西藏高原百般委降水对NESO的响应

通过合成分析指出包括雅鲁藏布江中西段在内的西藏高原中西部地区夏季(6～8月)降水在ENSO的不同位相期间存在着显著的差异.利用交叉谱和奇异值分解等方法,分析了高原夏季降水场与太平洋海温场在时间和空间上的联系,结果表明,ENSO的暖(冷)位相期,高原大部分地区夏季降水以偏少(多)为主.     

美国西部的长期干旱变化

一些水文气候资料分析表明,美国西部正在经历着多年的严重干旱。然而,利用重建的覆盖美国西部大部分地区的过去1200年的网格化干旱资料进行分析,看出与更早时期出现的极端干旱和发生在公元800～1300年间(中世纪暖期(MWP))的大范围严重干旱相比,现在正经历的干旱还不算很严重。如果美国西部干旱程度的加强是一种对气候变暖的自然响应,那么任何将来温度增暖的趋势都将会加剧美国西部地区的长期干旱。     

陕西省特大干旱的气候特征

采用降水距平百分率对陕西省 1 997年特大干旱的气候特征进行了分析 ,并通过与历史上几次重大干旱年份的对比分析 ,得出结论 :1 997年干旱是陕西省建国以来最严重的干旱 ,1 92 8年(民国十七年 )的干旱是陕西省本世纪出现的最严重的一次干旱。     

湖北省旱情分析一九八八年

1988年,湖北省气候异常.4～7月(含8月上旬),从北部地区开始发生的干旱.由北至南遍及了全省大部分地区.10～12月又发生了少见的冬旱.本文根据水稻生长的需水量和有关的灌溉试验,结合降水等水文气象资料,时1988年和历史上的早年进行初步的对比分析、并进行干旱程度的划分和排序.     

三种干旱指数在山西省干旱分析中的比较

利用1957-2003年山西省30个测站逐月、逐年降水量、平均气温资料、降水距平百分率、帕尔默指数和Z指数等三种干旱指数的计算方法和判定标准,分别在山西省北部、中部、南部和全省的旱涝状况进行判定的基础上,对三种干旱指数的判定结果进行了比较和相关分析。结果表明：（1）从旱涝年发生频次来看,降水距平百分率判别干旱的趋势可信...     

基于Copula函数的中国南方干旱风险特征研究北大核心CSCD

为了准确认识和分析与旱灾致灾因子危险性相关的干旱特征变量,利用中国南方96个气象站1961—2012年逐月降水资料,基于Clayton、Frank、Galambos、Gumbel以及Plackett Copula函数,建立了服从威布尔分布的干旱历时、服从对数正态分布的干旱严重程度两个相关特征变量的联合分布模型,择优使用Frank Copula函数计算了中国南方干旱条件概率与条件重现期,比较分析了该区域干旱事件第1、第2联合重现期的空间分布特征。研究表明,干旱严重程度(干旱历时)的条件概率分布随着干旱历时(干旱严重程度)阈值的增大而减小;干旱严重程度(干旱历时)的条件重现期与干旱历时(干旱严重程度)阈值成正比。当干旱历时阈值为6个月、干旱严重程度阈值为6时,中国南方整体存在较大的干旱风险,研究区整体第1"且"(干旱历时和干旱严重程度均超过给定阈值)联合重现期平均为4.8 a,第1"或"(干旱历时和干旱严重程度有一个超过给定阈值)联合重现期平均为2.6 a,第2"或"联合重现期平均为3.5 a。当干旱历时阈值为9个月、干旱严重程度阈值为13.5时,研究区整体第1"且"联合重现期平均为12.6 a,第1"或"联合重现期平均为4.7 a,第2"或"联合重现期平均为7.7 a。中国南方的干旱高风险的区域主要位于四川盆地、贵州东北部、广西北部、广东西部以及云南大部分地区;低风险的区域主要位于四川西北部,四川、云南、贵州三省交汇区以及广东中部地区。     

大同地区主要作物生长期间的水份盈亏

自然降水与作物的产量形成关系密切,尤其在干旱农业地区,光热资源的利用程度主要决定于降水。因此,目前我国北方各地农业上分析水份资源,往往以降水为主要对象,用逐月(旬)的累年平均值或一定程度的保证值,来直接与相应时期的作物生长的耗水量平行对比,进行盈亏评价,以其作为农田管理或制定农田水利建设等方案的依据。实际工作中,发现上述方法均有一定缺陷。     

吉林省干旱对玉米产量的影响分析

利用1951-2014年全省46个气象站观测资料,建立了吉林省夏旱和春旱对玉米产量影响评估模型.结果表明:吉林省西部地区的夏季干旱与产量之间呈线性关系,气象产量随夏季干旱程度的增加而减少;其他地区夏旱与产量大多呈二次或三次曲线关系,当干旱指数接近或达到中等干旱时,气象产量达到峰值点;春旱不是影响气象产量的主要因素;对于中西部地区,当出现轻旱时,发生在作物需水临界期的干旱年份的减产频率并不高于发生在其他时期;对全省来说,当发生中等程度以上的夏旱时,往往也出现作物需水临界期干旱;发生中等程度夏旱的减产频率,并不比发生轻度夏旱的减产频率高;当发生严重夏旱时,减产频率明显增加.     

