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。      

中国地气温差时空分布及变化趋势

利用中国825个气象站点1961—2016年的逐日地表温度和气温观测资料,系统分析了中国地区地气温差（地表温度减气温）的时空分布以及变化趋势。结果表明,中国多年平均的年地气温差西部大部地区及华南部分地区在2.5℃以上,而中东部大部地区在2.5℃以下。其中春、夏季全国各地地气温差均为正值,且总体呈经向型分布,西高东低;秋、冬季中国各地地气温差总体呈纬向型分布,南高北低,尤其是冬季北方部分地区为负值。年内,中国区域平均各月地气温差均为正值,其中1月份和12月份相对较小,6—8月份（夏季）相对较大。不同地区地气温差的年内分布特征有所不同,西藏地区地气温差年平均值为全国最大,最大值出现在雨季来临前的5月份;东北、华北、黄淮、西北及内蒙古地区最大值均出现在雨季来临前的6月份;江淮、江汉、江南、华南地区地气温差最大值均出现在雨季过后的7月份或8月份;西南地区年内各月地气温差变化相对较小,在雨季之前的5月和雨季之后的8月出现2次峰值,呈双峰型分布。1961—2016年,中国区域平均地气温差4月和4—10月上升趋势较明显,而7月和10月变化趋势不明显或略有上升趋势。空间分布上,东北、西北及内蒙古、西藏西部等地平均地气温差有增加趋势,而中东部地区有减小趋势。     

近30年塔里木盆地浮尘天气及持续浮尘滞空的气候特征

塔里木盆地沙尘天气具有独特的持续浮尘滞空区域特征.目前塔里木盆地浮尘天气的气候学特征认知依然停留在1990年,亟待认知近30年塔里木盆地浮尘天气的变化特征.因此,利用1991—2020年塔里木盆地27个观测站浮尘天气观测资料,分析塔里木盆地近30年浮尘天气的时、空变化特征,并给出盆地持续浮尘天气的频次分布,以加深对塔里...     

南极涛动对福建前汛期降水的预测意义

利用1979-2009年逐月NCEP／NCAR再分析资料和福建省66站降水资料,分析了3－4月南极涛动（AAO）的变化对后期福建前汛期（5－6月）降水的影响。结果表明：3－4月平均的AAO指数与福建前汛期降水有很好的正相关性,前期AAO偏强时,后期前汛期降水偏多,反之亦然;且AAO异常时降水的同号率为100％。对AAO异常年的分析发现,当前期AAO异常强时,后期北方冷空气活动频繁,南方暖湿气流输送强盛,在华南北部产生强烈锋生,导致福建前汛期降水偏多;反之,降水偏少。上述结论为福建前汛期降水预测提供了一条可行的新途径。     

基于逐时数据的南疆沙尘天气精细化特征研究

利用2006—2019年南疆地区55个国家站的逐日观测和自动站小时数据资料,研究沙尘发生的精细化特征及沙尘暴起沙风速指标阈值。结果表明：南疆沙尘中心位于塔里木盆地中部至其南缘的民丰和且末一线,表现为中部多,东部西部少的分布特点,浮尘和沙尘暴的中心在民丰,而扬沙中心在塔中站;沙尘天气季节差异明显,秋、冬季沙尘最少,以浮尘为主,春、夏季是沙尘天气的高发季节,浮尘日与扬沙日数接近,约为沙尘暴的2倍,沙尘暴、扬沙的季节差异比浮尘天气更为明显;沙尘日变化呈白天多于夜间,下午多于上午的分布特点,18—20时是南疆地区出现沙尘暴、扬沙天气的高频时段;扬沙和沙尘暴的平均持续时间短,一般不超过3 h,巴州东南部平均持续时间最长;南疆不同地区沙尘天气发生的最小风速差异较大,存在区域性规律,而极大风速分布呈东部大于西部,北部大于南部,塔里木盆地中部和南部最小,春季的极大风速平均值大于夏季,差值较小的地区在和田地区,春季的极大风速离散度也较夏季大,各站极大风速的最小值范围在1.6—9.8 m·s^-1之间。     

