气候过渡带温度变化与淮河流域夏季降水的关系

淮河流域是我国南北气候的过渡带,气候过渡带位置的南北变动对淮河流域的降水有显著的影响。利用1952～2001年的温度和降水资料,计算了气候过渡带位置的变化和淮河流域降水与旱涝的关系,发现气候分界线位置的南北移动与淮河流域夏季降水呈显著负相关,即气候分界线北移夏季降水减少、气候偏旱;气候分界线南移则夏季降水增加、气候偏涝。气候分界线与淮河流域夏季降水的这一对应关系反映了春季冷空气活动的强度和时间对淮河流域夏季和梅雨降水有重要影响,即春季(特别是3月下旬)冷空气南下活动较强年份的夏季降水可能异常偏多。     

田阳县近50a降水变化趋势特征分析

利用气候倾向率及相关系数分析方法,对站田阳站1959～2008年的年、季降水量、降水日数作统计分析。结果发现,田阳站50a年、季降水量随时间变化总趋势平稳少变,年降水气候倾向率为3.09mm/10a;小雨、中雨量级降水日数气候倾向率呈负值,小雨日数50a趋减9d;大雨以上强降水气候倾向率呈正值,表明强降水日数趋增。     

1990年甘肃省气候影响评价

一、气候概况1、气候特点1990年甘肃的气候特点是:气温偏高,降水正常偏多,日照正常。灾害性天气多于去年且危害也比去年重。冬季温暖,降水多;初春暖,后春冷,出现倒春寒现象,春季降水多;夏季气温大部地方正常,降水火部地方偏多,中部地区发生了干旱;秋季气温偏高,降水在黄河以东地区偏多。     

1961—2020年河南省气候变化及其对气候生产力的影响

根据1961—2020年河南省15个气象站点逐月平均气温和降水量资料,基于Thornthwaite Memorial模型估算了1961年以来年河南省逐年气候生产潜力。采用数理统计、反距离加权插值、R/S分析等方法,分析了过去60 a河南省年平均气温、年降水量和气候生产力的时空变化特征,并定量评估了气候变化对气候生产力的影响。研究表明：(1)近60 a河南省气候总体趋于暖干。其中,年平均气温的气候倾向率为023 ℃/10 a (p<005),东北部增温明显;年降水量气候倾向率为-298 mm/10 a(p>005),南部降水减少较多。(2) 在气候暖干化背景下,近60 a河南省气候生产力气候倾向率为728 kg/(hm2×10 a)(p>005),呈不显著上升趋势,东部地区增速较快。(3) 河南省气候生产力变化主要受气温和降水的双重影响,气温和降水贡献率分别为214%和786%,降水是影响该区域气候生产力变化的主要因素。在现有温度的条件下,降水的增加有利于降低该区域内降水贡献率。空间上,河南省降水贡献率总体上呈由西北向东南递减的趋势,其中新乡降水贡献率最大,为951%。(4) 1961—2020年河南省年平均气温、年降水量和气候生产力的Hurst指数分别为100、043和058,未来气候可能趋于暖湿,气候生产力未来可能继续呈上升趋势。     

海河低平原春季气候变化对冬小麦产量的影响

根据海河低平原气候与小麦产量资料,对气候环境及其对冬小麦产量的影响进行了研究。结果表明,近56 a海河低平原春季气温线性升高倾向显著,平均每10 a升高0.38℃;春季降水不存在明显的线性增大或减少趋势,2000年以来的气候环境不利于冬小麦生产。冬小麦气候单产与春季气温、降水有很好的对应关系,当气温距平为0.2～1.2℃时,小麦气候产量为正值;温度过低或过高都会使小麦减产,高温使小麦减产更严重;近年来气温持续偏高,小麦气候单产持续偏低。冬小麦产量对春季降水的需求有一个极限值,降水异常偏多和异常偏少都会使小麦减产。研究认为,通过改进种植模式、改善农田小气候,开展人工影响天气增加地面有效降水,可以增加小麦气候单产。     

