1961~2016年四川盆地夏季高温热浪变化特征分析

利用27个测站逐日最高气温资料,对1961~2016年四川盆地夏季高温热浪的时空演变特征进行研究。结果表明:(1)四川盆地高温热浪频次、强度和持续时间均呈增加趋势,其中热浪强度的增加趋势最为显著。三者都经历了先较弱增加后明显减少再明显增加的年代际变化过程。20世纪80年代是热浪低发期,2010~2016年为明显高发期。(2)盆地高温热浪气候平均空间分布大致呈东南多(强)西北少(弱),空间差异显著,多发区主要集中在重庆西南部一带。三项指标除盆地东南边缘小部分为减少趋势外,基本呈增加趋势,增幅大值带均沿重庆北部至四川南部呈东北-西南走向。相比而言,盆地西部增加趋势比盆地东部更加显著。(3)盆地高温热浪频次、强度和持续时间均存在显著的年际变化周期,且具有较为一致的2年周期。相关分析表明,三者均与西太平洋副高脊线和北界位置存在显著的正相关。     

我国主要城市高温热浪时空分布特征

采用1951-2005年全国主要省会城市逐日最高气温资料,探讨了主要大城市近50年的年高温日数、热浪过程的时空变化特征.分析结果表明:长江流域地区是我国连续5天以上长时间高温热浪过程频发区.全国主要省会城市历年高温日数变化,自东南向西北呈现出的这种“增—减—增”的趋势,但是近年来绝大多数城市呈现增温趋势.不同地域的高温呈现不同的季节内分布特征,高温出现的早晚和强度有明显差别.     

1960—2020年京津冀高温热浪时空分布特征

利用1960—2020年京津冀83个气象观测站常规观测资料,统计分析了京津冀高温热浪日数、频次、有效积温分布特征及变化规律。结果表明：1） 气候态上,京津冀高温热浪日数、频次和有效积温在空间上均呈现南多（强）北少（弱）的分布特征,大值区均位于39°N以南。2） 京津冀地区高温热浪具有2—5 a显著的短振荡周期,同时也具有“多—少—多—少”的年代际变化特征;高温热浪日数、频次和有效积温均出现了3次突变点,并且第一次和第二次突变较第三次突变明显。3） 对比两次高温热浪日数集中偏多期发现,最近一个偏多集中期（1996—2005年）相对于上一个（1960—1972年）表现为北增南减的特征;对比两次偏少集中期发现,最近一个偏少集中期（2006—2020年）相对于上一个（1973—1995年）表现为中南部整体增加的特征,且高温热浪日数大于4 d的影响区域均呈扩大的态势。     

西南地区夏季高温热浪时空分布特征及其成因

利用98个测站逐日最高气温资料和ERA-interim再分析数据集,对1979~2018年西南地区夏季高温热浪的时空分布特征及其年际变化异常成因进行研究。结果表明:(1)气候平均西南地区夏季高温热浪频次从东南向西北减少,空间差异显著。近几十年来,西南地区高温热浪总体上显著增多,并表现出明显的年际和年代际变化特征。(2)EOF分解第1模态主要表现为全区一致型,可以反映西南地区夏季高温热浪变化的主要特征。第2模态空间分布大致呈现出南正北负的反相变化特征。(3)西南地区高温热浪偏多可能与对流层中层青藏高原以东至朝鲜半岛的明显高压异常相联系。在这个高压异常的控制下,西太平洋副热带高压向西移动,这有利于西南地区降水减少,云量减少,到达地表的太阳短波辐射增加。同时,东亚西风急流位置北移,可以阻止来自中高纬的冷空气入侵西南地区,引起这里降水减少干旱频发。最终,异常干燥和炎热的地表条件,与有利的大气环流背景相配合,从而造成西南地区夏季高温热浪事件的发生。     

