近50年黄河上游径流量与气候变化特征研究

根据1956-2010年唐乃亥水文站逐月径流量资料和1961-2009年黄河上游兴海、泽库、玛沁、达日、久治、玛多6个代表站的降水量、气温资料,分析了唐乃亥站径流量与黄河上游地区降水和气温的气候变化特征及其关系.结果表明:春、夏、秋、冬季的径流量分别占年径流量的14.9%、2.9%、34.7%、7.5%;唐乃亥站年和四...     

唐乃亥水文站径流量与黄河源区拍涡的关系

为了揭示地下热活动对黄河上游径流变化的影响,并为径流的短期预报与水利调度、防洪抗旱等提供参考依据。利用2002 2011年唐乃亥水文站日平均径流量资料和东亚地震资料,定义了拍涡强度指数,分析了10年间黄河源区的拍涡和唐乃亥水文站日平均径流量的关系。结果表明,黄河源区拍涡出现的时间与唐乃亥水文站日平均径流量距平百分率≥50%的丰水期相对应,丰水期与拍涡出现的时间相差在一周以内,且丰水期平均径流量与拍涡强度指数呈正相关关系,这对黄河上游径流预报有重要的指示意义。     

唐乃亥流量年变程分型与地温场的相关分析

１９５６－１９９４年唐乃亥流量年变程可分为丰、平、枯等前枯后丰（平）、前丰（平）后枯两种类型，黄河上游主产流区春，夏季平均３．２ｍ地温距平场可分为暖涡，暖涡偏东，暖涡偏西，暖涡减弱消失，均温场和冷涡六种类型。分析发现，地温场型与流量年变程分之间有较好的相关性，以此可以对唐乃亥水库年流量进行初步的定性预报。     

1980-2018年黄河上游气候变化及其对生态植被和径流量的影响

黄河上游是黄河流域最重要的水源涵养地和产流区,对黄河流域的水资源安全、生态环境和粮食安全有决定性的意义。近年来在西北地区气候暖湿化的背景下,黄河上游气候生态水文等问题受到了各方的高度关注。本文利用卫星遥感数据、格点融合数据和水文监测数据,分析了黄河上游气候的多尺度变化特征及其对植被和径流量的影响。结果表明：1）1980-2018年黄河上游暖湿化趋势呈现全区域较一致的气候特征,温度增加率为0.023℃/a,降水增加率为1.09 mm/a,但同时又存在明显的区域差异性,湟水流域至甘肃中部降水增加最显著,宁蒙荒漠地带增温趋势最明显,2000年以来整个黄河上游降水明显增加。2000年后汇流区与流径区的蒸散发明显增加,但源头区南部波动减少。2）当前的暖湿化有利于黄河上游植被生长,1999年以来汇流区和源头区部分区域的植被增加率达到0.04/（10 a）;从长期趋势看,源头区、汇流区植被指数与上年降水呈显著正相关关系,而流径区植被指数与当年降水相关性显著;降水对黄河上游流域植被具有明显的改善作用,而温度对其影响较复杂,各区域不同的植被类型是导致降水、温度、蒸散影响存在差异的可能原因。3）1980-2018年唐乃亥站和兰州站的年径流量均呈减少趋势,但1998年以来两站的年径流量明显增加,兰州站年径流量的增加率是唐乃亥站的近3倍。长期趋势表明,唐乃亥站年径流量与当年降水呈显著正相关关系,兰州站年径流量与当年降水、蒸散的相关系数均明显低于唐乃亥站;从年际波动看,降水是决定年径流量的最主要影响因子,而生态植被、冻土退化、水储量变化及社会活动等因素对径流量的影响也不容忽视。该研究为科学应对黄河上游生态保护及实现黄河流域高质量发展提供了参考依据。     

黄河龙头水库多水月(季)预测的地气图方法

利用黄河龙头水库流量控制站——唐乃亥水文站1956年以来逐月流量资料和东亚地震资料及黄河产流区久治气象站1975年以来逐月3.2m地温资料,研究了唐乃亥多水期(流量正距平)的成因及其预报。发现东亚6.5级以上强震形成的地热涡经过黄河源区是唐乃亥多水的原因,具体可分为(1)上游强震涡东移;(2)南北地震带中段强震涡北移;(3)西北太平洋强震涡西退;(4)北方强震的"拍频"作用引发地热涡生成。另外,久治站3.2m地温的增暖过程可作为唐乃亥流量增加的指标。     