中国台站冬夏季气温、降水的气候变化特征及其显著性检验

利用1951—2010年中国160站气温、降水资料,分析中国代表性台站冬季和夏季气温、降水的气候值及气候变率在前后30 a的差异,并对结果使用不同方法进行显著性检验。结果表明,季气温气候平均值的变化总体与全球增暖一致,以升温为主,但夏季在秦岭以南及长江中游地区出现显著局部变冷现象;季气温气候变率的变化相对较小,冬季总体不显著,夏季仅有少数台站显著。降水的气候变化总体不明显,季降水气候值变化的空间分布复杂,冬季南方地区、夏季东部地区总体增加,冬、夏季降水气候变率的变化均不显著。理论检验方法（t检验、F检验）与随机模拟方法（EMC法）的显著性检验结果,对气温的差别较小、对降水的差别较大,这与样本距平序列是否服从正态分布有关。EMC法可在确保样本统计特征不变的情况下,通过多次随机模拟,无需考虑其理论统计分布特征,使检验结果更为可靠。     

短期气候预测评估方法和业务初估

根据短期气候预测业务目前的基本现状,提出了短期气候业务预测效果评估的几种参数。使用这些参数对国家气候中心气候预测室近20多年来全国范围月、季、年几种主要预测业务的降水距平百分率和平均气温距平的预测效果进行了初步评估。结果表明,月尺度预报中,温度预报好于降水预报;年度降水预报以对春季预报为最好;汛期降水预报水平有明显提高。     

甘肃省1989年气候影响评价

一、气候概况(一)气候特点1989年甘肃的气候特点是:气温绝大部分地区正常;降水大部地区偏少;日照河西三地区正常,省内其余地区偏少;灾害性天气虽多但危害较轻。按季节来说,前冬暖,后冬冷,冬季降水明显偏多;春寒、仲春多     

江西省天气、气候特点及其影响评述（2008年10-12月）——气候特点概述

2008年10-12月,江西省总的气候特点是：气温偏高、降水分布不均、日照正常。主要气候事件有：冬至日迎来强寒潮;秋末冬初降水明显偏少,出现阶段性干旱;大雾天气频繁。     

1960—2008年淮河流域极端降水演变特征

采用地理空间统计、时间序列分析和趋势诊断等方法,研究1960—2008年淮河流域极端降水时空演变特征:流域大部分地区全年及四季的极端强降水量、降水强度、强降雨日数无明显变化趋势;≥15 d的持续无降水事件发生次数由南向北递增,平均每年2~5次,冬季最多、夏季最少;≥5 d的持续降水事件由东北向西南递增,平均每年1~8次,潢川—正阳—郑州一线的西北部秋季最多,其他地区夏季最多;40%的站点持续无降水事件有明显增多趋势,气候倾向率为0.22~0.60次/a,且大多在1970s发生气候突变;30%的站点持续降水事件有明显减少趋势,气候倾向率为-0.24~-0.70次/a,普遍无气候突变;持续无降水(降水)事件与年降水总量没有明显的联系。     

近60年中国日降水量分区及气候特征

根据中国国家级地面气象站均一化降水数据集,使用1956~2015年512个台站的日降水量资料,通过旋转经验正交函数（REOF）得到七个分区。比较了各分区平均日降水量的年内变化和多年倾向率差异:我国偏南分区的小雨日数减少,大雨、暴雨日数、日降水量的区域年均值增加;偏北分区的小雨、大雨、暴雨日数、降水量年均值为递减;长江中下游区（东北区）日降水量、小雨日数、暴雨日数的年均值的近60年倾向率分别是0.0071 mm a-1（-0.0010 mm a-1）、-0.0729 d a-1（-0.0615 d a-1）、0.0132 d a-1（-0.0007 d a-1）。100°E以西地区:小雨、中雨日数在增加,无雨日数显著减少,日降水量的年均值呈递增特点。通过自相关函数和小波功率谱估计,揭示了七个分区的日降水量年均值普遍存在2~4 a周期震荡。使用NCEP/NCAR月均再分析资料,以区域日降水量年均值为指数得到500 hPa、700 hPa、850 hPa回归风系数场、旱涝年整场水汽通量和水汽通量散度差异场相结合分析,结果表明:"东高西低,南高北低"环流型和区域降水有密切关系,水汽差异场是上述环流特点的反映。     

