1979—2013年ERA-Interim资料的青藏高原低涡活动特征分析北大核心CSCD

为分析青藏高原低涡活动特征,利用1979—2013年ERA-Interim再分析资料500 hPa高度场,基于气旋客观识别和追踪算法得到青藏高原及其附近地区低涡路径,同时利用客观分析方法对500 hPa温度场进行分析得到低涡的冷暖性质,从而得到一套青藏高原低涡活动的资料。对高原低涡的频次、强度、持续时间、地理位置和移出高原等特征分析结果表明,35年间青藏高原上活动的系统主要为高原低涡,年均约53个,其中,年均6.7个高原低涡移出青藏高原;高原低涡持续时间从少至多呈指数减少,强度和冷暖性质的出现频次均呈正态分布,初生的高原低涡以暖涡居多,占81%。高原低涡发生且强度较大主要在青藏高原的汛期(5—9月),高原低涡源地主要在西藏那曲地区西部和阿里地区北部,消亡地主要位于源地高频中心东侧的唐古拉山地区和青海西部当曲河流域,高原低涡的消亡可能受地形影响。近35年来高原低涡生成频次呈不显著减少趋势(-2个/(10 a));移出高原低涡数(-1.4个/(10 a))和高原低涡移出率(-2.3%/(10 a))均显著减少。     

祁连山近45a5～9月日降水气候特征

应用祁连山地区17个测站1960～2004年5～9月逐日降水资料,统计逐年5～9月不同量级的雨日数及对应的降水量,进而得到各站小雨和中雨以上日降水雨强,用区域平均值来代表祁连山地区整体的不同降水量级雨日数和雨强,用线性趋势系数及5阶主值函数分析不同量级降水日数和雨强的变化趋势。用墨西哥帽状连续小波变换方法分析其周期变化情况。结果表明:祁连山地区5～9月降水量与不同量级的雨日数的气候平均分布具有地理分布上的相似性,无论年降水量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。近45a,祁连山地区小雨日数呈下降趋势,中雨以上降水日数则呈上升趋势,而小雨雨强与中雨以上降水的雨强均呈增强态势,不同量级降水日数与雨强的共同作用使得5～9月降水量与总雨日数呈相反变化趋势,即5～9月降水量呈上升趋势,而总雨日数呈微弱下降趋势。小波分析发现,祁连山地区小雨日数有5a左右的变化周期,而中雨以上降水日数的周期变化较小雨日数周期变化明显复杂。     

西藏高原汛期不同等级降水变化特征分析

根据西藏25个台站近37a(1973～2009年)的逐日降水资料,利用线性倾向估计以及Morlet小波变换等方法对高原汛期(5～9月)不同等级降水日数进行分析。结果表明:(1)西藏高原降水主要由小雨和中雨组成,两者雨量相当,大雨不到降水总量的10%;(2)在空间分布上,高原降水日数与小雨日数相似,由雅鲁藏布江下游向四周递减,高原西北部最少;中雨和大雨由雅鲁藏布江流域向南北2侧递减;(3)在时间演变上,总降水日数与小雨日数在各季节分配均匀,而中雨和大雨则均有明显的季节差异,主要集中在6月下旬至8月中旬。近37a来,总降水日数和小雨日数存在明显的年代际变化,具有准12～13a的年代际周期;小雨日数呈减少趋势,而中雨呈增加趋势,总降水日数和大雨日数无明显增加和减少;(4)在降水日数变化趋势的空间分布上:总降水和小雨日数在雅鲁藏布江以及高原东部地区以减少趋势为主;而高原西北部以增加趋势为主。在高原大部分地区中雨和大雨日数以增加为主,中雨日数减少的地区主要位于高原南部边缘地区,而大雨日数减少的地区主要位于高原东部。     

1979—2013年ERA-Interim资料的青藏高原低涡活动特征分析

为分析青藏高原低涡活动特征,利用1979—2013年ERA-Interim再分析资料500 hPa高度场,基于气旋客观识别和追踪算法得到青藏高原及其附近地区低涡路径,同时利用客观分析方法对500 hPa温度场进行分析得到低涡的冷暖性质,从而得到一套青藏高原低涡活动的资料。对高原低涡的频次、强度、持续时间、地理位置和移出高原等特征分析结果表明,35年间青藏高原上活动的系统主要为高原低涡,年均约53个,其中,年均6.7个高原低涡移出青藏高原;高原低涡持续时间从少至多呈指数减少,强度和冷暖性质的出现频次均呈正态分布,初生的高原低涡以暖涡居多,占81%。高原低涡发生且强度较大主要在青藏高原的汛期(5—9月),高原低涡源地主要在西藏那曲地区西部和阿里地区北部,消亡地主要位于源地高频中心东侧的唐古拉山地区和青海西部当曲河流域,高原低涡的消亡可能受地形影响。近35年来高原低涡生成频次呈不显著减少趋势(－2个/(10 a));移出高原低涡数(－1.4个/(10 a))和高原低涡移出率(－2.3%/(10 a))均显著减少。      