土壤干旱化对短期气候影响的数值模拟

用加进了奥勒冈州立大学陆面模式(OSULSM)的美国PSU／NCAR第五代中尺度模式(MM5)进行了减少土壤含水量对短期气候影响的模拟试验,目的在于探讨我国北方干旱化对短期气候的影响。试验结果表明,对整个模拟区域月降水总量没有明显的影响,但对不同地区有明显的影响。对月降水量较大地区的影响表现为使月降水量有一定程度的减少,而对月降水量中等以下地区的影响则相反,使月降水量略有增加。分析结果表明,其原因是土壤含水量减少会造成地面潜热通量减少、感热通量增加和陆面温度增高,最后生成一个浅薄的偏差热低压。这个偏差热低压在对流层低层有偏差辐合上升气流与之相配合,在对流层中层以上则与偏差辐散下沉气流相伴。这对于浅薄的降水系统的发展是有利的,但对于强大而深厚的降水系统的发展则不利。     

呼伦贝尔不同生态区生长季降水集中度和集中期时空变化特征

基于呼伦贝尔地区16个气象站1961—2016年生长季逐候降水资料,统计分析了呼伦贝尔不同生态区降水集中度(PCD)和集中期(PCP)的时空变化特征及其与干旱发生的关系。结果表明:(1)呼伦贝尔地区PCD与PCP空间分布特征明显,PCD总体表现为由东北向西南递增,PCP总体由西北向东南递减;(2)1961年以来,呼伦贝尔大部分地区PCD和PCP均表现为下降趋势,即整体上降水趋于均匀、最大降水出现时间趋于提前;(3)PCD无明显突变现象,PCP在1978年发生突变;(4)PCD、PCP与干旱灾情发生一致率为牧区林区农区,其中牧区PCD、PCP与干旱的一致率均达80%以上,说明牧区干旱发生与降水集中程度关系最为密切。     

高原夏季风对中东亚干旱半干旱区夏季降水的影响

通过比较7种再分析资料计算的高原夏季风指数,并分析了高原夏季风与中东亚干旱半干旱区夏季降水的关系,总体上7种再分析资料得到的高原夏季风指数是相当一致的,并且在滤去10年以上周期的长波后,7种再分析资料计算的高原夏季风指数之间的相关系数比滤波前都有一定程度的提高,说明再分析资料在描述高原夏季风年际变化时是一致的。相关分析和合成分析的结果表明,高原夏季风对中东亚干旱半干旱区的夏季降水变化有重要的影响。高原夏季风偏强时,中亚地区偏南风异常并伴有辐合,南疆地区为异常东风,有利于水汽输送到这一地区,降水偏多,华北地区为异常东北风,阻碍了西南气流水汽的输送,降水偏少;高原夏季风偏弱时,中亚地区为北风异常并伴有辐散,南疆地区为异常西风,降水偏少,华北地区为异常西南风,降水偏多。     

基于气候系统内在层次性的气象干旱指数研究

气候系统除了具有非线性/非平稳性,还有层次性,许多大小不一的时空尺度构成了多层次结构,不同层次的气候系统具有不同的可预报性和稳定性。对于一种气象干旱指数而言,主要考虑从某一时段(尺度)内降水、温度、土壤湿度等要素测量值来建立干旱指数。本文首先从气候系统的非线性/非平稳性和内在层次性出发,针对中国不同地区的区域气候及其变化特征,使用信息熵方法从降水观测资料中提取出区域降水的两个(均态和变化)本征尺度,提出一种基于区域气候系统层次性内在特征的气象干旱指数MSPI。以2011年长江中下游春季严重气象干旱的发生、发展、持续、缓解情况为例,对MSPI的干旱监测能力进行检验。发现MSPI对不同程度的干旱都有较好的表征能力,并且对于干旱过程也有较好的识别能力。从各方面综合考虑,MSPI是一种可以较好满足逐日气象干旱监测、检测需求的气象干旱指数。在实际应用中,气象干旱指数MSPI可以作为其他不同时间尺度上的各种干旱指数的有益补充。     

