21世纪初青海省牧区雪灾的变化特征分析

利用1961—2017年青海省主要牧区积雪深度资料,分析雪灾变化特征,结果表明:1961—2017年青海省主要牧区雪灾以微弱趋势增加,倾向率为0.438次/10a;特大灾微弱减少,倾向率为-0.014次/10a,轻灾、中灾、重灾以微弱趋势增加,增加趋势不明显;1961—2000年青海省主要牧区各级雪灾呈显著增加趋势,2001—2017年呈减少趋势;唐古拉地区、巴颜喀拉山地区、阿尼玛卿山地区、环青海湖地区1961—2000年均呈增加趋势,除唐古拉地区外,其它增加趋势显著,2001—2017年呈减少趋势,减少趋势不显著;1961—2000年、2001—2017年全省平均发生雪灾9.7站次、7.9站次,2001—2017年较1961—2000年减少1.8次。全省和各区均呈减少趋势。     

青海省春季降水变化特征研究

利用青海省37个测站1959-1999年春季(3—5月)降水资料,采用EOF、RFOF及波谱分析等方法,对春季降水异常空间结构及时间演变特征做了研究。分析发现青海省春季降水异常变化主要表现为东部农业区、柴达木盆地、青南高原、祁连山区、小唐古拉山5种空间型。从各气候区的春季降水时间变化趋势看：除柴达木盆地的德令哈从80年代降水呈下降趋势外,其余地区的降水从80年代呈不同程度的上升趋势。从波谱分析可知,青海省春季降水的变化以短周期为主。     

2013年春季青海省干旱特征及成因分析

2013年入春以来,新疆高压脊长期控制青海省上空,北方冷空气活动路径偏北,南方暖湿气流不易北上。受此影响,青海省春季总体降水异常偏少,气温异常偏高,无降水日数时间异常偏长,北部及青南部分地区气象干旱长时间维持并持续发展,其中海北大部出现50年一遇特大气象干旱,西宁大部出现25年一遇严重气象干旱,全省重度、特度气象干旱面积一度居全国第一位。对当地农牧业生产造成了较大影响。     

21世纪初中国北方地区植被变化特征分析

利用增强型植被指数(EVI)作为植被活动的指标, 用MODIS-EVI时间序列数据定量分析了2000～2009年间中国北方地区EVI的变化规律。结果表明:1)21世纪初中国北方地区植被覆盖总体改善, 局部退化, 10年来区域年平均EVI增加5.97%;2)逐季节平均EVI均呈现上升趋势, 春季、秋季上升幅度小, 夏季、冬季上升幅度大;3)中国北方地区植被稀少的区域呈减少趋势, 同时单位面积EVI增加, 植被生长更加茂盛;4)中国北方地区EVI变化空间异质性大。东北平原、华北平原、黄土高原和新疆农业区显著增加, 东北和西部部分地区植被退化。     

青海省大气可降水量变化特征的探空数据分析

利用Microsoft Visual Basic 6.0编制了MICAPS格式探空数据反演大气可降水量程序,通过对2010²012年青海省大气可降水量数据的分析,得出青海省大气可降水量变化具有以下特征:大气可降水量月变化特征呈单峰分布,7、8月份位于峰值区域,7月末开始大气可降水量为减小趋势,1、2、12月份大气可降水量处于低值区;青海省大气可降水量季变化特征呈单峰分布,最大大气可降水量值出现在夏季,最小值出现在冬季;青海省大气可降水量呈由西南向东北逐渐增大的空间分布特征;海拔高度与大气可降水量呈反相关关系,相关系数为-0.8399;大气可降水量与降水量总体变化趋势相同,但大气可降水量不是降水形成的决定因素。     

青海省大气可降水量变化特征的探空数据分析

利用Microsoft Visual Basic 6.0编制了MICAPS格式探空数据反演大气可降水量程序,通过对2010—2012年青海省大气可降水量数据的分析,得出青海省大气可降水量变化具有以下特征:大气可降水量月变化特征呈单峰分布,7、8月份位于峰值区域,7月末开始大气可降水量为减小趋势,1、2、12月份大气可降水量处于低值区;青海省大气可降水量季变化特征呈单峰分布,最大大气可降水量值出现在夏季,最小值出现在冬季;青海省大气可降水量呈由西南向东北逐渐增大的空间分布特征;海拔高度与大气可降水量呈反相关关系,相关系数为-0.8399;大气可降水量与降水量总体变化趋势相同,但大气可降水量不是降水形成的决定因素。     

