我国重大天气灾害形成机理和预测理论研究

2003年12月顺利通过国家验收的国家重点基础研究发展规划项目“我国重大气候和天气灾害形成机理与预测理论研究”第2部分“我国重大天气灾害形成机理和预测理论研究”取得如下重大研究成果与进展：     

我国重大天气灾害形成机理及预测理论研究

1 长江流域中尺度暴雨系统的物理模型 分析了梅雨锋上两类低涡的发生、发展过程和动力、热力结构差异,发现边界层对降水模拟有至关重要 的作用。 数值试验表明低空急流和水汽输送为扰动的发展提供了丰富的“燃料”,动力过程可能在扰动发生阶段 有重要贡献,而热力过程可能在低涡的发展阶段作用更为明显。 诊断研究表明降水强弱与对流有效位能大小有较好对应关系;中β尺度环境表现出对流层中部为暖,而     

我国重大天气灾害的形成机理和预测理论研究进展

(1)进一步完善了长江中下游暴雨系统物理模型研究. A.分析研究了强暴雨系统对中纬度乌拉尔阻塞高压短期变动的响应关系以及副热带高压对长江中下游地区发生强暴雨和干旱的影响和作用.强调了副热带高压短期变动很大程度上受制于亚洲中高纬地区自西向东传播的罗斯贝波的作用.初步建立了青藏高原低涡对江淮流域暴雨过程产生影响的概念模型.     

灾害天气和中尺度气象学研究

该文简要评述了我国经常发生的引致严重灾害的中尺度天气系统及目前国内外中尺度天气外场试验和中尺度模式的研究现状和进展，指出发展我国中尺度数值模式预报系统需要解决的几个主要问题。     

“我国重大天气灾害形成机理及预测理论研究”项目2005年研究应用成绩显著

项目在2005年继续加强研究成果集成和业务化。由宇如聪、倪允琪等负责的“AREMS中尺度暴雨数值预报模式系统”获湖北省科学技术一等奖，由胡志晋、周秀骥等负责的“中国气象科学研究院CAMS云分辨模式系列的研制和应用”获中国气象局气象科技研究开发奖一等奖，由张建、许健民等负责的“暴雨系统的卫星遥感理论和方法研究”获中国气象局气象科技研究开发奖一等奖。     

灾害天气精细数值预报系统及短期气候集合预测研究

2007年,"十一五"国家科技支撑计划重点项目"灾害天气精细数值预报及短期气候集合预测研究"获得科技部批准,正式启动.我院数值预报研究中心作为项目具体承担单位,在过去的一年里,在中国气象局、科技部及中国气象科学研究院的领导下,在项目各课题科技人员的共同努力下,项目顺利启动并全面开展,取得了一系列的阶段成果.     

为何今夏全球灾害天气频繁?

<正>2010年夏季极端天气事件频繁:巴基斯坦洪水,俄罗斯热浪引发森林大火,美国东部闷热天气引发疾病、中西部洪涝。虽然夏季是北半球天气灾害频繁的季节,但发生在东欧和亚洲的天气事件已经超出正常范围。NCAR气候专家KevinTren-berth认为,今年的季风异常强盛,部分原因是LaNina导致太平洋海面温度下降,致使亚洲降水增加。一般LaNina年亚洲     

厄尔尼诺事件与灾害天气的研究

１９４９年至今中等强度以上厄尔尼诺事件共有９次。其中有８次对应黑龙江省夏季的低温多雨，有６次造成重大灾害。通过分析北半球５００ｈＰａ环流特征找到其天气成因，春夏之际赤道东太平洋暖水多数有规律的西移，对应东亚区５００ｈＰａ高空有阿留申长波低槽西退，于７、８月控制东北区和日本岛在中高纬形成北脊南槽，在中低纬形成南高北低环流形势，造成黑龙江省长时间低温多雨天气。     

多尺度天气系统的共同作用与暴雨成因分析

利用加密的地面常规资料、T213网格点等资料,对2003年5月7日发生在中国东部的大范围暴雨过程进行了诊断分析,发现大范围暴雨是在一定的大尺度环流背景下,各种天气尺度以及中小尺度系统发生发展与相互作用造成的。     