太平洋海温三极子对中国东北地区春玉米气候产量的影响

利用1949—2018年玉米产量数据、NCEP再分析资料、帕尔默干旱指数、标准化降水蒸散指数、土壤含水量和SST等, 分析了太平洋海温三极子对中国东北地区春玉米气候产量的影响。结果表明: 东北地区春玉米气候产量与收获当年1—5月的太平洋海温三极子存在显著相关, 太平洋海温三极子能够通过太平洋上空的遥相关型影响东北地区春玉米播种出苗期和全发育期的区域环流场, 进而影响区域降水、土壤含水量、帕尔默干旱指数和标准化降水蒸散指数等与东北地区春玉米气候产量密切相关的因子。当太平洋海温三极子增强时, 太平洋上空会形成类似Rossby波列结构的遥相关型, 在东北地区高空产生负涡度异常, 有利于上升气流的形成和降水的增加。太平洋海温三极子也有利于在低层形成从西北太平洋向东北地区的东南风异常, 通过水汽传输进一步增强东北区域降水。     

基于多种干旱指数的长江中下游五省干旱监测与对比

利用多源遥感数据和稻谷产量资料,采用降水条件指数(PCI)、植被状态指数(VCI)、土壤湿度条件指数(SMCI)、温度条件指数(TCI)以及优化植被干旱指数(OVDI)5种干旱指数,对2012、2013年长江中下游五省的干旱状况进行监测。在此基础上,以标准化降水指数(SPI)和作物减产率为参考指标,对上述5种干旱指数在该区域的适用性进行比较分析。结果表明:PCI、SMCI更适用于长江中下游五省的干旱监测,而TCI、VCI不适合单独用于该地区的干旱监测。在2012、2013年,长江中下游五省发生了不同程度的干旱,其中2013年的干旱更严重(波及范围更广、发生频次更高)。2012年的干旱主要集中在1—2月和6—8月两个时段,旱区集中在北部地区,大致呈东北—西南向的条带状分布;而2013年的干旱主要集中在1—2月和6—10月两个时段,旱区覆盖了整个研究区域,且各省旱情不同步。     

基于SPEI指数的近58 a甘肃省干旱特征分析北大核心

利用甘肃省19个气象站点1960—2018年逐月平均降水量、气温等数据,应用标准化降水蒸散量指数(Standardized Preapitation Evapotranspiration Index,SPEI)、Penman-Monteith模型、小波分析等方法分析了甘肃省近58 a不同时间尺度干旱事件的时空演变特征。结果表明:月尺度干旱频率3月最高,2月最低;季尺度上秋季干旱最严重,春季次之;冬季干旱化趋势最慢,春季最快。近58 a甘肃省SPEI指数呈下降趋势,年尺度SPEI指数存在8 a、12 a、26 a的周期。干旱发生频率在年尺度和月尺度上的分布较为一致,河西走廊东段与甘南州地区频率较低,酒泉北部地区与甘肃省东、中部地区频率较高;季尺度上,春季兰州与武威南部地区频率较高,庆阳地区频率最低;夏季为白银与武威北部地区频率最高,张掖中部地区、白银北部地区以及临夏、庆阳、平凉地区最低;秋季频率最高的地区为兰州东部、定西东北部以及嘉峪关地区,最低的地区在酒泉、张掖、武威北部及平凉中部地区;冬季高值区在平凉,低值区在武威与甘南。干旱发生强度最高的地区为张掖,其次为酒泉、庆阳及白银等地区,最低的区域位于甘肃西南地区。酒泉、嘉峪关等地区干旱化程度逐年加剧;甘肃东南地区干旱速率较西北地区慢;中西部地区干旱化速率最慢,且甘南北部与武威西南部地区有湿润化趋势。     

川南经济区夏季农业干旱危险性特征研究

利用川南经济区1981～2010年(6～8月)夏季降水距平资料,采用信息扩散理论,通过构造降水距平百分率和干旱危险度等级(轻度、中度、重度和严重)之间的模糊隶属函数,并引入区间平均隶属度,分析了川南经济区不同等级农业干旱危险性的特征。结果表明,(1)川南经济区农业干旱危险性总体水平较高,自贡地区各级农业干旱危险性的累积概率最大,达41.73%;(2)就严重农业干旱危险性而言,宜宾地区的概率最高约7.47%,其余依次为:内江、自贡、泸州;(3)首次在川南经济区,基于不确定理论,定量地揭示了该地区不同等级农业干旱危险性的概率特征,为农业干旱危险性的研究提供了一条新的借鉴。     

