辽宁区域性冷空气多时间尺度变化特征及影响因子

使用辽宁省58个气象观测站1961年9月-2015年4月气温资料、国家气候中心气候监测指数和NCEP分析资料,分析了辽宁区域性冷空气的多时间尺度变化特征及影响因子.结果表明：辽宁区域性强冷空气、寒潮年总频次都呈下降趋势,而中等强度冷空气年总频次呈上升趋势,冷空气强度有减弱的趋势.区域性冷空气过程年总频次存在11a、6a和3a的变化周期,并且1964年发生突变.秋季冷空气活动最频繁,冬季冷空气强度最强.区域性冷空气初日多年平均值是9月23日,终日多年平均是4月5日,初、终日都出现提前趋势.北半球极涡面积指数与辽宁寒潮频次呈明显正相关关系,寒潮偏多月份极涡较气候平均位置偏南、50°N附近70°～180°E之间纬向风明显偏大,是辽宁寒潮增多的影响因子.     

2013年青海北部春季旱涝急转的特征及其成因分析

利用1961-2013年3-5月的逐日降水、气温和高度环流场资料, 计算了月季降水、气温序列、气象干旱指数序列、高原地面加热场强度指数序列, 研究了春季旱涝急转的主要特征及其规律, 解释了2013年青海省春季降水前期偏少、后期偏多和旱涝急转的成因. 结果表明: 2013年3月1日-4月27日青海大部分地区降水偏少、气温偏高, 出现了大范围不同程度的气象干旱, 海北大部分地区出现50 a一遇的特大气象干旱, 西宁大部分地区出现25 a一遇的严重气象干旱; 4月28日-5月20日青海大部分地区降水偏多, 气温偏高幅度开始逐步减小, 前期的干旱得到缓解, 并出现了大范围不同程度的渍涝, 旱涝急转的台站达21个. 通过对比分析发现, 若极涡面积偏小、中亚和西亚低压槽维持时间长、冷空气主要在欧洲东部和亚洲西部地区堆积、进入中国的冷空气路径偏西、高原位势高度场偏低、东亚槽位置偏东、西太平洋副热带高压北界位置偏北时, 青海降水偏多, 容易出现渍涝. 在相反的环流形势下, 青海降水偏少, 容易发生干旱. 4月干旱和5月渍涝处在青海高原降水长期变化的大气候背景之下, 前期1-3月青藏高原地面加热场强度偏强、春夏季过渡时间提前也有助于青海5月异常降水的形成.     

新疆冰雹分区预报方法研究

利用1981-2011年的气象观测数据,普查分析了位于新疆北疆沿天山一带的奎屯河-玛纳斯河流域和位于南疆中天山南麓的阿克苏河流域两大防雹区长序列降雹个例的环流形势背景和天气条件,把两地的主要降雹环流型归纳为中亚低涡(槽)型、巴尔喀什湖低涡(槽)型、西西伯利亚低涡(槽)型和锋区短波槽型等4种类型,并根据两地各环流型降雹的三度空间配置及环境条件,研制出了6种降雹概念模型.同时,筛选出8个有指示意义、稳定可靠的对流因子作为冰雹预报因子,建立了两地各环流型多指标叠套法的冰雹分区、定量(强)预报方法.该方法实际应用效果显著,可以推广到新疆其他重点降雹区域应用.     

变化环境下降雨集中度的变异与驱动力探究

降雨的时空分布过于集中会诱发洪旱灾害。研究降雨集中度的变异及其驱动力有助于全面掌握降雨对变化环境的响应特征,为区域水资源的综合利用与灾害预警提供依据。以汉江流域为研究对象,选取月降雨集中度指数(CIM)和日降雨集中度指数(CID)表征降雨集中度,并采用Mann-Kendall趋势检验法与启发式分割算法对降雨集中度进行变异分析,利用交叉小波变换探究太阳黑子与大气环流异常因子对降雨集中度变化的影响。结果表明:①汉江流域CIM北大南小,呈不显著的下降趋势;CID东大西小,在6个站呈显著上升趋势;②流域部分站点CID发生突变,而CIM序列较为平稳,表明CID相比CIM对变化环境的响应更为敏感;③太阳黑子和大气环流异常因子对降雨集中度的变化有较强的影响,其中太阳黑子的影响最大,它通过影响大气环流异常因子间接影响汉江流域的降雨集中度。     