Impact of climate and socioeconomic changes on fire carbon emissions in the future: Sustainable economic development might decrease future emissions

Fires and their associated carbon and air pollutant emissions have a broad range of environmental and societal impacts, including negative effects on human health, damage to terrestrial ecosystems, and indirect effects that promote climate change. Previous studies investigated future carbon emissions from the perspective of response to climate change and population growth, but the compound effects of other factors like economic development and land use change are not yet well known. We explored fire carbon emissions throughout the 21st century by changing five factors (meteorology, biomass, land use, population density, and gross domestic product [GDP] per capita). Compared to the historical period (2006–2015), global future fire carbon emissions decreased, mainly caused by an increase in GDP per capita, which leads to improvement in fire management and capitalized agriculture. We found that the meteorological factor has a strong individual effect under higher warming cases. Fires in boreal forests were particularly expected to increase because of an increase in fuel dryness. Our research should help climate change researchers consider fire-carbon interactions. Incorporating future spatial changes under diverse scenarios will be helpful to develop national mitigation and adaptation plans.     

贵州夏季旱涝短期气候预测模型研究

对贵州夏季严重旱涝的短期气候预测因子进行了分析研究，确定了用东亚大槽和北美东岸大槽的异常配置建立的夏季旱涝预测信号等5个预测因子，并依据这些预测指标建立了贵州旱涝短期气候预测模型。预测模型经1997－2000年实际检验取得了较好的预报效果。     

河套及邻近地区530年旱涝基本气候特征与演变

选用1470—2005年河套及其邻近地区21个气象站的旱涝等级,分析了该地区536年旱涝演变特征与变化趋势。结果表明:河套及其邻近地区530年平均旱涝等级均>3,整体偏旱,且西部为稳定的干旱,东部为旱涝相间。该地区旱涝异常在空间上可划分为4种典型结构,即全区一致旱(涝)型、东南旱(涝)—西北涝(旱)型、西南旱(涝)—东北涝(旱)型和中部旱(涝)与东西涝(旱)反向型。自15世纪70年代的53个年代中有19个年代的平均旱涝等级距平空间结构与上述4种类型相似。线性趋势分析表明,该地区近536年时间尺度上没有表现出明显的干旱化趋势,但近50年干旱程度明显加重,如银川、西安的旱涝等级半个世纪上升了近1个等级。旱涝等级总体存在准23年、准26年,准73年和准100年的显著周期。     

近48年内蒙古中西部地区高温日数时空特征及其环流特征分析

利用1961—2008年内蒙古中西部地区5—9月逐日最高气温资料和国家气候中心提供的北半球500hPa高度场(5×10网格距)资料。定义了3种不同强度的最高温度日。统计了近48年5—9月各月不同强度最高气温发生频率,进行时空特征分析。分析日最高气温日数高发期的夏季(6—8月)强日最高气温日数典型年北半球500hPa高度距平场分布特征。结果表明:近48年5—9月各月日最高气温日数高发期在夏季(6—8月);7月最多,9月最少;气候变暖使得日最高气温日数有明显增加;日最高气温日数典型偏多年和典型偏少年的北半球500hPa高度距平场在欧亚大陆出现明显相反的分布特征。     

近40年来河套及其邻近地区降水变化趋势的初步研究

选用河套及其邻近地区58个气象站建站至2003年历年各月降水资料,分析了河套及其邻近地区降水的气候变化特征。结果表明:该地区降水量总体上是东南多、西北少,等雨量线呈东北—西南走向。降水量最小的地方在河套地区西北部,最大的地方在河套地区东南部。由于受下垫面地理特征、蒙古高压和青藏高原东北侧反气旋(小高压)的影响,降水梯度西南大于东北。降水变化的整体性较好,但也存在南北差异。近40年来河套地区降水西北部和东南部分别以2%/10a和3%/10a的速度在减少,但20世纪90年代末,21世纪初降水又有回升趋势。进一步研究表明,河套及其邻近地区降水异常与欧亚雪盖面积变化有关,当秋季欧亚雪盖面积增大,则次年河套及其邻近地区降水增多,反之亦然。     

