近50年来祁连山区气候变化特征研究

根据祁连山区海拔2800 m以上的5个气象站点的气温及降水资料,分析了近50年的气候变化.研究表明,50年来祁连山区年平均气温呈上升趋势,突变出现在1980年代中期,1980年代中期以前增温缓慢,以后增温明显加快.冬季变暖的趋势远大于夏季,夜间升温幅度远大于白天,祁连山区气温以东西两段增温幅度最大;祁连山区降水量呈增加趋势,少雨年在1960年代和1970年代,多雨年在近20年,春季和夏季有明显上升趋势,祁连山西段降水量增加幅度明显.     

祁连山地形云试验区自然地理和气候特征

对祁连山地形云民乐试验区的降水时空变化及夏季降水、云和风向的日变化进行分析发现,试验区降水随海拔升高由北向南递增,在祁连…北坡实测最大年降水量511 mm,出现在海拔2500 m的瓦房城.全年7月降水最多,6～8月降水量占年降水量的57%.夏季风向日变化明显,以山谷环流为主,白天多为NW风.夜间为SSE风,午后谷风使水汽向祁连山北坡汇集,气流抬升形成对流云,故山区16:00～20:00降水频率最高,有两个雨峰分别出现在午后和半夜,与低云量和积云、积雨云的日变化对应.近50年的气候变化表明,年降水量呈上升趋势,春、夏、秋季降水量均为上升趋势,冬季则下降.1957～2004年有两个枯水期,两个丰水期,1998年至今处于丰水期.年降水量和年径流量最大熵谱图分析表明,4.8年和3年周期较显著,民乐年降水量和莺落峡年径流量熵谱图对应较好,还存在9年的振动周期.     

祁连山近45 a年降水异常的气候特征

利用祁连山地区17个测站1960~2004逐日降水资料,统计逐年不同量级的雨日数及年降水量,对年总降水量标准化后进行经验正交展开(EOF)和旋转经验正交展开(REOF),研究其异常的空间结构及时间演变规律。结果表明,祁连山地区年降水与不同量级雨日数的气候平均分布具有地理分布上的相似性。无论年降水还是不同量级的雨日数,同纬度地区西侧明显多于东侧,祁连山东段多于西段,等值线呈西北—东南走向。年降水异常在空间上主要表现为整体一致的变化特点,其次表现为东西相反的变化趋势。旋转载荷向量场(RLV)反映出4个异常型,即祁连山西段北坡区、祁连山东段区、祁连山中西段南坡区,祁连山中段北坡区。近45 a,祁连山西段北坡区年代际变化幅度明显,其他各区年代际变化幅度相对较小。小波分析发现,各区年降水周期变化并不一致,体现出祁连山地区年总降水的复杂性。     

祁连山南麓汛期降水时空分布特征研究

利用1961—2019年祁连山南麓12个国家气象站汛期(5—9月)逐日降水资料,采用线性趋势、相关分析、ArcGIS空间分析和Morlet小波分析对祁连山南麓汛期降水时空分布特征进行分析研究.结果表明:(1)祁连山南麓汛期降水量呈显著增加趋势,降水日数呈减少趋势,7月降水量最多,8月降水强度最大.(2)汛期降水量、降水...     

祁连山夏季地形云和降水宏微观结构的数值模拟

利用ARPS(Advanced Regional Predictional System)中尺度数值模式,对2007年7月19日低涡天气背景下发生在祁连山区的一次比较典型的地形云降水过程中云和降水的宏微观结构特征进行了深入的模拟研究和分析。结果表明,ARPS模式能够较好地模拟出地面降水分布及其发展演变特征;祁连山北坡陡峭地形的抬升作用是祁连山云系降水的主要动力机制;祁连山地形作用下云和降水的微物理结构随云的不同发展阶段呈现出不同的特征。     