黄河上游径流丰枯变化特征及其环流背景

为了揭示影响黄河上游径流丰枯变化的气候因子,为径流的长期、超长期预报与水资源的规划利用提供依据,利用相关台站的降水、径流观测资料,分析了黄河上游汛期径流的丰枯变化特征及其环流背景.结果表明:黄河上游(唐乃亥以上)流域丰、枯水段基本上是交替出现的,总体上枯水持续时间多于丰水,一个完整的丰枯循环周期大约在18 a左右.黄河上游径流的丰、枯,与大气环流的异常有着非常密切的关系,其中,西太平洋副热带高压偏西、偏强、偏北,青藏高原中部地区有西风槽存在是黄河上游汛期降水偏多、径流偏丰的两个重要因素.因此,基于汛期流量的丰枯与其所对应的环流背景之间的联系,可根据前期环流的演变特征对黄河上游汛期流量的丰枯做出大致预测.     

黑河流域降水的研究进展与展望

归纳总结了黑河流域降水方面已有的研究成果,主要集中在流域降水的时空变化规律及降水的影响因子分析两个方面.在降水变化研究方面,对整个流域降水的时空变化特征与上游祁连山区降水的变化特征分析已有不少工作;在降水影响因子研究方面,对上游祁连山区地形与降水的关系研究在逐步开展;水分条件,气候变化、人类活动与流域降水的关系研究也取得了一些进展.这些研究使我们对流域的气候特征、降水分布情况及降水的地形影响等方面有了一定的了解.为更全面、深入地研究黑河流域降水机理奠定了基础,但仍需在以下两个方面展开深入细致地研究:1)与大尺度环流系统变化有关的水汽来源及输送对黑河流域降水的影响;2)与地形有关的局地因子对黑河流域降水的影响.     

中国华南地区6月降水变化特征及大气环流条件分析

文章分析了华南6月降水的时间演变特征,指出华南6月降水有很明显2年、4年、9年和30年左右的周期.并对引起降水异常的大气环流条件进行r研究.华南6月降水与华南沿海低空西南气流有显著正相关.西南气流偏强时,有利于华南气旋性气流辐合加强.加强的索马里跨赤道气流引起西南季风加强.而西太平洋副热带高压的强度和东西位置决定了其北...     

影响阿克苏河年径流量变化的前期大气环流指数因子研究

应用阿克苏河两条支流的年径流量和国家气候中心发布的74类大气环流月指数资料,分析了年径流量与前一年大气环流月指数之间的关系.用滑动相关法提取初始因子库,建立回归模型和集合分析,得到超级集合回归模型.托什干河年径流量监测序列与超级集合拟合(预测)序列的相关系数达0.8766,而库玛拉克河达到0.8122.用逐级反推法,确定影响两条支流年径流量年际变化的前一年环流指数因子.影响托什干河年径流量年际变化的前期环流指数都以持续1个月的因子居多;影响库玛拉克河年径流量年际变化的前期环流指数都以持续2个月的因子居多,其次是4个月、1个月.影响两条支流年径流量的前期大气环流指数因子的种类、空间分布、时间分布、持续影响时间等差异很大,这些不同与阿克苏河两条支流的流域参数、地表水来源组成、地表径流形成的气象条件等多方面的差异有关.     

