地南部大风高频区。盆地大风主要出现在4~8月,川西高原大风主要出现在1~6月;(3)四川冰雹的区域分布同样呈现出川西高原多于四川盆地的特征,在川西高原地区存在着以石渠为中心的川西高原北部和以昭觉为中心的川西高原南部冰雹高频区。在四川盆地内存在着以南江为中心的四川盆地北部和以古蔺为中心的盆地东南部冰雹高频区。盆地冰雹主要发生在4~8月,川西高原冰雹主要出现在4~9月。      

引发四川盆地西南地区暴雨的高原涡特征分析

为进一步认识高原涡对盆地西南地区暴雨过程的影响,总结该区域暴雨预报经验,本文利用2001～2011年高原涡切变线年鉴、MICAPS实况天气图、盆地西南地区气象站日降雨量资料以及NCEP再分析资料,对引起盆地西南地区暴雨过程的高原涡特征进行总结分析,得到结论:1)引发盆地西南地区产生暴雨量级以上降雨的高原涡过程多发生在每年7月;高原涡东移将对盆地西南地区产生明显降雨;48小时后大部分高原涡减弱消失,少数继续东移或东南移;2)引发盆地西南地区产生暴雨的高原涡通常是暖性高原涡,高原涡东移48小时后有明显的冷平流入侵转变成斜压性低涡;这一类高原涡常常与高原切变、西南低涡、副高、低空急流以及南亚高压等影响系统相配合,共同作用产生一次暴雨过程;3)引发的盆地西南地区暴雨的高原涡过程的温湿场特征为:500hPa高原东部到盆地上空的大气高温高湿的特征明显,700hPa和850hPa盆地高温高湿,同时垂直上升运动旺盛且随高度向北倾斜。      

近50年青藏高原东部降水的时空变化特征

选用1967～2012年青藏高原东部60个站点的降水资料,分析了该地区降水的时空演变特征,结果表明：高原东部降水呈由东南向西北递减的态势,高值区位于西藏东部和川西高原,低值区位于柴达木盆地;降水场可以划分为八个小区,分别是西藏东部和川西高原西部区、藏南谷地区、青南高原区、柴达木盆地区、藏北高原区、川西高原北部区、青藏高原东南缘区以及青海东北部区.年降水表现出强增加趋势,20世纪60年代后期到90年代后期相对偏少,20世纪末以来相对偏多;除川西高原北部区外,其余各区不同程度的表现出增加趋势.春季降水表现出“偏少～偏多”的年代际变化特征,在1995年附近发生由少到多的突变,20世纪60年代后期到90年代中期相对偏少,90年代后期以来相对偏多;八个分区均不同程度的表现出增加趋势.夏季降水呈增加趋势,20世纪60年代后期到90年代后期相对偏少,20世纪末以来相对偏多;八个分区均不同程度的表现出增加趋势.秋季降水的线性趋势趋近于零且没有表现出年代际变化特征;除川西高原北部区呈减少趋势外,各区均不同程度的表现出增加趋势.冬季降水表现出“偏少～偏多～偏少”的年代际变化特征,分别在1986和1996年附近发生由少到多和由多到少的突变,20世纪60年代后期到80年代中期相对偏少,80年代后期到90年代中期相对偏多,90年代后期以来相对偏少;除西藏东部和川西高原西部区及青海东北部区外,各区均不同程度的表现出“偏少～偏多～偏少”的年代际变化特征.     

