CLDAS气温和降水产品在内蒙古地区适用性分析

中国气象局陆面数据同化系统（CMA Land Data Assimilation System,CLDAS）提供了高时空分辨率的陆面融合数据集,为精细化气象服务提供了重要的数据支撑,而数据的适用性评估是开展数据应用的重要基础。基于国家气象信息中心CN05.1格点观测数据和内蒙古119个国家级气象站观测资料,对CLDAS的2 m平均气温和降水产品在内蒙古地区的适用性进行检验评估,并与欧洲中期天气预报中心的ERA5(The Fifth Generation European Centre for Medium-range Weather Forecasts Re-Analysis)和英国的CRU TS(Climatic Research Unit gridded Time Series)再分析资料进行对比分析。结果表明：三种数据集均能很好地反映内蒙古年降水量和年平均气温空间分布特征,但对内蒙古大部地区降水量存在低估、平均气温存在高估现象,且CLDAS数据集还能够反映地形变化对气温和降水的影响。CLDAS和CRU TS的降水变率空间分布优于ERA5;CRU TS和ERA5的气温线性趋势与CN...     

两套新型高分辨率再分析降水资料在湖南年季尺度上的适用性评估

利用1979-2018年实测降水资料对同期中国区域地面气象要素数据集(China Meteorological Forcing Dataset,CMFD)、中国全球陆面再分析40年产品(CRA-40/Land,CRA-40)再分析降水资料在湖南省内的均值、年际变化和相关性等进行比较评估.结果表明:(1)在年平均降水分布...     

三种再分析气温降水资料在青藏高原的适用性评价

基于青藏高原61个区域级气象站的气温降水地面观测数据,对CMFD(中国区域高分辨率地区驱动数据集)、CRA(全球大气和陆面再分析资料)以及MERRA-2(大气再分析资料)数据集的日、月、季节以及年气温、降水数据进行精度对比分析,评估3套数据的准确性以及在青藏高原的适用性,结果表明：(1)3套年平均气温资料70%的R_MSE<4℃,其中CMFD拟合精度最高,2/3的站点R_MSE<2℃;CMFD和CRA对年降水的拟合精度较高,MERRA-2低估了高原中部的年降水量。(2)CMFD对季节平均气温整体拟合结果最好,尤其是气温较高的夏季和秋季;CRA在降水较为集中的夏季和秋季拟合结果最接近观测值,而在降水较少的春季和冬季CMFD拟合结果最好。(3)CMFD对月平均气温拟合结果整体上最接近观测值;月降水拟合结果与季节降水结果相似,CMFD对降水偏少月份拟合结果较好,CRA在降水偏多月份最接近观测值。(4)对61个区域站进行日尺度平均气温和降水数据精度评估,发现CMFD和CRA拟合效果最好,CMFD拟合趋势一致性好。     

多种降水再分析数据在长江流域的适用性对比

栅格格式降水产品相对于地面气象站观测资料有更好的空间监测能力,但是不同产品性能存在显著差异。本文评估了9种月尺度格栅降水产品TRMM、GPM、CMORPH、CHIRPS、ERA5、ERA5-Land、PERSIANN、PERSIANN-CDR、PERSIANN-CCS在中国的精度,从中择优选取5种较好的降水产品,利用XGBoost、随机森林和多元线性回归3种机器学习算法分别进行数据融合。研究发现,TRMM、GPM、CMORPH、CHIRPS、PERSIANN-CDR 5种产品具有相对较好的精度;在高海拔与干旱区域,降水产品的误差均明显增大。经过机器学习算法融合后,最优的XGBoost算法模型产品相关系数明显提升,均方根误差和偏差明显降低。3种算法各月均表现较高精度,其中XGBoost算法模型产品在夏季表现较好,而随机森林算法模型产品在冬季表现较好,且3种算法模型产品在不同区域均表现较高精度。和融合之前的5种原始产品比较,3种算法模型产品的精度均有提升。经过XGBoost算法融合后的产品在空间上相比较最优的原始GPM产品与气象站点插值产品具有更多的变化和局部降水细节信息。

     