青藏高原春季地表感热加热特征及其对黄河源区 汛期降水的影响

利用NCEP再分析资料分析1961～2017年青藏高原春季表面感热和黄河源区汛期降水的时空变化和相应的环流场异常,并对二者的可能联系进行讨论。结果表明:春季高原中东部表面感热年代际震荡明显。当春季高原感热异常偏强(弱)时,索马里越赤道气流异常偏强(弱),印度夏季风偏强(弱),对流层中层的"南冷北暖"温度梯度异常偏强(弱);黄河源区汛期降水年际变化主要表现为全区一致型,降水异常偏多(少)年,高原季风低压偏强(弱),经向水汽输送偏强(弱),新地岛南部的高度场偏低(高),亚洲区域极涡强度偏强(弱)。印度夏季风是春季高原表面感热与黄河源区汛期降水之间的联系纽带。     

甘肃省春季降水的空间异常分布及年代际变化

利用甘肃省80个气象站建站至2012年3-5月的降水量资料, 分析了甘肃省春季降水的基本气候特征; 通过EOF、REOF、小波分析等方法, 对甘肃春季降水的时空特性进行了研究, 用Mann-Kendall检验法检验了甘肃春季降水序列是否存在突变现象. 结果表明, 甘肃春季降水空间分布极不均匀, 其空间分布特征是东南部为多雨区、西北部为少雨区. 甘肃春季降水在第一空间尺度上为全区一致, 在第二空间尺度上可分为2个自然气候区, 在第三空间尺度上可分为7个自然气候区. 从年代际变化来看, 1960年代是近50 a来降水最多的10 a, 1990年代是降水最少的10 a; 甘肃春季降水的年际变率十分显著, 降水最多的年份是最少年份的近5倍. 1961-2012年间甘肃春季降水发生了明显的突变, 1982年出现了一次增多趋势的突变, 1992年出现了一次减少趋势的突变. 5 a的短周期和18～19 a的长周期是其主要周期. 甘肃春季降水偏少(多)年份的500 hPa异常环流形势为极涡弱(强)、中纬度亚洲为一脊一槽型、东亚大槽深(浅)、南支槽浅(深).     

2009/2010年我国西南秋冬春连旱特征及其大气环流异常分析

利用中国逐日站点降水资料、逐日季风监测指数及逐日副热带高压指数、74项环流指数及NCEP/NCAR再分析资料, 分析了2009年秋季至2010年春季的秋冬春西南特大干旱过程中各指数及大气环流异常特征.结果表明: 自2009年10月底东亚冬季风建立以来, 至2010年春季, 东亚冬季风强度持续偏强, 加之西太平洋副热带高压较常年偏西偏南, 西南地区长期受副高控制, 气温持续偏高, 加之冷空气虽然总体偏强, 但主要控制我国北方地区, 造成冷暖空气在西南地区少有交汇, 致使降水偏少, 干旱发生发展. 印缅槽强度较常年偏弱, 来自印度洋、孟加拉湾以及南海的水汽条件不足, 向西南地区输送的来自南海和孟加拉湾两条水汽通道的水汽通量均较常年偏弱很多, 加之西南地区、特别是云南地区自2009年秋季以来, 长期处于下沉运动的正距平区, 造成这段时间西南地区干旱少雨, 旱情持续. 2009年9月El Niño事件全面爆发, 南海-西太平洋地区形成异常反气旋流场, 该反气旋流场较常年偏西偏南, 造成副高位置偏西偏南, 从而使得云贵高原及其周边的印度季风区的降雨量明显偏少;高原地区及南海、菲律宾附近及热带辐合带地区OLR异常对西太平洋副热带高压的变化有一定影响, 进而影响西南地区降水, 其内在机制还有待深入研究.     

