黄河内蒙古段凌汛的危害及其气候地理成因

黄河内蒙古段地处黄河流域的最北端,由于特定的地理位置、河道形态和水文、气象条件的组合,几乎每年都产生凌汛现象,所形成的灾害危害巨大,因此防凌历来是防汛部门的重要工作任务。本文对此进行了粗浅的分析和介绍。     

内蒙古黄河凌汛灾害及其防御

凌汛是内蒙古黄河沿河地区频繁发生的一种气象衍生灾害, 黄河贯穿内蒙古中西部大部地区, 凌汛灾害对这些地区的社会经济发展和人民生命安全造成很大威胁。该文从凌汛灾害的基本特点、形成原因、易发时段、发生趋势预测、风险评估和防御对策等方面进行分析。研究表明:凌汛是内蒙古黄河沿河地区特有的气候特点和地理特点双重作用的一种自然灾害; 凌汛灾害只是在特定地区和黄河开河和封河的特定时段内出现; 随着全球气候变暖, 开河日期逐年提前, 封河日期逐年推后, 而流凌期的不断延长, 及气温冷暖异常波动, 增加了黄河凌汛的自然风险。针对凌汛灾害的特殊性, 结合防御现状, 应从工程性和非工程性措施两方面加强防御能力建设。     

三峡坝区气温日变化特征

利用1992～1998年三峡气象站逐月逐日逐时气温订正资料。分析了三峡坝区逐月,不同天气状况时的气温日较差,最高和最低气温出现时间,20时气温与14时气温差值等;利用08、14、20时气温计算白天平均气温,并与12小时白天平均气温进行比较,结果表明两者相差较小,计算方法可行。     

EOS/MODIS资料在监测黄河内蒙古段凌汛中的应用

利用EOS/MODIS资料,结合野外实地调查,对黄河内蒙古段凌汛开展了有效的监测,并进行了业务实践.结果显示:利用MODIS的NDSI、B2、B26和B31资料可以对凌汛开河时期实现有效的监测.而在封河时期由于受到分辨率的影响不能实现监测的目的.     

黄河下游凌情变化的气象成因分析

概述黄河下游凌汛,分析了气温时空差异与凌汛形成和凌情变化的关系,根据冬季气温变化过程特点,并结合1968－1969年度凌汛实例,分析讨论了气温变化过程对凌情的影响。     

黄河宁蒙河段封河和开河预报方法初探

利用气象和水文等实测资料，在系统地分析黄河上游宁蒙河段凌汛特征及物理成因的基础上，选取与封、开河预报因子密切相关的因素进行统计分析发现：影响封河最主要因素是气温的变化，旬平均温度〈-5℃，河流封冻；开河无确定的临界气温指标，而与隆冬1—2月累积负积温有明显负相关性。利用车贝雪夫多项式展开得到预报因子，采用数理统计逐步回归分析方法进行分析计算，分别建立了宁蒙河段封、开河日趋势统计预报模型。预报结果验证具有较好的预报效果。     

基于CMIP6模式的黄河流域宁夏段未来气温变化预估研究

为预估黄河流域宁夏段不同地区未来气候特征及其变化趋势,利用宁夏区内19个国家气象站观测资料和CMIP6(Coupled Model Intercomparison Project 6)模式数据,在检验CMIP6模式对宁夏气温模拟能力的基础上,对不同情景下宁夏引黄灌区、中部干旱带和南部山区未来气温变化进行预估。结果表明：(1)CMIP6大部分模式对黄河流域宁夏段年平均气温模拟能力较好,空间相关系数为0.603～0.930,时间相关系数为0.381～0.782,多模式集合优于单个模式模拟效果。(2)在SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0、SSP5-8.5 4种情景下,预计2021—2099年黄河流域宁夏段年平均气温均呈明显增温趋势,增温速率为0.09～0.68℃·(10 a)^-1。不同情景下增温速率差异明显,SSP1-2.6情景下呈减小趋势,SSP2-4.5情景下先增后减,SSP3-7.0情景下呈“增大、减小、增大”特征,SSP5-8.5情景下呈增大趋势。(3)预计4种情景下21世纪30年代引黄灌区、中部干旱带和南部山区年平均气温分别达10.91～11...     