塔里木盆地不同地域大气降尘TSP变化特征分析

为了解塔里木盆地不同地域大气降尘及TSP的污染特征和季节变化规律,在塔里木盆地布设了铁干里克、塔中、民丰、喀什4个采样站点,于2007-2010年期间利用集尘缸和大流量采样器分别对上述4个地区的大气降尘及TSP进行连续采样。通过对样品和数据的分析处理,揭示了塔里木盆地不同地域大气降尘及TSP基本特征及影响因素：（1）2007-2010年塔中大气降尘量和TSP浓度均为4个站点中最高,其次为民丰和喀什,铁干里克最少。区域气候差异是造成塔里木盆地降尘和TSP浓度空间分布差异的主要原因。（2）5-8月是塔中地区沙尘天气高发时节,7月沙尘暴天气处于峰值。3-8月是民丰、喀什和铁干里克大气降尘主要分布月份。春夏季节的塔里木盆地降尘污染明显高于秋冬季节。（3）每年3-9月都是4个站点TSP主要分布阶段,最高值出现月份略有差异。塔里木盆地周边TSP浓度季节变化大体一致,春夏季大于秋冬季,不同的地区季节分布略有差异。（4）春夏季沙尘天气是造成大气降尘和TSP质量浓度较高的主要因素。     

Arctic oscillation and the interannual variability of dust emissions from the Tarim Basin: a TOMS AI based study

This paper examines the teleconnection between the Arctic Oscillation Index (AO) and dust activities in the Tarim Basin [in terms of the Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS) Aerosol Index (AI) level]. In this study, High Dust Active years (H) and Low Dust Active years (L) in terms of dust loading are identified. Composites of geopotential height at both 850 and 500 hPa level show that, the geopotential height level of H years is generally lower than the average, especially over the south end of the Central Siberian Plateau. The geopotential height level of L years is generally higher than the average, especially over the same region of Siberia. By correlating the AO and TOMS AI with geopotential height at different pressure levels, a South Siberia Geopotential Height Index (SSGI) is constructed. A strong positive correlation is found between AO and SSGI. Strong negative correlations are found between TOMS AI and AO, and between TOMS AI and SSGI. Through investigating the relation among these three measures (TOMS AI, AO and SSGI), we found that in the positive phase of AO, geopotential gradient between the inside and outside of the basin is small. The northerly wind from Siberia is weak and decreases when it encounters the north barrier of the basin. As a result, dust activities in the Tarim Basin is weak and Eddy Kinetic Energy (EKE) level measured in the basin is lower. In the negative phase of AO, geopotential gradient between the inside and outside of the basin is big. The northerly wind from Siberia is strong, and passes the north barrier of the basin. When it encounters the Tibetan Plateau, a component of the wind goes into the basin. During this process, the wind accelerates given the higher pressure gradient. As a result, dust activities in the Tarim Basin are frequent and intensive, and the EKE level in the basin is higher.     

塔里木盆地沙尘气溶胶的柱质量密度特性

气溶胶质量密度是气溶胶重要的参数,它影响着大气中复杂的化学反应,也与气溶胶的传输过程和空间分布息息相关.基于MERRA-2再分析资料提供的气溶胶柱质量密度数据,研究了我国塔里木盆地1980—2018年长时间序列的沙尘气溶胶柱质量密度的时空分布特征.结果表明,沙尘气溶胶和沙尘PM_2.5气溶胶柱质量密度有很大的变化范围,平均值分别为0.33和0.086 g/m²,同时具有明显的年际、月和季节变化特征.沙尘气溶胶和沙尘PM_2.5气溶胶柱质量密度的年平均值在0.24~0.41和0.06~0.11 g/m²范围内变化;春季最大,其平均值分别为0.47和0.12 g/m²,冬季最小,其平均值分别为0.13和0.04 g/m²;月平均值最大出现在5月,分别为0.57和0.14 g/m²,最小在1月,分别为0.1和0.03 g/m².     