青藏高原地面辐射对中国东部夏季降水影响的数值试验

利用CAM5模式设计敏感性试验,研究了中国东部夏季降水对青藏高原地面辐射异常变化的响应和可能的物理机制。试验结果表明：当高原北部、中部等区域夏季地面辐射减小,中国东部夏季降水整体上增多,但南部、东部沿海区域降水异常减少。青藏高原地面辐射的变化,对青藏高压、西太平洋副热带高压和季风等天气系统具有一定影响,进而影响中国东部地区的夏季降水。当青藏高原地面辐射减小,青藏高压中心位置偏西,强度减弱;东亚季风和南亚季风强度增大,中国东部大部分地区850 hPa风场强度增强;西太平洋副热带高压位置偏东,强度减弱,中国南部、东部沿海区域夏季降水受其影响而减少,但华中、华北、东北等地夏季降水整体上增多。故中国东部夏季降水异常变化与青藏高原地面辐射之间具有显著的相关关系。     

北极海冰对长江流域主汛期降雨的影响

针对极地冰雪显著影响中低纬气候的事实,利用1979-2017年长江流域116站降水资料和美国国家冰雪数据中心海冰资料,通过奇异值分解等统计学方法,研究北极海冰对长江流域主汛期降水的影响及可能的机制,结果表明:冬春季节,巴伦支海和鄂霍次克海海冰面积偏多、波佛特海海冰面积偏少时,主汛期长江上中游干流、汉江上游和雅砻江降水偏多;北极群岛、楚科奇海和拉普捷夫海以北海域海冰面积偏多时,主汛期两湖水系降水偏多,嘉陵江上游、汉江上游降水偏少;反之亦然。可能的机制为冬春季关键区海冰变化通过影响湍流热通量引发大气能量波动,这种波动以大气波列形式向东亚传播,影响东亚地区夏季的大气环流和水汽输送,从而间接影响长江流域主汛期降水。应用多元回归法,以关键区海冰面积作为预测因子建立4个流域内主汛期降水趋势预测模型,模型对预报区降水的定量预测有明显的波动,但对预报区总体的降水趋势有较好的预测效果。     

珠江流域降水干湿时空特征及气候因子影响研究

利用模糊C-均值聚类算法、皮尔逊相关和滑动相关分析等方法,对珠江流域做了气候一致性分析,在此基础上,研究了珠江流域不同分区年降水和干湿季降水变化的时空特征,分析了区域干湿变化与厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)、北大西洋涛动(NAO)、印度洋偶极子(IOD)和太平洋10年涛动(PDO)等主要气候因子的遥相关关系,探讨了珠江流域干湿变化的气候成因。在此基础上,进一步研究上述气候指标对不同时间尺度干湿变化影响的平稳性与差异性。除此之外,还研究了气候指标的冷暖期对基于6个月SPI值的珠江流域干湿状态的影响。研究表明:(1)IOD、NAO和ENSO分别是导致珠江流域年降水、湿季降水和干季降水发生变化的主要影响因素,且对当年及下一年降水的影响是相反的。(2)珠江流域不同时间尺度的降水与对其有显著影响的气候指标(年降水与IOD,湿季降水与NAO,干季降水与ENSO),两者之间不同时期的滑动相关往往具有较强的相关性和前后相关一致性。(3)各气候指标对珠江流域不同时间尺度降水的影响在空间分布上不太均匀。(4)不同位相下气候指标对珠江流域干湿状态的影响存在较大差异。总体而言,当处于各气候指标暖期时珠江流域出现湿润期的概率较冷期时更大且在空间分布上更均匀。     

黑龙江省初霜冻变化特征研究及预测方法

利用黑龙江省1961-2013年地面测站62站资料和月环流特征量、北半球500 hPa高度场等资料,采用气候统计方法,选取秋季地面最低温度≤ 0℃的初日作为初霜冻日期,分析了初霜冻日期的时空变化特点,北半球500 hPa月平均环流演变特征,影响初霜冻早晚的特征量因子,为初霜冻趋势预测提供依据。结果表明：黑龙江省初霜冻日期呈现显著推迟的趋势,推迟约8.2 d,平均推迟5 d以上的年份均在1988年以后出现;平均初霜冻日期分布是由北开始出现并向南推进,平原则普遍晚于同纬度的山区,EOF分析初霜冻的发生除具有一致性气候特征外,还具有南北相反和东西相反的变化趋势;初霜冻偏早年时,北半球500 hPa环流从前期到同期在黑龙江省北部至极地区域有大范围的负距平,反之,若是正距平,初霜冻易偏晚;影响初霜冻早晚的特征量的因子有欧亚（亚洲）经向环流型、鄂霍茨克海高压、阿留申低压、东亚大槽强度以及西太平洋副热带高压、极涡、AO等。     

