华西秋雨区域性极端降水的环流特征

利用1961—2010年中国743个测站的逐日降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,采用百分位方法挑选出了发生在华西秋雨期(8月9日—10月12日)的161次区域性极端降水事件,将其分为两类分别讨论了同期和前期的异常环流特征,并与一般性降水进行了对比。结果表明,对于第一(二)类极端降水,华西地区气旋性距平环流(气旋性风切变)形成低层风场辐合,同时高层为辐散,由此产生强烈的上升运动,来自热带海洋的水汽输送偏强(偏弱),在华西秋雨区形成水汽辐合,副热带高压位置偏西、偏北使得华西地区西南暖湿气流偏强,巴尔喀什湖以北地区为正(负)高度异常,形成一槽一脊(二槽一脊)环流型,西北气流由此加强,冷暖空气交汇于华西地区从而形成极端降水。两类极端降水均与一般性降水具有相似的异常环流特征,只是造成极端降水的异常环流强度均比一般性降水更强。两类极端降水的上述异常环流型在极端降水发生前一天就已经存在,可以作为华西秋雨极端降水短期预测的强信号。      

大别山地区极端降水天气事件的天气背景分型研究

基于我国自动站与CMORPH降水产品融合的逐时降水资料和NCEP再分析资料,利用自组织特征映射方法对2008—2014年大别山地区极端降水天气事件的天气背景进行了分型研究。结果表明大别山地区极端降水背景环境的类型主要可分为三类,分别是西南强气流型(类型Ⅰ)、副高西北侧气流型(类型Ⅱ)和偏南强气流型(类型Ⅲ)。其中,类型I和类型Ⅱ的极端降水分别集中在6—8月和7—9月,代表了夏季极端降水,而类型Ⅲ的极端降水主要出现在3—6月及10—12月,属于春秋季节的极端降水。通过分析大别山地形与不同类型降水场及背景场的配置关系发现:(1)迎风坡降水是类型I极端降水的主要原因,中层的高湿度、强气流为极端降水提供水汽和抬升条件;(2)类型Ⅱ的极端降水是由气流过大别山西北侧较低山脊时在山脊前和山脊后形成,西太平洋副热带高压的北抬和西进是导致此类环流背景的重要原因;(3)偏南气流与大别山及其西南方地形的配置使得类型Ⅲ的极端降水主要分布在大别山南侧往西南方向。     

中南半岛和华南地区极端降水时空特征

全球变暖使得极端降水事件的强度和频率均呈上升趋势，位于亚洲季风区的中南半岛和华南地区更易受到极端降水影响而发生洪涝灾害。本文利用逐日降水资料对1951～2015年中南半岛和华南地区湿季（5～10月）的极端降水事件进行客观分类，并对每一类极端降水事件的大尺度流型特征及年际、年代际和长期趋势特征进行了分析。结果表明：（1）根据降水中心位置，中南半岛和华南地区的极端降水可客观分为华南类、中南半岛类、缅甸—云南类和华南南部—越南北部类，它们所联系的大尺度流型以中高纬波列和热带偶极子环流为主。其中，华南类的大尺度流型在对流层高层为类似于东亚—太平洋（East Asia–Pacific，简称EAP）遥相关型的“+-+”经向型波列，但中心位置较典型EAP型偏西南，中东部的负异常环流为关键系统，低层为位于低纬度地区的“+-”经向型波列。中南半岛类大尺度流型为热带偶极子异常环流，对流层低层较高层更为显著宽广。其余两类极端降水大尺度流型特征为在对流层高层受Rossby波列影响，低层主要为偏弱的热带偶极子异常环流。（2）中南半岛和华南地区极端降水的频次呈显著上升的趋势，主要来自于华南类和中南半岛类极端降水的...     

