用统计集合方法制作全国汛期降水滚动预测试验

以全国160站汛期(6-8月)降水量为预测量,以最新得到的74项环流特征量指数为因子,尝试制作全国160站汛期降水滚动预测.建立模型时考虑了预测量与环流特征量因子序列的显著线性变化趋势,以及预测量与环流因子之间的相关不稳定性,用"滑动相关-逐步回归-集合分析"预测方法,分别建立了2009年全国160站汛期降水量的物理统计集合分析预测模型,并进行了近10年独立样本预测试验分析.结果显示:(1)用物理统计集合分析预测方法,以最新得到的74项环流特征量指数为因子,实现了全国160站汛期降水逐月滚动预测,2009年以在5月份制作的滚动预测效果最好.(2)近10年预测试验的空间距平相关系数Acc、业务评分PS和异常级评分TS均高于国家气候中心近年汛期预测业务平均水平.经过不断改进思路和优化具体建模方案,该方法具有较高的业务应用潜力.     

基于FloodArea模型新疆山洪淹没模拟及致灾临界雨量阈值的研究——以皮里青河流域为例

以皮里青河流域为研究区,运用小时降水、土地利用类型、数字高程（DEM）、实测淹没深度等数据,基于FloodArea模型对研究区2010年5月2日、2012年6月3日、2016年5月9日、2016年6月17日洪水过程进行再现模拟,通过精度验证并建立了降水－淹没深度的关系,在此基础上确定了4个淹没等级对应的致灾临界雨量。相关分析得出喀拉亚尕奇乡累计8 h降雨量与模拟洪水淹没深度的相关性最好,达到了0.96,潘津乡降雨累计5 h的相关性最好,为0.99;通过实测数据对模拟淹没深度进行精度检验得出,喀拉亚尕奇乡和潘津乡两个考察点相对误差分别为0.47 m和0.1 m,误差率分别为31.33%和7.69%,FloodArea模型对研究区洪水过程模拟的效果较好,可以反映出该区域的洪水淹没情况,能为无水文资料的山区流域的山洪过程进行较为精准的模拟;按照山洪灾害等级划分标准和降水-淹没深度的关系得出,预警点累计5 h降水得到对应4个等级的致灾临界雨量阈值分别为：四级17.84 mm、三级32.39 mm、二级54.21 mm、一级76.04 mm。     

隆冬异常升温北疆积雪提前融化

2007年1月下旬中期开始,新疆北部地区出现了一次异常的升温天气过程,1月27日~2月4日的9d中,北疆各地的43个气象站中,有14站的日最高气温突破同期历史极值,其中伊犁河谷的新源的日最高气温上升到13.3℃,突破同期历史极值3.0℃;有19站的9天平均气温突破同期历史极值,占总站数的44.2%。1月下旬本是新疆北部的积雪稳定积累期,但是2007年元月下旬异常升温天气的出现和持续,使北疆地区积雪提前融化,到2月初,北疆的博尔塔拉蒙古自治州、伊犁地区、乌鲁木齐市等地的积雪面积明显减少,乌鲁木齐地区的积雪覆盖度仅为25.84%,比15年同期平均值偏少5成。冬季是新疆增温幅度最大的季节,在气候变暖背景下,冬季极端天气气候事件的出现也越来越频繁,隆冬季节的异常升温造成气温偏高,使北疆地区的积雪提前融化。这些变化将对新疆水资源的时空分布产生重大影响,对当地生态环境将带来难以估测的影响。在全球气候变化背景下,更加需要加强对新疆等干旱地区极端天气气候事件的监测分析及其对生态环境、经济社会发展的影响等诸多领域的研究,使社会各界以积极的态度来科学客观地认识气候变化带来的后果,及早提出应对区域气候变化的对策,采取切实可行的措施减缓气候变化带来的负面影响。     

