湖南极端干旱气候时段人影作业潜力分析

利用湖南97个气象观测站逐日综合气象干旱指数、逐日降水量和湖南天气气候分区,研究湖南极端干旱特征和极端干旱时段内人工影响天气增雨潜力,结果表明:①湖南极端干旱期有相当的增雨潜力,各个分区的极端干旱频次和大气可降水量年代际变化除70年代外均呈现为北少南多的特点。②极端干旱时段内各分区年均可增雨日数主要表现为月际差异,可增雨日数主要集中在8—10月,各分区区域差异较小,各分区在伏旱期的可增雨日数大约占伏旱期的16%～20%。③湖南极端干旱按照出现的季节分类有11种,频次最高的是夏秋连旱,同时夏秋连旱的可增雨日数最多。     

闽东干旱概况及夏季人工增雨作业天气形势分析

对闽东干旱的成因和干旱的环流形势进行了探讨,着重分析了夏旱期间人工增雨作业的天气形势以及不同形势、不同云型下的降水情况。结果表明:闽东干旱的形成与大型环流形势、地理因素、土壤植被等有关,平均而言,沿海干旱明显多于内陆山区;夏季发生干旱的机率最大而且强度级别高,西太平洋副热带高压是致旱的主要天气系统;在夏季,台风型(T)、弱流场型(R)是进行人工增雨作业的优势天气型,Cb、Cu、Sc云是开展人工增雨作业比较适合的作业云。这些结果为夏旱期间开展人工增雨作业提供了理论依据。     

六盘山地区一次低槽低涡云系结构及其降水机制的数值模拟研究

六盘山是西北重要的水源涵养林基地,干旱少雨制约了该地区农业和经济发展.作为该地区人工增雨技术研究的基础,本文利用WRF模式对2018年8月21日发生在宁夏南部六盘山区的一次降水天气过程进行了数值模拟.根据模拟结果结合实测资料,分析了造成此次强降水过程的有利环流形势场,重点讨论了山区降水云系的微物理结构以及降水形成机制....     

南方夏季对流云人工增雨技术研究

对流云是我国南方夏季主要降水云系,也是南方人工增雨的主要对象。为了尽快解决南方夏季对流云人工增雨的一些技术难题,2000年安徽、福建、江苏、广西、湖南、贵州浙江、江西等省和宁波市人影办(科研所)联合组成南方夏季对流云人工增雨技术研究协作组,开展了南方夏季对流云人工     

福建省干旱概况及夏旱期间人工增雨条件分析

对福建省干旱的成因和干旱的环流形势进行了探讨,着重分析了夏旱期间人工增雨作业的天气形势、云状、回波特征及云顶温度等条件,结果表明福建省干旱的形成与大型环流形势、地形、地貌及土壤植被条件有关;平均而言,闽东南沿海干旱多于内陆地区;西太平洋副热带高压是夏季致旱的主要天气系统;夏季,西风槽前型、台风外围影响型、副热带辐合带型是进行人工增雨作业的有利天气形势,Sc、Cb、Cu云都有一定的人工增雨作业条件,其中降水时长1～5 h,过程雨量1.0～5.0 mm的云是旱季作业比较适合的作业云.这些结果为开展人工增雨作业提供理论依据,达到解除或缓解干旱的目的.     

山东沿海降雨云系宏观特征及人工增雨潜力的估算

针对山东省飞机人工增雨作业的实际情况，分析了山东沿海地区的降雨特征，统计了沿海云层的宏观物理量，分析了莱州湾、黄海北部和东南沿海３个地区云与降水的关系，对主要降雨天气系统计算了降雨效率及增潜力，增雨潜力在４２．５５％－６８．７９％。通过对天气系统中水汽垂直分布的分析，为飞机在山东沿海地区增雨作业最佳催化层次的选择提供了信。     

中国南方旱涝时空分布特征分析

用1955-2001年我国南方81个测站全年逐月降水量资料,利用Z指数确定单站旱涝等级.结果表明,春季华中地区和两广交界处更易发生干旱,湖南与华南沿海地区降水偏多,出现洪涝的几率较大;夏秋两季106～115 °E,23～32 °N区域和四川西北部地区出现干旱的频率较高,洪涝频率较高地区主要集中在长江流域,同时四川南部、云南中部、华南沿海出现大涝的频率较高;冬季南方大部分地区发生旱涝的频率较小,干旱多发区主要集中在云南中部以及江苏、安徽两省,西南部出现降水偏多的频率较高.通过对降水资料的EOF分析发现,我国南方春季降水主要为南旱北涝、南涝北旱两种分布型.夏季降水区域主要分为长江流域与华南沿海地区、云南两个区域,而秋、冬季南方降水分布比较均匀,表现为南方一致旱或涝.     

