复杂地形对西南低涡生成和移动影响的数值试验分析

为探讨四川盆地周边复杂地形对西南低涡发生发展以及移动的影响,利用NCEP 1°×1°再分析资料和中尺度非静力平衡模式WRF V3.4.1,对2010年7月16日至18日发生在四川盆地的一次西南低涡暴雨过程进行了再现模拟(控制试验)以及降低盆地周边不同地形高度的3组敏感性试验。结果表明,控制试验模拟出的西南低涡位置和强度与实况基本吻合。秦岭、大巴山山脉对西南低涡的形成不具有决定性影响,但对西南低涡的维持和发展具有非常重要的作用;横断山脉、云贵高原对西南低涡的生成位置、强度以及移动路径均很重要;青藏高原大地形对偏东气流的阻挡而产生的绕流有利于西南低涡的生成,对西南低涡的移动也有重要影响。除西南低涡以外,四川盆地周边地形所产生的一些局地小低涡的现象也值得关注。     

冬半年青藏高原低涡发生发展的天气学分析

本文针对冬半年高原低涡几个不同源地的低涡生成背景,着重分析500hpa环流场,指出:地形对低涡生成是非常重要的条件,但一定范围内有利的环境流场也是低涡生成不可缺少的外部条件。并给出了不同涡源区有利于低涡发生,发展的500hpa环流形势。     

西南低涡结构及潜热加热分析

本文通过对一次西南低涡暴雨过程进行诊断分析,讨论了西南低涡的结构及潜热加热对该低涡的影响。指出:在西南低涡发展过程中伴随着低层辐合、上升运动以及水汽通量辐合的加强,此时潜热加热的垂直分布有利于低涡发展;水汽辐合最强超前于西南低涡最强盛阶段。     

西南低涡移动的初步分析

从描述西南低涡运动的中尺度原始方程组出发，对低涡系统作水平分布的零阶Ｂｅｓｓｅｌ函数近似，在铅直方向上取６层斜压模式近似；导出了西南低涡移动速度的控制方程，得到了影响低涡移动的较为全面的因子，并通过对个例进行６层斜压模式的数值计算和诊断分析，找出了对低涡移动取决定性作用的决定性因子、一般影响因子、作用较小的修正因子和贡献极其在弱的不影响因子。然后分析和讨论了各因子对低涡移动作用的物理意义，为认识西南低涡移动的物理机制及用于业务预报提供参考。     

一次西南低涡过程中强降水云系的特征分析

为了方便研究西南低涡伴随产生的云系空间特征,尝试使用TRMM卫星数据,结合NCEP再分析资料和常规观测资料,对2010年7月23日至24日发生在四川盆地内的一次西南低涡过程进行分析。结果表明,23日18Z受高原涡和台风的气流影响,四川盆地处于"鞍"型气压场内,西南低涡在该地区产生,至24日18Z有强降水在绵阳至广元一带出现。在这过程中,低层的偏南气流补充和水汽辐合倾斜上升,对低涡有加强作用。研究强降水产生时刻西南低涡降水云系的水平、垂直特征,显示云系发展出中尺度对流复合体,云系东南侧对流较强,并与云顶亮温梯度递减大值区、水汽辐合中心和对流云降水区三者相关。强降水云系顶部窄小,中部宽大,5km至近地面表现为倒梯形结构。低涡云系7至5km高度层对应层云上部的弱回波区,亮温-72℃的云系在7-10km高度包含有大量冰粒子。不同云顶亮温的云系内,最大降水率呈现三段阶梯状分布,亮温-68℃的云系表现出集中化和接地的特点,亮温-68℃至-60℃的云系在5km以下垂直分布均匀。云顶亮温越低,其内部最大降水出现的高度越低,且平均降水高度同最大降水出现高度的差距越大,西南低涡云系垂直特征与热对流有不同,低涡出现时需要关注云顶亮温-60℃的对流云。     