连山地区云量的影响因子分析

利用祁连山区4个测站1961~2000年1~12月平均总云量资料,采用合成分析、相关分析和功率谱分析等方法,分析了40年来祁连山区云量与大环流变化的关系。结果表明:祁连山区云量主要受副热带高压、中纬度经(纬)向环流、高原季风和太阳变动影响。当副高面积增大,向北扩展,中纬度纬向环流增强,促使副热带高空锋区北移,冷暖空气在祁连山区交绥次数减少,造成祁连山区云量减少,反之云量增多;高原夏季风强(弱),造成祁连山区云量偏多(少);当太阳活动强烈时,高原近地面大气层易出现热低压,祁连山湿润下垫面和热低压结合,促使对流云增多。     

近55年来中国西北地区降水变化特征及影响因素分析

利用1961-2015年中国西北地区128个站的降水观测资料和NCEP再分析资料,分析了年、季降水量与降水日数变化总趋势及其区域分布特征,并采用与平均温度、气候指数相关性来分析和讨论其所受的影响因素。结果表明:(1)西北中西部年降水量呈增加趋势,增加趋势位于0.1%·(10a)-1~10.0%·(10a)-1;西北东部年降水量呈减少趋势,减少趋势均小于5%·(10a)~(-1);春季、夏季和秋季西北西部大部分地区降水量是以增加趋势为主;东部主要为减少趋势,但是在冬季几乎所有站点的降水量呈增加趋势;(2)西北西部降水日数以增加趋势为主,东部地区降水日数以减少趋势为主,大部分站点年降水日数在冬季呈现增加趋势,其他季节则基本表现为西北西部增加、西北东部减少;(3)河西走廊西部、青海高原边坡、西北东部年降水量与年平均气温呈负相关,青海高原年降水量与年平均气温呈正相关,西北地区大部分年降水日数与年平均气温呈负相关;(4)北疆、南疆和西北东部37°N以南地区年平均降水量变率与年平均温度变率呈现负相关,且相关系数较大,而其余地区为正相关;(5)西风带影响西北大部分地区年降水量,东亚季风和南亚季风主要影响西北地区中北部和南部的年降水量。     

祁连山区空中水资源研究

利用祁连山地区8个气象观测站1960-2002年逐日气象观测资料和1970-1997年NCEP/NCAR再分析资料(2.5°×2.5°格距),分析了祁连山地区的空中水资源状况。结果表明:该区大气水汽含量从春季到夏季逐渐升高,之后又逐渐减少,对应全年降水主要集中在5-9月,占年降水量的86.8%;从1987年西北地区气候转型前后2个时期的比较来看,1987年后比1987年之前平均年降水量增加了22.7 mm(约8.1%),而且主要是春、夏季降水增加了,这将有益于该地区生态环境的改善。从空间分布来看,祁连山地区中部的年降水量大,东部和西部降水较少,其中西部最少。祁连山地区平均每年水汽输入量约为885.4亿m3,水汽输入主要在600 hPa以下层,高层全年多数时间整体表现为辐散,且水汽主要来源于经向输送。     

祁连山及黑河流域降雨量的分布特征分析

利用祁连山及其周围42个气象站的降水资料,采用EOF,REOF等方法,分析了祁连山区年降雨量的空间变化趋势,并将其分为3个部分。进而采用网格分析法和GIS技术结合的方法,针对黑河流域所在的祁连山中东部的降水分布,进行年降雨量分布的拟合研究,着重分析了模拟雨量场在空间上的复杂变化。结果表明,应用该方法对黑河流域的祁连山区局地降水分布能够很好地模拟,局地降雨量和气象站观测资料基本吻合,同时网格场的降水分布更能反映出山区的复杂地形,其雨量分布为黑河流域的用水分配提供了一定的科学依据。     

四川上空大气可降水量时空分布特征

本文利用94个气象台站30 a地面湿度参量资料,采用通过地面水汽压计算大气可降水量的经验公式,分析了四川上空大气可降水量时空分布特征,初步评估了四川地区的空中水资源。结果表明:(1)四川地区空中水资源十分丰富,开发潜力巨大:东部盆地区全年大气可降水量为1178.11 cm、降水效率8.98%;西部高山高原区全年大气可降水量为321.06 cm、降水效率21.16%。(2)大气可降水量和降水效率空间分布明显不均匀,东部盆地区大气可降水量远远高于西部高山高原区,降水效率则是西部高山高原区高于东部盆地区。(3)大气可降水量季节变化明显,一年之中夏季最多,秋季次之,冬季最少。西部高山高原区大气可降水量季节差异尤其显著。(4)30 a来,大气可降水量波动略呈线性增多,大气可降水量年际变化小。      