2021年7—8月四川盆地高温热浪大气环流背景及影响分析

极端天气过程环流及影响分析是精细化防灾减灾服务的基础。利用气象观测资料、再分析数据及卫星资料分析2021年7月25日至8月9日四川盆地极端高温热浪特征、大气环流背景及其主要影响。此次高温热浪过程中,四川盆地有13站气温突破有记录以来历史最高值,6站高温日数多达14 d。高温热浪中心位于盆地中部、南部,过程强度8月初达到峰值,日最高气温极值（42.4℃）出现在宜宾兴文站。分析表明,本次高温热浪的大气环流背景与以往大多数高温热浪过程有所不同：西太平洋副热带高压（简称“副高”）在本次过程中的直接作用不明显,而东南沿海台风活动阻碍了副高西伸,其外围气流有利于盆地上空反气旋系统维持,同时使南来水汽不易到达四川盆地,对高温热浪的发展维持起到重要作用。高温热浪过程中,成都市区域平均高温日数达8.36 d,热岛效应显著。高温热浪及城市热岛对成都此类人口密集超大型城市的影响值得引起关注。     

1961—2014年中国高温热浪变化特征分析

基于全国1961—2014年716个站点的日最高气温资料和高温阈值与热浪HWMI （Heat-Wave Magnitude Index）指数的新定义,分析了全国高温热浪的高温日、热浪频次、HWMI指数的时空变化特征。结果表明：高温日开始早（晚）的地区结束相对较晚（早）。高温日数突变集中于1990s末至本世纪初期。研究时段内,全国性的严重高温热浪事件从7月上旬持续至9月上旬,各旬热浪频次差异较大;云南地区热浪频发于5月,其他月份热浪少见。除淮河流域热浪年频次呈减小趋势,全国其余地区呈现增加趋势,其中两广、云南和海南地区增加趋势最大。热浪指数从1960s—1980s递减,1990s后递增,且1998年后全国高强度热浪频发,特别是长江以南地区。     

高温热浪指标研究

根据热浪所具有的气温异常偏高(或为高温闷热)及通常要持续一段时间这两个特征,研究设计了综合表征炎热程度和过程累积效应的热浪指数作为热浪的判别指标,并提出了热浪的分级标准.利用1994和1995年7-8月武汉市逐日中暑人数和2003年7 8月上海市逐日死亡人数资料对热浪指标和分级标准进行了验证分析,结果表明,热浪指数可以...     

1961—2010年我国夏季高温热浪的时空变化特征

利用全国753个站1961—2010年夏季逐日最高气温资料和基于死亡率明显增加而制定的高温热浪指标的已有研究成果,统计分析了我国高温热浪频次、日数和强度的时空分布特征。结果表明:我国的高温热浪频次、日数、强度高值区基本相同,均在江淮、江南大部和四川盆地东部等地,其中江西北部、浙江北部高温热浪频次最高,高温日数最多;浙江北部高温强度尤为突出。近50年来我国夏季高温热浪的频次、日数和强度总体呈增多、增强趋势,但也呈现明显的阶段性变化特征,20世纪60—80年代前期高温热浪频次和强度呈减少(弱)趋势,80年代后期以来,高温热浪频次和强度呈增多(强)趋势。区域变化特征明显,华北北部和西部、西北中北部、华南中部、长江三角洲及四川盆地南部呈显著增多(强)趋势;而黄淮西部、江汉地区呈显著减少趋势。自20世纪90年代以来,我国高温热浪的范围明显增大。     