三套再分析降水资料在中国区域的对比评估

利用1979-2018年实测降水资料对同期中国区域地面气象要素数据集（China Meteorological Forcing Dataset,CMFD）、中国全球陆面再分析40年产品（CRA-40/Land,CRA-40）再分析降水资料在湖南省内的均值、年际变化和相关性等进行比较评估。结果表明：（1）在年平均降水分布上,两套再分析资料对少雨区反映均较好,CMFD对湘西北、湘南地区降水分布反映较CRA-40好,而CRA-40对湘东地区降水分布反映好于CMFD。（2）CMFD资料和CRA-40资料的降水值绝对偏差均主要集中在0~50 mm和50.1~100 mm区间,CMFD资料分别占比56.8%和20%,CAR-40资料分别占比40%和35.8%。（3）在多年各季平均降水分布上,CMFD资料的四季平均降水均以大于实况值为主;CRA-40资料四季平均降水在湘北以负偏差为主,在湘南则以正偏差为主。（4）在年平均降水的年际变化上,两套资料各时段变化趋势均与实况一致,1979-1984年、1999-2010年年降水量呈减小趋势,1985-1998年、2011-2018年为增加趋势,对比各时段气候倾向率可知,CMFD降水资料较CRA-40更接近实况。（5）两套再分析资料的降水与实况降水的相关系数普遍在0.75以上,有90%以上的站点相关系数通过0.05显著性水平检验,再分析降水资料与实况降水资料的年际变率相关性在湘北和湘南地区最好、在湘中一带较差。

     

高分辨率降水资料在西南山地的适用性分析

文章以站点资料为观测场,以多源实况融合及GPM-IMERG降水产品为评估场,计算西南山地范围内降水数据的时间、空间技巧评分,并比较了几套资料在描述降水量及强降水频率方面的适用性。结果表明,在2019年汛期的大部分时段内,实况融合降水产品的空间评分较为稳定。三套资料在盆地西北侧及南部边缘地区时间评分均优于其他地区,但在盆地多云区GPM-IMERG产品的时间技巧评分低于实况快速融合降水数据。从强降水频率的描述上看,实况快速融合降水的空间分布与站点实测资料最为相似,但其反映的强降水频率与实测值相比偏小,GPM-IMERG产品则偏大。从降水量值的描述上看,实况快速融合降水与实况值相比偏小,而GPM-IMERG产品与实况值相比则偏大。     

内蒙古地区汛期降水气候分析与预报

内蒙古地区降水量主要集中在6－8月，并且在此期间降水量之年际变化很大，既易少雨干旱，亦易多雨洪涝，这是我区防旱防汛之关键季节。为此，根据全区6－8月总降水量的地区分布，将内蒙古地区汛期降水分为4类，进行气候分析，并将其作为预报对象，用转换概率统计预报方法做分类预报，在1989－1991年3年的实际预报中使用，效果较好。     

三种再分析地表温度资料在青藏高原区域的适用性分析

利用气象台站观测地表温度,比较和分析了ERA-Interim、NCEP/NCAR和NCEP/DOE再分析地表温度资料在青藏高原的适用性.结果表明:三种再分析资料都揭示了青藏高原地表温度的基本特征,并较好地描述了高原地表温度的季节变化和年际变化特征;但三种再分析资料都比观测地表温度明显偏低,且对地表温度的长期变化趋势估计不足.比较而言,ERA-1nterim再分析地表温度产品在青藏高原的适用性最好,与观测地表温度的相关最显著,且能较好地反映高原地表温度的异常变化强度,可作为研究高原地表温度年际变化的代用资料;而NCEP/NCAR和NCEP/DOE 再分析地表温度产品在青藏高原的适用性不佳,其适用时段和适用区域需要进一步考察.     

干旱严重指数(DSI)在内蒙古地区的适用性分析

利用MODIS遥感产品计算内蒙古地区2000-2019年植被生长季的于旱严重指数(DSI),并结合气象干旱综合指数(MCI)、植被状态指数(VCI)等干旱指数和典型干旱过程,对DSI在内蒙古地区的适用性进行分析.研究表明,DSI与MCI、VCI的平均相关系数为0.509和0.839,分别通过0.05和0.01的显著性检...     