1961～2018年长白山区不同等级降水时空变化特征

在全球气候变化影响下,长白山区的降水量发生着显著的变化,降水强度也发生着不同程度的变化。明确长白山区不同等级降水的降水量和降水天数的变化趋势对于揭示长白山区水资源演变规律具有重要意义。本研究基于长白山区气象观测站点的逐日降水数据,选取不同等级降水指标,分析了1961～2018年长白山区不同等级降水时空变化特征。结果表明:近60年,长白山区年均降水量呈现不显著的下降趋势（?0.31 mm/a）,降水天数呈现显著的下降趋势（?0.16 mm/a）,平均降水强度呈现不显著的上升趋势。不同等级降水变化主要体现为:小雨、中雨和大雨年均降水量和降水天数呈现下降趋势,而暴雨年均降水量和降水天数呈现不显著的增加趋势。长白山区年均降水量和降水天数的减少主要受小雨、中雨和大雨降水量和降水天数的减少影响。不同季节降水变化方面,长白山区春冬季降水量呈增加趋势,夏季和秋季降水量和降水天数均呈下降趋势。     

1961—2010年北京地区降水变化特征

采用15个常规气象站1961-2010年逐日降水数据资料,分析了北京地区降水量、降水日数和降水强度的变化趋势,包括年和各季节的总降水量和降水日数,不同降水级别降水量、降水日数和降水强度变化趋势的时空特征。结果表明：在近50年内,北京地区平均年降水量和年降水日数、年降水强度均呈下降趋势;各季节中,夏季的降水量呈明显下降趋势,春季降水日数略有增加,夏季略有减少;降水强度在春季增大和夏季减小趋势明显;小雨雨量变化不明显,中雨雨量呈增加趋势,大雨和暴雨雨量呈明显降低趋势;小雨降雨日数略呈减小趋势,中雨降水日数呈显著增加趋势,大雨和暴雨降水日数呈较明显降低趋势;小雨降水强度略呈上升趋势,而大雨和暴雨的降水强度呈明显的降低趋势。     

1971—2013年长兴年降水结构时空变化特征

利用长兴地区1971—2013年逐日降水量资料,采用趋势分析、功率谱分析和GIS空间分析,探讨反映年内降水结构的2类指标:不同强度降水日数和降水相关极值的时空分布规律。结果表明:近43 a来,降水量变化呈微弱减少趋势,减少速率为6.61 mm/10a;不同强度降水日数变化差异明显,其中总降水日数和小雨日数呈显著下降趋势,减少速率分别为3.38 d/10a、3.17 d/10a,相比而言,中雨日数和大雨及以上日数呈波动趋势,变化不大。2002—2013年,最大连续降水量和最大日降水量较多年平均水平偏低,但呈现为显著上升趋势,上升速率分别为133.62 mm/10 a、46.37 mm/10a。准2~3 a是长兴年降水量最为明显的振荡周期。空间分布上,不同强度降水日数和降水极值大体上呈南北高、东西低的态势,高低中心分布差异特征明显,高值区主要位于和平以南、白岘和顾渚等地区,低值区主要在林城和小浦以西、长兴东部环太湖等地带。     

田阳县近50a降水变化趋势特征分析

利用气候倾向率及相关系数分析方法,对站田阳站1959～2008年的年、季降水量、降水日数作统计分析。结果发现,田阳站50a年、季降水量随时间变化总趋势平稳少变,年降水气候倾向率为3.09mm/10a;小雨、中雨量级降水日数气候倾向率呈负值,小雨日数50a趋减9d;大雨以上强降水气候倾向率呈正值,表明强降水日数趋增。     

青藏高原年降水量的分区及变化特征

利用青藏高原81个气象台站近30a来年降水量资料，采用EOF、REOF、气候线性趋势分析以及累积距平法等方法对青藏高原年降水量的时空分布特征及其异常进行了分析。结果表明：EOF分解的前三个主向量的累积方差贡献占总方差的42．8％，地形特别是高原主体的阻挡和抬升作用对年降水量的空间变化影响显；年降水量的时间变化在缓慢减少的过程中未发生突变现象；青藏高原年降水量的空间异常类型可分为高原中部区、西藏北部区、青海东部区、柴达木盆地区、高原东北区、中北部边缘区、高原西北区、西藏南部区、东南区共9个区．其分区丰要受地形和高原低涡的影响较明显。     