2002年我国沙尘暴天气特征分析

利用逐日8个时次地面天气报告资料，分析了2002年全国沙尘暴的时空分布特征。结果表明：2002年出现的12次沙尘暴过程以3月18～22日的强沙尘暴过程影响范围最广、强度最强；我国北方地区浑善达克沙地及其周边地区的沙尘暴日数最多。另外，2002年我国沙尘暴高频期集中、早春多于晚春。主要原因是前期北方持续气温偏高、降水偏少，3—4月上中旬影响我国的冷空气十分频繁且强度较强，4月下旬—5月上旬我国北方地区出现了几次较大范围降水，5月中下旬影响我国的冷空气势力较弱且位置偏东。     

四川地区短时强降水事件时空演变特征研究

利用四川地区自动气象站逐小时降水观测资料,分析了2010~2019年5~9月短时强降水事件24h累计降水量、频次和强度的时空分布特征,探讨了短时强降水事件发生的频次、极值分布及其与地形、海拔高度等的关系。结果表明:四川地区平均24h累计降雨量基本在50mm以上,盆地东北部、西南部、南部及阿坝州东部甚至超过100mm,最大值出现在广安,达175mm。四川地区短时强降水事件开始时间的日变化特征表现为“V”型结构的夜间峰值位相,事件持续时段多为傍晚至凌晨,时长可达10h以上,最长甚至可持续22h。在强降水事件极值的日变化上,极大值频次和降水量呈单峰结构,在03时达到最大,其后逐渐减小至15时达到谷值,而后再次增大;降水强度呈弱双峰结构,分别在04时和16时达到谷值,13时和18时达到峰值,其日变化呈“增-减-增-减”的特征。四川短时强降水事件与复杂地形有密切的关系,5~6月事件活跃区在四川盆地中部,7月在盆地西部的龙门山脉一带,8月在雅安、乐山附近,9月在盆地北部且频次明显减少;短时强降水事件的最大小时雨强可达80mm以上,出现在7~8月的盆地西部龙门山一带和南部地区。短时强降水事件随着海拔高度的增加,发生频次和日数逐渐减少,海拔2000m以上地区基本无强降水发生日出现( 峨眉山气象站例外)。      

塔克拉玛干沙漠腹地沙尘暴发生条件分析

利用塔中气象站1997—2002年的气象资料, 从沙尘源丰富程度、风动力条件和空气稳定度等方面分析了塔克拉玛干沙漠腹地沙尘暴的成因。结果表明:在塔克拉玛干沙漠腹地, 沙尘源极为丰富, 为沙尘暴发生提供了必要条件, 降水基本不能改变沙面的湿润状况, 沙尘源丰富度不是沙尘暴发生的限制因子; 风动力是沙尘暴发生的重要条件, 而月平均风速和大风日数是风动力的重要定量表征指标; 空气稳定性也是沙尘暴发生的重要条件, 温度和天气过程是其重要标志, 沙尘暴发生与温度呈正相关, 沙尘暴多发生在夏季和午后; 降水是沙漠腹地天气过程的重要指标, 月降水日数和降水总量与沙尘暴日数呈正相关; 20世纪90年代以来沙尘暴逐年减少, 这种变化趋势可能与全球气候变化有关。     

2011年长春市一次持续浮尘天气成因分析

利用气象探测资料和环境监测数据,采用统计分析、环流演变分析、物理量诊断以及后向轨迹法分析了长春市浮尘发生气候特征和2011年5月12日长春市出现的一次持续时间较长、污染程度较重的浮尘天气过程。结果表明：长春地区浮尘天气整体上呈波动性减少趋势,3-5月是主要发生时期;本次浮尘天气过程沙源来自蒙古国中部和内蒙古中东部,并随高空急流的输送影响东北地区,本地沙源没有补充;高空急流明显、地面风速较小、温度露点差较大、内蒙古东部辽宁省北部存在弱风区、整层大气稳定是该区域未出现沙尘暴而出现浮尘的主要原因。     