新疆多风区极值风速与大风日数的变化趋势

在新疆5大风区代表气象站历史风况资料均一化处理基础上,从平均风速、极端风速强度、极端风速频次、大风持续时间等4个方面分析了极端风气候特征的演变趋势。结果表明:1)达坂城风区瞬间风速≥17.0m.s-1的年大风日数以及极端弱风频次没有显著的变化趋势,但极端强风的强度显著减弱,发生频次显著减少,大风年时数与最长持续时间仅从20世纪90年代中期显著减少,风力可利用时间增加。2)阿拉山口风区极端强风的强度显著减弱,极端强风频次与极端弱风频次均显著减少,大风日数、大风年时数、大风年最长持续时间均从20世纪90年代中期显著减少,风力可利用时间增加。3)十三间房风区仅极端弱风的频次显著增加、平均风速显著减小,其余变化均不明显。4)淖毛湖与哈巴河呈现出对称的极端强风强度显著减弱、极端强风频次显著减少、极端弱风频次显著增加趋势,大风日数、大风年时数、大风年最长持续时间等虽呈显著的减小趋势,但具有很大不确定性。5)十三间房风区平均风速的显著减小主要是弱风天数增加引起的,而其余风区则主要是由极端强风的强度减弱引起,极端风力频率和持续时间的影响作用相对略小。     

新疆易灾暴雨的风险区划

将降水量作为新疆易灾暴雨的风险区划指标,对新疆106个气象站1961年以来4-9月的暴雨（≥24mm）降水过程进行分析,确定不同时间尺度各级易灾暴雨的临界致灾雨量指标.选用降水强度和频次来表征易灾暴雨的危险性,利用加权综合评价法和GIS中自然断点分级法,将致灾暴雨的危险性指数按高、次高、中等、次低、低危险区5个等级进行...     

基于ArcEngine的新疆气温栅格化系统设计与实现

结合实际气象业务需求,研究了新疆区域气温栅格化方法,以ArcEngine为GIS平台通过C#语言开发完成了基于ArcEngine的新疆气温栅格化系统,本文介绍了该系统的总体流程设计和各个功能的实现,并通过应用实例展示了系统实际使用的效果。该系统能够准确、高效地完成气温数据的空间分布计算,并能够较为客观的绘制出新疆区域的气温等值线分布,为日常气候业务和科研工作提供了一个有效的工具。     

1951—2015年乌鲁木齐市降温过程频数及强度气候特征

利用乌鲁木齐市气象站1951年1月1日至2015年12月31日的逐日气温资料,以日最低气温及其降温幅度为指标,整理出乌鲁木齐市近65年降温过程数据库,将降温过程分为Ⅰ级（弱）、Ⅱ级（中等强度）、Ⅲ级（较强）、Ⅳ级（强）以及Ⅴ级（寒潮）5个等级,分析了乌鲁木齐市各级降温过程的频数、持续日数、过程不同时段降温幅度、过程最低气温、过程最低气温距平偏低幅度等要素气候特征。结果如下：（1）1951—2015年,乌鲁木齐市出现降温过程5834次,平均每年89.8次,其中Ⅰ级（弱）降温过程占78.1%。降温过程的频数季节分布较均匀,但Ⅳ级（强）和Ⅴ级（寒潮）降温过程在春季最多。在降温过程异常偏多与偏少年之间,6—8月的过程频数差异最大,4和9月过程频数差异较小。年平均降温过程频数在7个年代际中差异不大;随年代际增长,Ⅰ级（弱）降温过程频数在增加,Ⅴ级（寒潮）降温过程频数却在减少。（2）1951—2015年,乌鲁木齐市5834次降温过程的持续日数平均为1.89 d,其中持续1 d的过程占49.0%。随降温过程等级由Ⅰ级到Ⅴ级提高,过程持续日数最高出现频率也从1 d过渡到3 d。Ⅳ级（强）和Ⅴ级（寒潮）降温过程均表现为秋末到冬季各月的持续日数长,春季各月短。（3）65年来,乌鲁木齐市过程降温幅度平均为-4.4℃,秋季降温幅度最强,夏季最弱。Ⅳ级（强）以及Ⅴ级（寒潮）过程的降温幅度最强的月份分别是6和12月。65年来,乌鲁木齐市降温过程的最大24、48和72 h降温幅度平均值分别为-3.1、-5.5和-7.4℃,最大24 h降温幅度是春季最强,冬季最弱;48 h降温幅度是春季最强,夏季最弱;72 h降温幅度是冬季最强,夏季最弱。（4）1951—2015年,乌鲁木齐市降温过程的最低气温平均值为0.3℃,冬季各月最低,夏季各月最高,带有显著的季节背景特征。过程最大日气温距平的平均值为-1.9 ℃,随降温过程等级由Ⅰ级到Ⅴ级提高,距平偏低幅度依次增强,Ⅴ级（寒潮）降温过程平均达到-8.5℃。（5）在乌鲁木齐市降温过程频数异常偏多月份,对应在500 hPa高空新疆主要受纬向西风气流控制,较稳定的西风气流上多短波槽脊东移影响新疆;在降温过程频数异常偏少月份,在500 hPa高空新疆主要受西北气流控制,处于高纬地区冷空气自北向南的侵袭通道上,更有利于较强冷空气入侵新疆。     