APO异常对我国西北地区东部秋季干湿变化影响

利用1961—2010年NCEP/NCAR的月平均和逐日再分析资料、中国区域589个站月降水量和气温月平均资料,研究夏季亚洲—太平洋涛动 (APO) 异常与我国西北地区东部秋季干湿变化的关系。结果表明:夏季亚洲—太平洋涛动指数 (APOI) 的异常变化与我国西北地区东部干湿指数 (DROI) 呈显著正相关。夏季APOI正异常年对应的秋季中高纬度地区500 hPa高度场乌拉尔山以西高压脊加强、巴尔喀什湖至贝加尔湖之间的低压槽加深、鄂霍次克海东部高压脊加强;东亚西风急流轴偏北;经阿拉伯海、印度半岛—孟加拉湾的西风水汽以及北太平洋反气旋底部的偏东水汽输送均为加强趋势,并结合中纬度西风水汽输送使研究区秋季偏湿,反之亦然。进一步研究表明,夏季APO为正异常时,秋季西北地区东部上升运动加强、暖湿气流加强 (均在第54—56候最为明显)。     

大气气溶胶折射率虚部的宽谱反演方法I.理论

提出了从宽谱太阳漫射辐射信息反演大气气溶胶折射率虚部的新方法。通过敏感性分析发现：宽谱太阳漫射辐射对大气气溶胶折射率虚部的变化非常敏感,而对粒子谱分布、气溶胶折射率实部、地表反射率、大气中水汽和臭氧含量的变化不很敏感或弱敏感,因此可以从中较好地提取大气气溶胶折射率虚部。数值试验表明该方法具有较高的精度。     

江南南部初夏雨季的降水和环流气候特征

基于1961～2010年气象台站逐日降水资料、同期美国NCEP/NCAR的逐日再分析格点资料,通过气候平均、REOF分析、聚类分析等方法,分析了江南地区初夏降水的地域性和时段性特征,及西太平洋副高和高、低空急流等大气环流的相应演变过程。结果发现:（1）江南南部27.5°～29.5°N存在一个独立于华南前汛期和江淮梅雨的初夏雨季,该雨季平均发生时间为6月11～30日,比江淮梅雨早约8天左右。（2）西太平洋副高的西伸东退是江南南部初夏雨季发生发展的重要环流背景,6月第2候副高发生突变性加速西伸之后雨季开始,雨季期间850 hPa副高西伸脊点基本稳定在最西位置即133°E附近,6月第6候副高东退北抬后雨季结束。（3）低层急流大风带的形成和位置是江南南部初夏雨季阶段的重要动力条件,印度洋和孟加拉湾向东北延伸的低层急流与西太平洋副高西北侧的气流连通形成低层急流大风带,并与北侧上空的高空急流耦合,降水集中区位于低层急流大风带左侧、高空急流入口区右侧。     

大气气溶胶折射率虚部的宽谱反演方法 II.对比实验与应用研究

通过对比观测实验 ,分析了宽谱方法与总辐射 -直射比方法对大气气溶胶折射率虚部的反演结果。对比结果表明 :两种方法对虚部的反演结果分别为 0 0 1 2± 0 0 0 3和 0 0 1 1± 0 0 0 4。另外 ,本文直接利用气象台站的辐射观测资料计算了北京 1 992年的大气气溶胶折射率虚部 ,并分析了北京地区气溶胶的局地辐射气候效应 ,发现北京气溶胶的辐射气候效应在冬季是倾向于加热的 ,而其他季节则倾向于冷却。     

