低纬高原一次强对流暴雨M_βCSs结构特征及成因的数值模拟分析

应用1°×1°NCEP全球再分析资料,采用非静力中尺度数值模式MM5(V3.6)对2003年6月发生在低纬高原地区一次特大暴雨过程进行数值模拟.分析表明:500hPa流场两高辐合形成的鞍型场是MβCSs发生的有利的环流条件;700hPa孟加拉湾气旋和中心位于湖北的反气旋外围偏南气流提供了有利的水汽条件;500hPaβ中尺度扰动和700hPa气流辐合是MβCSs产生的直接影响系统;低层暖湿高层干冷的配置、剧烈的垂直上升运动,低层辐合中高层辐散、高低空急流的耦合、高能高湿的不稳定能量、地形的抬升作用有利于诱发中尺度对流系统;本次强降水过程MβCSs的生命史较短,较强不稳定能量的迅速释放是本次降水突发性强、强度大、历史短的主要原因.     

温州地区一次暴雨过程分析及数值模拟

针对WRF中尺度数值模式较少应用在地形复杂地区,而在浙江省南部山区的温州地区则更缺乏实际应用的案例,利用WRF模式,对2010年5月13～14日温州地区出现的一次暴雨过程进行数值模拟,并利用模式输出的高分辨率资料进行诊断分析.通过分析模拟结果,验证了WRF模式较好地模拟了此次降水过程的时空分布特征,但仍存在着部分区域降水量偏高,暴雨落区偏差等误差.研究结果表明,暴雨中心的强上升运动及低层辐合、高层辐散的配置有利于中尺度对流系统的发生发展,高低空急流耦合是此次暴雨爆发的重要机制.暴雨区域高湿高能环境的维持,保证了暴雨过程的能量输送,也是此次暴雨能够长时间地持续发生的必要条件之一.降水量最大区域的中心与对流层中的最大垂直速度中心都出现在同一区域,而在垂直速度最大区域的两侧都存在有一个垂直的次级环流,这些有利条件对维持强烈的上升运动起关键作用.     

温州地区一次暴雨过程分析及数值模拟

针对WRF中尺度数值模式较少应用在地形复杂地区,而在浙江省南部山区的温州地区则更缺乏实际应用的案例,利用WRF模式,对2010年5月13～14日温州地区出现的一次暴雨过程进行数值模拟,并利用模式输出的高分辨率资料进行诊断分析.通过分析模拟结果,验证了WRF模式较好地模拟了此次降水过程的时空分布特征,但仍存在着部分区域降水量偏高,暴雨落区偏差等误差.研究结果表明,暴雨中心的强上升运动及低层辐合、高层辐散的配置有利于中尺度对流系统的发生发展,高低空急流耦合是此次暴雨爆发的重要机制.暴雨区域高湿高能环境的维持,保证了暴雨过程的能量输送,也是此次暴雨能够长时间地持续发生的必要条件之一.降水量最大区域的中心与对流层中的最大垂直速度中心都出现在同一区域,而在垂直速度最大区域的两侧都存在有一个垂直的次级环流,这些有利条件对维持强烈的上升运动起关键作用.     

华南汛期旱涝急转特征及其与海温异常的关系

【目的】探究华南汛期旱涝异常时空特征,旱涝急转前/后大气环流和水汽输送的变化,及其与赤道太平洋、南海海温异常的关系。【方法】基于华南地区129个站点的降水资料、NCEP/NCAR再分析资料和海温资料,采用合成分析、相关分析等统计学方法,拉格朗日后向气流轨迹模式（HYSPLIT＿4.9）,分析华南汛期旱涝急转特征及其成因。【结果与结论】涝转旱事件旱期相比于涝期,西太平洋副热带高压西伸加强,水汽辐散,来源于洋面的水汽贡献率减少,不利于降水的形成。旱转涝期涝期相较于旱期,副热带高压强度无太大变化,但副热带高压位置南落至华南地区南侧,水汽辐合,来自洋面的水汽通道向西偏移至印度洋,来自印度洋的水汽贡献增多,西南到偏南风向华南输送充足水汽,有利于降水产生。赤道中东太平洋海温正异常引起华南地区气旋式环流异常,有利于将暖湿气流输送至华南地区,使得华南地区降水异常偏多,而ENSO正位相减弱渐变为负位相的过程中,华南地区降水相应减少,会发生涝转旱事件。反之,赤道中东太平洋海温负异常易造成旱转涝事件的发生。     