太行山东部短时强降水的环流形势特征场分析

该文基于华北地区太行山东部2008—2018年6—9月的逐小时降水数据,利用K-means客观聚类法对太行山东部降水数据进行客观分类,得到3类不同降水强度类别的降水簇。对这3类降水簇分别从对流层低层到对流层高层的环流形势场进行分析对比,得出最有利于短时强降水发生的环流形势特征场：对流层高层200 hPa西风急流风速大且急流中心向东扩展,急流附近有位势高度槽发展,槽有较强的辐散场;中层500 hPa有强的位势高度槽脊和温度槽脊发展;低层700 hPa有强盛的西南低空急流和闭合的低压气旋性环流,850 hPa层上大部水汽达到饱和,925 hPa层上短时强降水区风向风速变化剧烈,具有明显的风向风速辐合中心、强的低压气旋性环流中心和大范围的暖区。这种由对流层低层向高层的环流配置最有利于短时强降水的发生发展。同时对3类降水簇的地理特征进行对比可以发现,短时强降水易发生于山前。研究结果不仅有助于短时强降水的预报,而且对防灾减灾、水资源利用和社会经济发展具有重要的科学意义和应用价值。     

2018年7月北半球极端天气气候事件及环流特征分析

2018年7月北半球天气气候显著异常,极端事件高发。欧洲、北非、东亚以及北美的大部分地区均遭受严重的高温热浪侵袭;印度、东南亚、中国西南部以及日本西部等地出现极端降水;西太平洋台风活动异常活跃,移动路径偏北。初步诊断表明,北半球中高纬度,由低层到高层稳定维持的异常高压系统是导致北半球中高纬度大部分地区高温热浪持续发生的直接原因。其中异常偏强、偏北的副热带高压,以及增强、东伸的南亚高压与东亚地区持续高温和极端降水事件直接相关;低层菲律宾周围异常活跃的对流活动和强盛的西南水汽输送共同导致南亚、东南亚地区极端降水发生。热带太平洋大部分地区偏暖的海温条件和菲律宾附近异常气旋性环流则与异常活跃的台风活动有关。更需要关注的是,北半球尤其是东亚地区大气环流的异常主要受海洋表面热力状况以及其他区域大气环流遥相关的影响。     

中国东部夏季极端降水时空分布及环流背景

基于中国测站的降水资料和NCEP/NCAR逐日再分析资料,取第95百分位数作为极端降水阈值,通过经验正交函数分解(EOF)方法将中国东部分为华南、长江中下游、华北和东北三个地区,定义极端降水事件,并对中国东部夏季极端降水时空分布及环流背景进行研究。结果表明,极端降水事件随日期的变化与中国东部夏季雨带的南北移动相吻合。近54年来,华南极端降水事件频数在1991年左右突增,长江中下游地区有两次突变,1991年左右突增,2000年左右突减。华北和东北地区在1999年左右突减。发生极端降水事件时,低层850 hPa出现局地异常气旋环流,位势高度异常降低,对应低空异常辐合;中层500 hPa,西太副高位置异常偏南有利于华南极端降水的发生,副高西伸有利于长江中下游的极端降水,位置偏北易造成华北和东北极端降水;高层200 hPa,发生极端事件时降水关键区位于西风急流轴右侧,对应异常反气旋环流,这种高层辐散低层辐合的环流配置为极端降水提供动力条件。极端降水的气候平均态水汽主要来源于南半球和西北太平洋。副高的位置异常影响我国东部水汽输送异常,造成不同地区的极端降水。      

黔东南州2019年6—7月降水异常分析

该文利用2019年6—7月黔东南州16个国家气象观测站降水资料、NCC\CMA资料和NCAR逐日6 h再分析资料,对黔东南州2019年6—7月降水量异常情况进行分析,并从大尺度环流背景、水汽、热力和动力条件等方面分析降水异常的原因。结果表明：2019年6—7月黔东南州总降水量较常年同期偏多,是自1981年以来同期排位第8,降水偏多的主要原因是由于持续降水时间较长以及日降水量≥25 mm以上的日数较多造成。6—7月在中高纬度地区环流经向度大、南压高压和西北太平洋副热带高压稳定维持的大尺度环流背条件下,黔东南州位于南亚高压东部脊线附近辐散区和副高西北侧西南暖湿气流不稳定区,且受500 hPa高原多波动东移影响;低层辐合、高层辐散配置较好;水汽充足、能量充沛、动力辐合较强,有利于黔东南州降水天气过程的发生发展。上述有利条件,导致黔东南州2019年6—7月降水偏多。     

高温对海南岛西南部干旱影响研究

利用1966—2018 年海南岛18个台站逐日降水和高温资料,对海南岛西南部干旱与高温进行相关分析。结果表明:海南岛西南部4—6月高温、干旱的空间分布较为相似,西南部高温多,也是干旱的易发地;降水极端偏少年与高温日数的极端偏多年有较好的一致性,均出现重大干旱灾害,这说明高温过程的出现会加重气象干旱的发展。利用NCEP/NCAR再分析资料对比分析4—6月极端旱年和涝年大气环流异常特征,发现阻塞高压、东亚大槽和阿留申低压偏弱,南亚高压偏强,海南岛上空为反气旋式异常环流,高层辐合、低层辐散,是造成4—6月海南岛西南部高温干旱的异常环流背景。     

