Spatiotemporal variability of extreme precipitation in Shaanxi province under climate change

Extreme climate index is one of the useful tools to monitor and detect climate change. The primary objective of this study is to provide a more comprehensively the changes in extreme precipitation between the periods of 1954–1983 and 1984–2013 in Shaanxi province under climate change, which will hopefully provide a scientific understanding of the precipitation-related natural hazards such as flood and drought. Daily precipitation from 34 surface meteorological stations were used to calculated 13 extreme precipitation indices (EPIs) generated by the joint World Meteorological Organization Commission for Climatology (CCI)/World Climate Research Programme (WCRP) project on Climate Variability and Predictability (CLIVAR) expect Team on climate change Detection, Monitoring and Indices (ETCCDMI). Two periods including 1954–1983 and 1984–2013 were selected and five types of precipitation days (R10mm-R100mm) were defined, to provide more evidences of climate change impacts on the extreme precipitation events, and specially, to investigate the changes in different types of precipitation days. The EPIs were generated using RClimRex software, and the trends were analyzed using Mann-Kendall nonparametric test and Sen’s slope estimator. The relationships between the EPIs and the impacts of climate anomalies on typical EPIs were investigated using correlation and composite analysis. The mainly results include: 1) Thirteen EPIs, except consecutive dry day (CDD), were positive trends dominated for the period of 1984–2013, but the trends were not obvious for the period of 1954–1983. Most of the trends were not statistically significant at 5 % significance level. 2) The spatial distributions of stations that exhibited positive and negative trends were scattered. However, the stations that had negative trends mainly distributed in the north of Shaanxi province, and the stations that had positive trends mainly located in the south. 3) The percentage of stations that had positive trends had increased from the period of 1954–1983 to 1984–2013 for all the 13 EPIs except CDD, indicating the possible climate change impacts on extreme precipitation events. 4) The correlations between annual total wet-day precipitation (PRCPTOT) and other 12 EPIs varied for different indices and stations. The composite analysis found that El Niño Southern Oscillation (ENSO) exerted greater impacts on PRCPTOT than other EPIs and greater in the Guanzhong Plain (GZP) than Qinling-Dabashan Mountains (QDM) and Shanbei Plateau (SBP) of Shaanxi province.     

有速度切变时,Lorenz系统中浑沌的特点

Lorenz方程中引进切变以后,对普朗特数为0.7的大气可以出现浑沌。 速度切变在一定情况下起阻尼作用,有切变时比无切变时湍流发生的临界莱雷数要高。 浑沌是一种非周期的现象,它在相空间中的轨迹是混乱的。 通向湍流的道路有很多种。切变较小时为普通湍流形态;切变较大时是间歇湍流形态;切变适中时为短暂层流状态。 有速度切变时的浑沌对大气湍流的研究有很大的实际意义。     

有地形坡度的非线性Kelvin行波

提出了一个考虑地形坡度的非线性Kelvin行波解的模型，在假定了地形坡度沿山脉走向不变而仅在垂直于山脉走向的方向有改变的情况下，求得了该模型的解析解，这有助于加深对沿海山地捕获波的认识。文中还将该解与经典情形(即侧边界取为垂直刚壁而底面为水平)的解作了比较，发现前者的波速与扰动振幅均较后者要小，这与我国东南沿海武夷山区的沿海山地捕获波的情况相一致。     

A STUDY OF THE EFFECT OF GRAVITY WAVE BREAKING ON MIDDLE ATMOSPHERIC CIRCULATION

McFarline's gravity drag theory is simply reviewed,and it is indicated that the fault ofMcFarline's theory is that the effect of dissipation induced by gravity wave breaking on mean flowis not fully considered.Based on McFarline's theory,in this paper,the effect mentioned above iswell considered.A new dissipation coefficient D is calculated,and a relatively completeparameterized scheme of the influence of gravity wave breaking on meanflow is put forward here.This is a better parameterized scheme than McFarline's if it is used in GCM.     