有害蓝藻喜欢温暖

城市、农业和工业发展造成的富营养化的水促进了蓝藻的生长,就像促进有害的海藻生长一样。这些蓝藻的繁盛增加了水生生态系统的混乱状况。窒息了水生植物,抑制了无脊椎动物和鱼类的生活环境。一些蓝藻产生出能够引发严重的、偶然情况下致命的人类肝脏、消化系统、神经系统和皮肤疾病的毒素。蓝藻的繁盛威胁到水生生态系统,包括非洲的Victoria湖,北美洲的Erie湖,中国的太湖以及欧洲的波罗的海。     

哈密市近30a家燕停留时间与气象因子的关系

通过对哈密气象站1980-2008年家燕物候资料和气象资料的分析,得出当地家燕物候变化规律及停留时间与气象因子的关系。结果表明：（1）家燕始见日期均在4月,其中4月中旬较多,平均日期为4月16日,绝见日期均在9月且集中于中旬,平均日期为9月16日;（2）家燕停留期为4—9月,平均停留153d;（3）停留期与同期≥0℃积温和日照时数均呈显著的正相关关系,而随降水量的变化在不同时段呈现或同向或反向的趋势;（4）≥0℃积温和日照时数均为增加趋势,总体上家燕停留期变化与二者变化趋势一致,但近6a停留期缩短。     

年代际背景趋势对新疆冬季降水预测效果的影响

准确的气候预测信息是及早采取应对措施,减缓干旱、洪涝等气象灾害不利影响的科学基础。短期气候预测是世界性技术难题,全球变暖背景下,区域极端天气气候事件频发,短期气候预测面临系列新挑战。在制作季节尺度预测模型时,如果考虑年代际趋势背景的影响,对改进新疆区域冬季降水预测水平有多大帮助?利用1961-2013年新疆33站冬季降水量以及前期108项月环流特征量指数,用"滑动相关—逐步回归—集合分析"方法建立预测模型,在建立预测模型时,考虑各站冬季降水量以及前期环流指数的线性趋势,设计了"原始序列"和"去线性趋势"两套年代际背景处理方案,对比分析两方案下的新疆区域冬季降水预测效果。研究结果表明:两种年代际背景处理方案对新疆区域冬季降水量均有一定的预测能力;相比之下,"去线性趋势"方案的预测效果更好;以单站交叉建模得到的独立试报序列与实测序列之间的时间相关系数为指标,挑选更优的建模方案结果作为"集合"方案预测结果,"集合"方案的预测效果明显优于"原始序列"方案,与"去线性趋势"方案相比略有改进。考虑冬季降水量的年代际背景趋势,可以改进新疆冬季降水预测效果。