5、6月份西南低涡云系的云滴特征

本文根据飞机探测的云物理资料,分析西南低涡云系的云滴特征,并与切变云系的微结构特征作了对比分析。指出:西南涡云系和切变云系的平均谱都是单峰谱,两者的差异不大。两类系统自身的强、弱云系之间,在谱宽、平均滴直径、滴浓度及其分布等方面都存在明显的差别。     

重庆"9.5"特大暴雨的诊断分析

利用NCAR/NCEP逐日资料（一日4次）和北京大学物理学院大气科学系研制的客观分析诊断系统对2005年重庆“9．5”特大暴雨的成因进行了天气动力学诊断分析。结果表明：向南运动的高层北风急流下沉与低空急流上升支组成的西南低涡是本次特大暴雨的主要影响天气系统，“桑达”台风移动缓慢可能是造成此次特大暴雨的间接原因；特大暴雨出现在中低层辐合、高层辐散的正涡度中心下方和负涡度中心西侧；湿位涡高值带对应着降雨带，高值中心与暴雨中心基本吻合，对暴雨预报有指示意义。     

成都一次有西南涡参与的区域性暴雨天气过程分析

为探讨西南涡对成都地区暴雨天气的影响,利用自动站降水观测资料、台站探空资料和NCEP1°×1°再分析资料,对2013年6月7日出现在成都地区的区域性暴雨天气过程从影响系统、溃变理论等方面进行了分析,结果表明,此次过程的影响系统为高原低值系统、西南涡、副热带高压外围584线稳定共同作用造成;云图资料分析表明,最强降水时段出现在西南低涡旺盛期,与强降水中心位置也有很好的对应关系;从物理量场分析得出高低空次级环流结构造成了成都地区西部较强的降水;从溃变分析可以看出,珔V-3θ图具有明显的暴雨结构特征,上干下湿的层结非常有利于对流的发展,加之大气不稳定能量较高是造成成都地区西部沿山出现强降水的主要原因。     

高原低涡结构特征模拟与诊断的初步研究

利用二重嵌套的非静力中尺度数值模式MM5对2005年7月28—29日的一次高原低涡过程进行了数值模拟,并利用模拟结果对此次低涡的结构进行了初步分析。结果表明．-MM5模式对此次低涡过程有较好的模拟能力,模拟出的位势高度场分布和涡度场结构与实况基本吻合。此次高原低涡具有同热带气旋相似的涡眼（空心）结构和暖心结构。在流场上,高原低涡在涡眼区下层表现为辐散下沉运动,上层为辐合上升运动;而在涡心四周下层表现为辐合上升运动,上层为辐散下沉运动;在涡度场上,高原低涡下层为正涡度区,上层为负涡度区。     

高原低涡结构特征模拟与诊断的初步研究

利用二重嵌套的非静力中尺度数值模式MM5对2005年7月28—29日的一次高原低涡过程进行了数值模拟,并利用模拟结果对此次低涡的结构进行了初步分析。结果表明：MM5模式对此次低涡过程有较好的模拟能力,模拟出的位势高度场分布和涡度场结构与实况基本吻合。此次高原低涡具有同热带气旋相似的涡眼（空心）结构和暖心结构。在流场上,高原低涡在涡眼区下层表现为辐散下沉运动,上层为辐合上升运动;而在涡心四周下层表现为辐合上升运动,上层为辐散下沉运动;在涡度场上,高原低涡下层为正涡度区,上层为负涡度区。     

一次西南低涡过程的地面场中尺度分析

本文运用带通滤波分析方法,对四川省1981年7月由西南低涡等天气系统引起的大暴雨过程作了地面气象要素场的中尺度诊断分析。结果表明,带通滤波后的场具有明显的中尺度特征,其中一些物理量场的适当配置与6小时后的暴雨中心有较好的对应关系。说明了此带通滤波方法在实际业务预报中具有一定的使用价值。     

Spatiotemporal evolution of land transportation networks and accessibility in inland mountainous areas 1917-2017: A case study of Southwest China

