基于实地观测的库姆塔格沙漠风场时空变化特征研究

库姆塔格沙漠分布在新疆东部,罗布泊洼地以南,阿尔金山以北,向东可延伸至甘肃敦煌的西部,总面积2\^29万km2,是我国第6大沙漠。该沙漠内部气候极为干旱,植被稀疏,是我国最后一个开展全面考察的沙漠。通过对建在库姆塔格沙漠内东部和西部的两个自动测风站和南北的两个自动气象观测站在2007年10月至2008年9月的观测资料,结合相应时段MICAPS通过VSAT接收到的地面风场格点资料,对沙漠内部风场的日变化、季节变化以及起沙风的特征进行了分析,结果表明:①由于受南面阿尔金山高大山体的阻挡作用,库姆塔格沙漠的风场存在明显的日变化,表现出类似山谷风的风向转换规律,白天以上山的偏北风为主,夜晚以下山的偏南风为主,不同的季节山谷风的转化时间相应地不同。②冬季沙漠整体以偏南风为主,夏季偏北风占主导,而春秋季沙漠北部仍以偏北风为主,而沙漠东部和南部出现偏南风,沙漠西部为偏东风。③起沙风速的特征表现为:沙漠整体以偏北风为主,沙漠北部和西部以偏东北风为主,南部和东部以偏西北风为主,风向在沙漠中部从北向南由东北转为北,到了沙漠南部转为偏西北风向东南方向流去,风向的转变与库姆塔格沙漠沙丘走向最后转向东南是一致的。     

长期暴露于沙尘人群的肺通气功能

为分析长期沙尘暴露对人群肺通气功能的影响,本文选择沙尘天气多发的甘肃省民勤县和受沙尘污染较轻的平凉市为调查点,采用SPIROVIT SP-1型肺功能仪,对在调查点长期居住、无职业性粉尘接触史的40岁以上728名农民进行肺功能测定,测定指标包括用力肺活量（FVC）、第1秒用力呼气容积（FEV_l）、1秒率（FEV_l/FVC）,肺通气功能损伤类型分为阻塞性（FEV_l/FVC<70%）、限制性（FVC%<80%）及混合性（FEV_l/FVC<70%且FVC%<80%）3类。结果显示,与平凉市比较,非吸烟者中,民勤县农民FEV₁%、FEV₁/FVC分别降低4.3%、6.6%;肺通气功能异常、阻塞性及混合性肺功能损伤发生率分别增加9.5%、9.2%及3.2%,其RR（95%CI）分别为1.540（1.106~2.144）、1.955（1.242~3.076）及8.677（1.128~66.734）;50~59岁农民阻塞性肺功能损伤发生率、60岁以上者肺通气功能异常、阻塞性及混合性肺通气功能损伤发生率均增加;男性农民肺通气功能异常率、女性农民阻塞性及混合性肺功能损伤发生率均增加。这表明,长期沙尘暴露可导致人群肺功能降低,以阻塞性肺功能损伤为主,50岁以上人群是主要受害者。建议沙尘天气多发区人群应尽量减少沙尘暴露机会,并加强沙尘防护措施,以降低沙尘对暴露人群肺通气功能的损伤。     

1981-2010年中国西北地区东部大气可降水量的时空变化特征

利用1981-2010年NCEP/NCAR再分析资料以及同期西北地区东部58个气象站的日降水、蒸发资料,采用一种新的方法统计分析了该地区大气可降水量的时空分布特征,并对大气可降水量与实际降水量的相关性进行了分析。结果表明:西北地区东部大气可降水量空间分布极不均匀,无论年或季,均呈现为西北少东南多的分布特征。逐月大气可降水量分布呈单峰型,7月最大,1月最小; 近30年,西北地区东部年、各季大气可降水总量均呈微弱减少趋势,四季中夏季减少趋势最为显著,冬季不明显; 58个站点30年平均的实际降水量空间分布与大气可降水量分布基本一致,年际变化也呈微弱减少趋势; 大气可降水总量与实际降水量呈显著正相关,年平均相关系数为0.545,各季节中春季相关系数最大,秋季和冬季次之,夏季最小; 不同区域大气可降水总量与实际降水量的相关性因季节不同而不同,总体来说,甘肃东部、南部和陕西中部、南部相关性较高,大气可降水量对降水量的贡献较大; 将大气可降水量和降水日数结合起来,更能准确、客观地反映一段时间内总的大气可降水量分布情况。     

南京地区人体舒适度及其与居民循环系统疾病死亡关系的研究

选取南京地区1961年1月1日至2012年12月31日逐日地面气象观测资料,采用“黄金分割法”计算体感温度,分析南京地区近52年舒适度特征;选取2005年1月1日至2008年12月31日逐日循环系统疾病死亡人数资料和同期气象资料,分析南京市2005-2008年舒适度和体感温度特征及其与循环系统疾病死亡人数的关系。结果表明,1961-2012年南京市热不舒适期、舒适期日数呈现上升趋势,而冷不舒适期日数呈显著减少趋势,变化率为－3.2 d/10a;4月上旬至5月中旬和10月为舒适期;体感温度在20世纪中期之后表现为明显的上升趋势,增加率为0.3℃/10a;2005-2008年舒适度以微冷和舒适为主;死亡高峰日多出现在冷不舒适日,2008年初死亡高峰日持续时间较长,且与天气灾害过程发生时间存在7～9 d的滞后。     