中国东部降水中大尺度环流和局地陆-气相互作用的贡献：河南“21·7”强降水事件特征影响因子探究

2021年7月河南省遭遇突破历史极值的极端强降雨，造成极大人员伤亡和经济损失，同时此次事件暴露出对中国东部汛期降水预测存在一定不足，提示我们需要加强汛期降水和传统影响因子不匹配的机理研究。本文首先利用再分析ERA5月资料识别了与2021年7月有相似环流背景的中国东部夏季降水事件；进一步利用基于相似环流型的动力调整方法，对1979～2021年7月中国东部降水距平开展了大尺度环流动力影响和局地陆面作用分离；最后，量化研究了上述两个作用对此次极端降水事件的贡献。得到如下主要结论：2011年是2021年7月的500 hPa环流相似年，然而相应降水场在华北到长江中下游地区呈现显著差异。利用动力调整方法从降水距平中分离出大气环流的影响，相关分析表明余项反映局地陆—气反馈作用。降水余项是引起2021年7月江淮到长江下游地区的异常强降水的主要原因。归因分析表明，余项主要是由局地热力因子变化引起的，其中，蒸发加强，感热通量显著降低，增加了大气强对流不稳定能量，并通过影响大气相对湿度和边界层高度，使得降水增加。推广到1979～2021年7月降水的演变过程发现，中国东部降水余项的年际变率很强，极端降水异常主...     

2008年7月13-14日郑州市强对流天气成因分析

利用高空、地面观测资料及多普勒天气雷达产品,对2008年7月13-14日郑州地区的一次强对流暴雨天气过程,从影响系统、物理量场及雷达回波等方面进行了分析,结果表明:高空东移的西风槽和副热带高压边缘的暖湿气流为此次强降水提供了有利的大尺度环流背景;地面偏东气流为降水输送了充足的水汽;低层辐合、高层辐散的强烈上升运动为降水的发生提供了动力条件.     

郑州市近58a降雨量变化分析

采用水文序列中常用的谱分析、有序聚类分析、Kendall秩次相关检验和Man-Kendall检验等方法,分别对郑州市1951-2008年的年降雨量、汛期和非汛期降雨量序列进行周期性、突变性和趋势性检验分析,结果显示:总体上郑州市年降雨量保持平稳,但各年汛期和非汛期的降雨量分别呈现出增加和减少的趋势,而且非汛期降雨量减少的趋势性较为显著;年降雨量和汛期降雨量有较为显著的近似10 a的周期,而非汛期降雨量表现为不显著的3 a的周期;年降雨量、汛期和非汛期降雨量序列的突变点均在20世纪70年代末和80年代初,但并不显著。     

江苏一次夏季强雷暴天气过程的综合分析

本文对2002年8月24日江苏的一次强雷暴天气进行了热力参数和动力学诊断分析,并结合多普勒雷达回波和红外卫星云图进行综合分析,结果表明,这次强雷暴处于地面高能量场中,而在垂直方向上与锋生函数、假相当位温、涡度散度的某些分布特征有较好的对应关系;在多普勒雷达回波图上表现强回波带的相互合并加强并形成较为典型的弓形回波;在卫星云图上MCS云团相互合并成典型的圆形,尺度较大,亮温较低,导致了强雷暴天气的发生。     

我国南方雷暴的气候特征研究

本文根据我国南方62个气象观测着1971-995年月雷暴日数资料，应用EOF和小波统计分析方法，研究了雷暴的气候特征，包括它们的空间分布类型、季节变化特征和年际变化规律，所得结论，为进一步探讨大范围雷暴与大气环流的联系打下了基础。     

两次典型强沙尘暴过程的对比分析

利用常规气象资料，应用天气分析及诊断分析方法，对2001年4月8～9日和2002年3月19-21日的两次强沙尘暴天气过程，从天气气候背景、单站地面气象要素、环流形势、冷空气的强度及影响路径、沙尘暴的起沙源地、影响时间和范围等进行深入分析。结果表明：两次强沙尘暴过程的沙尘暴源地基本相同，但由于环流形势、冷空气的强度、影响时间、蒙古气旋的位置及前期气候背景有所差异，因此对宁夏造成了不同的影响。     

