西北地区东部汛期降水季节内分布特征分析

基于西北地区东部1961-2015年54个台站汛期（5~9月）逐日降水资料,通过表征时间分配特征的参数-降水集中度和集中期,对西北地区东部5~9月逐旬降水的季节内非均匀性分布特征进行分析,结果表明：西北地区东部5~9月降水集中度和集中期的平均空间分布存在明显差异,从集中度来看,其东北部降水较集中,西南部较分散,而集中期主要在7月中旬到8月上旬,相比较甘肃陇东地区集中期较晚;从降水集中度与集中期的异常特征来看,第一模态均表现为全区一致性,第二模态均表现西北和东南反向变化特征,而集中度第三模态表现为东北和西南反向变化特征,集中期第三模态表现为东西反向变化特征;从降水集中度与集中期的变化趋势来看,近50 a来降水集中度越来越小,而降水集中期越来越早;另外从汛期降水量同同期降水集中度与集中期的关系来看,其与两者均存在正相关,其中集中度与降水的显著相关区在内蒙古西部以及陕西和宁夏北部,而集中期与降水的显著相关区在陕西和甘肃南部。另外利用前期大气环流指数对降水集中度和集中期建立的预报模型具有一定的预测能力,从而为西北东部汛期降水的季节内非均匀性分布特征的短期气候预测提供参考依据。     

2014年夏初南疆一次持续性强降雨过程的水汽和动力条件分析

全球变暖背景下,极端降水事件频次增多强度增大,对年降水量变化影响显著。2014年6月17~24日,塔里木盆地出现了持续性强降水过程.利用观测资料和NCEP/NCAR逐日6 h再分析资料,对强降水过程的水汽和动力条件进行了诊断分析。结果表明,此次强降水过程,垂直上升运动剧烈区域及水汽辐合区域与大降水的落区近乎吻合。中低空偏东急流加强了气旋的发展,增强了上升运动,且急流的大小决定了塔里木盆地大降水的强度,急流西伸的位置决定了降水的区域。中低空偏东急流轴末端的左侧,对应着大降水的发生区域。主要水汽源地为中亚地区、阿拉伯海和孟加拉湾,其中孟加拉湾和阿拉伯海的水汽通过季风环流输送至青藏高原,再通过高空平流和中低空回流的方式输送至塔里木盆地。     

曲靖“2·6”寒潮诊断分析

2004年2月6日发生在云南省曲靖市的大-暴雪是近年来较强的一次降雪天气过程。现用Micaps实时资料,对2004年2月6日曲靖地区发生大-暴雪时的主要影响系统、垂直速度、散度、水汽通量散度等物理量特征进行分析,发现500hPa图上中高纬为稳定的两槽一脊,这种形势有利于源源不断的冷空气南下;700hPa图上有明显强劲的低空急流,有水汽输送带。大量水汽和不稳定能量,配合高空槽、切变线和低空急流是造成此次降雪的主要因素,其次冷暖空气的交汇是此次降雪过程的必要条件。这些结论的发现为认识和预报曲靖此类天气可提供参考依据。     

内蒙古东部牧区极端降雪变化特征及其成因

利用内蒙古牧区34个地面气象站1961~2010年冬季降雪资料和NCEP再分析资料,采用趋势分析、合成分析等方法探讨内蒙古牧区极端降雪时空变化特征和形成机制,得出如下结论:内蒙古牧区极端降雪量呈自西向东逐渐增多趋势,近20 a变化表明内蒙古东部牧区极端降雪量呈显著增加趋势。500 hPa高度场上呈"(乌拉尔山高压)+(贝加尔湖低槽)-(白令海阻高)+"分布型时,冷空气易传输并堆积至内蒙古东北部牧区,有利于极端降雪发生。内蒙古东部牧区极端降雪发生时的主要水汽来源于北冰洋地区。Rossby波动持续东传有利于乌拉尔山高压、贝加尔湖低压和白令海高压的形成和维持。     