新疆大风的时空统计特征

统计了1961－1999年39a新疆90个气象观测站的气表－1资料，给出新疆大风的时空分布特征，结果表明：（1）年平均大风日数的高值区在北疆西北部，东疆和南疆西部，阿拉山口，达坂城大风最多，准噶尔盆地中心，塔里木盆地南缘最少。（2）大风年总日数的变化有明显的波动性，大部分地区80年代起大风日数有减少的趋势。（3）春，夏季大风最多，以5，6月最为频敏，大风主要出现在上年10时到午夜23时，半数以上的大风持续时间在1h以上，以0.5h以内最多。     

黄淮西部地貌过渡区深对流云的时空特征及其天气意义

中国黄淮西部地貌过渡带(30°-38°N,109°-118°E,山区和平原过渡带)地形复杂,每年夏季强对流天气频繁发生.为了深入了解该地区的对流发展和分布特征,用1996-2010年5-8月静止卫星多通道资料及河南省地面观测的对流天气(雷暴、冰雹、短时强降水)资料,对该地区深对流活动的时空分布及天气意义进行了统计和对比研究.结果显示:黄淮西部地貌过渡带及其附近深对流活动的时空分布不仅与气候带关系密切,而且,明显受地形和天气系统影响.淮河流域是深对流活动高发区,豫北和豫西山区是深对流活动次高发区.豫北和豫西山区的深对流主要产生雷暴和冰雹,而淮河流域、南阳盆地等地势较低地区的深对流活动则较多地与雷暴和短时强降水有关.深对流活动随夏季风北进和副热带高压的北抬而具有显着的月际、日际变化及明显的阶段性特征.不同月份的深对流活动日变化特征显着不同,表现出两种性质的对流活动,一种为持续时间较短的热对流,一种为大尺度天气系统控制的持续性对流.豫北深对流活动日变化主要为单峰型,且具有自西北向东南方向传播的特征;豫南深对流活动日变化表现为双峰结构.     

青藏高原和热带印度洋5月热力异常与新疆夏季降水的关系

基于1979-2017年美国国家海洋和大气管理局(NOAA)提供的海表温度资料和美国国家环境预测中心(NCEP)/美国国家大气研究中心(NCAR)提供的大气环流再分析资料以及青藏高原地区149个站点观测资料计算的地表感热通量和新疆气象信息中心提供的全疆81站逐月降水资料等,研究了5月青藏高原和热带印度洋加热对新疆夏季降...     

2—5月我国低温连阴雨和南方冷害时空特征

利用1951-2007年25月我国546个站逐日平均气温和24h降水量观测资料以及南方早稻区代表站日照时数观测资料,定义了全国统一的低温连阴雨标准和早稻区低温冷害标准,并采用统计分析方法,给出了1951—2007年2—5月我国低温连阴雨和低温冷害的时空变化特征。57年中,2—5月低温连阴雨平均日数以四川盆地、贵州、江南西部和华南最多。2—5月,低温连阴雨日数呈现由长江以南向黄河流域逐渐增加且范围扩大的特征。各月低温连阴雨日数20世纪50年代较少,1997年后呈现显著减少的趋势。1963-1996年,各月低温连阴雨日数的EOF第1特征向量呈现出月际反相变化,并有年代际振荡特征。对于各地区的早稻播种而言,1951年以来,四川盆地和长江中下游地区低温冷害较华南地区偏多、偏重,但2000年以来各早稻区的低温冷害都在减少,早稻区低温冷害存在显著的年际和年代际周期振荡特征。     

1961～2017年遵义地区冰雹时空分布特征

本文利用CIMISS、遵义13个气象站月报表等数据,收集了1961年1月1日至2017年12月31日遵义地区气象站的冰雹、大风和降水情况,从冰雹直径、冰雹时间和空间分布、冰雹与大风的关系、冰雹与降水的关系等方面综合分析了遵义地区冰雹时空分布特征。结果表明：遵义地区降雹以小冰雹为主,发生大冰雹的概率小;降雹持续时间以短时降雹为主,降雹点1日内多次降雹可能性小;降雹日数余庆最多,赤水最少,遵义东部降雹日数最多,中部、西部和北部依次递减,大范围降雹的可能性较小;降雹时间集中在2～5月,其中4月最多,旬分布上看,5月上旬降雹日数最多;遵义地区降雹主要出现在夜间,白天集中在14～20 时;冰雹日数的年际变化和年代际变化总体呈下降的趋势,2011～2020年冰雹日数总和很可能跌破历史极值;降雹点出现大风的可能性较小,但整个遵义地区在同一天内既出现降雹又出现大风的概率高达74.23%;冰雹直径和降雨量之间呈弱的正相关。     

