宁夏冬季气温的变化及同期500hPa环流特征量的变化特征

通过近40多年来宁夏冬季气温的变化进行了研究,结果表明:宁夏冬季气温总趋势是变暖的,冬季平均气温在1985年前后发生突变,突变后升温最明显的是中部干旱带;宁夏冬季气候变暖与大区域有不同之处,1967-1990年宁夏冬季升温过程,最低气温是主要的,但1990年以后宁夏冬季的变暖,并不完全是由于最低气温的变暖而形成,最高气温的变暖也是20世纪90年代以来宁夏冬季气候变暖的重要特征;宁夏极端气温变化具有明显阶段性特征,80年代末期以后极端最低气温的变率明显增大;冬季北半球500 hpa极涡面积、亚洲西风环流指数、东亚大槽位置、西太平洋副热带高压强度与宁夏冬季平均气温有较为一致的年代际气候特征;小波分析发现,以上环流特征量与宁夏冬季平均气温存在相同的4年左右的主周期变化,且在时、频域上有较为一致的对应关系。     

宁夏气温、降水、蒸发的变化及其对气候变暖的响应

本文对近40多a来宁夏气温、降水、小型蒸发皿蒸发量的变化进行了分析,结果表明:宁夏年平均气温具有明显的年代际变化特征,1986年附近发生了一次明显气候跃变,跃变后增温最明显的是冬季;秋季降水量的年代际变化特征较明显,在1978年发生转折,此前宁夏处于多雨时段,其后处于降水偏少的气候背景之中;宁夏小型蒸发皿蒸发量近40 a来存在下降趋势,下降趋势最明显的季节是夏季,最明显的区域是宁南山区;近年来宁夏蒸发量的减少与太阳辐射的减弱及水汽压的增加有关,宁南山区蒸发明显下降,与低云量的减少有关;宁夏平均气温对中国区域气候变暖响应明显,当中国区域平均气温增加1℃(各季及年),宁夏春季平均气温约升高1.1℃,夏、秋、冬季及年平均气温约升高1.3℃;宁夏春季降水量与中国区域同期降水量有密切联系;在全球气候变暖的大背景下,宁夏秋季降水有下降趋势,冬季降水存在上升趋势;宁夏气候有变干的趋势。     

宁夏春季典型沙尘暴年环流特征量分析

利用近1960-2000年宁夏春季沙尘暴发生次数及常规气象与环流特征量、海温等资料, 首先分析得出了宁夏近41a来沙尘暴发生频次的变化规律; 其次通过对宁夏典型沙尘暴多、少年气候特征对比分析, 发现沙尘暴多、少年前期气象要素及环流特征量存在明显差异: 沙尘暴少(多)发年前一年夏季及前一年夏季到当年春季累积降水量偏多(少); 冬春季冷空气活动次数偏少(多); 前期及同期北半球极涡面积偏小(大)、强度偏弱(强); 冬季东亚大槽位置偏东(西)、强度偏弱(强); 前一年春季北太平洋海温距平场表现为厄尔尼诺遥相关分布型(反厄尔尼诺遥相关分布型)。依据作用机理, 提出了在西北地区生态环境局部治理、整体恶化背景下, 宁夏春季沙尘暴发生频次减少, 主要是东亚环流调整、冬季风减弱所致, 同时还形成了宁夏春季沙尘暴短期气候趋势预测概念模型。     

2008年1月宁夏持续连阴雪低温极端天气气候背景及影响因子

用1961～2008年宁夏主要台站1月气温、降水量资料,NCEP/NCAR全球逐月2.5°×2.5°的高度场、风场资料和NCEP1973～2007年欧亚积雪等资料,分析了2008年1月宁夏持续连阴雪低温极端天气的主要成因。大气环流异常是导致2008年1月宁夏持续阴雪低温天气的主要原因;前期海温与欧亚积雪异常可能联合作用影响大气环流异常导致此次天气事件发生。欧亚积雪异常影响次年1月宁夏降水异常的可能机制是:积雪异常在积雪异常区激发波动,在30°～60°N通过波列的形式导致大气环流异常,从而影响宁夏1月降水异常。     