青藏高原风季大风集中期、集中度及环流特征

利用青藏高原气象台站逐日最大风速数据和JRA-55再分析资料，通过引入集中期和集中度的概念，分析了1971-2012年高原大风在风季的分布形态及其环流背景。结果表明：青藏高原的大风天气在春季（3-5月）最多，在夏末秋初（8-10月）最少。1971-2012年，大风日数以14 d/10a的速度减少，同时大风日数的年较差也在缩小。大风集中期随纬度增大而延后，并且在近42年大体呈提前的趋势，从3月底4月初提前至2月底3月初。大风集中度则有增大的趋势，并取决于大风日数，大风日数越多，集中度越低。高原大风集中期受到急流系统经向位移的制约，2月和3月北非和西亚地区的副热带急流以及4月中层西风带偏南时，伴随着副热带气压偏低，青藏高原春季大风天气偏多，大风集中期偏晚。反之，大风天气偏少，集中期偏早。大风集中度的大小则与中亚和高原地区2-4月副热带急流强度有关，2月和4月副热带急流偏弱、3月急流偏强时，大风日数集中在3月，集中度较高。反之，集中度较低。春季（3月）高原大风天气是冷、暖空气系统共同作用的结果，高原东部的大风天气多受北方冷空气系统影响，高原西部的大风天气多受南方暖空气系统影响、以西南风为主。     

低纬高原地区2次强寒潮过程对比分析

通过对云南2次强寒潮过程进行对比分析,结果表明:横槽型和北脊南槽型是2次过程的主要中高纬环流形势;横槽型造成的降温范围更广,强度更强,持续时间更强,但降雪除了很大程度受制于冷空气外,还受到水汽和动力抬升条件的影响;北脊南槽型冷空气相对横槽型弱一些,但当配合强盛的南支槽,高原切变线,及高低空急流耦合作用下导致了暴雨强降雪天气; 2次强降雪过程云南西侧都有充沛的水汽输送,水汽通量的增大是云南强降雪的必备条件;中低层来自孟加拉湾的暖湿气流在云南南部形成能量积集区和强烈的水汽辐合区,在低层辐合、中高层辐散的耦合作用下,形成强烈的对流上升运动,为强降雨提供了动力和水汽条件;雨转雪相态变化过程中当地面出现"冷垫"一般指示降雪的出现。     

东北地区夏季干旱风险评估与区划

利用东北地区逐日平均气温、降水量资料,定义了夏季干旱指数,分析了东北地区夏季干旱的时间和空间演变规律和特点,计算了东北地区夏季降水变异系数、夏季干旱风险指数和风险概率并进行了分析,定义了夏季干旱综合风险指数,并进行了综合风险分区。结果表明:东北地区夏季干旱在空间分布上呈西重东轻的特点,20世纪90年代以来,东北地区夏季干旱处于前所未有的多发阶段。黑龙江西南部,吉林、辽宁两省西部为夏季干旱高或较高风险区;黑龙江中北部和东部以及吉林、辽宁两省中部为夏季干旱较低风险区;黑龙江中南部、吉林东部,辽宁东南部为夏季干旱低风险区。对于夏季干旱的高风险区和较高风险区要采取重点防御、大力推广抗旱农业生产技术、加大气候预测研究力度、加强东北地区抗旱能力建设等措施,以减轻夏季干旱损失。     

江淮流域持续性降水的大尺度环流背景分析

采用合成平均分析方法,对2011年7月中旬江淮流域持续降水过程和11~13日大暴雨的大尺度环流和物理量进行了诊断,分析表明:(1)持续降水过程大尺度环流是不典型的双阻型,西脊在乌拉尔山以西地区,东脊在雅库茨克。副热带高压位置偏东脊线偏北。贝加尔湖东南方的低槽从蒙古经河套伸向华南,江淮流域处于槽前稳定的西南气流中。巴尔喀什湖低槽的加深东移及其底部不断分裂的短波槽,造成了持续降水期间的大暴雨过程。(2)江淮流域位于高空西南急流入口区右侧,低空风速大值带左侧。水汽主要来自孟加拉湾、南海和西太平洋地区,高低空的强烈辐散辐合所造成的深厚上升运动为暴雨提供了动力条件,对称不稳定为暴雨提供了不稳定机制。     