我国夏半年降水距平与北太平洋海温异常的奇异值分解法分析

利用奇异值分解法分析了我国夏半年各月降水距平与北太平洋海温异常的相互关系，指出：（１）平均意义上，秋冬季海温与我国春末至盛夏各月降水存在显著相互关系；（２）秋冬季赤道东太平洋海温对次年４－５月江南东部和７月高原东侧，黄河中下游地区的降水有显著的影响；（３）盛夏至冬季的赤道中东太平洋海温与前一年６月黄淮地区及７月长江流域降水关系密切。     

20世纪上半叶塔里木河流域夏季干湿的演变特征

利用CRU(Climatic Research Unit)的月Palmer干湿指数资料，研究了1901～1950年塔里木河流域夏季干湿的时空演变特征，结果表明：流域干湿的空间分布为正常或轻微干旱，从西南至东北呈“-+”分布；流域干湿变化的线性趋势从西至东呈“+-+-”分布，整个流域50年变干旱趋势显著，但大部分地区的趋势不显著；变率空间分布为东部正变率和西部负变率；干湿指数在1910之前为正，年际变化较为小，之后，则相反；年代干湿指数值呈年代周期性变化，但干湿等级都为正常。在20世纪0年代后期、10年代中期、30年代初期和40年代初期，流域干湿的年代值与50年均值差异显著。年代线性趋势在20世纪10年代中期至30年代初期，正趋势较多，其余两段时期都为负趋势，年代线性趋势在10年代末期正趋势显著，0年代后期至10年代中期、30年代末期和40年代初负趋势显著。流域变率值在20世纪0年代后期至20年代中期，30年代初期和后期与40年代初期达到显著水平。流域干湿的突变点分别出现在1910年、1919年、1927年和1938年。3.5年和7年是此序列显著周期。本文与之前研究得出的流域干湿总体变化特征相似，而由于数据来源、研究区和研究方法存在不同，两者在具体结果方面存在差异；流域干湿变化与海温变化和大气涛动在不同时期存在显著相关关系。     

ENSO与宁夏夏季降水关系的分析

文中计算了太平洋地区各月海温距平与宁夏６、７、８月降水指数的相关,发现各月的高相关区在时间和空间上有所不同,分析了９次ＥＮＳＯ当年和次年宁夏各月降水变化的总体特征,发现宁夏夏季降水ＥＮＳＯ当年偏少,偏少程度占年偏少的６５％～７９％;ＥＮＳＯ次年偏多,偏多程度占年的５９．２％～８７．９％。对宁夏夏季降水和ＮＩＮＯ指数的谱分析发现,宁夏６月降水没有明显周期,７月降水存在１５年和３年左右的周期,８月降水只有３年周期,ＮＩＮＯ指数存在３．７５年左右的周期。对凝聚谱和位相谱值的分析结果表明,赤道东太平洋地区海温变化超前宁夏夏季降水变化１．６７年,这就为宁夏的夏季降水长期预报提供了依据。     

铜仁西部不同时间尺度温度降水变率分析

采用气候统计方法,从年、季、月、旬、候时间尺度分析了铜仁西部近地面平均温度和降水绝对变率及相对变率,结果显示：年平均温度绝对变率在0．3-0．4℃之间,相对变率在1．5％-2．3％之间,年降水绝对变率在120．1-170．5mm之间,相对变率在10．8％-16．1％之间。气温在旬、月尺度上的变率大小与该地区春节前后要么持续低温雨雪,要么持续艳阳高照以及7月下旬一8月上旬间常年持续高温热浪的实际相吻合;降水在月、旬、候尺度上的绝对变率年内变化曲线与多年平均降水量年内变化曲线升降趋势大体一致,呈显著的正相关,而相对变率则与降水量呈反相关。     