层状云系人工增雨潜力评估研究

层状云系是中国人工增雨催化作业的主要对象.云系人工增雨潜力的大小是判断是否作业的最为重要的科学依据.但是,目前中国还没有一套比较完整的综合判断云系人工增雨潜力的评估方法.自然降水形成过程是个复杂的科学问题,因此判断人工增雨潜力也是一个非常复杂的科学问题.作者利用中尺度MM5数值模式模拟的层状云系研究与人工增雨潜力有关的要素,从理论上研究了不同要素与降水的关系.在分析云体的垂直结构、降水机制、水汽厚度、冰面过饱和水汽量、云水厚度、过冷水含量、冰晶浓度、降水效率(凝结水降水效率和凝华水降水效率)等潜力要素基础上,获得了新的潜力要素,例如 "催化-供给" 云结构、降水机制、冰面过饱和水汽量,并提出了定性综合判断云系人工增雨潜力思路.     

临颍大气可降水量与降水转化率特征

利用临颍站1970-1999年和2005年人工及自动站观测资料,分析了临颍大气可降水量及降水转化率的时间分布,结果表明:大气可降水量夏季最大,秋季次之;夏秋两季降水转化率为6%~7%。因此,夏秋两季人工增雨潜力较大。     

不同降水天气系统自然降水特征及火箭人工增雨潜力分析

统计分析了1981~2000年20年中15种降水天气系统影响下河北地区自然降水特征,并对火箭人工增雨的潜力进行了初步分析。统计分析表明:西来槽类、高空低涡类、冷锋、切变线和副高后部等天气系统是影响河北地区的主要降水系统,其降雨量和降雨日数占到了90%以上;不同的天气系统在不同季节对降水的贡献有所不同,其中西来槽类的降雨量和降雨日数均居首位,开展人工增雨催化作业机会最多;夏季降水系统最强,云水资源最为丰富,人工增雨潜力很大,是开展火箭人工增雨催化作业的最佳季节,春秋两季增雨潜力明显比夏季小,冬季最小;倒槽、副高后部、台风低压、高空低涡类和气旋类等系统最强,日降雨量和单位面积降雨量明显比其它系统大,尤其对蓄水型火箭增雨作业十分有利。     

湖南省近54年冬季降水分区及趋势分析

基于湖南省89个气象站点1960—2013年的冬季降水观测数据,应用旋转经验正交函数（REOF）和层次聚类法（HCA）对湖南省冬季降水进行分区,并在分区的基础上,运用离散小波变换结合Mann-Kendall（MK）和Sequential MK（SQMK）的方法,讨论湖南省各分区冬季降水的变化趋势,并识别影响各自变化趋势的主周期分量。结果表明:（1）REOF的前3个旋转空间模态揭示湖南省冬季降水存在3个主要的异常敏感区:湘南、湘西北及湘中;（2）湖南省冬季降水在空间上可划分为5个一致性子区域:湘西北区（DJF1）、湘西-湘北区（DJF2）、湘西南-湘中区（DJF3）、湘南丘陵区（DJF4）和湘南山地区（DJF5）,且每一子区域从西南向东北呈带状展布;（3）近54年来,5个子区的冬季降水均表现出增加趋势但各区存在差异,其中,湘西南-湘中区、湘南丘陵区和湘南山地区均呈显著的上升趋势;（4）D₁分量是影响湖南省不同区域冬季降水变化趋势的最占优的周期分量,揭示湖南省的冬季降水变化趋势存在准2年的主周期。      

