2011年春夏长江中下游旱涝急转的低频环流系统变化

为研究2011年春夏长江中下游地区旱涝急转现象与低频环流的关系,利用国家气象信息中心的753站逐日降水、NCEP/NCAR再分析资料和带通滤波的方法,得到如下结果：（1）2011年5-6月,长江中下游地区存在明显旱涝急转现象,5月的降水较同期偏少40％以上,6月的降水较同期偏多60％。（2）5-6月的旱涝急转前后,长江中下游地区的500hPa的垂直速度变化不仅与降水有很好的关系,而且其低频振荡的强度也显著加强,垂直速度由正（下沉运动）转负（上升运动）的转换时间几乎对应由旱转涝的时间。（3）对旱涝急转过程的500hPa低频变化垂直速度下沉运动最强、下沉运动向上升运动转换、上升运动最强3个位相的低频散度场分析发现,在5月干旱期间,长江中下游地区维持对流层低层（850hPa）辐散、高层（200hPa）辐合的低频环流系统,不利于降水。到6月强降水期,长江中下游地区则迅速转为对流层低层辐合、高层辐散的低频环流系统,有利于降水的发生。这种对流层低层-高层低频环流系统的变化是导致旱涝急转的重要原因之一。     

2011年7月陕西一次区域性暴雨过程分析

为了探索陕西区域性暴雨发生发展的机制,提高暴雨预报准确率,利用实况高空观测、自动站观测资料和NCEP1°×1°格点资料,采用天气学诊断方法,对2011年7月28日陕西区域性暴雨过程进行分析。结果表明:500hPa西风槽、西太平洋副热带高压、700hPa及其以下的切变是这次暴雨的主要影响系统,低层大风速带和南海台风的远距离作用是暴雨增幅的重要因子;暴雨区具有强的能量锋和对流不稳定,降水产生在850hPa温湿能等值线密集区偏高值一侧;水汽主要来源于孟加拉湾和南海台风外围;辐合、辐散中心下移是强降水即将发生的一个信号,850hPa以下出现比湿猛增现象对位于秦岭以北的渭河流域暴雨预报有一定指导意义。     

湖南电网严重冰灾天气成因分析

为研究2005年初和2008年初2次造成湖南电网严重冰灾的低温雨雪冰冻天气过程的成因,利用NCEP1°×1°全球再分析资料、地面常规气象观测资料及环流特征指数资料对过程期间高中低三层的水平和垂直结构进行了诊断分析,并分析了两次冰冻天气过程中各项环流特征指数与气温的相关性,结果表明:副高强度持续偏强,中层有暖层存在,850hPa与700hPa有明显的逆温层,700hPa强劲的西南急流,850hPa南北温差锋区的建立和维持,异常强大的冷高压长时间控制是造成两次冰灾过程的主要原因;地面降水、相对湿度、日平均气温、日最低气温、风向风速均与电线覆冰直径有关,温度垂直结构、环流指数和地形也与冰冻有一定关系。     

台风对卫星导航对流层延迟的影响

为研究台风时期对流层延迟的演变,基于ERA5再分析数据,计算西北太平洋1822号台风“山竹”、1622号台风“海马”以及西北大西洋1709号飓风(台风)“厄玛”时期各高度层可降水量及对应的对流层延迟。结果表明,计算得到的对流层延迟与IGS对流层延迟产品存在明显时空差异,台风对测站影响越强,两者一致性越差。进一步分析表明,台风过境会引起可降水量及各高度层水汽分布比例发生变化,两者均会影响对流层延迟,其中,可降水量的变化占主导。在可降水量一定、850～500 hPa高度层中水汽含量占比最大时,对流层延迟最大。台风使分布于对流层低层的水汽增多,使用传统对流层延迟模型估算对流层延迟,可能会产生额外误差。     