湿位涡和Q矢量与西北东部暴雨关系的分析

应用湿位涡理论和Ｑ 矢量分析方法,研究了位于发生在副高边缘青藏高原东侧复杂地形条件下一次暴雨过程。通过对湿位涡、Ｑ 矢量散度、涡度和锋生函数等物理量分布特征的诊断,发现造成西北东部暴雨的内在机制, 是一次大环流形势调整后的西太平洋副热带高压西伸北抬,与新疆东移冷空气在其边缘交绥抬升时切变辐合带强烈发展,从而激发前期堆积的不稳定能量释放,并提出了在数值预报产品释用业务中应用湿位涡及Ｑ 矢量场作暴雨落区预报的着眼点。     

甘肃中东部初夏一次暴雨天气过程的动力诊断

利用Micaps常规和ECWMF资料,对造成2004年5月28～29日甘肃省中东部初夏区域性暴雨过程的高、低空急流及锋区等天气系统进行分析,结果表明:(1)500hPa西风带急流轴(≥20m.s-1)从乌拉尔山中底部向巴尔喀什湖移动,其分裂的短波槽和冷空气沿急流底部向甘肃河西至青海省中部发展,为这次大降水的形成和维持提供了能量;(2)在副热带高压快速南压东退中,高压边缘的西南暖湿气流为此次降水过程提供了充沛的水汽来源;(3)垂直速度、水汽通量、水汽通量散度等物理量对此次大(暴)雨有很好的指示意义。从能量场上,总温度平流和差动平流场对这次降水过程也有重要的贡献。     

Multivariate Objective Analysis of Wind and Height Fields in the Tropics

ＭｕｌｔｉｖａｒｉａｔｅＯｂｊｅｃｔｉｖｅＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＷｉｎｄａｎｄＨｅｉｇｈｔＦｉｅｌｄｓｉｎｔｈｅＴｒｏｐｉｃｓＳ．Ｋ．Ｓｉｎｈａ，Ｓ．Ｇ．ＮａｒｋｈｅｄｋａｒａｎｄＳ．Ｒａｊａｍａｎｉ（ＩｎｄｉａｎｉｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｒｏｐｉｃａｌ...     

2002年5月桂东地区两场区域性暴雨过程对比分析

通过相同月份两场区域性暴雨过程各要素的对比分析,发现其中的异同之处,找出区域性暴雨的成因,为以后做好区域性暴雨预报提供参考。     

西北区东部一次雷暴天气过程的诊断分析

利用实况观测资料对出现在陕西地区2006年8月14日的一次雷暴过程进行诊断分析,结果表明:(1)此次雷暴过程的发生与500 hPa短波槽的东移发展以及副热带高压迅速南退有密切关系,同时对流层低层鞍型风场的存在有利于强对流云的发生发展;(2)雷暴过程前干暖盖的存在和维持有利于不稳定能量的聚积同时也抑制了水汽的垂直输送,不稳定层结的存在为雷暴的发展提供了重要机制.(3)动力学诊断分析显示,强PV中心的东移发展与此次雷暴过程密切相关,高空的强辐散和低空的强辐合是此次雷暴过程非常重要的动力学机制;(4)临近预报可分析临近站点温、压、湿风的垂直层结特征,参考上游站点的天气演变,密切监视雷达探测到的雷暴对流系统的移向、移速以及强度的变化做出合理预报.     

中国东部夏季降水80年振荡与东亚夏季风的关系

利用中国东部1470－1999年夏季降水级别资料和1951－1999年夏季降水观测资料，以及1871－2000年北半球海平面气压资料研究了中国东部夏季降水与东亚夏季风的关系。研究表明华北及东北南部、长江中下游地区和华南夏季降水存在明显的80年振荡，华北夏季降水的80年振荡与华南同位相，与长江中下游反位相。华北夏季降水与海平面气压在120°－130°E，20°－25°N区域内呈负相关，在121°－130°E，20°－25°N区域内呈正相关，并达到 95％信度。因此，利用这两个区域平均海平面气压差定义了一个表征夏季西南风强度的东亚夏季风指数。当东亚夏季风强时，华北夏季降水偏多，同时长江中下游少雨；当东亚夏季风接近正常时，华北干旱，长江中下游多雨。最后，利用530年的华北夏季降水长序列资料研究了东亚夏季风的年代际变率。