基于CERES资料的新疆云物理参数时空分布特征

利用2011—2020年ERA5再分析降水资料、CERES云物理参数产品，分析新疆云参数的时空变化分布特征，归纳总结云物理参数与降水的相关性，结果表明：1）云水路径（冰相）值、云粒子有效半径（冰相）、云光学厚度与降水量的空间分布一致，均为山区最大，北疆次之，南疆最小。2）夏季（6—8月）在南、北疆、山区云水路径（液、冰相）、云顶（底）温度、云光学厚度与降水量呈同位相变化；云粒子有效半径（液、冰相）、云顶气压与降水量呈反位相变化。3）夏季（6—8月）北疆、山区的云水路径（液、冰相）值、云顶（底）温度、云光学厚度，南疆云光学厚度与降水量呈正相关；北疆云粒子有效半径（冰相），南疆云粒子有效半径（液相）、云顶气压，山区云粒子有效半径（液、冰相）、云顶气压与降水量呈负相关。     

江西干旱期间人工增雨天气条件与潜力区分析

通过对江西干旱期间的天气条件、气柱水汽量、对流云回波(云顶高、强度等)特征、作业技术方法等进行分析与研究,得出江西省人工增雨作业的基本技术数据和指标,为江西省开展人工增雨抗旱作业提供科学依据.     

1991~2019年中国农业生态系统旱涝脆弱性评估北大核心CSCD

近几十年来我国旱涝事件频发,同时农业是对气候变化最为敏感的产业部门,因此本文基于“敏感性—暴露度—适应力”脆弱性评估框架,选取敏感性、暴露度与适应力评价指标,结合层次分析法与熵权法确定指标权重,分别对1991~2019年我国农业生态系统干旱和洪涝敏感性、暴露度、适应力及脆弱性进行评估。结果表明:我国农业生态系统干旱高敏感地区分布在湖北、湖南等中南省份,而洪涝高敏感地区分布在沿海省份海南、上海和江苏,旱涝高暴露地区均分布在甘肃、河南、黑龙江,旱涝低适应力地区包括西南省份西藏、重庆、贵州和云南。总体而言,我国农业生态系统旱涝脆弱性呈现从中部向四周减弱趋势,中部省份河南和湖北属于旱涝高脆弱性水平,建议中部省份通过因地制宜调整农业生态结构,开发和采取针对旱涝灾害的应变种植、饲养和作物保护技术等措施来降低和适应其高脆弱性。     

南方夏旱期积云含水量和降水效率的云模式估算

在胡志晋二维对流云模式的物理框架上增加了对整块积云的含水量、地面降水量、降水效率的估算部分.改进后的模式模拟了福建夏旱期37 个降水个例,并估算出南方夏旱期冷云、混合云和暖云的含水量、地面降水、降水效率,其结果与湖南积云的实测值较接近.分析了含水量在关键时段的主要分布情况,为研究南方夏旱期积云的人工影响方法提供物理依据.     

SPATIAL DISTRIBUTION AND VARIATION TENDENCY OF DROUGHTS AND FLOODS IN HUNAN PROVINCE DURING THE PAST 36 YEARS

Using the 1970–2005 annual precipitation and evaporation data at 80 gauge stations across Hunan province, this work analyzes the spatial distribution and variation tendency of the local droughts and floods using linear regression, wavelet analysis, abrupt change, clusters, Empirical Orthogonal Function (EOF) and rotated EOF (REOF). Results show that there are four dry areas and three wet areas in Hunan. The whole province exhibits a moistening trend except some small areas in western, eastern and southern Hunan. The most prominent feature of annual precipitation is that the whole province basically displays a consistent variation tendency, as far as the dominant EOF mode is concerned. In addition, the spatial features of the other EOF modes include dry-wet differences, e.g. wet (or dry) in the north versus dry (or wet) in the south, wet (or dry) in the center and dry (or wet) in the surrounding areas. The distribution of the ratios of evaporation to precipitation exhibits both common features as well as spatial differences, which can be classified into four types: South Hunan, North Hunan, Northeast Hunan, and Central Hunan. There is an abrupt change from dry to wet patterns in the early 1990s. Generally, the drought-flood distribution presents variations of three periods. In the late 2000s, Hunan province will be in a period of drought, followed by a period of flood.     