GPM反演降水数据IMERG在浙江省的适用性研究

【目的】为了研究全球降水测量计划（GPM）综合多卫星检索降水产品（IMERG）在浙江省的适用性。【方法】以浙江省为研究区域,基于浙江省自动观测站降水数据,利用相关系数、均方根误差、相对偏差、分类指数统计法分别从年尺度、季尺度、月尺度、日尺度以及小时尺度GPM在浙江省的适用性。【结果】（1）春、秋、冬季的GPM和自动站对应效果远好于夏季,月尺度、日尺度、小时尺度下GPM和自动站降水数据对应效果较好,但整体上存在高值区略低估、低值区略高估现象;（2）年尺度与季尺度下GPM与自动站降水平均值的变化趋势一致,但GPM降水平均值较高,其中秋季表现最好;（3）年、月、日3个尺度下,尺度越精细化,相关系数越高、相对偏差越小,均方根误差越小;小时、日、月3个尺度下,降水阈值越低,产品尺度越粗糙,估测能力越高;降水阈值越低,产品尺度越精细,误报降水的比例越低;降水阈值越低,综合探测能力越高;（4）在小时尺度下,在0.5~1 mm·h-1区间,GPM虽然对降水事件略有高估,但拟合效果较好。【结论】综合来看,GPM日尺度降水数据产品精度在浙江省有较大应用潜力。     

2009年初内蒙古降水分布特征与成因

利用观测资料及NCEP再分析资料对2009年1—2月内蒙古地区降水异常的成因进行了初步分析。结果表明：2009年1—2月内蒙古西部、中部、东部偏南地区降水明显偏少,内蒙古东部偏北地区降水出现一定程度的增加。500 hPa高度距平特征表现为：以45°N为界,其南北两侧分别为正负距平区。这一环流特征是导致内蒙古东部偏北地区降水增多的原因之一,但对内蒙古中西部及东部偏南地区的降水异常并没有决定性的影响。内蒙古中部地区湿度条件和动力抬升条件均不利于降水,因而形成异常干旱;内蒙古东部偏南地区动力抬升条件有利于降水,但湿度条件不利于降水,实况降水的减少表明湿度条件是影响该地区降水的关键因素;内蒙古东北部地区湿度条件接近常年,而动力抬升条件明显有利于降水,因而导致降水增多。     

近40 a呼伦贝尔市暴雨时空变化特征分析

利用2015-2017年GPM-IMERG逐日降水产品与内蒙古119个气象站点降水数据进行对比,分析GPM-IMERG的适用性,为其在内蒙古地区的应用研究提供科学依据。分析表明：（1）GPM-IMERG捕捉降水日的准确度为74.3%,忽略非降水日的准确度为85.5%,对晴雨判别的总体误差随纬度增加而增加。（2）GPM-IMERG在内蒙古地区平均误差为正和为负的站点数量大体相当,平均绝对误差为4.1 mm,空间上呈现出自东南向西北递减分布。（3）GPM-IMERG在少量降水时存在对降水量的高估,而在较大量级降水时存在对降水量的低估。当降水量大于等于25 mm时,GPM-IMERG比气象站点降水平均偏少30%以上。（4）各盟市GPM-IMERG与站点降水的相关系数均能通过0.01的显著性水平检验,其中赤峰市的相关系数最高、乌海市最低。不同季节中,夏季的相关系数最高而春季的相关系数最低。对于不同植被类型来说,高植被覆盖区的GPM-IMERG与站点降水的斜率更加接近1,且相关系数也更高。

     

降尺度方法在安徽省月降水量预测中的试用

基于NCEP/NCAR 500 hPa高度场、T63月动力延伸预报500 hPa高度场和安徽省降水资料,依据动力预报产品释用方法中所建立的月降水距平百分率预报方程,从月和旬两种不同时间尺度以及固定资料和选择资料来反演方程系数共4种降尺度方法来预报安徽省20个代表站月降水。1995—2005年11 a的回报检验表明了4种方法都具有较好的预报能力,从旬时间尺度较月尺度来预报月降水具有优势,在汛期和汛期降水偏多年更为明显。     