凉山“8·31”致洪暴雨过程的中尺度诊断分析

为了探索川西南山地大暴雨天气发生发展的机制,利用实况观测资料、NCEP再分析资料和卫星云图对2012年8月30～31日发生在凉山州北部的一次致洪局地大暴雨过程进行了中尺度诊断征分析。结果表明:此次局地大暴雨过程是在有利的环流背景下,由两高之间的切变和较强的西南低空急流共同作用产生的。暴雨区位于能量锋南侧,中低层不稳定能量丰富;垂直方向上相对涡度显著增大,低层辐合、高层辐散并伴随强烈的上升运动成为暴雨发生重要的动力条件;显著增大的水汽通量与强水汽辐合是大暴雨天气发生的重要水汽条件。MCS维持时间较长且稳定少动是导致暴雨的直接原因;近地层的中尺度辐合线是触发强对流的关键因子。     

长江中下游持续性异常降水的天气学特征分析

针对长江中下游持续性降水的研究多为个例诊断,很少从合成的角度考虑,利用长江中下游地区89站的1961~2011年的逐日降水资料和NCEP/NCAR逐日再分析资料,采用数理统计和合成分析的方法,统计长江中下游地区夏季持续性降水事件,并合成分析了其环流特征。结果表明:1961~2011年,长江中下游地区夏季持续性异常降水事件发生了50次,主要集中在6月和7月,长江中下游地区持续性异常降水事件平均每2~3年发生一次。厄尔尼诺次年多有持续性异常降水发生;长江中下游地区持续性异常事件发生时,总伴有环流场的异常调整,低纬西太平洋副热带高压西伸,南北经向风在长江流域交汇,高层上,南亚高压东移,长江中下游地区出现强的辐散中心,为异常降水提供了重要条件。水汽来源主要是索马里越赤道气流途径暖湿的阿拉伯海,孟加拉湾和我国南海北部,进入长江中下游地区。     

高原低涡结构特征模拟与诊断的初步研究

利用二重嵌套的非静力中尺度数值模式MM5对2005年7月28—29日的一次高原低涡过程进行了数值模拟,并利用模拟结果对此次低涡的结构进行了初步分析。结果表明．-MM5模式对此次低涡过程有较好的模拟能力,模拟出的位势高度场分布和涡度场结构与实况基本吻合。此次高原低涡具有同热带气旋相似的涡眼（空心）结构和暖心结构。在流场上,高原低涡在涡眼区下层表现为辐散下沉运动,上层为辐合上升运动;而在涡心四周下层表现为辐合上升运动,上层为辐散下沉运动;在涡度场上,高原低涡下层为正涡度区,上层为负涡度区。     

高原低涡结构特征模拟与诊断的初步研究

利用二重嵌套的非静力中尺度数值模式MM5对2005年7月28—29日的一次高原低涡过程进行了数值模拟,并利用模拟结果对此次低涡的结构进行了初步分析。结果表明：MM5模式对此次低涡过程有较好的模拟能力,模拟出的位势高度场分布和涡度场结构与实况基本吻合。此次高原低涡具有同热带气旋相似的涡眼（空心）结构和暖心结构。在流场上,高原低涡在涡眼区下层表现为辐散下沉运动,上层为辐合上升运动;而在涡心四周下层表现为辐合上升运动,上层为辐散下沉运动;在涡度场上,高原低涡下层为正涡度区,上层为负涡度区。     

绵阳“9．22～27”持续暴雨过程特征及成因分析

利用常规实测资料、NCEP刷CAR再分析资料、T213分析资料,对绵阳地区2008年9月22—27日出现的持续性暴雨过程进行环流形势及物理量场分析,结果表明：此次降水过程可分为两个明显的降水时段,其区域不同、强度不一;副高、冷空气、两条水汽通道以及台风是此次过程的主要影响系统;第一降水时段的各物理量水平皆大于第二时段,不稳定能量、水汽和气流的辐合、辐散区分布及上升下沉气流的位置和强度对暴雨的强度和落区预报有较好的指示意义。     

皖北地区一次强对流天气过程的综合分析

利用常规和加密观测资料、NCEP/NCAR再分析资料以及多普勒雷达资料,对2007年8月2日安徽北部地区发生的一次强对流天气过程进行综合分析.结果表明:中低空切变线是此次强对流天气的触发系统,地面湿度突变线对飑线的生成及发展具有指示意义.低层850hPa低涡较强的辐合,与位于高空大风速带入口区右侧的强辐散的耦合作用,导致强对流天气发生区上空生成次级反环流圈.该反环流圈从北(南)方携带干冷(暖湿)气流下沉(上升),两者交汇进而引发强对流天气的发生.在雷达回波上,飑线生成前期,少数单体不连续地排列成线,但并未连通;飑线生成后,带状特征清晰,并且反射率因子大,多处呈现三体钉状散射体;速度回波上有成熟阶段的速度模糊现象以及消亡阶段出现的逆风区.雹暴的回波具有明显的V型缺口以及速度场上风速的辐合,当逼近雷达测站时,测站上空速度场上出现了牛眼结构.     