未来气候变化对黄河和长江流域极端径流影响的预估研究

使用NASA-NCAR全球环流模式FvGCM结果驱动高分辨率区域气候模式RegCM3 (20 km),进行1961～1990年当代气候模拟(控制试验)和2071～2100年IPCC A2排放情景下未来气候情景模拟(A2情景模拟试验)。将RegCM3同高分辨率大尺度汇流模型LRM(分辨率0.25°×0.25°)连接,分析水文极端事件在A2情景下相对于当代气候的变化,预估未来气候变化对我国黄河和长江流域水文极端事件的影响。结果表明:(1)未来黄河流域径流年变率增大,月变率减小,日变率在头道拐站以上流域减小,以下流域增大。未来兰州以上半湿润地区,流域东南部湿润区出现径流量峰值的可能性增大,而流域西北部干旱半干旱区出现径流量百分位极值的可能性减小。未来黄河流域中游地区发生流域洪水的风险在夏季月份减少,其余月份均增大。(2)未来长江干流径流年际变率增大,上中游地区径流日和月变率减小,下游地区略有增大;未来汉江流域径流量的年、月和日变率均增大。未来长江干流发生流域洪水的风险在夏季明显降低,而汉江流域各月发生流域洪水的可能性均增大。     

A NUMERICAL SIMULATION OF THE EFFECT OF GLOBAL SSTA ON THE LOW-LEVEL ATMOSPHERIC CIRCULATION AND PRECIPITATION ANOMALIES

By the numerical simulation,the sea surface temperature anomaly(SSTA)of the Pacific andIndian Oceans.being introduced into IAP AGCM,the observed anomalous circulationcharacteristics on the monthly mean 850 hPa have been confirmed:during an El Nino episode thereappears anomalous westerly flow in the low-level atmosphere over the low-latitude Pacific and theanomalous equatorward air flow over the Southeast Asia coast:during a La Nina episode thereappears anomalous easterly flow in the low-level atmosphere over the low-latitude Pacific and theanomalous off-equator air flow over the Southeast Asia coast.If we introduce only Pacific SSTAinto or take off orographic forcing from the model,the simulated anomalous air flow in the low-level atmosphere over the low latitudes will be different.The precipitation departure in conformitywith the observation over the low latitudes has been simulated with this model as well.     

黄河干流径流量暂态成分与时频分析及其预测

利用时间序列的研究方法对黄河干流径流量的暂态成分进行了分析，用小波方法研究了径流量的时频结构，结果表明：黄河上游水量与下游水量具有极好的一致性，径流量没有明显的下降趋势，径流量也没有突变现象，但基流径流量例外；径流量有准10a、3—4a左右的周期变化。用模拟性能极好的均值生成函数对径流量进行了预测。     

1979年5～7月东亚和南亚季风区700毫巴环流分析

用天气统计学方法分析了1979年5～7月东亚和南亚季风区700毫巴流场。结果表明,两个季风区的平均流场、距平流场序列的特征均存在明显差异,东亚区流场及其季节变化要较南亚区复杂得多.分析得到的各区主要特征向量有明确的天气学意义,其时间系数演变与环流及天气有密切关系。      

全球海温异常作用下的低层大气环流和降水异常的数值模拟

通过在ＩＡＰＡＧＣＭ中加进太平洋和印度洋海温异常的数值模拟，证实了实况月平均８５０ｈＰａ上的异常环流特征：ＥｌＮｉｎｏ海温位相时低纬太平洋低层大气出现异常的西风气流以及在东南亚沿海出现向赤道的异常气流；而在ＬａＮｉｎａ位相时，低纬太平洋低层大气出现异常的东风气流和在东南亚沿海出现离赤道的异常气流。若在模式中仅引入太平洋的海温异常或在模式中去掉地形以后，模拟的低纬低层异常气流与上述结果有所不同。用该模式还模拟出了与观测相符的低纬地区降水的异常     

北半球冬季欧亚遥相关型的变化特征及其对我国气候的影响?

利用NCEP/NCAR再分析资料和我国160站地表面气温和降水的观测资料, 首先采用旋转经验正交函数 (REOF) 方法定义了冬季欧亚遥相关型 (EU), 并计算了冬季的欧亚遥相关型指数 (EU指数), 在此基础上分析了欧亚遥相关型的时间和空间变化特征, 并进一步研究了与欧亚遥相关型异常相联系的东亚冬季风系统变化以及我国冬季气温和降水的异常。针对欧亚遥相关型的分析结果表明, 在欧亚大陆上空, 大气内部存在与EU相联系的波列从北大西洋传播到乌拉尔山以东的欧亚大陆地区。在时间变化上, 冬季EU以为年际变率为主, 年代际变化的分量不明显, 其显著周期表现为2～4年。当冬季EU处于正位相时, 与之相关联的东亚大气环流异常表现为: 东亚地区高空的急流增强、 东亚大槽加深, 导致东亚冬季风偏强, 东亚地区温度偏低, 从而使得我国东部降温、 降水减少; 反之, 当冬季EU处于负位相时, 我国东部增温、 降水增加。     