冷空气大风过程中动量下传特征

利用NCEP再分析资料,对中国西北地区一次大范围冷空气大风过程中的动量下传特征进行了分析。结果表明:动量下传大风是高低空风场辐合辐散的环流运动强迫所造成的大风,发生的区域一般在高空急流南部整层垂直速度接近零的地方;动量下传大风起风前后,垂直速度在高空急流两侧存在明显的反转,且下沉气流区较早接地,大风风速比冷锋大风略小,但持续时间较长;地面冷锋过境之后,高层高位涡区在高空槽持续影响的情况下有明显的向下传递作用,表示具有高位涡特征大气的侵入;高空槽是造成动量下传的主要原因,高空槽的形状及强度对于预报动量下传大风具有较大的意义,槽过境及槽后强西北气流可造成大风的持续。     

BCC_CSM气候模式对中国区域气候变化模拟能力的检验

为了科学评价BCC_CSM气候模式的模拟效果,并为改进和完善此模式提供科学依据,以NCEP/NCAR 1948—2005年逐月再分析资料作为检验模式对应的实况场,利用距平标准化均方根误差、相关系数等方法对国家气候中心发展的BCC_CSM气候模式模拟中国气候变化的能力进行了检验,检验要素包括:对流层高、中、低层各季节的温度场、风场、相对湿度场和加热场等。结果表明,除春季外,其他3个季节实况场与模拟场的距平标准化均方根误差都较小;全年相关性都比较好,全国绝大部分地区均通过了α=0.05显著性水平检验;不同气象要素场的距平标准化均方根误差与相关系数呈现出季节性和区域性特征;模式模拟出了中国不同区域各个气象要素的年变化;与IPCC AR4中的13种模式相比较,BCC_CSM气候模式对中国区域地面温度场的模拟效果较好。     

兰州城区稳定能量及其与空气污染的关系

从能量学的观点出发，提出了描述地面至特定高度大气层结构稳定度的参数－稳定能量，并给出了具体计算方法。根据1988－1992年兰州气象站逐日08：00（北京时，下同）的探空资料，计算了300－1000m每隔50m共15层的稳定能量。利用同期兰州市环境监测站自动监测系统监测的兰州城区3种主要空气污染物二氧化硫、一氧化碳和氮氧化物（SO2、CO、NOX）的日平均浓度资料，计算了地面气象要素、低空气象参数、低空风和稳定能量等气象因子与SO2、CO、NOX之间的相关。结果表明：（1）用稳定能量来描述低层大气的稳定性更为合理一些；（2）在诸多气象因子中，稳定能量与SO2、CO、NOX浓度之间的相关性最显著；（3）稳定能量的年变化规律与空气污染浓度的年变化规律基本一致；（4）逐月看，各层稳定能量与SO2浓度之间均为正相关，除7月份以外，大多数层次均通过了α＝0．01显著性水平的相关性检验。     

兰州市空气污染气象条件综合分析

利用兰州市1971～1999年地面气象和探空资料,对影响兰州市污染物浓度变化的风、温、压、湿特性及逆温层、最大混合层厚度的变化特征进行分析,揭示了造成兰州市冬季空气污染特别严重的原因主要是各气象要素及有关污染参数均表现出冬季不利于大气污染物稀释扩散的特征.     

祁连山区空中水资源研究

利用祁连山地区8个气象观测站1960-2002年逐日气象观测资料和1970-1997年NCEP/NCAR再分析资料(2.5°×2.5°格距),分析了祁连山地区的空中水资源状况。结果表明:该区大气水汽含量从春季到夏季逐渐升高,之后又逐渐减少,对应全年降水主要集中在5-9月,占年降水量的86.8%;从1987年西北地区气候转型前后2个时期的比较来看,1987年后比1987年之前平均年降水量增加了22.7 mm(约8.1%),而且主要是春、夏季降水增加了,这将有益于该地区生态环境的改善。从空间分布来看,祁连山地区中部的年降水量大,东部和西部降水较少,其中西部最少。祁连山地区平均每年水汽输入量约为885.4亿m3,水汽输入主要在600 hPa以下层,高层全年多数时间整体表现为辐散,且水汽主要来源于经向输送。     

基于地面气象要素的延伸期相似预报方法初步研究

依据基于地面气象要素的相似预报方法,利用环渤海地区1960~2010年57个地面测站的降水和风速气象资料,探讨了相似预报法进行延伸期预报的可行性。2000~2010年预报效果表明:该方法对夏季降水日数有一定的预报能力,除去8月第27~30 d的预报外,其预报准确率均高于气候概率。6~7月中雨预报准确率在8%~10%之间,整体超过了气候概率值;夏季大雨和暴雨的延伸期预报准确率大多较气候概率值高,预报结果可信。对于0~2级风速预报而言,各季节存在明显差异,预报准确率最高值出现在夏季,高达85%,最低值出现在春季,为50%左右;对于3~4级风速预报,一年中有8个月的预报准确率维持在10%左右;在2~4月日均风速≥5级的预报准确率为7%~10%,而日最大风速≥5级的预报准确率明显高于日均风速的预报准确率,最低预报准确率为18.5%,最高可达39.1%。风速的预报结果与同类研究对比发现,基于地面气象要素的相似预报方法在延伸期风速预报中具有一定的应用价值。