哈尔滨市汛期特征与年变化

利用哈尔滨市１９５１ ～１９９８ 年候降水量资料,用候降水量突变划分汛期,并对哈尔滨市汛期特征进行分析。哈尔滨市汛期可划分为：提前型、落后型;偏长型,偏短型;连续型、分段型。平均入汛期为６ 月２１ ～２６ 日,最早入汛期为５ 月２１ ～２５ 日,最晚入汛期为７ 月２１ ～２６ 日;平均出汛期为８ 月２６～３１ 日,最早出汛期为７ 月６ ～１０ 日,最晚出汛期为１０ 月１１ ～１５ 日。平均汛期长度为６０ｄ ,最长汛期为１００ｄ ,最短汛期为２０ｄ 。     

A STUDY OF THE EFFECT OF GRAVITY WAVE BREAKING ON MIDDLE ATMOSPHERIC CIRCULATION*

McFarline's gravity drag theory is simply reviewed,and it is indicated that the fault of McFarline's theory is that the effect of dissipation induced by gravity wave breaking on mean flow is not fully considered.Based on McFarline's theory,in this paper,the effect mentioned above is well considered.A new dissipation coefficient D is calculated,and a relatively complete parameterized scheme of the influence of gravity wave breaking on meanflow is put forward here.This is a better parameterized scheme than McFarline's if it is used in GCM.     

基于DERF2.0的中天山北坡经济带秋季延伸期强降温过程预报检验

基于观测及DERF2.0预报数据,应用多种气候检验指标,针对1983—2013年间中天山北坡经济带8个代表站的秋季日最低气温进行检验,结果表明:(1)秋季日最低气温的预报效果存在空间和年际差异。东部奇台、木垒预报效果优于中西部6站;整体预报能力延伸期弱于中短期,且随预报时效延长而减弱。(2)预报与观测的相关程度较高,但滤除秋季降温背景趋势后日最低气温预报与观测之间的相关程度降低明显,在延伸期时段相关系数从0.8降至0.3以下。不论是否去趋势,温度序列由暖向冷转变的季节趋势越明显,预报的相关性就越好。(3)逐日最低气温预报偏差以偏低为主,随季节推进由9月初的最大-6℃逐渐转变为11月底的2℃以内;多年综合预报PS评分普遍低于60分,站点之间差别较大,奇台站评分相对最高,乌鲁木齐最低,乌鲁木齐的逐年PS评分与其秋季年平均温度分布反向对应,年平均温度越高(低),评分越低(高)。(4)24 h变温的预报偏差整体小于逐日温度,但预报的整体相关程度和相对于观测的离散程度均较逐日温度差,预报时效在5 d内的24 h变温预报效果相对最好。(5)强降温过程的预报能力整体偏弱,初始过程的温度预报偏低,结束过程的温度预报偏高,过程降温幅度预报偏小,过程降温幅度越大,偏小程度越严重,预报时效越长,预报偏差越大。DERF2.0模式的延伸期预报产品对于中天山北坡经济带的秋季强降温过程预报具有一定的参考价值,但是支持能力有限,需要考虑更多方法来探讨提高延伸期预报水平。     

2009年6月九江一次典型雷击事故原因分析

根据2009年6月江西省九江一次雷击事故现场的勘察结果,利用雷电监测数据和剩磁检测数据对雷电流大小进行了对比分析,认为造成雷击事故的可能原因有三方面,分别是电源SPD的保护级别不够、SPD的容量太小、接地引下线过长和截面积太小。最后,提出了相应的整改建议。     

郑州市汛期FSFE02、FSFE03降水预报效果检验

利用2000－2001年6－9月份日本数值预报产品，郑州市降水实况资料及同期天气图，对日本数值预报产品在郑州市汛期天气预报中的应用效果进行了检验。结果表明；用FSFE02，FSFE03作郑州市24h汛期降水预报效果最好的是晴雨预报；各月预报能力有差异；空报率高于漏报率。在500hPa为偏南气流的条件下，该数值产品的预报效率较高；对于两层均为偏北气流及高层低槽中空西北气流的天气系统配置预报效率也较高；若中高层均为低槽，则预报效率最低。     