基于SPI的青海省春季干旱时空演变特征及环流诊断

利用青海省非常年干旱区39个气象站1981—2017年春季逐月气温、降水资料,采用标准化降水指数(SPI),探讨青海省不同功能区春季干旱频率、干旱站次比的时空演变特征,并着重分析影响青海省不同功能区春季旱涝分布的环流异常特征。结果表明:春季青海省干旱发生频率在18.9%～40.5%之间,干旱站次比以4.9%·(10 a)~(-1)的速率下降,各功能区均呈现增湿特征,增湿幅度最大的地区为青南牧区,其标准化降水指数(SPI)线性倾向率为0.23·(10 a)~(-1)。春季影响青海省南、北部地区旱涝分布的500 hPa环流系统配置总体一致(偏涝年欧亚中高纬呈"正、负、正"分布形势,中国大部地区形成西低东高的配置,偏旱年相反),但中高纬度极涡强弱对北部地区旱涝分布影响较明显,中低纬度西亚槽对南部地区旱涝形势的影响较大。春季SPI与前冬(前一年12月至当年2月)的副热带西风急流位置存在明显负相关,前冬中东急流指数与SPI的相关性较东亚急流更显著(中东急流指数、东亚急流与SPI相关系数分别为-0.514和-0.332),前冬副热带西风急流位置若较常年偏南,则次年青海省发生春旱的可能性很大。     

21世纪初澜沧江流域夏季降水的突变及相应的大气环流异常特征

基于台站资料和三套格点化降水资料,分析了21世纪初澜沧江流域夏季降水的年代际变化特征,并着重研究了其在不同月份的特点以及可能带来的旱涝风险。分析结果发现:澜沧江流域夏季降水发生了显著的年代际变化,在2002年前后,澜沧江流域夏季降水量经历了由多到少的年代际突变,且该突变主要发生在流域的中、下游。同时,在夏季的不同月份,降水的年代际变化也具有不同的特点,主要表现为:初夏(6月)降水量明显减少,而盛夏(7月)降水略有增加,且7月降水呈现集中的趋势。夏季降水量在时间分布上的变化使得澜沧江流域中、下游湿季明显缩短,进而对流域旱涝灾害产生显著的影响,主要表现为:使流域6月干旱频率增加,初夏干旱风险加大,7月极端强降水的发生频率增加,盛夏洪涝风险加大。进一步对突变前、后的水平环流场进行对比分析发现:2002年以后,澜沧江流域6月对流层低层有偏北风异常,不利于西南季风的向北推进,对流层高层有辐合异常,不利于降水的发生。在孟加拉湾地区对流层低层有明显的偏东北风异常,高层有偏西风异常,表明孟加拉湾季风偏弱,不利于印度洋和孟加拉湾向流域的水汽输送,不利于降水的形成。在这样的高、低层异常环流系统的配合下,2002年以后6月降水量显著减少。     

中国南方春季大尺度大气水汽汇时空变化特征

用1958-2004年NCEP/NCAR再分析资料分析了中国南方春季大尺度大气水汽汇的时空变化特征。结果表明：华南中东部、广西北部-湖南西部-贵州东部地区是中国南方春季水汽汇的两个主要变异中心区。华南中东部春季水汽汇具有明显的年际和年代际变化特征,并以年代际方差占优;广西北部-湖南西部-贵州东部地区春季水汽汇以年际变化为主。华南中东部以及广西北部-湖南西部-贵州东部地区水汽汇的强度异常与东亚上空水汽输送异常导致上述地区垂直积分的水汽通量辐合的异常密切相关,当中国南方上空有西南（东北）风水汽通量距平,即西南风水汽输送增强（减弱）时,则上述地区上空的水汽汇偏强（偏弱）。     

黄土高原春季干旱时空分异特征

采用基于相对湿润度的干旱指数分析方法和黄土高原1961 2010年气候要素资料,研究了黄土高原春季干旱时空变化、异常分布和次区域演变特征。结果表明:1961 2010年黄土高原春季干旱强度变化呈现明显中心区域强、周边区域弱的分布特征,其中中部腹地干旱强度增加趋势倾向率最大,中部周边干旱强度增加次之,东北部和西部边缘呈减弱趋势。研究区不同区域春季干旱强度呈同位相变化是干旱变化的首要空间分布模态,异常中心区域在陕北、陇东及宁夏西南部。东西部反相位分布模态反映了黄土高原东西部所受大气系统影响差异性的特征。根据载荷向量不同模态空间异常分布型,可将春季干旱划分为西北部型、东北部型和南部型等3个次区域异常型,南部春季干旱强度时间序列呈显著增强趋势,其由弱变强的突变点出现在1977年,西北部和东北部干旱强度也呈波动增强趋势,但未通过显著性检验,没有突变。西北部和南部春季干旱指数存在显著的3~4年振荡周期,东北部存在显著的5~6年振荡周期。     