青藏高原夏季200hPa西风变化特征及其与降水的关系

为了加强高原高空西风变化及其与降水关系的研究,利用NCEP/NCAR月平均再分析资料及中国160个测站月降水资料,采用线性倾向估计、小波分析、相关分析等方法,对青藏高原夏季200hPa西风近几十年的变化特征及其与中国降水的关系进行分析。结果表明:自1948年青藏高原夏季200hPa西风整体呈现显著增强趋势;且高原西风在20世纪50年代前期偏弱,在50年代中后期开始增强,并在80年代出现近62年的最大值,90年代末高原高空西风略有减弱,但不明显;小波分析表明高原200hPa西风具有2~4a的周期,且这一周期成分在50年代及70年代末至80年代前期这两个时段比较显著;高原西风的突变分析表明在1954年发生了一次较明显的增强突变。高原夏季200hPa西风与中国降水关系的分析表明:高原西风增强时在长江流域以北的中国大部分地区降水偏多,以江淮流域、川渝地区西部和东部省界以及中国西北、东北的部分地区表现显著,长江流域以南的大部分地区降水偏少,其中华南沿海及中国西南地区西南部降水偏少更加明显,降水场与大气环流有较好的配置关系。     

南半球大气环流活动对云南汛期降水的影响

采用1948-2006年6-8月云南124个测站的月平均降水资料以及NCEP/NCAR 1948-2006年1-5月100hPa及500hPa位势高度月平均再分析资料,对云南省月平均降水做EOF分解,以第一主分量与南半球100hPa和500hPa高度场进行相关分析,希望找出南半球与云南汛期降水相关密切的因子.结果表明:南半球大气环流与云南汛期降水联系密切,影响因子从一月的南极逐月向中纬的南半球西风带和低纬移动;四月和五月南极区域与中纬度呈明显的"跷跷板式"的反位相变化特征.     

甘肃河东春季第一场区域性透雨日期的气候特征

分析了甘肃省河东地区春季(3～5月)第一场区域性透雨日期的年际和年代际变化，指出河东第一场透雨日期与春季降水的关系，给出第一场透雨日期典型年份500hPa的当时场，详细分析了河东第一场透雨日期出现迟早的年代际变化与北半球500hPa环流年代际变化之间的影响和联系。     

湿位涡及其不可渗透性在江淮流域一次暴雨过程中的应用

为了对暴雨天气进行更准确地分析和提前预报,结合常规观测资料、NCEP1°×1°再分析资料,利用湿位涡正压项(MPV1)、斜压项(MPV2)及其不可渗透性原理,分析了2011年6月13日~15日发生在中国长江流域的一次暴雨过程。研究结果表明:暴雨区邻近850hPa上MPV1的零线,即正值与负值的过渡区,这对暴雨落区有指示作用。且湿位涡在850hPa上满足MPV10同时MPV20的条件,这种配置有利于强降水的产生,因此可作为预报暴雨的一个有效辅助工具。在850hPa上,湿位涡高值区与地面降水落区对应良好,根据湿位涡不可渗透性原理,若将MPV异常高值区与等θe线结合起来,能在长江流域的暴雨预报中起到良好的指示作用。     

新疆农业景观格局演变对其生态系统服务价值的影响

结合遥感、地理信息系统、景观生态学和空间分析等理论,分析了新疆地区2000~2015年农业景观格局的时空动态变化特征,测算了农业生态系统服务价值,通过相关分析进一步研究了农业景观格局与生态系统服务价值的关联,为促进区域土地资源合理利用和生态农业发展提供科学依据。结果表明,新疆农业生态系统正朝着多样化、稳定化的方向发展;农业生态系统服务价值显著增长,但区域间的价值差异较大,呈现北疆高南疆低的分布格局;景观面积、斑块数和景观形状对新疆地区农业生态系统服务价值影响较大且均呈现明显正相关关系。     

射洪县近30年区域气候特征分析

利用射洪县近30年来的气温、降水、相对湿度、云量、日照时数等气象要素资料,应用多种统计方法分析了近30年来射洪县的区域气候特征.结果表明,射洪年平均温度在1986年左右发生转折性变化,气温明显变暖.而年降水量总体上以波动变化为主,在20世纪80年代中后期有较为明显的减少.降水量与年平均温度的突变年代类似,但变化趋势正好相反,说明90年代以后射洪的气候向暖干型转变.各气象要素的综合分析表明,随着全球气候变暖,射洪区域气候变化趋势不容乐观:相对湿度的减少导致降水减少,而温度则在进一步上升,低云量的增加和日照时数的减少,使得阴天寡照加剧.射洪区域气候变化与当地诸如人口增长,城市扩大等人类活动,以及农业生态之间均存在密切联系.     