南京北郊2011年春季气溶胶粒子的散射特征

利用南京北郊2011年春季积分浊度仪的观测资料,结合PM_2.5质量浓度、能见度和常规气象资料,分析了南京北郊春季气溶胶散射系数的变化特征、散射系数与PM_2.5质量浓度和能见度的关系。结果表明,观测期间气溶胶散射系数平均值为311.5±173.3 Mm^-1,小时平均值出现频率最高的区间为100~200 Mm^-1;散射系数的日变化特征明显,总体为早晚大,中午及午后小。散射系数与PM_2.5质量浓度的变化趋势基本一致,但与能见度呈负相关关系。霾天气期间散射系数日平均值为700.5±341.4 Mm^-1,最高值达到近1 900 Mm^-1;结合地面观测资料、NCEP/NCAR再分析资料和后向轨迹模式分析显示,霾期间气块主要来自南京南部和东南方向。     

Incorporation of internal fluctuations in a meandering plume model of concentration fluctuations

A meandering plume model that explicitly incorporates the effects of small-scale structure in the instantaneous plume has been formulated. The model requires the specification of two physically based input parameters; namely, the meander ratio,M, which is dependent on the ratio of the meandering plume dispersion to the instantaneous relative plume dispersion and, a relative in-plume fluctuation measure,k, that is related inversely to the fluctuation intensity in relative coordinates. Simple analytical expressions for crosswind profiles of the higher moments (including the important shape parameters such as fluctuation intensity, skewness, and kurtosis) and for the concentration pdf have been derived from the model. The model has been tested against some field data sets, indicating that it can reproduce many key aspects of the observed behavior of concentration fluctuations, particularly with respect to modeling the change in shape of the concentration pdf in the crosswind direction.List of Symbols C Mean concentration in absolute coordinates - C _r Mean concentration in relative coordinates - C₀ Centerline mean concentration in absolute coordinates - C _r,0 Centerline mean concentration in relative coordinates - f Probability density function of concentration in absolute coordinates - f _c Probability density function of plume centroid position - f _r Probability density function of concentration in relative coordinates - i Absolute concentration fluctuation intensity (standard deviation to mean ratio) - i _r Relative concentration fluctuation intensity (standard deviation to mean ratio) - k Relative in-plume fluctuation measure:k=1/i _r ² - K Concentration fluctuation kurtosis - M Meander ratio of meandering plume variance to relative plume variance - S Concentration fluctuation skewness - x Downwind distance from source - y Crosswind distance from mean-plume centerline - z Vertical distance above ground - Instantaneous (random) concentration - Crosswind dispersion ofnth concentration moment about zero - _ny Mean-plume crosswind (absolute) dispersion - _y Plume centroid (meandering) dispersion in crosswind direction - _y,c Instantaneous plume crosswind (relative) dispersion - Normalized mean concentration in absolute coordinates:C/C ₀ - Particular value taken on by instantaneous concentration,      

江苏地区二氧化碳浓度时空分布特征分析

利用瓦里关和上甸子大气本底站观测的月平均CO₂浓度数据对GOSAT卫星反演的CO₂浓度数据进行验证,结果表明GOSAT产品与台站观测数据有较好的一致性.利用2009年6月—2011年5月GOSAT反演的CO₂浓度数据,分析了江苏地区CO₂浓度的时空变化特征,结果表明:1)975 hPa高度层CO₂浓度高于850 hPa高度层,CO₂浓度的水平变化要小于垂直变化;2)在季节变化上,CO₂浓度冬季最高,夏季最低,这可能与植被光合作用的强弱变化有关;比较前后两年的CO₂浓度数据,夏季和秋季的增速较快,冬季和春季的增速较慢;3)在日变化上,发现徐州和南京站02时CO₂浓度最高,14时CO₂浓度最低,这可能也与植被光合作用的强弱有关.     