新旧气候态的差异及其对江西气候业务的影响

利用1961—2022年江西74个气象站平均气温、最高气温、最低气温、降水量、相对湿度、平均风速和日照时数资料,对比分析了1991—2020年和1981—2010年新、旧气候态下气象要素差异,探讨气候平均值改变对气候影响评价和预测业务的影响。结果表明：新气候态下,江西省三类气温的年和季节平均值均上升,年降水量总体增加将弱化气温偏高、降水偏多的变化特征。年和季节平均风速距平山区减小而平原地区增大;年日照时数距平总体增加。极端高温年份减少,极端低温年份增多,其中平均气温和最低气温的极端高（低）温年发生概率的降幅（增幅）比最高气温更大。极端强降水年发生概率在赣西北、赣中大部、赣南西北部等地区夏季减少,赣南中南部地区冬季增大。全省历年极端日高温、低温和强降水事件发生站次总体减少。新、旧气候态的更替会对气候业务产生影响,如冬季气温偏冷的年份增加,偏暖的年份减少,需对冷、暖冬事件进行重新评估,夏季降水增多的变化特征减弱,将导致夏季降水预测量级和趋势发生改变。     

我国中北亚热带优质烤烟烟区气候相似性分析

利用1991—2020年我国中北亚热带不同烤烟烟区180个国家级气象站气候因子数据,根据影响优质烟叶生长发育的气候条件,分析气候差异性,探究烟叶生长发育的气象规律,应用主成分分析计算各气候因子的权重,依据气候相似原理,对湖北省两大烟区与周边烟区采用改进的欧氏距离作为相似度量指标,并与系统聚类结果进行相似性对比。结果表明:鄂西南、鄂西北、豫西、豫南、豫中、湘西、湘中烟区基本具备了生产优质烟叶的气候条件,除降水量外,其余各气候因子在不同发育期的差值伸根期最大,旺长期次之,成熟期最小。鄂西北和陕南烟区的气候因子最为接近,鄂西南和湘西、川东南烟区的气候因子具有高度相似性,从而为不同区域间借鉴生产经验、优化烤烟种植布局和开发特色优质烟叶提供理论依据。     

江西省汛期降水集中度和集中期时空分布特征

利用1961—2021年汛期（4—6月）江西省83个气象站点的逐日降水序列资料,计算了江西省汛期候尺度降水集中度（PCD）和集中期（PCP）,运用合成分析、趋势分析方法分析了江西省汛期降水的不均匀特征。结果表明：江西省PCD的变化区间为0.12—0.43,PCP的变化区间为5月第1候至6月第5候,说明江西省汛期降水较为均匀,但近年来降水有更集中的趋势。在空间分布上,赣南南部和赣北东部降水较为集中,降水集中期自南向北逐渐推迟,主要出现在6月中下旬。从变化趋势来看,PCP在赣南南部和赣中东部为偏早趋势,赣中北部和赣北地区有偏晚的趋势,PCD的趋势并不明显。多雨年PCD大值区主要在赣中地区,最大降水出现在6月;少雨年PCD大值区在赣北中南部和赣南东部地区,最大降水出现在5月。     

强热带风暴“碧利斯”（0604）极端降水研究回顾

强热带风暴“碧利斯”于2006年7月14日在我国福建省登陆,登陆后一路西行,在福建、浙江、湖南、江西、广东、广西多个省份产生强降水,其陆上维持时间之长、影响范围之广、降水极端性之强,在历史上极为罕见。“碧利斯”引发的降水主要有三个极值中心,分别对应着降水的三个阶段,其中第二阶段降水极端性最为突出,在湖南、江西和广东交界处发生了暴雨增幅,造成严重的洪涝灾害。为了更加全面地认识此次过程,本文对“碧利斯”产生极端降水的机制做了回顾总结,分别从有利的大尺度形势、中尺度系统的影响、地形作用、云微物理过程以及动力因子的诊断分析五个角度进行,最后对“碧利斯”极端降水区别于其他极端降水个例的机理以及进一步可能的研究方向进行了讨论。