长江中下游沿江地区夏季旱涝分型及预测

对1961-2000年长江中下游沿江地区8个站夏季（6-8月）累积降水距平进行EOF分析，根据有三个特和下向量将长江中下游沿江地区旱涝趋势异常分成4种主要空间型：旱型、涝型、东旱西涝型、东涝西旱型。并在此基础上，分析了它们与500hPa高度场异常的同时，时滞关系，得到一些对长江中下游沿江地区汛期旱涝异常预测有意义的结果。     

2018年1月江苏3次致灾暴雪成因对比分析

应用常规天气图资料、FY-2E 云顶亮温(TBB)资料、多普勒雷达观测资料和NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料,对江苏2018年1月3—4日(简称“01·04”过程)、1月24—25日(简称“01·25”过程)和1月27—28日(简称“01·27”过程)3次暴雪过程进行了对比分析。结果表明：1)3次暴雪过程都是在500 hPa高空槽、中低层切变线、700 hPa西南急流和地面冷空气的共同影响下产生的;暴雪过程中水汽主要来源于中层,降雪期间逆温层结始终存在。2)不同之处是,“01·04”过程中层暖湿气流先形成,水汽条件更好,而后弱冷空气自低层楔入,促使暖湿气流抬升,上升运动发展更为旺盛;“01·25”过程和“01·27”过程低层先形成冷垫,而后中层暖湿气流增强沿冷垫爬升,冷垫更冷,“01·25”过程逆温更强。3)暴雪过程中TBB稳定低值期基本可以反映强降雪时段;“01·04”过程中有弱对流发展,造成降雪强度大。     

南京市大气能见度的变化趋势及特征

利用南京国家气候基准站1980—2008年能见度、相对湿度和天气现象等气象要素资料,剔除气象因素对能见度影响,采用百分位分析法、等级分析法和Ridit分析法,分析了由于空气污染造成南京地区大气能见度的变化趋势。结果表明,近30 a来,南京市年平均和四季大气能见度整体显著下降,但其中“较差”和“一般”能见度出现频率显著上升,“较好”能见度则明显下降;四季能见度及其分布均呈现春、夏季节变化不同,秋、冬季节变化显著的特点;能见度呈逐年代降低但降幅减缓;能见度季节差异也呈逐年代减小趋势;此外,冬季能见度早在1987年起变差;并且本世纪以来,冬季能见度以“较差”和“一般”为主,其余三季均是以“一般”为主。     

中尺度模式不同分辨率下大气多尺度特征模拟能力分析

本文利用不同水平分辨率下的中尺度大气数值模式ARPS (Advanced Regional Prediction System) 模拟我国内蒙古奈曼旗农牧交错带2001年7月23日18时至27日18时天气演变过程, 以研究中尺度模式水平分辨率提高对多种时空尺度天气过程, 尤其是更小时空尺度过程的模拟改进。为此, 本文提取不同分辨率下u、v、w、θ、p气象要素的模拟结果进行分析。秩和检验和方差分析表明, 模式分辨率提高对气象五要素的模拟具有一定的影响, 但对不同要素的影响程度有所不同, 其中, 对p、θ、w影响最大, 对u、v的影响次之, 对流层下部和边界层对分辨率最为敏感, 对流层中上部次之。谱分析和小波分析都表明分辨率的提高有利于再现大气运动的多尺度特征, 但在不同大气分层和不同模式变量中又有所不同。总的来说, 高层效果好于低层, 具有强周期变化规律的变量效果好于周期性弱的变量。     

铜川市月气候预测方法

利用2011年5月1日-31日常规观测资料、Micaps资料及WS重要天气资料,运用天气学原理比较分析了2011年5月8日-10日、19日-21日山西省两次大范围的降水天气过程,给出这两次降水过程的异同点、系统演变特征、物理量诊断分析结果及预报着眼点。     

近40年江苏省年平均气温异常演变及其海气背景场特征

通过1961～2000年江苏省13个站年平均气温距平场时间序列的EOF分析，探讨江苏省年平均气温异常的演变特征，并在此基础上利用合成分析，对其前期及同期500hPa高度距平场、海温距平场的特征进行研究，得到了一些对本地年平均气温有预测意义的结果。