A numerical study of boundary-layer dynamics in a mountain valley

A higher order closure model is applied to simulate the dynamics in an area with a deep valley characterized by complex terrain in the southwestern US. The simulation results show generally good agreement with measured profiles at two locations within the valley. Both the measurements and the simulations indicate that the flow dynamics in the area are highly influenced by the topography and meandering of the valley, and can be resolved only by the full three-dimensional model code. The wind veering simulated over the range of the topographic elevations is often larger than 100 deg and in some cases as large as 180 deg, as a consequence of topographic forcing. In the case of an infinitely long valley, as is assumed in two-dimensional test simulations, a strong low-level jet occurs within the valley during stable conditions. The jet is mainly a consequence of the Coriolis effect. However, the jet development is significantly reduced due to asymmetric effects of the actual topography treated in the three-dimensional simulations. Tests with the two-dimensional nonhydrostatic version of the model show significant wave responses for a stable stratified flow over the valley. The structure resembles nonlinear mesoscale lee waves, which are intrinsically nonhydrostatic. However, considering the three-dimensional nature of this valley system, a better understanding and verification of the nonhydrostatic effects requires both a three-dimensional nonhydrostatic numerical model and an observational data set which is fully representative in all three dimensions.List of symbols (unless otherwise defined in the text) B ₁ closure constant - f Coriolis parameter - g acceleration of gravity - K _M ,K _H ,K _R turbulent exchange coefficients for momentum, heat and moisture - k von Karman constant - L Monin-Obukhov length - q ² twice the turbulent kinetic energy - R specific humidity - s height of the model top - T _g ground surface temperature - t time - U, V horizontal components of wind - U _g ,V _g geostrophic wind components - u, w perturbation components ofU andW wind components - u _* friction velocity - W vertical wind component in the terrain-following coordinates - x, y horizontal coordinates - Z actual height above sea level - z actual height above ground - z ₀ roughness length - z _g terrain height - z _i depth of the convective boundary layer - ₁ closure constant - coefficient of thermal expansion - height in the terrain-following coordinate - master length scale in the turbulent parameterization - scaled pressure (Exner function) - potential temperature - _m normalized vertical wind shear     

扎龙湿地边缘区域三类典型土壤蓄水能力研究

本文基于2017年在干旱条件下,对扎龙湿地及其边缘区域三类典型土壤含水量及各层土壤的剖面形态及水分物理特征进行观测基础上,建立湿地土壤水分盈亏状况的客观评价方法,分析研究扎龙湿地非饱和下垫面水分盈亏状况,揭示湿地土壤水分的垂直变化特征,结果表明:土壤呈亏缺状况将导致植被类型的变化,是形成湿地景观破碎化的诱因之一,草甸沼泽土在水量得不到及时补充造成的情况下,亏缺量表现比较明显,一旦腐殖质层遭到破坏,其功能恢复将会非常困难。     

华南地区春季平流层入侵对对流层低层臭氧影响的模拟研究

利用中尺度大气化学模式WRF/Chem对2013年3月6日华南地区一次平流层入侵事件及其对对流层低层臭氧的影响进行模拟研究。通过加入UBC（Upper Boundary Condition）上边界处理方案,弥补WRF/Chem模式未考虑平流层臭氧化学反应的不足。结合臭氧探空廓线资料、地面O₃、CO、NO_x、相对湿度、温度和风速等观测资料以及再分析资料对模拟结果进行定量评估,结果表明模式能较为真实地模拟本次平流层入侵过程。模拟分析进一步揭示:（1）副热带高空急流是本次平流层入侵的主要原因。当华南地区处在副热带急流入口区左侧下沉区域时,平流层入侵将富含臭氧的干燥空气输送到对流层中低层。（2）本次平流层入侵对对流层低层臭氧收支有重要影响,导致香港地区近地层臭氧体积混合比浓度明显上升,如塔门站夜间臭氧浓度升高21.3 ppb（1 ppb=1×10-9）。地面气象场和化学物种的分析进一步确认了平流层入侵的贡献。（3）采用动力学对流层顶高度时零维箱式模型和Wei公式计算得到的平流层入侵通量相当,分别为-1.42×10-3 kg m-2 s-1和-1.59×10-3 kg m-2 s-1,这一结果与前人研究相吻合,且与采用热力学对流层顶高度计算所得到的结果具有可比性。     