东北地区春季沙尘天气变化特征及其与大气环流变化的关系

利用1961—2016年东北地区72个气象站沙尘天气观测资料以及NCEP/NCAR再分析资料,分析了东北地区春季沙尘天气的时空变化特征、气候趋势及突变特征及大气环流对沙尘天气频次的影响。结果表明:1961—2016年东北地区春季沙尘天气日数具有西部多东部少、平原多山地少的地域分布特征;东北地区春季沙尘天气以及扬沙、沙尘暴、浮尘均呈显著减少趋势;沙尘天气日数在1985年前后发生突变,突变后沙尘天气平均日数较突变前减少了3 d。当500 hPa距平场上贝加尔湖及中国东北地区大部分地区为负距平区、巴尔喀什湖附近为正距平中心,且地面西伯利亚高压面积偏大、位置偏东,中国西北、华北地区气压比常年偏低时,东北地区沙尘天气异常偏多;当贝加尔湖及中国大陆的大部分地区为正距平,贝加尔湖附近为正距平中心,且地面西伯利亚高压面积偏小、位置偏西,中国北方大部分地区气压比常年偏高时,东北地区沙尘天气异常偏少;56 a来北半球极涡面积和亚洲区极涡面积减少以及极涡强度减弱,是导致东北地区春季沙尘天气减少的原因之一。     

北半球春季大气臭变化特征及其对大气温度和环流场的影响

基于大气自忆性观点 ,引进记忆函数 ,可构造一个差分 -积分方程 ;称之为自忆性方程 ;给出了此方程的球谐表达式及其离散计算公式 .以 T42 L9谱模式为动力核 ,建立了一个全球自忆 T42谱模式 (SMT42 ) .用实际资料进行了逐日至 1 5天积分试验计算 ,表明对于 50 0 h Pa中期数值天气预报 ,SMT42比 T42的均方根误差小得多 ,同时 SMT42对距平相关系数也有所提高 ,这为中期数值天气预报提供了一种有潜力的新途径     

北半球春季大气臭氧变化特征及其对大气温度和环流场的影响

该文利用美国1978～1993年TOMS臭氧资料以及NCEP提供的全球再分析资料,研究北半球大气臭氧变化特征及其对大气温度和环流的影响.研究表明1987年前后北半球40°N以北的中高纬地区春季大气臭氧柱总量的趋势变化存在明显的突变,大部分地区突然减少,与其相对应的对流层(平流层)平均温度突然升高(降低),300 hPa(30 hPa)层位势高度也突然增高(下降).但是在北大西洋北部和哈德逊湾地区大气臭氧柱总量却突然增加,与其相对应的对流层(平流层)平均温度突然降低(升高),300 hPa(30 hPa)位势高度突然下降(增高),平均温度突然升高(降低 )1～2°C.研究还表明,大气温度和环流的趋势变化主要是由于大气臭氧的趋势变化所引起.另一方面,在同一地区1979～1992年春季大气臭氧柱总量强弱异常年的大气温度场和环流场的差异也存在相同的分布特征,这一事实进一步说明大气臭氧柱总量的多少是决定大气温度场和环流场差异的重要原因.     

重庆市春季干旱时空分布特征研究

根据有关干旱计算方法，对重庆市各区，县（市）春旱发生频率，分布情况以及开始期，结束期，持续时间等进行了系统研究，并利用区域干旱指数，系统地分析了重庆市区域性春旱的时间变化特征。     

春季南支槽变化特征及其与降水和大气环流的关系

利用NCEP/NCAR月平均再分析资料,结合国家气象信息中心提供的1961-2007年4月中国596个测站月降水量资料,采用小波分析、相关分析和合成分析等方法,定义了春季南支槽强度指数和东、西位置指数,讨论了近60年两个指数的变化特征及其与中国同期降水和大气环流的关系。结果表明,春季南支槽总体呈强度减弱、位置逐渐西移的趋势。春季南支槽强度指数值越小(大),则南支槽越强(弱);春季南支槽位置指数值越大(小),则南支槽位置越偏东(西),出现长江中游及其以南部分地区降水越多(少),而西南的部分地区降水越少(多)的现象。另外,对两个指数与大气环流的关系分析表明,强度指数和位置指数与环流的关系比较显著,能够合理地给出中国降水差异的原因。     

北半球春季大气臭氧年际变化特征及其对大气温度和环流场的影响

北半球春季中高纬地区大气臭氧总量具有明显的年际变化，正（负）异常时，与其相应对的流层平均温度、位势高度场均为负（正）异常，平流层异常情况相反，北大西洋地区大气臭氧年际异常与其他地区正好相反，这是区别大气臭氧与其他温室气体影响的重要标志。     