东北高空湿度变化特征及其与地面气温和降水的关系

利用1971~2005年探空和地面观测资料,详细分析了东北地区高空比湿和相对湿度的时空变化特征,并探讨了比湿和相对湿度与地面气温、降水量的关系。结果表明：东北地区比湿空间分布主要受到水汽来源的影响,地面由东南向西北递减,高空由南向北递减;相对湿度受水汽、海拔高度和纬度的共同影响,地面和对流层下层由南向北先减后增,对流层中层由南向北递增,赤峰向通辽延伸的西南-东北向干舌地面最明显,随高度增加逐渐减弱。1971~2005年,东北地区比湿从地面到高空均为增加趋势,对流层中下层的增加趋势更加显著;相对湿度在地面呈显著减小趋势,对流层中层呈显著增加趋势。大气比湿与地面气温在年、季尺度上存在一致的显著正相关关系,大气相对湿度与地面气温在季节尺度上存在显著负相关关系;对流层中下层相对湿度与降水量相关最显著;地面气温升高对东北气候趋于干旱化起了重要作用,高空相对湿度增加有利于降水增加,气温与比湿的相互消长,影响了气候的干、湿变化。     

华北农牧交错带冬季降雪时空变化特征

基于华北农牧交错带冬季227个台站（1961-2012年）逐日降雪资料,采用多种统计诊断方法分析了冬季降雪的时空特征以及与环流因子的关系。结果表明：初冬降雪高值中心位于内蒙古东北部。在冬春之交时,降雪高值区移至华北南部。1960s和1970s为不同等级降雪的偏多时段,降雪的高值中心由内蒙西部（1960s）东移至河北、山西大部（1970s）。2000s以来大雪在山西、河北的北部地区最为显著,其次是呼伦贝尔地区。降雪频次的变化上可以发现,各区的大雪频次均呈减少趋势,其中Ⅵ区减少的趋势最为显著。在降雪偏少的时段（1980s、1990s）水汽输送较弱,呈西北—东南向;而在其他年代水汽输送较强,近10年水汽输送呈东南—西北向。在年代际上降雪总量与气温、AO指数呈反相关,而中等以上降雪量与气温和AO指数在内蒙古东北部大兴安岭、太行山脉等高海拔地区呈显著正相关。     

1960—2012年内蒙古降水集中度和降水集中期时空变化

利用内蒙古46个气象台站1960-2012年逐日降水数据,以表征降水年内分配非均匀特征的降水集中度(PCD)和降水集中期(PCP)指标,分析了内蒙古降水年内时间分配特征及变化趋势。结果表明:(1)近53 a内蒙古PCD平均值为0.70,呈显著减少趋势。PCP平均值为194.65°,呈不显著的提前趋势。(2)PCD高值区在阿拉善高原、锡林郭勒高原东部、呼伦贝尔高平原、大兴安岭以东地区,低值区在大兴安岭北部、乌兰察布高原、鄂尔多斯高原。全区PCP则以192°等值线为界,表现出西晚东早的空间分异格局。(3)PCD普遍呈下降趋势,以呼伦贝尔高平原、乌兰察布高原减小趋势最显著。PCP也以提前趋势为主,贺兰山、乌兰布和沙漠一线以东地区为主要的PCP提前区。(4)各站PCD与年降水量均为正相关,通过显著性检验的站点占到了60.8％。PCP与降水量的相关系数较小,显著相关的地区仅占到全区的34.7％。     

中国东北地区降雪的不均匀性特征分析(英文)