近年影响桂林的台风暴雨动力热力特征及日本数值预报产品检验

对近年造成桂林台风暴雨的大中尺度环流背景形势作了分析，着重对比分析了尤特和黄蜂台风暴雨的热力、动力特征，对比结果表明：高空槽云系与台风倒槽云系叠加造成的暴雨远比单纯的台风环流造成的暴雨严重，说明中低纬天气系统的相互作用能造成暴雨的增幅。同时检验了日本数值预报产品对台风暴雨预报能力，结果表明：日本数值预报产品对台风环流本身造成暴雨有较好预报能力。     

近年影响桂林的台风暴雨动力热力特征及日本数值预报产品检验

对近年造成桂林台风暴雨的大中尺度环流背景形势作了分析,着重对比分析了尤特和黄蜂台风暴雨的热力、动力特征,对比结果表明:高空槽云系与台风倒槽云系叠加造成的暴雨远比单纯的台风环流造成的暴雨严重,说明中低纬天气系统的相互作用能造成暴雨的增幅。同时检验了日本数值预报产品对台风暴雨预报能力,结果表明:日本数值预报产品对台风环流本身造成暴雨有较好预报能力。     

东北亚地区初夏、盛夏和传统夏季降水特征及环流型的异同性研究

本文利用1979~2015年GPCP（Global Precipitation Climatology Project）逐月降水资料,采用经验正交函数（EOF）分解和Morlet小波分析方法,对东北亚地区初夏、盛夏和传统夏季降水的时空分布特征以及环流型开展了系统性的研究,揭示了东北亚地区传统夏季降水表现为盛夏降水贡献占主导,其年际和年代际特征以及环流特征同盛夏降水特征相一致,而初夏降水和盛夏降水特征及形成机制则具有显著差异。空间分布上,初夏的降水EOF第一模态表现为“+－+”的三极型分布,而盛夏和传统夏季则表现为南北相反的偶极型特征;时间演变方面,初夏降水表现为5~6 a振荡周期,盛夏为2~3 a为主的振荡周期,传统夏季则兼具上述两类振荡周期;在年代际调整方面,在1990年代末,盛夏降水和传统夏季降水在华北和东北地区发生了显著的年代际转折。此外,分析降水与环流的联系发现:初夏,由于西太平洋上空异常反气旋将西太平洋等地的水汽向北方地区输送,且受欧亚Ⅱ型（EUII）遥相关的作用,东北亚地区初夏降水异常具有明显纬向特征。盛夏,东北亚地区降水主要受到西太平洋副热带高压西伸北进、孟加拉湾和南海等地水汽加强的影响。欧亚Ⅰ型（EUI）遥相关和亚洲太平洋型（EAP）遥相关与我国东北以西和沿海地区的降水具有显著相关性。EU型遥相关的作用使东北亚夏季降水的异常中心存在西北—东南向的波列特征,EAP型遥相关的作用则使夏季降水存在经向三极型或偶极型特征。     

柴达木盆地近40a气候变化及其对农业影响的研究

利用柴达木盆地6个代表站逐日平均气温、逐月降水资料以及逐日最低气温资料。对盆地40a来的气候变化特征进行分析。同时分析了气候变化对农业生产的影响。为充分利用变化了的农业气候资源。减少不利因素带来的影响提出了对策和建议。     

黄河上游丰、枯水年汛期及前期的环流特征分析

运用有关台站的水文气象观测资料,分析了近80余年来黄河上游径流的丰枯变化特征,并对典型丰、枯水年对应的500 hPa高度距平场、OLR场、亚洲阻高和南风输送等环流特征进行了研究。结果表明,丰水年,从后冬开始到汛期,极涡始终保持偏强的态势;同样,在位势高度的垂直分布上也早形成了有利于降水的上高下低的形势;强对流中心有一个东移、北抬、加强、扩大的发展趋势。夏季,我国青藏高原及西北地区东部的对流活动较强,容易造成降水。乌拉尔山、贝加尔湖阻高的建立,加强了亚洲经向环流,丰水年中多数年份有乌拉尔山阻高,而枯水年中多数年份却没有。水汽输送的明显差异直接导致黄河上游来水的丰、枯。丰水年,我国中西部80°~110°E范围内整层为南风控制,而枯水年基本为北风控制。