21世纪初中国北方半干旱区土地利用变化对地表温度的影响

利用区域模式WRF(Weather Research and Forecasting)模拟分析了21世纪初期2001~2010年中国北方半干旱区土地利用变化对地表温度影响,通过给出区域尺度的人类活动影响气候变化的定量表达,有助于我们理解中国北方半干旱区气候变化的归因,也将对我国科学规划土地利用、合理开展有序人类活动具有一定的参考价值。研究结果表明:农田扩张、植树造林和草地恢复3类土地利用与覆盖变化(land use and cover change,LUCC)现象对格点尺度多年平均温度的影响均呈现负效应。农田扩张导致当地多年平均温度降低0.11°C,夏季和冬季分别降温0.39°C和0.06°C。植树造林格点的多年平均温度降低0.33°C,冬季强于夏季,冬季平均温度减小0.24°C,夏季减小0.15°C。草地恢复使得格点年平均温度降低0.41°C,夏季降低0.58°C,冬季减小0.51°C。LUCC对最低温度的影响强于最高温度,并且由于最低温度减小使得大部分地区日较差显著增大。LUCC导致的局地温度变化与同期背景温度的变幅相当,但对区域平均温度的影响很小。一方面由于LUCC格点占区域的面积很小,另一方面由于正、负温度效应在区域平均的过程中相互抵消,使得LUCC对区域温度变化的影响微乎其微,21世纪初期现实LUCC对地表温度的影响主要限于局地。     

东北5月降水在21世纪初的年代际变化及可能成因

基于1961—2015年东北地区的台站降水观测资料及全球环流和海温再分析资料,利用统计分析、物理量诊断等方法,探讨了东北5月降水的年代际变化,及其与大气环流和海温外强迫的关系。研究发现,东北5月降水具有和东北盛夏降水明显不同的年代际变化特征,在20世纪80年代中期至90年代初处于年代际偏少阶段,而在21世纪初转变为年代际偏多阶段。东北5月降水在21世纪初的年代际变化主要由5月东北亚低压强弱的年代际变化造成,在21世纪初,东北亚低压相对于气候态明显偏强,有利于东北降水偏多;而在20世纪80年代初至90年代初,东北亚低压减弱为较浅的低槽,导致东北降水偏少。来自北大西洋的欧亚大陆位势高度异常波列引起东北亚上空的垂直运动异常,导致了东北亚低压的上述年代际变化。5月热带北大西洋海温异常很可能是激发上述波列进而造成东北亚低压和东北5月降水在21世纪初年代际变化的外强迫信号。     

青海省春季沙尘暴特征及其异常气候背景分析

主要分析了青海春季沙尘暴空间、时间演变特征及异常大气环流、海温对沙尘暴天气的影响。结果表明,青海沙尘暴高发区位于柴达木盆地、青海湖西北部、海南南部3地;20世纪60年代至本世纪初青海沙尘暴天气总体上是减少的。过程次数20世纪60年代青海北部较多、南部较少,70年代北部开始减少、南部回增,80年代开始整体减少,进入90年代后呈波动式减少趋势,且在80年代初大部分地区发生了一次由高向低的显著波动;青海沙尘暴天气与前期12～2月、同期3～5月500hPa高度场相关密切,尤其是同期3～5月,当乌拉尔山高压脊加强(减弱),蒙古低槽加深(减弱),冷空气活动频繁(减少),青海春季沙尘暴天气偏多(少),这种沙尘暴的时间变化趋势和异常天气形势与我国北方一致。青海春季沙尘暴与前期印度洋海温关系密切,当前期3～5月、6～8月印度洋中北部海温持续偏高(低),青海春季沙尘暴偏少(多)。     

21世纪长江中下游梅雨的新特征及成因分析

利用1961—2011年观测资料分析了长江中下游梅雨各特征量的时空变化特征,尤其是21世纪的新特征,指出2000年以来梅雨入梅偏晚,出梅偏早,梅雨长度缩短,强度减弱。统计发现,在这一时段梅雨期内降水日数明显减少,在梅雨长度缩短的同时,降水日数占梅雨期长度的比例也下降,表明梅雨期内强降水越来越集中。梅雨的这种年代际变化可能和2000年以来北太平洋海温处于PDO负位相,且这一时期拉尼娜事件频繁发生有关。在PDO负位相背景下,我国汛期多雨带位置易偏北,同时由于拉尼娜事件频发,热带西太平洋海温增高,使副热带高压偏强偏西偏北,阻止了源自印度洋和孟加拉湾的西南气流向长江中下游地区的输送,迫使水汽输送路径更加偏北偏西至淮河及以北地区,长江中下游地区低层为正散度距平,梅雨降水减少。