Based on 1961–2005 observed winter precipitation data in Northeast China, the temporal and spatial variations of snow concentration degree (SCD) and snow concentration period (SCP), together with the circulation characteristics when there is a higher SCD, are computed and analyzed. Results show that SCD in Northeast China presents a yearly rising tendency and SCP decreases obviously. In terms of decadal variation, there is a 12-year periodic variation in PCP, and since the mid-1970s there has been an 8-year short periodic variation. As to spatial variation, SCD in winter of Northeast China has increased gradually from the eastern part to the western, and the minimum value of SCD occurs in the east of Jilin Province, while the high value center is observed in the central part of the province. For the whole Northeast China, the variation tendencies are consistent in the eastern and central parts, where SCD presents a rising tendency and SCP shows a decreasing tendency. SCD in the southwestern and northern parts has a slight rising tendency, with SCD in the southwestern part having the slightest increasing tendency, and SCP in the northern part showing the slightest decreasing tendency. When a high SCD value is observed, the whole region is controlled by the East Asian deep trough at 500 hPa, and the trough becomes deeper in the western part, while a high pressure, which is easily formed and intensified in the eastern part, makes the East Asian deep trough move eastward slowly. Upper-level jet stream and low-level jet stream co-exist, and the former is stronger and takes more of a southwestward position than the latter. The high value zone of water vapor transport over the Pacific is intensified obviously, and the extent also increases. Northeast China is influenced by the water vapor transported to the northwest along the north of the high value center.     

宁夏近50 a降水集中度和集中期特征分析

 利用宁夏气象台站1961-2010年逐侯降水量序列资料,研究了表征降水量时间分配特征的降水集中度(PCD)和集中期 (PCP)的空间分布与年际变化特征。结果表明：宁夏降水PCP与PCD空间分布特征明显,中北部PCP比南部山区偏早1候,PCD自北向南逐渐减小,北部1年中最大降水出现的时间变率较大,且出现极端降水的可能性比中南部大; 1961-2010年全区PCD与PCP呈微弱的下降趋势,但近20 a PCD明显增大,PCP显著推迟;PCD与PCP显著正相关,PCP出现得越晚,PCD集中度越高;各地的PCD与年降水量、汛期降水量以及年日最大降水量都有非常好的正相关性,正相关中心区位于北部的惠农、陶乐、中卫,中部的盐池、麻黄山和南部山区的大部,上述地区降水越集中,年降水量、汛期降水量以及年日最大降水量越大,导致洪涝灾害发生的可能性将越大;宁夏汛期降水多雨年各地降水更集中,且大降水中北部大部易出现得早,南部出现得晚;中高纬的北极涛动和低纬的南海季风对宁夏降水集中度有着显著的影响,北极涛动偏弱的年份,南海季风爆发偏早的年份,宁夏各地年降水比较集中。     

近42 年来青藏高原年内降水时空不均匀性特征分析

根据青藏高原1967-2008 年逐日站点降水资料,定义了高原降水集中度(PCD) 和集中期(PCP)。并运用EOF、相关分析等方法分析高原PCD和PCP的时空分布特征、PCD与高原强降水的关系以及PCP前期强影响信号。结果表明：高原大部分地区PCD处于0.4~0.8 之间,PCP则处于36~41 候之间。高原PCD以全区一致型的空间分布为主;而PCP 则以南北反向型分布为主,全区一致型分布次之。整个高原PCD均呈减弱趋势,而PCP均表现为提前特征。除高原南侧个别地区,高原PCD 无论与高原强降水日数还是强降水量均呈显著正相关。同时,高原南北部PCP对应的水汽输送存在显著差异, 高原南部PCP主要受孟加拉湾季风爆发的影响。     