黄河宁蒙河段凌汛特征及成因分析

利用NCEP1°×1°的6小时分析资料、常规气象观测资料和水文观测资料,对黄河上游宁夏和内蒙古河段封、开河期的凌汛灾害特征和成因进行了天气动力学和热力学综合分析。结果表明:宁蒙河段凌汛灾害是特定的气象、地理和水文条件所造成的;封河主要是在经向型、开河在纬向型的有利大尺度环流形势下,与冷暖空气的侵入、气温剧烈降升、大气与水体对流失热和增热密切相关;气温的变化取决于温度平流和非绝热因子的作用,冷暖空气的强弱则取决于涡度平流的作用。     

贵阳市气候变化及其近20a气温演变特征

利用贵阳站57 a逐日气温资料应用m-k检验法,并利用贵阳市其余7个站点,分析贵阳地区气温在57 a内的变化特征,并着重分析了20世纪90年代和21世纪初,贵阳地区在气温上的变化。结果表明,与全国的变化相类似,贵阳地区在近57 a一直呈波动上升趋势,并通过了显著性检验,但在2001年前后出现了明显的突变,通过比较突变前后10 a内日平均温度在各温度区间的分布情况,分析造成这种突变的原因。另一方面,从积温的角度分析了贵阳地区近57 a的变化情况。     

气候变化背景下宁夏冬季气温月尺度变化特征

基于宁夏20个气象站1961—2018年气象观测资料,利用季节经验正交函数(S-EOF)分析宁夏冬季气温月尺度变化特征。结果表明:宁夏冬季气温S-EOF分析第1模态各月空间型均表现为全区一致型;第2、第3模态各月空间型呈冷暖交替的分布特征。其中第2模态12月空间型表现为偏冷(暖)时1、2月表现为偏暖(冷)特征;第3模态12月及1月空间型偏暖(冷)时2月为偏冷(暖)特征。第2、第3模态时空分布与12月至次年2月乌拉尔山高压脊、西伯利亚高压、东亚大槽月尺度上的强弱调整过程存在很好的对应关系,当乌拉尔山高压脊和东亚大槽偏强、西伯利亚高压增强时,有利于对应月份气温偏低,反之亦然。     

黄河凌汛及其预报研究

分析了黄河内蒙古段凌汛的特点及凌灾的成因，指出黄河凌险与黄河中上游的降水状况、冬季结冰状况及开春后的融冰速度有密切关系。依据成灾物理因素，给出了判定河套凌险状况的凌险指数，据此可对黄河凌险进行预警。确定了黄河封河的临界温度指标，得出了制作黄河开河日预报的技术方法。     

气候变暖对宁夏引黄灌区春小麦生产的影响

 对宁夏引黄灌区10个观测站1961-2004年春小麦生长发育期（3月上旬至7月上旬）的气温进行分析,结果表明：宁夏引黄灌区春小麦生长期的气候明显变暖。t检验结果表明,春小麦生长发育期日平均气温的突变发生在1989年,突变后的气温比突变前升高了0.7℃。在春小麦生长发育各阶段,气温都有所升高,但没有超出春小麦生长发育的适宜温度范围。引黄灌区春小麦的温度敏感系数在3月中旬至4月上旬及5月上旬至6月上旬为正值,这两个时段的气候变暖有利于春小麦生产;6月中旬至7月上旬及4月中下旬温度敏感系数为负值,这两个时段的气候变暖不利于春小麦生产。总体而言,气候变暖对春小麦单产的贡献为-2.6%。     