河西走廊东部降水资源变化特征比较

利用1961～2007年河西走廊东部5站(凉州区、民勤、永昌、古浪、乌鞘岭)逐日降水资料,分析了河西走廊东部平原区和山区不同强度降水的演变特征。结果表明:近47a来,河西走廊东部共出现3次暴雨天气,其中平原区出现2次,山区出现1次,都出现在20世纪80～90年代;河西走廊东部平原区总降水日数、小雨日、中雨日和大雨日都呈减少趋势,而山区总降水日数、小雨日、中雨日和大雨日都呈增加趋势;平原区总雨日的减少主要体现在小雨频率的减少,中雨的贡献最小,山区总雨日的增加主要体现在小雨频率的增加,大雨的贡献最小;河西走廊东部平原区和山区近47a来总降水强度和小雨、大雨降水强度都表现出一定增强趋势,而中雨强度都有变小的趋势;平原区和山区总降水强度增强主要体现在小雨、大雨降水强度的增强,中雨的贡献很小;河西走廊东部平原区和山区年平均降水量总体都呈增加趋势;平原区小雨、大雨的贡献率总体为增加趋势,中雨贡献率总体呈减少趋势;山区小雨、中雨的贡献率总体呈减少趋势,大雨贡献率总体为增加趋势;平原区年降水量增加主要是小雨和大雨的贡献,山区则主要是大雨的贡献。     

青藏高原近40年的降水变化及水汽输送分析

利用中国青藏高原地区1961—2000年56个气象站的逐月降水资料,分析了青藏高原地区1961—2000年的降水量变化趋势及水汽输送。结果表明,青藏高原40 a降水量呈增加趋势,线性增长率为1.12 mm/a。高原南区年降水量呈增加的趋势,线性增长率为1.97 mm/a;北区年降水量变化较小。青藏高原降水量在1978年由少雨期转为多雨期,青藏高原夏季降水与孟加拉湾的水汽输送及副高的水汽输送关系密切。     

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。      

2014年7月14日高原低涡降水过程观测分析

利用第三次青藏高原大气科学试验的多种雷达、雨滴谱仪以及MODIS卫星观测资料、常规气象站地面和高空观测资料,针对2014年7月14日发生在青藏高原中部那曲地区的一次降水过程,研究了降水的时空变化特征,触发不同阶段降水的天气尺度和中尺度环流系统以及相关的云降水物理特征。从降水演变特征看,这次降水过程包括3个阶段,即发生在下午的强降水阶段和夜间的两个弱降水阶段。从影响系统看,下午的降水主要由天气尺度的高原低涡发展引起,此时那曲位于低涡中心前部的中尺度辐合线上;发生在晚上的降水主要与高原低涡前部的暖湿东南气流爬越地形有关,东南气流为产生降水提供了有利的水汽、大气不稳定和浅薄的动力抬升条件。从云降水微物理特征看,高原低涡降水初期,低涡前部的上升运动深厚,对流发展明显,而后期的对流性减弱。东南气流爬坡引起的地形降水表现出层状云降水的特征,高原低涡降水的雨滴谱分布较宽（0.3~4.9 mm）,而夜间降水过程的雨滴谱分布较窄（0.3~2.1 mm）。     

An analysis of heavy precipitation caused by a retracing plateau vortex based on TRMM data

In this paper, we study a persistent heavy precipitation process caused by a special retracing plateau vortex in the eastern Tibetan Plateau during 21–26 July 2010 using tropical rainfall measuring mission (TRMM) data. Results show that during the whole heavy rainfall process, the precipitation rate of convective cloud is steady for all four phases of the plateau vortex movement. Compared with the convective precipitation clouds, the stratiform precipitation clouds have a higher fraction of area, a comparable ratio of contribution to the total precipitation, and a much lower precipitation rate. Precipitation increases substantially after the vortex moves out of the Tibetan Plateau, and Sichuan Province has the most extensive precipitation, which occurs when the vortex turns back westward. A number of strong convective precipitation cloud centers appear at 3–5 km. With strong upward motion, the highest rain top can reach up to 15 km. In various phases of the vortex evolution, there is always more precipitable ice than precipitable water, cloud ice water and cloud liquid water. The precipitating cloud particles increase significantly in the middle and lower troposphere when the vortex moves eastward, and cloud ice particles increase quickly at 6–8 km when the vortex retraces westward. The center of the latent heat release is always prior to the center of the vortex, and the vortex moves along the latent heat release areas. Moreover, high latent heat is released at 5–8 km with maximum at 7 km. Also, the latent heat release is more significant when the vortex moves out of the Tibetan Plateau than over the Tibetan Plateau.     