中国长江流域洪涝灾害和持续性暴雨的发生特征及成因

主要综述了最近关于中国长江流域洪涝灾害和持续性暴雨发生特征和成因的研究。表明:长江流域洪涝灾害和持续性暴雨的发生频率非常高,并给经济造成了严重损失,长江流域洪涝灾害发生不仅具有准两年周期的年际变化,而且具有明显的年代际变化,从1977年之后,长江流域洪涝灾害和持续性暴雨增多;并且,表明了无论是长江中、下游地区或是长江上游的川东地区持续性暴雨都是在"鞍"型大尺度环流系统的配置下发生,这是由于这种大尺度环流系统的配置不仅利于水汽输送到长江中、下游地区或上游的川东地区,而且利于在"鞍"型中心地区产生垂直对流不稳定,从而引起暴雨中尺度系统的发展。此外,还综述了长江流域洪涝灾害和持续性暴雨发生的成因的研究,这些研究表明了长江流域洪涝灾害和持续性暴雨发生的年际和年代际变化是与大气-海洋-陆面耦合的东亚季风气候系统的变异密切相关。     

湿位涡及其不可渗透性在江淮流域一次暴雨过程中的应用

为了对暴雨天气进行更准确地分析和提前预报,结合常规观测资料、NCEP1°×1°再分析资料,利用湿位涡正压项(MPV1)、斜压项(MPV2)及其不可渗透性原理,分析了2011年6月13日~15日发生在中国长江流域的一次暴雨过程。研究结果表明:暴雨区邻近850hPa上MPV1的零线,即正值与负值的过渡区,这对暴雨落区有指示作用。且湿位涡在850hPa上满足MPV10同时MPV20的条件,这种配置有利于强降水的产生,因此可作为预报暴雨的一个有效辅助工具。在850hPa上,湿位涡高值区与地面降水落区对应良好,根据湿位涡不可渗透性原理,若将MPV异常高值区与等θe线结合起来,能在长江流域的暴雨预报中起到良好的指示作用。     

安徽铜山铜(金)矿床锆石U-Pb年代学和Hf同位素地球化学

安徽池州的铜山岩体是长江中下游地区沿江岩浆岩主带中的含矿岩体之一,其形成年龄及岩石成因尚存在争议。该岩体主要由石英闪长玢岩、石英二长斑岩和花岗闪长岩组成,与铜金矿化关系密切。对铜山矽卡岩型铜(金)矿床的花岗闪长岩开展了锆石U-Pb定年和Hf同位素地球化学研究。岩石地球化学及同位素年代学研究结果表明:花岗闪长岩侵入年龄为(146.3±3.2)Ma,形成于早白垩世;锆石εHf(t)值平均为-5.23,说明铜山侵入岩具有壳幔混合的岩浆岩源区性质;锆石的二阶段Hf模式年龄分布在1 184.51~1 422.72Ma之间,说明岩浆源区与皖南地区出露的中元古代基底有密切关系。构造判别图解显示,铜山岩体属火山弧花岗岩,与长江中下游铜金矿床含矿岩体形成于同一构造背景下,据此推测铜山地区大地构造背景形成于与古太平洋板块俯冲密切相关的大陆边缘岩浆弧环境。     

用大气热源表征的东亚夏季风指数的研究

利用1965—2007年NCEP／NCAR再分析资料和同期的中国160站降水资料,在讨论大气热源的气候特征基础上,用整层积分的大气热源定义了一个东亚夏季风指数,并用该指数研究了东亚夏季风和中国气候的关系。研究表明：定义的大气热源季风指数能反映夏季风的异常变化,高（低）指数年对应的东亚夏季风偏强（弱）;该指数与长江中下游降水存在高度的同期负相关,对长江中下游夏季降水有较强的分辨能力。     

用大气热源表征的东亚夏季风指数的研究

利用1965—2007年NCEP／NCAR再分析资料和同期的中国160站降水资料,在讨论大气热源的气候特征基础上,用整层积分的大气热源定义了一个东亚夏季风指数,并用该指数研究了东亚夏季风和中国气候的关系。研究表明：定义的大气热源季风指数能反映夏季风的异常变化,高（低）指数年对应的东亚夏季风偏强（弱）;该指数与长江中下游降水存在高度的同期负相关,对长江中下游夏季降水有较强的分辨能力。     