气候变暖对宁夏引黄灌区春小麦生产的影响

对宁夏引黄灌区10个观测站1961-2004年春小麦生长发育期（3月上旬至7月上旬）的气温进行分析,结果表明：宁夏引黄灌区春小麦生长期的气候明显变暖。t检验结果表明,春小麦生长发育期日平均气温的突变发生在1989年,突变后的气温比突变前升高了0.7℃。在春小麦生长发育各阶段,气温都有所升高,但没有超出春小麦生长发育的适宜温度范围。引黄灌区春小麦的温度敏感系数在3月中旬至4月上旬及5月上旬至6月上旬为正值,这两个时段的气候变暖有利于春小麦生产;6月中旬至7月上旬及4月中下旬温度敏感系数为负值,这两个时段的气候变暖不利于春小麦生产。总体而言,气候变暖对春小麦单产的贡献为-2.6%。     

黄河源区未来地面气温变化的统计降尺度分析

大气环流模式(GCMs)模拟预测的气候变化情景,必须经过降尺度处理后才能得出次网格尺度上未来气候变化的时空分布细节,才能满足评估气候变化对资源、环境和社会经济等影响的需要.本文在简单介绍了目前降尺度模型的研究现状后,重点分析了统计降尺度方法的优缺点及适用性,并应用黄河源区7个站点1961-1990年的实测地区最高气温和最低气温资料,对统计降尺度模型(SDSM)的应用进行了分析和验证.首先利用SDSM建立大尺度气候要素和地面气温变量间的统计转换关系,确定模型应用的预报因子变量,然后用独立的观测资料验证模型的可靠性,最后把建立好的统计关系应用于英国Hadley中心海气耦合模式(HadCM3 SERS B2)的输出,分别生成了黄河源区7个站点未来3个时段2020s,2050s和2080s的气温变化情景.在此基础上,应用Arc/GIS的Kriging插值方法获得整个区域的气温变化情景进行分析.结果表明,日最高气温模拟值随时间推移增幅很快,3个时段(2020s,2050s和2080s)的平均气温变化情景分别为1.34,2.60和3.90℃,而日最低气温变化相对不明显,3个时段的平均气温变化情景分别为0.87,1.49和2.27℃.表现在每个季节和每个月的变化情景又各不相同,日最高气温以春季和秋季变化最显著,而日最低气温则以夏季和秋季的变化最为明显.     

黄河流域1961—2010年极端气温指数的时空变化特征

根据黄河流域67个气象观测站1961—2010年逐日气温资料,采用线性回归分析和M-K检验等方法,研究了黄河流域6个核心极端气温指数的时空变化特征。结果表明:1)黄河流域平均最高气温、平均最低气温、暖日阈值和冷夜阈值均呈现显著的上升趋势,上升速率分别为0.28℃/10a、0.37℃/10a、0.19℃/10a和0.60℃/10a;气温日较差呈现不显著的下降趋势,下降速率为0.08℃/10a;霜冻日数以3.36天/10a的速率呈现显著下降趋势。2)平均最高气温与平均最低气温(暖日阈值与冷夜阈值)的上升呈现明显的不对称性,这是引起气温日较差下降的主要原因,而黄河流域变暖和霜冻日数的减少主要是由平均最低气温的快速上升引起的。3)在空间上,黄河流域变暖趋势较为显著的区域为呼和浩特、乌拉特中旗、包头、惠农、鄂托克旗、东胜一带和绥德、离石、太原、太谷、延安、延长、隰县、吉县一带。4)黄河流域6个气温指数的年内变化以冬季最为明显,而且变化趋势显著,冬季变暖对黄河流域年内气温升高贡献最大。     

黄河上中游径流对气候变化的敏感性分析

利用月水文模型, 采取假定气候方案, 分析了黄河上中游径流对气候变化的敏感性。 结果表明, 径流对降水变化的响应敏感, 对气温变化的响应相对较弱, 如气温不变, 降水增加 10 %时, 径流量约增加 17%。 如降水不变, 气温升高 1 ℃, 则径流减少 5 %左右。 在区域上分布, 中游较上游对气候变化更为敏感。