西南地区农业旱情的气象干旱指数适应性研究

利用西南地区60站1961—2011年的日平均气温、降水量资料求得半年尺度的气象干旱指数值,包括帕尔默干旱指数、标准化降水干旱指数、Z指数、降水距平百分率指数。采用超前相关、相似和技巧评分两种计算方法检测与西南地区农业灾情最适宜的气象干旱指数。基于最适宜的干旱指数,给出西南地区农业干旱灾害可能发生的风险分布。结果表明:Z指数定义的冬半年气象干旱对西南地区农业旱情的指示性较其他3种气象干旱指标更优。冬半年Z指数小于等于-0.84时引发的西南地区农业干旱灾害成灾率大于8%的风险平均达0.53,农业干旱绝收率大于5%的风险平均达0.37,风险最大地区位于贵州西北部。结论有助于深入认识气象干旱指数与农业干旱灾情的联系,对于西南地区农业干旱的检测预测有一定的应用价值。     

干旱典型山区CFSR降水数据的偏差校正方法研究——以新疆开孔河流域为例

CFSR降水数据在西北干旱半干旱区存在较大偏差,需要寻求合适的偏差校正方法。基于新疆开孔河流域内4个不同海拔高度的雨量站1981—2010年日观测数据,与同期CFSR降水数据对比分析后,分别采用LOCI法、Gamma分布映射法以及这2种方法的耦合(gamLOCI法)对CFSR降水数据进行偏差校正和检验。结果表明:新疆开孔河流域内原始CFSR降水数据表现出低估强降水、高估弱降水的特征,且春秋两季与观测值的相关性优于夏冬两季,高海拔山区的相关性优于平原地区,夏秋两季的偏差小于春冬两季,山区和低海拔平原区的偏差大于较低海拔平原区;gamLOCI法综合了LOCI法和Gamma分布映射法的优点,既能校正CFSR降水数据的湿日频率和湿日降水强度,又能保留降水序列中的极值;在平原区,3种校正方法的效果均较好,无显著差别,而在高海拔山区,gamLOCI法校正效果最优。     

热带大气季节内振荡对华西秋雨的影响

热带大气季节内振荡(MJO)对中国的降水具有明显的调节作用,研究MJO对华西秋雨的影响对于提高华西秋雨的季节内预测能力具有重要的意义。利用1979 2012年9 10月澳大利亚气象局提供的实时多变量MJO指数、中国台站逐日降水资料以及NCEP再分析资料,通过异常合成分析的方法研究了MJO对华西秋雨的影响以及相应环流背景场的变化。研究表明,在MJO对流主体自西向东传播的过程中,华西地区的秋季降水量呈先增加后减少的趋势。当MJO对流主体位于印度洋中西部(1~2位相)时,华西秋雨偏多,当MJO对流主体位于印度洋东部至太平洋中西部(3~8位相)时,华西秋雨偏少。其中MJO对流主体位于中东印度洋(第2位相)和西太平洋(第7位相)时,华西地区秋季有降水最大正异常和最大负异常。与此同时,对应分析MJO不同位相上的高空形势场和中低空流场、水汽输送、垂直运动的异常变化发现:第1、2位相时,我国上空出现两槽一脊、西低东高的环流形势,此时华西地区冷空气活动频繁,且孟加拉湾、南海和西太平洋对华西地区的水汽输送较强,有利于干冷与暖湿气流在华西地区交汇,水汽辐合、上升运动亦显著,从而造成降水偏多;第7位相时,我国上空受较强的西风带长波脊控制,并且三个海区对华西地区的水汽输送较弱,水汽辐散、下沉运动亦较强,造成降水偏少。     

降水偏差订正的频率(或面积)匹配方法介绍和分析

针对AREM模式降水预报的偏差特征,开展了基于频率(或面积)匹配方法的降水偏差订正试验,重点介绍了该方法的原理和实现过程,并对订正前后的结果进行了系统检验,深入分析了该方法的优缺点并指出了可能的改进方向。经过3个月降水集中期(2012年6—8月)的逐日试验分析结果表明:(1)该方法能显著改善模式降水预报中雨量和雨区范围的系统性偏差,订正后降水预报的范围和平均强度与实况更加接近;(2)偏差愈大订正效果愈好;(3)原理上此法不能订正降水的落区位置偏差,但通过改变雨区范围的大小,订正后降水预报的TS和ETS的评分也有一定程度提高,尤其是小雨量段,订正使数值预报的"有雨或无雨"的定性降水预报的质量得到明显改善。针对该方法"不能改进降水落区偏差"的局限性,提出了5种可以改进和尝试的方法,同时指出,该方法和原理可以用于单站降水预报、雾和水文的流域预报的偏差订正。