利用GRACE监测中国区域干旱及其影响因素分析

利用2003-01~2012-12的GRACE时变地球重力场模型计算我国长江中下游平原、西南地区和华北平原陆地水储量变化的时间序列。结果表明,长江中下游平原和华北平原的陆地水储量变化量最低值在2011-05,西南地区最低值在2010-03。根据陆地水储量变化的水平衡原理计算3个区域地下水储量变化情况。结果表明,长江中下游平原和西南地区地下水储量呈缓慢增长的趋势,增长速率分别为0.54 mm/月和0.34 mm/月;华北地区呈缓慢减小的趋势,减小速率为0.33 mm/月。3个区域干旱时期地下水储量的亏损情况分别为：长江中下游平原-21.31 mm/月,华北平原-19.88 mm/月,西南地区-15.72 mm/月。最后,用NOAA发布的月降雨和气温数据对3个区域干旱期间的降雨量和蒸发量进行量化,分析3次干旱产生的原因。结果表明,西南地区2010年春季干旱的主要原因是气温异常,长江中下游平原和华北平原2011年干旱的主要原因是降雨量偏少。     

新疆地区对流层中下层及地面温湿变化特征

针对新疆地区1969-2009年近40年对流层中下层以及地面温湿变化特征,利用经过质量控制的中国新疆地区14个探空站1969-2009年比湿和温度资料,采用线性回归、滑动t检验等方法对新疆地区温度、湿度变化趋势和突变年进行分析,并用同一时期12个地面站的降水资料对比分析新疆地区降水量的变化特征。结果表明：南疆和北疆500hPa和850hPa高空比湿在1980年中后期均有增加的趋势,2005年后均又发生了由升转降的变化;地面比湿和降水总体均呈显著增加趋势,南疆地区降水在2005年后为持续负距平,与高空比湿变化特征一致;41年期间两个区域的温度变化在对流层中下层和地面都呈显著增加趋势,且地面增温最显著,增温速率随高度增加而降低。北疆和南疆地区500hPa比湿分别在1989年、1985年,南疆850hPa在1986年均发生由降转升的显著性突变,且均在2005年发生由升转降的显著性突变;北疆地区850hPa和两个区域地面比湿均在1986年发生突变,之后显著变湿;北疆和南疆500hPa温度分别在1985年、1986年发生由降转升的显著突变,两个区域850hPa和地面温度均在1996年发生相同突变,显著水平都达到0．01。     

2011年7月陕西一次区域性暴雨过程分析

为了探索陕西区域性暴雨发生发展的机制,提高暴雨预报准确率,利用实况高空观测、自动站观测资料和NCEP1°×1°格点资料,采用天气学诊断方法,对2011年7月28日陕西区域性暴雨过程进行分析。结果表明:500hPa西风槽、西太平洋副热带高压、700hPa及其以下的切变是这次暴雨的主要影响系统,低层大风速带和南海台风的远距离作用是暴雨增幅的重要因子;暴雨区具有强的能量锋和对流不稳定,降水产生在850hPa温湿能等值线密集区偏高值一侧;水汽主要来源于孟加拉湾和南海台风外围;辐合、辐散中心下移是强降水即将发生的一个信号,850hPa以下出现比湿猛增现象对位于秦岭以北的渭河流域暴雨预报有一定指导意义。     

Spatio-temporal trends and causes of variations in runoff and sediment load of the Jinsha River in China

The Jinsha River Basin is an important basin for hydropower in China and it is also the main runoff and sediment source area for the Yangtze River,which greatly influence the runoff and sediment in the Three Gorges Reservoir.This study aims to characterize the spatial distribution,inter-annual variation of runoff and sediment load in the Jinsha River Basin,and to analyze the contribution of rainfall and human activities to the runoff and sediment load changes.The monitoring data on runoff,sediment load and precipitation were collected from 11hydrological stations in the Jinsha River Basin from1966 to 2016.The data observed at the outlet of the basin showed that 71.4%of the runoff is from the upper reaches of the Jinsha River Basin and the Yalong River,while 63.3%of the sediment is from the lower reaches(excluding the Yalong River).There is no significant increase in runoff on temporal scale in the Jinsha River Basin,while it has an abrupt change in runoff in both upstream and midstream in 1985,and an abrupt change in downstream in 1980 and2013.The sediment load demonstrated a significantincreasing trend in the upstream,no significant reducing trend in the midstream,but significant reducing trend in the downstream.The sediment load in upstream showed abrupt change in 1987,in midstream in 1978 and 2014,in downstream in 2012.Rainfall dominated runoff variation,contributing more than 59.0%of the total variation,while human activity,including reservoirs construction,the implementation of soil and water conservation projects,is the major factor to sediment load variation,contributing more than 87.0%of the total variation.