总云量产品在中国区域的分析检验

对ISCCP、常规观测以及MODIS总云量3种目前使用较多的总云量资料进行对比分析, 重点考察时间序列较长的ISCCP和常规观测总云量, 给出定量对比结果, 为使用这3种总云量资料的用户提供参考。研究表明:ISCCP与常规观测总云量相比, 7月二者的空间分布具有很好的一致性, 但白天ISCCP总云量比常规观测总云量多, 夜间却往往比常规观测总云量少, 二者误差分布表现为东部和东南部小于西北部的特征; 而1月二者空间分布比较一致, 但是在天山和东北地区高、低值中心经常不匹配, 这两个区域总云量资料需慎用; 7月ISCCP总云量精度明显高于1月。ISCCP、常规观测以及MODIS总云量对比结果表明:1月MODIS总云量比其他两种资料大, 而7月为最小。相对常规观测, 1月ISCCP总云量精度优于MODIS, 而7月MODIS总云量略优于ISCCP。     

黄河“96.8”致洪暴雨过程和数值模式预报分析

黄河“96.8”洪水是一次重要的强降水过程引起的。黄河流域地形复杂 ,而且降水时间分布极不均匀 ,预报难度较大。应用中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室 REM模式 (简称 LASGREM)对这次洪水暴雨过程进行了模拟预报。同时应用 L ASGREM的输出产品对该过程进行了分析。结果表明 ,该模式对黄河“96.8”致洪暴雨的模拟预报能力较强 ,适合于黄河水文气象业务预报。     

2004年6月江西降水特少成因分析

2004年6月全省月平均雨量之少,为江西1959年以来第二位。时这样1个异常的气候事件,分析了气候背景、中高纬度环流和副热带高压变化特征;同时,时6月西太平洋热带气旋活动与巷省降水的关系进行了普查和分析。分析结果表明,造成我省降水特少的原因主要有3个：一是2004年我省处少雨的大周期中;二是西风带没有稳定的阻塞形势建立,副高偏东偏北,中、西太平洋时流活跃,热带气旋活动频繁：三是孟加拉湾到华南、江南中东部地区对流受到抑制。     

两层正压准平衡海洋模型的中纬度自由涡旋波动解

建立了具有瑞利摩擦且仅考虑大洋西海岸或同时考虑大洋东、西海岸的两层正压准平衡海洋模型,并做了解析求解,用以研究中纬度的自由涡旋波。得到的主要结论有:模型中该波动的解为波包。在仅考虑大洋西海岸时该波包的载频频率是连续谱;而同时考虑大洋东、西海岸时其为离散谱;且均有载频频率越高(周期越短)水平尺度越大的特点,对过分低频的波动,则会使准平衡的假定不再适用。模型中该波动波包载频的周期约在26天至24年。因考虑了摩擦,该波包的振幅随时间呈指数衰减,但摩擦系数的大小仅影响其衰减程度而不改变其空间结构,最终该波包振幅趋于0,故该两层正压海洋模型的解就趋于大气风场的强迫特解。模型中该波包的载频都是西传的;频率较高则西传较快,波包的特性和变形都很明显;频率低,则西传慢,其波形接近平面简谐波。在该两层正压模型中,该波动上层流场与正压模型中的流动类似,而下层海洋流动则其流速与上层海洋相同,而流向相反。该模型中该波动的性质是准平衡(准无辐散)的涡旋波,当摩擦不太大且其水平尺度在10km以上时,其性质则为准地转的Rossby波。     

利用双多普勒雷达分析对流云垂直运动结构试验

对流云是我国南方地区主要的降水云系, 含有丰富的云水资源, 是南方人工增雨作业的主要对象。为了研究江淮地区对流云发生发展规律, 利用双多普勒雷达反演技术分析了发生在2004年7月31日的一块对流云不同发展阶段的垂直运动结构。对流云在发展阶段以上升气流为主, 底层辐合明显, 结构紧密; 成熟阶段的上升与下沉气流势力相当, 且比发展阶段强盛, 强回波位置下移, 结构较发展阶段松散; 减弱阶段上升和下沉速度均减小, 水平辐散增强。结果表明:反演的不同阶段对流云垂直运动结构合理, 可以利用双多普勒雷达反演技术进行对流云三维运动结构研究。     