中国强降水过程时空集中度气候趋势

基于日降水资料序列提出一种度量不同强度降水过程时空集中程度的指标,根据中国740个气象站逐日降水资料研究分析了我国强降水过程集中度和集中期及其相关统计特征,结果表明暴雨过程年内集中度与年降水量正相关区与中国降水空间分布有很好的一致性;在对大范围洪涝灾害研究方面,暴雨过程年内集中度和集中期在定量地表征降水量在时空场上的非均匀性时有更高分辨力; 暴雨过程年内集中度比较清晰地反映出长江流域、江淮地区洪涝增加的趋势及黄河中下游、华北强降水减少的趋势。该方法可直接应用到评估水旱灾害及其气候影响等领域。     

1959-2008 年黄土高原地区年内降水集中度和集中期时空变化特征

本文基于黄土高原地区1959-2008 年51 个地面气象台站的逐日降水资料, 计算了降水集中度(PCD)和集中期(PCP), 并结合EOF、趋势分析以及相关分析等方法对我国黄土高原地区年内降水不均匀性特征及其趋势进行了分析。结果表明:①黄土高原地区PCD在0.53~0.75 之间, 自东南向西北逐渐增加, 而PCP变化不大, 主要集中在7 月中旬和下旬;②近50a 黄土高原地区PCD主要以南北反向型分布为主;③从变化趋势来看, PCD增加趋势较明显的区域主要分布在宁夏的同心和山西的五台山等地, PCD减小比较明显的区域主要分布在山西的阳泉以及青海的门源等地区;而PCP整体上呈现提前趋势, 只有青海的门源站附近有小幅推迟趋势;④年降水量与PCD有较好的相关性, 大部分地区都通过了显著水平为0.05 的检验;而年降水量与PCP的相关性并不显著, 通过显著水平0.05 检验的区域仅分布在山西的兴县、陕西的洛川以及宁夏的固原等地。     

中国东部植被NDVI对气温和降水的时空响应(英文)

Temporal and spatial response characteristics of vegetation NDVI to the variation of temperature and precipitation in the whole year,spring,summer and autumn was analyzed from April 1998 to March 2008 based on the SPOT VGT-NDVI data and daily temperature and precipitation data from 205 meteorological stations in eastern China.The results indicate that as a whole,the response of vegetation NDVI to the variation of temperature is more pronounced than that of precipitation in eastern China.Vegetation NDVI maxi...     

中国东部夏季降水的年代际变化格局——观测与CESM控制试验模拟结果的对比

根据1961-2005年中国东部389站的夏季降水观测资料,以及通用地球系统模式（the community earth system model,CESM）在固定边界条件驱动下的650年控制试验模拟结果,采用经验正交函数分解和功率谱分析等方法,辨识了中国东部夏季降水年代际变化的主导格局。观测分析与CESM的控制试验模拟结果均表明：中国东部夏季降水年代际变化的主导空间型为“南北反相”（大致以淮河流域为界）和由南到北的多带相间分布（长江流域、东北同相但与华南、华北反相）格局。对比证明：在无任何外强迫变化下,CESM可模拟出观测到的1961-2005年中国东部夏季降水年代际变化的主导空间型和相应的时间位相转折特征。这为深入辨识区域降水年代际异常的主控因子,分析气候系统外强迫变化和内部变率对中国降水年代际变化的影响机制提供了重要依据。     

A graded index for evaluating precipitation heterogeneity in China

Precipitation heterogeneity has a nontrivial influence on human life. Many studies have analyzed precipitation heterogeneity but none have proposed a systematic graded index for its evaluation, and therefore, its true characteristics have not been expressed. After comparisons of various methods, the precipitation concentration degree (PCD) method was selected to study precipitation heterogeneity. In addition to the PCD, normal distribution functions, cumulative frequencies, and percentiles were used to establish a graded index for evaluating precipitation heterogeneity. A comprehensive evaluation of precipitation heterogeneity was performed, and its spatiotemporal variation in China from 1960 to 2013 was analyzed. The results indicated that (1) seven categories of precipitation heterogeneity were identified (high centralization, moderate centralization, mild centralization, normal, mild dispersion, moderate dispersion, and high dispersion) and (2) during the study period, the precipitation in more parts of China tended to be normal or dispersed, which is beneficial to human activities.