Precipitation in the Venezuelan Andes in the context of regional climate

Summary Rainfall regimes are primarily unimodal in central and eastern Venezuela but bimodal (peaks in May–June and September-October-November with a minimum in July–August) in the northwest. There is a sharp transition across the Andes suggesting a topographic-circulation connection. However, a mid-summer minimum also occurs at other locations in Venezuela and Central America during individual years. This paper addresses the nature and control of the regimes including the role of large-scale circulation features and convection as indicated by outgoing longwave radiation data. Altitudinal characteristics of precipitation in the Andes and their spatial variability are also investigated. The development of the minimum within the rainy season annual cycle is shown to be related to the combined effects of the evolution of sea surface temperatures in the east Pacific warm pool and reinforced in the area of the Andes by enhanced easterlies during July and August.Abbreviations used in text ENSO El Nino-Southern Oscillation - EPWP East Pacific Warm Pool - ITCZ Inter-tropical Convergence Zone - MEI Multivariate ENSO Index - MSM Mid-Summer Minimum - NCEP National Centers for Environmental Prediction - OLR Outgoing Longwave Radiation - SOI Southern Oscillation Index - SST Sea Surface Temperature With 13 Figures     

内蒙古夏季不同气候区短时强降水检验及制定

利用1991—2015年夏季(6—8月)内蒙古地区111个国家气象站小时降水量资料,对内蒙古不同气候区(极干旱、干旱、半干旱、半湿润和湿润)短时强降水(1 h降水量≥20 mm)进行检验分析,采用累积概率方法定义内蒙古夏季不同气候区短时强降水。检验结果表明:内蒙古地区年平均降水量和小时降水量极值自西部极干旱区向东部半湿润、湿润区递增,高值区位于大兴安岭东部,次高值区位于阴山山脉以南。内蒙古极干旱区小时降水量极值低于20 mm,半湿润区和湿润区小时降水量极值高于50 mm,个别站点甚至达到100 mm以上。但在半湿润区和湿润区东部小时降水量超过20 mm年平均发生仅为1次,其余地区均1次。在内蒙古极干旱区、干旱区、半干旱区、半湿润区和湿润区小时降水量分别达到6.1、9.8、12.5、15.2和14.3 mm·h~(-1)属于极端降水事件,小时降水量≥20 mm不宜作为内蒙古短时强降水定义。综合上述研究,结合内蒙古地区地形、地貌等因素,将内蒙古极干旱区和干旱区短时强降水定义为5 mm·h~(-1),半干旱区、半湿润区和湿润区短时强降水定义为10 mm·h~(-1)。     

1961～2009年我国地面太阳辐射变化特征及云对其影响的研究

基于我国100个地面站点的地面太阳总辐射、日平均云量资料分析1961～2009年我国地面太阳辐射(Surface Solar Radiation,SSR)变化特征及云在不同时期对SSR的影响。结果显示:1961～2009年我国SSR经历了先下降后上升的变化过程,其中1961～1990年SSR显著下降("变暗"),下降速率为-4.3%/10 a(7.87 W m–2(10 a)–1),各地SSR变化趋势比较一致;1990年后SSR开始上升("变亮"),上升速率为2.8%/10 a(2.4 W m–2(10 a)–1),各地SSR变化趋势不如前一阶段一致,但没有显著的地域分布特征。晴空条件的设置对1961～1990年各站点SSR变化特征影响不大,仍为大范围下降("变暗"),但对1990～2009年的结果影响显著。相比全天空条件的结果,晴空条件下1990～2009年我国SSR变化有明显的南北特征,南方地区以"变亮"为主,而北方地区大多继续"变暗",但"变暗"速度减缓。1961～1990年我国总云量总体呈小幅下降趋势,下降速率很慢,这一时期总云量与全天空SSR没有很好的对应关系;1990～2009年我国总云量总体呈小幅上升趋势,有显著的南北分布差异,北方地区以上升趋势为主,南方地区以下降趋势为主,期间云量与全天空情况下SSR有很好的对应关系。这些结果表明,在"变暗"阶段,云对SSR的作用不显著,而在"变亮"阶段,云的作用变得较为突出。