Located in the western hinterland,Southwest China is a typical mountainous area covered by plateaus, mountains and hills. Its ruggedness hinders regional internal and external connections, and its poor transportation infrastructure has long constrained the socioeconomic development of Southwest China. Based on the GIS transportation database, this paper explored the spatiotemporal evolution and characteristics of the land transportation networks and the accessibility of Southwest China from 1917 to 2017. Regional accessibility in Southwest China has significantly improved, and transportation infrastructure has gradually integrated the transportation circles of the52 central cities. The transportation network has followed an evolutionary process from a "hub-spoke pattern" to a "network pattern", while the construction of a high-speed railway(HSR) has brought about significant spatial polarization. We argue that innovation in transportation technology is one of the most effective factors for promoting a significant change in regional accessibility. In addition, the spatial distribution and evolution of accessibility in Southwest China presents a verticalcharacteristic that distinguishes it from the plains, as the spillover effects of new transportation infrastructure on accessibility improvement are partly offset by the mountainous terrain. Additionally, in Southwest China, there is significant "path dependence" in the evolution of the transportation network, since a large portion of the population is concentrated along transportation corridors in mountainous areas.     

近30年来中国陆地蒸散量和土壤水分变化特征分析

 对NOAH陆面模式模拟的近30年中国陆地蒸散量和土壤含水量,按照6大片区和5种生态系统类型进行了统计分析。讨论全国以及各大区不同生态系统类型蒸散和土壤含水量的变化,研究不同类型蒸散和土壤含水量的关系。中国陆地蒸散量总体呈增加的趋势,年内蒸散量最大的月份是7月,年末和年初蒸散量较小。而我国中南、西南、华东、东北和西北蒸散量变化趋势和全国的总趋势一致,呈增加的趋势。华北地区蒸散量近30年来总体趋势是下降的,华北蒸散量最大的年份是上世纪90年代。在所有生态系统类型中,林地蒸散最大的有东北、华东、西南和中南4区;而华北和西北草地在各类型中蒸散量所占比例最高。6大片区对比,林地蒸散水量最大的地区是西南和中南,最小的西北;草地蒸散水量最大的地区是西南,最小的是东北区;农田蒸散水量最高的是华东,最低的是西北;荒漠蒸散量最大的片区是西北;湿地蒸散最大的是东北。80年代以来,全国土壤含水量总体呈下降的趋势。从各片区的情况看,仅西北地区稍有增加,其余5区土壤含水量皆是下降的。植被覆盖度和土壤水分是影响蒸散量最重要的因子,在植被覆盖较差时,土壤水分和蒸散量相关性较好。     

成都区域大气探测技术支持与保障信息系统

基于Web采用"三层架构"分离和"B/S"(浏览器/月艮务器)模式,使用windows服务技术,选用SQL Server2000数据库平台,实现西南区域对气象探测设备智能化实时监控、实时语音报警、短信息报警功能,切实有效地减轻了各个台站值班人员的工作压力,促进西南区域内气象信息资源共享,为大气探测设备更新发展提供信息交流平台.     

西南地区近21年来NDVI变化特征分析

利用美国国家航天航空局（NASA）归一化植被指数（GIMMS NDVI）资料,初步分析了近21年（1982~2002）来西南地区植被变化特征。结果发现：21年来西南地区植被覆盖状况较好,总体呈增加趋势,同时也存在较明显的季节和区域差异：春季西南大部分地区植被呈较明显的增加趋势。夏季全区NDVI以显著的减小趋势为主,尤以90年代中期以后更为明显。秋季NDVI与夏季类似同样表现为减少趋势,并且范围有所增加。冬季ND-VI以增加为主,存在明显的东西反向特征,东部以减少为主,西部则以增加为主。     