An interdecadal change of tropical cyclone activity in the South China Sea in the early 1990s

Tropical cyclone (TC) genesis in the South China Sea (SCS) during 1979-2008 underwent a decadal variation around 1993. A total of 55 TCs formed in the SCS from May to September during 1994- 2008, about twice that during 1979-1993 (27). During the TC peak season (July-September, JAS), there were 43TCs from 1994-2008, but only 17 during 1979-1993. For July in particular, 13TCs formed from 1994-2008, but there were none during 1979-1993. The change in TC number is associated with changes of key environmental conditions in atmosphere and ocean. Compared to 1979-1993, the subtropical high was significantly weaker and was displaced more eastward during 1994-2008. In the former period, a stronger subtropical high induced downward flow, inhibiting TC formation. In the latter period, vertical wind shear and outgoing longwave radiation all weakened. Mid-level (850-500hPa) humidity, and relative vorticity were higher. Sea surface temperature and upper layer heat content were also higher in the area. All these factors favor TC genesis during the latter period. The decadal change of TC genesis led to more landfalling TCs in Southern China during the period 1994-2008, which contributed to an abrupt increase in regional rainfall.     

Influence of atmospheric circulation on precipitation in Altai Mountains

We analyzed the changes in precipitation regime in the Altai Mountains for 1959-2014 and estimate the influence of atmospheric circulations on these changes. Our study showed that during last 56 years the changes in the precipitation regime had a positive trend for the warm seasons(April-October),but weakly positive or negative trends for the cold seasons(November-March). It was found that these changes correspond to the decreasing contribution of “Northern meridional and Stationary anticyclone(Nm-Sa)” and “Northern meridional and East zonal(Nm-Ez)” circulation groups and to the increasing contribution of “West zonal and Southern meridional(Wz-Sm)” circulation groups,accordingly to the Dzerdzeevskii classification. In addition,it was found that the variation of precipitation has a step change point in 1980. For the warm seasons,the precipitation change at this point is associated with the reduced influence of “West zonal(Wz)”,“Northern meridional and Stationary anticyclone(Nm-Sa)” and “Northern meridional and Southern meridional(Nm-Sm)” circulation groups. For the cold seasons,a substantialincrease of “Wz-Sm” and a decrease of “Nm-Sa”,“Nm-Ez” circulation groups are responsible for the precipitation change in the two time periods(1959-1980 and 1981-2014).     

Impacts of climatic change on river runoff in northern Xinjiang of China over last fifty years

The characteristics of climatic change and river runoff, as well as the response of river runoff to climatic change in the northern Xinjiang are analyzed on the basis of the hydrological and meteorological data over the last 50 years by the methods of Mann-Kendall nonparametric test and the nonlinear regression model. The results show that: 1) The temperature and the precipitation increased significantly in the whole northern Xinjiang, but the precipitation displayed no obvious change, or even a decreasing trend in the northern mountainous area of the northern Xinjiang. 2) River runoff varied in different regions in the northern Xinjiang. It significantly increased in the northern slope of the Tianshan Mountains and the north of the northern Xinjiang (p=0.05), while slightly increased in the west of the northern Xinjiang. 3) North Atlantic Oscillation (NAO) affects river runoff by influencing temperature and precipita-tion. The NAO and precipitation had apparent significant correlations with the river runoff, but the temperature did not in the northern Xinjiang. Since the mid-1990s river runoff increase was mainly caused by the increasing temperature in the northern slope of the Tianshan Mountains and the north of the northern Xinjiang. Increased precipitation resulted in increased river runoff in the west of the northern Xinjiang.     