近50年青藏高原东部降水的时空变化特征

选用1967~2012年青藏高原东部60个站点的降水资料,分析了该地区降水的时空演变特征,结果表明:高原东部降水呈由东南向西北递减的态势,高值区位于西藏东部和川西高原,低值区位于柴达木盆地;降水场可以划分为八个小区,分别是西藏东部和川西高原西部区、藏南谷地区、青南高原区、柴达木盆地区、藏北高原区、川西高原北部区、青藏高原东南缘区以及青海东北部区。年降水表现出强增加趋势,20世纪60年代后期到90年代后期相对偏少,20世纪末以来相对偏多;除川西高原北部区外,其余各区不同程度的表现出增加趋势。春季降水表现出“偏少~偏多”的年代际变化特征,在1995年附近发生由少到多的突变,20世纪60年代后期到90年代中期相对偏少,90年代后期以来相对偏多;八个分区均不同程度的表现出增加趋势。夏季降水呈增加趋势,20世纪60年代后期到90年代后期相对偏少,20世纪末以来相对偏多;八个分区均不同程度的表现出增加趋势。秋季降水的线性趋势趋近于零且没有表现出年代际变化特征;除川西高原北部区呈减少趋势外,各区均不同程度的表现出增加趋势。冬季降水表现出“偏少~偏多~偏少”的年代际变化特征,分别在1986和1996年附近发生由少到多和由多到少的突变,20世纪60年代后期到80年代中期相对偏少,80年代后期到90年代中期相对偏多,90年代后期以来相对偏少;除西藏东部和川西高原西部区及青海东北部区外,各区均不同程度的表现出“偏少~偏多~偏少”的年代际变化特征。      

CMA-SH9在川渝地区的降水日变化预报效果评估

利用CMA-SH9模式逐小时降水预报数据和地面自动站-CMORPH卫星融合降水数据,开展该模式对2020年暖季（5~9月）川渝地区降水日变化的预报效果评估。结果表明:CMA-SH9模式可以再现小时平均降水量在四川盆地偏小、盆地周边陡峭地形处偏大的空间分布特征;显著的预报正偏差分布于青藏高原东坡至四川盆地西南部一带和四川盆地以东地区,偏差来自降水频率和降水强度的共同贡献;预报负偏差分布于四川盆地,主要来自模式对降水强度的低估;降水日变化峰值时间自西向东呈午夜到上午的滞后,模式预报的降水日变化峰值时间超前于观测;模式能够较好地把握青藏高原东坡至四川盆地西南部一带和四川盆地的单峰型日变化位相,以及盆地以东地区的双峰型日变化位相,但预报的降水量值和观测存在一定偏差。      

青藏高原热力状况与四川盆地汛期降水的联系

应用高原积雪日数和高原气温、四川盆地逐月降水量资料,应用ＳＶＤ等方法,探讨高原热力状况分布异常与四川盆地汛期降水分布的联系。分析结果表明,高原积雪日数场分布特征是以巴颜喀拉山和念青唐古拉山为中心。该区域冬季积雪日数异常与川中盆地汛期干旱有相当好的联系。春季青藏高原北部和祁连山的温度场的大范围异常则与川西的洪涝和川东的干旱均有较好的相关,均可作为四川降水长期预报综合考虑的重要参考因子。一般而言,积雪     

GRAPES千米尺度模式在西南复杂地形区降水预报偏差与成因初探

利用2019年夏季（6—8月）西南复杂地形区地面观测站逐时和逐日降水量观测数据,从降水量和降水频率入手,对同期GRAPES-Meso 3 km业务模式短期（36 h以内）降水预报性能,特别是在不同典型地貌区—四川盆地子区、云贵高原北部子区和南部子区、青藏高原东缘山地子区的预报偏差进行细致评估与分析。结果表明:（1）GRAPES-Meso 3 km模式能合理地刻画出西南复杂地形区夏季日降水和日内尺度降水的主要特征,以及小时降水频次-强度的基本关系。（2）在各子区,模式日降水量（频率）预报表现为清晰的正偏差,正偏差在盆地子区最显著,为观测值的1.1倍（0.3倍）;日降水量正偏差主要由强降水日降水量预报偏大引起,但频率正偏差在云贵高原南、北子区与其他两个子区不同,主要是中小雨日数预报偏多的贡献;强降水（中小雨）落区预报存在明显（轻微）偏大倾向,强降水预报落区偏大频率在青藏高原东缘山地子区最高,达82.8%,在云贵高原南部子区最低,为53.6%。（3）日循环上,各时次小时降水量（频率）预报整体偏大,且主要正偏差出现在观测的夜雨峰值时段,其中海拔1200 m以下区域的降水频率正偏差从夜间峰值区延续到中午,模式偏强的日降水量预报往往表现为日内偏长的降水时长或小时降水空报。（4）诊断分析显示,模式在四川盆地区突出的夏季日降水预报正偏差是模式对流层低层在云贵高原南-东南侧偏强的西南风预报与西南地区特殊地形结合的产物。