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西南地区夏季旱涝与厄尔尼诺(拉尼娜)的关系分析

利用中国西南地区多个站点1951~2008年夏季逐月降水资料,1951~2008年的厄尔尼诺(拉尼娜)指数(Nino3.4),对西南地区夏季旱涝与厄尔尼诺(拉尼娜)的相关联系进行了分析,得出以下结论:前期厄尔尼诺(拉尼娜)指数与中国西南地区的夏季降水存在一定的相关关系,如云南的中部,西部和南部,广西的西北部和贵州中部,东南部呈弱的负相关,除这几个地区都是呈现正相关。整个西南地区的相关系数,南部呈负正负,北部呈正的强弱强分布。合成分析表明:厄尔尼诺或拉尼娜事件发生后的夏季,西南地区降水距平基本呈现相反的分布特征。厄尔尼诺事件发生后,西南地区夏季降水较多,易造成涝灾;拉尼娜事件后,西南地区夏季降水较少,易造成旱灾。     

极地平流层位势高度变化与中国冬季气温的关系

平流层异常对于对流层的影响研究,尤其是将平流层的异常信号加入中长期天气预报已成为近年来的研究热点。首先利用NCEP/NCAR再分析资料和国家气候中心提供的160站气温资料,采用SVD方法深入分析平流层位势高度场与中国冬季气温的关系。结果表明,极涡与中国东北地区温度有着非常密切的联系。即当中高纬地区位势高度场减弱时(极涡增强),东北地区的温度上升;中高纬地区位势高度场增强时(极涡减弱),东北地区的温度下降。进一步通过挑选出的6个东北亚型强极涡年,6个北美型强极涡年和8个弱极涡年,分别对冬季位势高度场和温度场进行合成分析、小波分析和交叉谱分析。结果发现,东北亚型强极涡和中国东北地区冬季气温的关系最为密切,平流层关键区位势高度场和东北地区地面温度场都有着50天左右的振荡周期,并且关键区位势高度场的季节内振荡有着超前于温度场的特征;北美型强极涡和东北地区温度的联系较小;弱极涡与东北地区温度的关系也不太明显。     

广西龙江流域水环境状况及地下水资源潜力评价

龙江流域是西南岩溶区一个典型的水文盆地。由于降水丰沛 ,地下水、地表水资源十分丰富 ,但受工矿企业废水的污染 ,龙江河水在枯水季节已基本失去了作为人畜饮用水水源的功能 ,沿江许多城镇人畜饮用水困难。在水资源十分丰富的西南岩溶区 ,类似的许多沿江城市出现水质性缺水 ,给水文地质工作提出了新的要求。文章认为以一定规模的水文盆地为基本单元 ,以流域地表水地下水资源的可利用性的综合评价为出发点 ,有针对性开展缺水城镇及岩溶干旱片的供水论证及地下水生态环境调查 ,是新一轮水文地质工作的重点 ,也是基础性公益性水工环工作的首要任务。     

Rainfall occurrence and its relation to flood damage in China from 2000 to 2015

China is highly susceptible to flood disasters and subjected to great damage every year. Furthermore, the flood frequency has exhibited an increasing trend in recent years. Most flood events, including flash floods and river flood, are induced by rainfall. This study investigates annual variations of rainfall occurrence over China during the period from 2000 to 2015 at the national and regional scale using daily rainfall data from the Tropical Rainfall Measuring Mission. The Mann-Kendall test is performed for trend detection, and statistical data of flood damage published by China’s government, including destroyed crop area, damaged buildings, direct economic loss, percentage of GDP (gross domestic product), and death toll are correlatively analysed with rainfall occurrences. The results show that storm rain events show the greatest variation among three rainfall types (moderate rain, heavy rain and storm rain). The variation coefficients of rainfall over Northeast China, North China, and Northwest China are the highest, whereas that for Southwest China is the smallest. Moderate rain, heavy rain over Central China, and moderate rain over Southwest China exhibits decreasing trends, whereas the remaining exhibit increasing trends. The correlation between the rainfall occurrences and these flood damage indices at the national scale shows that only direct economic loss has a strong positive correlation with rainfall occurrences, and the other indices have weaker correlations. The correlation is strong in three north regions, except for death toll in Northwest China. In contrast, the correlation between flood damage and rainfall is weak in East China, Central China, Southwest China, and South China. Overall, death toll is strongly correlated with the number of damaged buildings, implying that flood fatalities in China are likely associated with building collapse, and are dominated by specific extreme events. This study can provide a scientific reference for flood management in China.