Simulation and Projection of Changes in Rainy Season Precipitation over China Using the WRF Model

The Weather Research and Forecasting (WRF) model is used in a regional climate model configuration to simulate past precipitation climate of China during the rainy season (May-September) of 1981-2000, and to investigate potential future (2041-2060 and 2081-2100) changes in precipitation over China relative to the reference period 1981-2000. WRF is run with initial conditions from a coupled general circulation model, i.e., the high-resolution version of MIROC (Model for Interdisciplinary Research on Climate). WRF reproduces the observed distribution of rainy season precipitation in 1981-2000 and its interannual variations better than MIROC. MIROC projects increases in rainy season precipitation over most parts of China and decreases of more than 25 mm over parts of Taiwan and central Tibet by the mid-21st century. WRF projects decreases in rainfall over southern Tibetan Plateau, Southwest China, and northwestern part of Northeast China, and increases in rainfall by more than 100 mm along the southeastern margin of the Tibetan Plateau and over the lower reaches of the Yangtze River during 2041-2060. MIROC projects further increases in rainfall over most of China by the end of the 21st century, although simulated rainfall decreases by more than 25 mm over parts of Taiwan, Guangxi, Guizhou, and central Tibet. WRF projects increased rainfall of more than 100 mm along the southeastern margin of the Tibetan Plateau and over the lower reaches of the Yangtze River and decreased rainfall over Southwest China, and southern Tibetan Plateau by the end of the 21st century.     

西藏地区1971-2008年台站观测总云量的变化特征

利用1971-2008年西藏地区22个台站观测的总云量资料,初步分析研究了西藏地区总云量的变化趋势。结果表明：西藏大部分区域年总云量呈显著减少的趋势,其中那曲中西部的减幅最大,达2.32%/10a,而南部边缘年总云量减少的趋势不显著。总云量与降水、相对湿度呈正相关,与日照时数、平均气温及气温日较差呈负相关。总云量的Hurst指数表明,西藏大部分地区总云量呈减少的趋势,未来这种减少的趋势将持续,短时期内不会发生逆转。     

青藏高原年降水的变化特征研究

青藏高原作为全球气候系统中的一个典型单元,它对全球气候变化的响应具有敏感性和强烈性。基于青藏高原135个台站1982～2001年的降水资料,利用EOF展开方法,分析青藏高原地区年降水的空间分布和时间演变特征及趋势变化,得出高原北区（青海地区）与南区（西藏地区）的年降水以南北反相变化为主。近20年来,青藏高原北区年降水量呈减少趋势,南区年降水量呈增加趋势,青藏高原年降水的分布自雅鲁藏布江河谷向西北逐渐递减,雅鲁藏布江下游地区降水最多,柴达木盆地西北部降水最少平均年降水量仅17.6mm。     

Spatial and temporal characteristics of wet spells in the Yangtze River Basin from 1961 to 2003

Daily precipitation records of 147 meteorological stations over the Yangtze River Basin have permitted a detailed analysis of the spatio-temporal distribution of wet spells during the period 1961–2003 by distinguishing average daily amount thresholds of 90th and 95th percentiles. The analysis are based on several time series, namely the number of the days in wet spells, the longest wet spell and the precipitation amount in wet spells. Time series trends analyses are compiled for each station by means of the Mann-Kendall test, for four sub-regions. The results show that the annual precipitation in wet spells is higher in the southeast area and the eastern Tibetan Plateau than in the other parts. The longest wet spells are found in the eastern Tibetan Plateau for both the thresholds. The indices in wet spells for most stations have no significant trends. In contrast, only some stations in eastern Tibetan Plateau and the lower Yangtze River Basin increase significantly, while some in the middle reaches show significant decreasing trends. The regional trends analysis presents a noticeable downward trend in the middle Yangtze River Basin and upward trends in the eastern Tibetan Plateau for both 90th and 95th percentiles, however, the upward trend in the lower Yangtze River Basin and downward trends in the upper Jinshajiang River Basin are not significant.     

青藏高原地面感热异常对西北地区东部夏季降水的影响

本文利用1961~2012年夏季西北地区东部(32~40°N,100~110°E)156个站点逐日降水资料,以及1982~2012年青藏高原70个站点的地面感热观测资料,采用EOF、相关分析等方法分析了西北地区东部夏季降水、青藏高原冬末春初(2~4月)地面感热的时空变化特征,讨论了西北地区东部夏季降水对于青藏高原冬末春初地面感热异常的响应,通过环流场分析高原感热异常对西北东部夏季降水的影响成因。结果表明:高原东部冬末春初地面感热偏强时,西北东部地区北部降水偏少,东南部和西南部降水偏多;反之,西北东部北部降水偏多,东南部和西南部降水偏少。