1961—2016年我国区域性暴雨过程的客观识别及其气候特征

利用全国2287个气象观测站1961—2016年逐日降水资料,基于对暴雨区进行连续追踪的思路,采用暴雨相邻站点数和暴雨区中心距离确定了中国区域性暴雨过程的客观识别方法;根据区域性暴雨过程的平均强度、持续时间和平均范围构建了区域性暴雨过程的综合强度评估模型。利用该客观方法对1961—2016年中国的区域性暴雨过程进行识别,并分析其气候和气候变化特征。结果显示：我国区域性暴雨过程年均38.5次;区域性暴雨过程一年各月均可出现,但主要出现在4—9月,其中7、8月发生最为频繁,6月区域性暴雨过程持续时间长、范围广、综合强度强,这与长江中下游地区梅雨现象有关。一年中,区域性暴雨过程首次出现日期平均为3月6日,末次出现日期平均为11月14日;1961—2016年,我国年区域性暴雨过程首次出现日期呈明显提前、末次日期呈显著推后、暴雨期呈显著延长的变化趋势;年发生总频次呈微弱增多,较强区域性暴雨过程次数呈明显增加趋势;区域性暴雨过程的覆盖范围和综合强度均呈显著增大趋势。南方型区域暴雨过程变化趋势与全国的基本一致;北方型首次日期呈提前、末次日期呈推后趋势,发生频次有微弱减少趋势,覆盖范围、持续时间、综合强度均无明显变化趋势。     

四川省康定市泥石流灾害与降水预报阈值确定

通过对康定市历史泥石流灾害资料与历史气象降雨资料进行统计分析,揭示了康定市泥石流灾害与降雨的关系特征,并在此基础上,研制了康定市1h、3h降雨量诱发泥石流预警指标。结果表明:康定市境内各地均有发生泥石流灾害的可能性,东部地区是泥石流的高易发区。康定市境内泥石流灾害发生与当日降雨量、短时强降雨、前期有效降雨量关系密切。降雨量大且降雨强度强的月份（6~8月）易发生泥石流灾害。短时强降水的强度越大,发生灾害的风险越大,强降水出现频率最高的时段（19:00~02:00）也是泥石流高发时段。当降水强度<10mm/h和20mm/3h时,有出现泥石流的可能性,泥石流灾害气象风险等级为4~5级;当降水强度达到10~20mm/h、21~35mm/3h时,发生泥石流的可能性较大,风险等级为3级;当降水强度达到21~35mm/h、36~50mm/3h时,泥石流发生的可能性大,风险等级为2级;当降水强度>35mm/h、50mm/3h时,泥石流发生的可能性极大,风险等级为1级。      

洛阳机场辐射雾的预报

从统计资料看，洛阳机场影响能见工的雾绝大多数是辐射雾，平流雾的出现低于0．1％。辐射雾出现的常见形势是：洛阳处在地面弱高压中心附近或鞍形场、均压共内，地面为稳定东北风或风向不定，风速均≤3m/s，出现的前一天下午至晚上近地面湿度较大，前一天16时相对湿度均＞75％，天空背景为夜间晴朗少云，或碧空或只有高云县总云量不超过2／8，近地面层大气层结比较稳定。     

唯一强Clean群环

环称为唯一强clean是指每一个元素都可唯一的表示为可交换的幂等元与单位元的和.主要讨论唯一强clean群环的结构,证明了如果群G是局部有限群,则群环RG是唯一强clean环当且仅当环R是唯一强clean环,群G是2-群.     

巴丹吉林沙漠风沙流输沙沙粒形貌特征分析;

为了解风沙流输沙沙粒微观形貌特征,本文利用NIKONSMZ1500体视显微镜和DT2000图像分析软件对巴丹吉林沙漠拐子湖沙尘暴天气过程中所采集的梯度沙样粒形进行分析,结果显示粒径大于0.3mm的沙粒表面磨蚀作用明显,尤其是透明度差的沙粒磨蚀更为显著,沙粒圆度值分布在0.8-1.0之间,沙粒圆度集中0.8-0.9之间,磨圆较好,表面光滑。粒径在0.15-0.3mm之间的沙粒的表面磨蚀作用相对较弱,棱角明显增多,沙粒形状渐趋复杂。圆度值仍然分布于0.8-1.0之间,不过集中在0.8-0.9之间,粒径在0.074-0.15mm间的沙粒表面磨蚀作用更弱,棱角更多、更明显,沙粒圆度值分布在0.6-1.0之间,跨度变大,说明沙粒的形状更多样化,以50厘米高度上所取沙样最明显。沙粒圆度、磨圆度的研究及分析对本区沙尘源的确定具有一定的参考意义。