河西走廊东部寒潮时空变化特征及典型个例分析

利用1986—2015年河西走廊东部5个气象站逐日气温、大气环流特征量和2016年5月常规天气图和物理量场，分析了河西走廊东部寒潮时空分布及其与大气环流特征量的关系和2016年5月3次寒潮天气过程天气成因。研究表明：河西走廊东部寒潮频次由北向南减少，中部最少；寒潮频次年际差异较大，总体呈下降趋势；寒潮主要出现在1—5月和10—12月，频次站次4月最多，6月最少，春季寒潮频次最多；寒潮最早出现在9月1日（永昌）、最晚出现在6月7日（乌鞘岭）。月寒潮频次与月亚洲、北半球的极涡面积和强度、北极涛动、亚洲经向环流和冷空气指数呈显著正相关，与北半球极涡中心纬向位置和强度、东亚大槽强度、西藏高原1和2指数呈负显著相关，前一月亚洲、北半球极涡面积和强度、北半球极涡中心强度、北极涛动指数对月寒潮预报预测具有良好的指示意义。使用多元回归建立寒潮月频次预报方程，通过了=0.1显著性水平检验。2016年5月3次寒潮天气均与极涡中心偏强有关，前期升温明显、高空强盛冷平流强盛、地面冷高压强烈是造成三次寒潮天气的主要原因，500 hPa横槽转向南压造成的降温幅度比小槽东移更大、影响范围更广。     

A 500 hPa synoptic wildland fire climatology for large Canadian forest fires, 1959–1996

Summary In Canada, the average annual area of burned forest has increased from around 1 million ha in the 1970’s to over 2.5 million ha in the 1990’s. A previous study has identified the link between anomalous mid-tropospheric circulation at 500 hPa over northern North America and wildland fire severity activity in various large regions of Canada over the entire May to August fire season. In this study, a northern North American study region of the hemispheric gridded 5° latitude by 10° longitude 500 hPa dataset is identified and analysed from 1959 to 1996 for a sequence of six monthly periods through the fire season, beginning in April and ending in September. Synoptic types, or modes of upper air behavior, are determined objectively by the eigenvector method employing K-means cluster analysis. Monthly burned areas from the Canadian Large Fire Database (LFDB) for the same period, 1959 to 1996, are analysed in conjunction with the classified monthly 500 hPa synoptic types. Relationships between common monthly patterns of anomalous upper flow and spatial patterns of large fire occurrence are examined at the ecozone level. Average occurrence of a monthly synoptic type associated with very large area burned is approximately 18% of the years from 1959 to 1996. The largest areas burned during the main fire (May to August) season occur in the western Boreal and Taiga ecozones – the Taiga Plains, Taiga Shield, Boreal West Shield and Boreal Plains. Monthly burned areas are also analysed temporally in conjunction with a calculated monthly zonal index (Zi_m) for two separate areas defined to cover western and eastern Canada. In both western and eastern Canada, high area burned is associated with synoptic types with mid-tropospheric ridging in the proximity of the affected region and low Zi_m with weak westerlies and strong meridional flow over western Canada. Received April 3, 2001 Revised July 13, 2001     

1500—1910年西北地区沙尘天气研究

通过对西北地区明清时期史料的系统查阅,收集到1500—1910年西北地区沙尘天气记录年份137个,最终确定沙尘天气最终数量为250次。分析发现,1500—1910年西北地区的沙尘天气呈波动之势,其中17、19世纪沙尘天气频发态势明显;季节以春季为多;空间分布以甘肃河西走廊、陇东、宁夏北部和南部、陕北、关中一带沙尘记载较多,其中以甘肃民勤为最;沙尘天气与气温的反相关明显,与气候干湿变化的关系在河西地区需要进一步研究,在陕西地区有较为明显的相关性。