内蒙古地区植被对气候变化的响应

植被作为表征陆地生态环境变化的指示器,其对气候变化的响应研究已成为当前全球变化领域的主要内容之一。基于1982—2012年归一化植被指数(NDVI)和同期观测温度和降水资料,分析了内蒙古地区植被对气候变化的响应。研究表明,1982—2012年,植被指数总体呈波动变化,且区域差异明显。从年际变化来看,植被受降水影响明显;年内变化上,气温对植被的作用明显。内蒙古不同区域植被对气候的响应方式不同,其中内蒙古东北部地区对气温和降水的响应无滞后时间,其余地区对气温和降水的滞后时间为1个月。     

内蒙古春季降水的气候特征及预测思路

采用1961—2016年春季(3—5月)内蒙古逐月降水资料,应用统计相关分析、REOF,对比分析等方法分析研究了内蒙古地区春季降水类型的气候特征以及海洋和大气环流特征。可以发现,内蒙古春季降水具有明显的地域性特征,分为4个类型:全区偏少型,全区偏多型,中西部偏多、东部偏少型,东部偏多、中西部偏少型。研究结果说明,春季降水的大气环流形势受ENSO事件影响。AO的正、负位相对内蒙古不同地区造成不同影响,正位相时有利于中西部降水偏多,负位相时有利于东部偏多。西伯利亚高压偏强,东亚大槽偏弱、偏西,冬季青藏高原积雪偏多,西太平洋副热带高压偏强、偏西,降水落区处在低压槽后,冷空气较为活跃,配合暖湿水汽输送条件,冷暖气流在内蒙古地区交汇便形成多雨区;反之亦然。研究结果对预报员预测思路具有预测指导意义。     

内蒙古马铃薯干旱风险区划

利用1979—2013年内蒙古73个旗县气象站资料、历史干旱资料、马铃薯产量数据和社会属性数据等,通过内蒙古中西部和东部地区全生育期的降水负距平百分率与相对气象产量二者建立的回归方程,结合农业干旱等级和降水距平百分率气象干旱等级国家标准,得到了马铃薯轻旱、中旱和重旱的等级指标,确定了干旱致灾因子的危险性,结合承灾体的脆弱性、孕灾环境的暴露性和地区的防灾减灾能力的评价指标体系,利用地理信息系统（GIS）的空间分析功能,对内蒙古马铃薯干旱风险进行评估与区划。研究结果表明:高风险区主要分布在鄂尔多斯市东北部、呼和浩特市南部和北部、乌兰察布市大部和锡林郭勒盟南部地区,所占面积比例为19.1%;中风险区主要分布在呼和浩特市部分地区、赤峰市中部和南部、通辽市西北部、兴安盟东北部、呼伦贝尔市北部地区,所占面积比例为20.1%;干旱较低风险区主要分布在赤峰市西部和北部、通辽市东南部、兴安盟西南部、呼伦贝尔市东南部地区,分布区域面积最大,所占比例为41.0%;低风险区主要分布在灌溉区域,包括河套灌区和辽河流域,所占面积比例为19.8%。     

《内蒙古气象》来稿中常见问题分析

针对目前科技论文写作出现的问题,选取了《内蒙古气象》2010年第6期到2011年第5期共121篇论文,主要采用记录和统计手段对来稿出现的常见问题进行了分析。分析结果显示,论文写作存在的问题主要集中在论文撰写格式和规范化程度、叙述的合理性、推理的逻辑性、写作的条理性和表达的准确性等方面。     

内蒙古植被NDVI变化特征分析

对植被状况和植被覆盖的研究可以反映植被受环境条件影响产生的时空变化。文章根据GIMMS-NDVI数据集1982—2006年影像数据,分析内蒙古农田、森林、草原三种植被类型NDVI年内、年际的变化趋势以及植被覆盖变化特征的空间差异。各植被类型变化曲线都呈现4—7月NDVI激增,8—10月NDVI猛降,冬季农田、草原植被覆盖接近裸土的特点。农田夏季NDVI平均值的历年线性变化趋势通过显著性检验,森林夏季NDVI平均值呈现下降的趋势,草原夏季NDVI平均值呈现上升的趋势,但都不显著。