Wavelet analysis and nonparametric test for climate change in Tarim River Basin of Xinjiang during 1959–2006

Using wavelet analysis, regression analysis and the Mann-Kendall test, this paper analyzed time-series (1959–2006) weather data from 23 meteorological stations in an attempt to characterize the climate change in the Tarim River Basin of Xinjiang Uygur Autonomous Region, China. Major findings are as follows: 1) In the 48-year study period, average annual temperature, annual precipitation and average annual relative humidity all presented nonlinear trends. 2) At the 16-year time scale, all three climate indices unanimously showed a rather flat before 1964 and a detectable pickup thereafter. At the 8-year time scale, an S-shaped nonlinear and uprising trend was revealed with slight fluctuations in the entire process for all three indices. Incidentally, they all showed similar pattern of a slight increase before 1980 and a noticeable up-swing afterwards. The 4-year time scale provided a highly fluctuating pattern of periodical oscillations and spiral increases. 3) Average annual relative humidity presented a negative correlation with average annual temperature and a positive correlation with annual precipitation at each time scale, which revealed a close dynamic relationship among them at the confidence level of 0.001. 4) The Mann-Kendall test at the 0.05 confidence level demonstrated that the climate warming trend, as represented by the rising average annual temperature, was remarkable, but the climate wetting trend, as indicated by the rising annual precipitation and average annual relative humidity, was not obvious.     

中国西北地区植被NDVI的时空变化及其影响因子分析

利用GIMMS/NDVI数据分析了中国西北地区1982-2006年植被NDVI时空变化特征及其影响因子。近25年来,中国西北地区年均植被NDVI增速为0.5%/10a,并存在明显的空间差异。天山、阿尔泰山、祁连山、青海的中东部等地区植被NDVI显著增加;青海南部地区、陕西和宁夏交界地区、甘肃部分地区,以及新疆部分地区的植被NDVI下降。从不同植被类型看:林地、草地和耕地的年均NDVI都在提高。研究表明:中国西北地区植被NDVI变化是各种自然和人为因素综合作用的结果。植被NDVI与气温、降水的年际变化整体上都呈弱的正相关。但与其年内变化则都呈显著的线性关系,当月均温量超过20℃时,植被NDVI呈下降趋势;当月降水量在0¹00mm期间,植被NDVI随降水线性增长,当月降水量超过100mm之后,不再有明显的增长趋势。农业生产水平提高和植被生态建设等人类活动对西北地区植被NDVI增加有重要影响。     

南方亚热带季风区将乐县森林植被动态变化及其对气候变化的响应

在全球气候变化背景下,植被动态变化以及植被对气候变化的响应方式已经成为生态学和地理学领域的热点。本文对比分析了南方亚热带季风区将乐县不同类型森林植被对不同时间尺度的干旱响应的差别。基于2000-2017年MODIS-EVI数据及气象站点数据,用最大值合成法、趋势分析法以及相关分析法,分析了森林植被及气象因子的动态变化特征,并对比不同森林植被对气候变化响应的差别。研究表明：① 2000-2017年,研究区植被覆盖度、EVI和降水均显著增加,区域内湿度增加,森林长势渐趋良好;② EVI在生长季初期和末期与同期的降水、温度均显著正相关（P<0.1）,初期森林受降水因子的影响更大,末期受温度因子的影响大;③ 1-3月和周年的气候变化对森林的生长至关重要,长时间尺度的湿度增加对森林生长具有显著的促进作用,SPEI的时间尺度越长与EVI的相关性也越大;④ 针阔混交林与同期温度、降水的相关系数最高,并且与不同时间尺度的SPEI相关性均比较高,属于气候敏感型林型,在生产经营中要谨慎预防气候变化对该林型带来的伤害;⑤ 森林覆盖度变化与降水和SPEI_24的相关性极显著,长时间尺度的降水变化是影响森林植被覆盖率变化的重要因素之一。