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。     

海冰和海温对西北地区中部6月降水异常的协同影响

利用1961年以来美国国家环境预报中心(NCEP)月平均再分析风场、高度场、NOAA重构海表温度以及西北地区中部54个气象站6月逐日降水资料、1979年以来北极10个区域的海冰面积,通过分析2019年6月西北地区中部降水异常的成因,揭示出对该区域6月降水具有显著影响的关键海区海冰面积及时段、北大西洋三极子(NAT)关键影响时段,结合厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)事件,分析其协同作用及影响机制。结果表明:1990年以来春季3-4月楚科奇海海冰面积异常容易激发欧亚中高纬度EU2(欧亚2型)遥相关型(即夏季EU(欧亚)遥相关型),有利于西北地区中部降水异常,1992年以来春季NAT对EU2遥相关型有明显影响,但其影响小于楚科奇海海冰面积的影响;当楚科奇海海冰面积偏少和NAT正位相(海冰面积偏多和NAT负位相)协同作用时,西北地区中部降水偏多(偏少)的概率明显增大;ENSO事件对西北地区中部6月降水无明显直接影响,但厄尔尼诺事件次年使得副热带高压异常偏强、偏西。2019年楚科奇海海冰面积异常偏少,春季NAT异常偏强,两者协同作用下使得EU2遥相关型正异常(“+-+-”),尤其使得贝加尔湖附近的阻塞高压异常偏强,鄂霍次克海和乌拉尔山附近低压异常深厚,厄尔尼诺事件使副热带高压异常偏强、偏西,将西太平洋的水汽输送至北太平洋,与鄂霍次克海附近的深厚低压相接,充足的冷空气和水汽导致西北地区中部出现异常降水。研究成果可为短期气候预测提供依据,同时,气-冰-海之间的相互作用需要更进一步研究。     

宁夏月、季、年降水量正态性分析

利用1951\_2004年共54 a宁夏各气象站的年、季、月降水量资料,使用偏度与峰度检验方法和x2检验方法,对降水量分布的正态性进行了分析。结果表明:宁夏大多数气象站的年降水量服从正态分布。夏季18站降水通过正态性检验,秋季12站通过,春季和冬季各有7和4站通过正态性检验。夏、秋季的计算结果普遍比冬、春季更好。不同季节通过正态性检验的气象站地理分布具有明显的区域性特征。针对宁夏月降水总体分析表明,各站均不服从正态性分布。逐月降水检验结果是,9月、8月、10月通过正态性检验的站数最多,11月通过站数最少。六盘山站通过正态性检验的月份最多,全年有10个月的月降水量服从正态分布。另有7站各月降水均不服从正态分布。未能通过正态性检验的降水样本中,偏度系数存在强烈的偏向低值的情况。偏度系数未能达到阈值标准是非正态分布的根本原因。     

MOS方法在动力延伸期候平均气温预报中的应用

利用1982年1月-2010年3月动力延伸预报产品及宁夏候平均气温,采用逐步回归的MOS统计方法,预报宁夏24个测站未来40 d逐候平均气温,为了对比模式直接输出结果与资料按月和按季节划分建立的MOS方法预报效果,对2009年和2010年1-3月的预报效果分别进行了对比检验.结果表明:MOS预报效果较模式直接输出有显著...     

1961-2009年宁夏大到暴雪气候特征和变化规律

选取宁夏20个气象观测站的天气现象和降水量观测资料,运用合成、Le Page检测、Mexihat小波变换和最大熵谱法,分析了宁夏大到暴雪发生次数的气候特征和年际、年代际的变化规律及其突变和周期.结果表明：宁夏大到暴雪多发生在春季和秋季,南多北少地域特征明显,15mm以下大到暴雪出现频次高,年际、年代际的变化特征明显,连...     

宁夏O3污染及其输送路径

基于2015—2018年宁夏O_(3)质量浓度资料,分析比较宁夏5市O_(3)质量浓度变化特征,结合全球资料同化系统(GDAS)数据,采用后向轨迹聚类分析法,探讨影响宁夏5市O_(3)质量浓度的气流轨迹特征。结果表明:2015—2018年宁夏石嘴山年均O_(3)质量浓度90%分位数最高,为159μg·m-3,银川、中卫和吴忠分别为154、149和137μg·m^(-3),固原最低为132μg·m^(-3);近4 a石嘴山O_(3)质量浓度略下降,其他4市普遍增高;首要污染物为O_(3)的天数石嘴山最多(124 d),中卫次之(119 d),银川第3(103 d);各市首要污染物为O_(3)且空气质量为良、轻度污染的天数普遍增多;除固原外,其他4市持续6 d、7 d O_(3)污染过程次数均增加,其中,银川和中卫增加最明显。石嘴山、银川和吴忠三市,中、短距离西北气流总占比最高,其次是东南气流,再次是北方气流;中卫和固原两市,东南气流占比最高,其次是短距离西北气流,再次是中、长距离西北气流;来自蒙古国中部、内蒙古中西部,横穿宁夏北部和中部的北方气流是影响固原O_(3)质量浓度的最重要输送路径,源自陕西中南部、甘肃东北部、宁夏中东部的东南气流是影响石嘴山、银川、吴忠和中卫O_(3)质量浓度的最主要输送路径。