青海省最高、最低气温不对称性变化的诊断分析

利用青海省１３个站逐月最高、最低气温资料,分析了月、季、年平均最高、最低气温的变化。结果表明最高、最低气温存在明显不对称变化趋势,尤其是３、４月存在明显的反向变化趋势。同时分析了西宁城市效应对最高、最低气温的影响。     

宁夏气温变化趋势及环流差异特征分析

利用宁夏20个气象站1961-2004年基本气象资料,结合同期NCEP/NCAR全球月平均再分析资料,对近44 a气温变化趋势及气温偏暖和偏冷时段的环流背景场特征,以及气温典型偏高和偏低年的环流差异特征进行合成对比诊断分析.结果表明:1961年以来,宁夏气温总体呈上升态势,60年代,气温为偏冷时段,90年代以后处于气温显著上升的偏暖时段;在偏冷时段,极涡位于贝加尔湖北部,河套地区受贝加尔湖东部低压底部平直气流控制;在偏暖时段,东亚大槽相对偏东,河套地区受较强的西北气流控制.气温偏高年,乌拉尔山冷低压强度偏弱,亚洲北部的冷空气主体偏北,河套地区主要受偏东气流控制,宁夏处于温度正距平区;气温偏低年,极地到贝加尔湖附近冷空气东移南下,河套地区西风明显加强,宁夏位于强的温度负距平中心的底部.气温偏高和偏低年的环流分布特征与偏暖和偏冷时段的环流背景场基本一致.     

Analysis of long time series of long-wave radiation fluxes above a pine forest

Summary ?The long-term variations of upward terrestrial (E) and downward atmospheric (A) long-wave radiation fluxes above a pine stand in the southern part of the upper Rhine valley plain are analysed based on monthly mean values from 27 years of monitoring. Equivalent blackbody temperatures of the canopy and the atmosphere are calculated and compared to air temperatures at nearby sites. Based on 324 monthly values each, correlations between A and E as well as A and global radiation G are analysed. Only the former are highly correlated. Monthly mean values of long-wave radiation A can be calculated from air temperature, water vapour pressure and cloud cover. The long-term yearly average of equivalent blackbody temperature of the canopy is 0.6 K lower than kinetic air temperature at nearby sites. Only small, insignificant increases of both blackbody temperatures and air temperature are found. Despite the strong forest growth, it is surprising that the ratio of canopy emission temperature to air temperature did not change significantly. Relationships between the changes of general atmospheric circulation and equivalent blackbody temperatures of the canopy point to a strong dependence on shifts of general atmospheric flow. Received February 24, 2000; revised April 18, 2002; accepted July 20, 2002     

近40年高层温度场和高度场的时空变化特征

用4种方式对NCEP／NCAR全球再分析资料中1958－1997年300hPa月均温度、100hPa月均高度资料序列进行对比分析，发现300hPa温度资料可靠性高于100hPa高度资料；详细考察近40a高层温度场、高度场的时空变化特征，并通过Morlet小波进一步分析两要素场的周期变化发现，温度场和高度场的EOF第1模态具有很好的空间整体民生和明显的年际和年代际变化，以10a左右和3a左右的周期为主要周期。     

CHARACTERISTICS OF THE NORTHERN HEMISPHERE 500hPa DIABATIC HEAT FLOW FIELD IN YEARS OF EL NINO AND ANTI-EL NINO

In this paper,by using spectral method,the monthly-and seasonal-scale atmospheric diabatic heat flow(ADHF)departure fields are diagnosed in the period of 1964—1985 with 6 El Nino years and 6 anti-El Nino years over theNorthern hemisphere(NH).The results show that El Nino phenomena have pronounced influence on the ADHF depar-ture fields.The response of atmosphere exhibits a preferred arrangement of organizing positive and negative departurecenters at low,middle and high latitudes.In anti-El Nino years,the response has the same forms as in El Nino years,but departure centers are opposite in phase.Furthermore,ADHF departure shows low-frequency oscillation in El Ninoyears and anti-El Nino years.The center of difference in departure between El Nino and anti-El Nino years displays abi-monthly oscillation.Finally,through air-sea correlation analysis,it is pointed out that the SST anomaly is the most important cause forADHF anomaly.