1950~2005年大通河流域径流变化特征及影响因素

以大通河流域享堂水文站1950~2005年实测径流数据为基础,综合运用趋势分析、累积距平、R/S分析、Morlet小波分析、降水-径流深度双累积曲线等数理统计方法,研究了大通河流域径流的年内分配、年际变化和周期振荡特征、并定量分析了气候因素和人类活动因素对径流变化的影响。结果表明:（1）大通河径流年内主要集中在510月,占年径流总量的82%左右。1950~2005年,大通河流域年径流呈微弱减少趋势,递减率为-0.55×10⁸m³/10a（R2=0.025,P=0.249）,Hurst指数为0.58,表明未来一段时间内径流仍可能呈减少趋势;（2）1950~2005年,大通河流域年径流在27a时间尺度上周期震荡明显,经历了"多-少-多-少-多-少-多"7个循环交替;（3）大通河流域降水-径流深度双累积曲线在1994年发生显著偏移,1994年之前径流变化主要受降水影响,1994年以后,径流变化主要受人类活动影响。     

河西走廊春末夏初降水的空间异常分布及年代际变化

利用河西走廊19个气象代表站建站至2002年5～6月降水量资料, 分析了河西走廊春末夏初干旱的基本气候特征; 在利用EOF和REOF方法进行降水空间异常变化分析和气候分区的基础上,讨论了第一时间系数(PC1)及各区代表站降水量的年代际变化规律. 结果表明, 河西走廊春末夏初降水量在第一空间尺度上为全区一致; 在第二空间尺度上可分为3个气候区; 在第三空间尺度上可分为5个自然气候区. 1980年代为近50 a来降水最多的10 a, 1990年代有所减少, 20世纪末至21世纪初有明显增加. 前期冬季欧亚径向环流加强, 亚洲区极涡面积扩大、强度加强, 冷空气活动频繁, 将有利于次年春末夏初河西走廊降水偏多. 欧洲青藏高原华北西太平洋的波列, 特别是东亚大槽的填塞和青藏高原低值系统频繁活动, 造成了500 hPa高空场上"东高西低"的典型多雨流型.     

Characteristics and sources of atmospheric composition based on precipitation chemistry in the Shiyang River Basin,Northwestern China

Through collected precipitation samples continuously to research the precipitation chemical characteristics and the water vapor source in Shiyang River Basin, Northwestern China, a total of 121 precipitation samples had been collected in the Shiyang River Basin from July 2013 to July 2014. The results showed that, during the period of sampling, the variation range of pH value of precipitation ranged from 6.62 to 8.53 in Shiyang River Basin and the average was 7.46. The EC values ranged from 17.28 to 787.00 μs/cm, with a mean 186.66 μs/cm. Ca²⁺ and Na⁺ dominated cations and accounted for 71.80% of total cations composition, while SO₄ ^2? and NO₃ ^? dominated anions with a contribution of 82.18%. The main ionic sources are local dust aerosols and the dust from Central Asia and Northwestern China arid regions brought by the westerly, and the back trajectories also supported it. Back trajectories suggested that the air mass arrived in Shiyang River Basin mainly from the dust sources region in Central or West Asia or Northwestern China through westerly circulation in dry season, while from the Indian Ocean or the Pacific Ocean through monsoon circulation in wet season. The precipitation can be divided into three types based on the vector of water vapor transportation: the monsoon precipitation, the westerly precipitation, and the interaction precipitation (precipitation influenced both by monsoon and westerly). The type of interaction precipitation was major precipitation patterns in study area, and the westerly precipitation came next. The results are also helpful for further understanding the air pollution situation caused by dust events in study area and providing scientific basis for the effective prevention and control of atmospheric pollution.