近54年京津冀地区热浪时空变化特征及影响因素

基于1960—2013年京津冀及周边地区34个气象站逐日最高气温和相对湿度资料,利用高温热浪模型,辅以趋势分析、突变检验及相关分析等方法,研究近54年京津冀地区热浪时空变化特征,探讨城市化对热浪变化的影响,并尝试寻找对热浪异常具有稳定指示意义的环流因子。结果表明:1960—2013年京津冀地区热浪变化具有明显的阶段性,以20世纪70年代中期为转折,热浪呈先减少后增加趋势;京津冀地区热浪空间格局变化整体呈南减北增,东南平原区热浪呈下降趋势,北部生态涵养区呈现增加趋势;在区域尺度上,城市化或迁站影响并未改变北京极端热浪变化趋势,主要影响以轻度和中度热浪变化为主;西太平洋副热带高压和青藏高原反气旋环流与京津冀地区热浪异常关系最为显著,对热浪异常是一种稳定且强烈的指示信号。当青藏高原高空反气旋环流异常偏强,西太平洋副热带高压明显偏北,京津冀地区发生超级热浪可能性较大。     

中国高温热浪危害特征的研究综述

全面综述了高温热浪气象灾害在危害特点、标准与类型、气候特征、形成原因、对全球气候变暖的响应、监测和预测与预警技术、减灾技术及应对策略等8个方面的研究成果.高温热浪是一种较短时间尺度的天气灾害,基本天气特征是高温低湿,除高寒地带外,每年6～8月在全国各地均有发生.大气环流异常是高温热浪形成的直接原因,气候变暖变干是导致高温热浪频繁发生的重要原因.深刻了解高温热浪的危害特征,对应对高温热浪发生发展、监测预测、安全生产、趋利弊害具有重要的指导作用.     

2022年8月四川盆地持续性极端高温特征及不同模式预报误差分析

本文基于2022年8月四川盆地104站逐时温度、降水数据和1971—2021年历史同期数据,及EC、CMA GFS、CMA MESO模式的2 m气温预报等数据,运用统计学相关方法分析了此次极端高温过程的特征及预报误差。结果表明：①2022年8月四川盆地极端高温过程范围大、强度强、持续时间长,有87.5%站最高气温超过该站历史同期极值,且高温最强盛时段较历史同期明显推后。②2022年8月最高气温分布为东高西低,最高气温与历史同期极值差分布则相反,其中最高气温随站点海拔增大而减小,而极值差则随站点海拔先增大再减小。另外,受热岛效应影响,极值差大值站点主要集中在龙泉山脉附近。③高温期间,最高、最低气温平均值高、距平大,且累计降水量和雨日数也明显低于历史同期。④相较而言,EC模式的预报优势主要在盆地低海拔地区。而CMA MESO模式在盆地周边陡峭地形区域的平均绝对误差则更小。另外,EC模式预报的最高气温峰值出现时间更接近于实况,而CMA MESO模式预报高温持续日数更接近实况。     

湖南省夏季高温热浪时空分布特征及其成因

利用1960~2014年夏季(6~8月)湖南省77个气象站逐日最高气温资料,对该地区高温热浪的时空分布特征进行分析研究。研究结果表明:湖南省大部分地区常年遭受高温热浪袭击,年均发生1.53次,部分地区年均出现2次以上。高频次、高强度的高温热浪主要集中于湘中偏东(衡阳盆地一带)地区,株洲、长沙、益阳等地为次大值区,湘西地区高温热浪的发生频次及强度则低于全省平均值。近年来,湖南高温热浪的影响范围不断扩大,炎热程度不断增强。近55年高温热浪频次及强度具有显著的阶段性特征,20世纪80年代以前呈减少(减弱)趋势,此后呈增多(增强)趋势,21世纪以来高温热浪增多增强尤其明显。对一次持续时间长、影响范围广的极端高温热浪过程研究发现:南亚高压东伸扩展,西太副高异常偏西、偏北且稳定少动,下沉运动强盛等条件的配合有利于湖南省持续性高温的发生。     

四川盆地干旱灾害统计特征

利用四川盆地1980—2009年17市103个县(市)实测逐日降水资料,按照四川省气象局制定的四川盆地的干旱地方标准DB51/T581—2007,对四川盆地近30年干旱灾害进行统计分析。结果表明:四川盆地夏旱出现的频率最高,夏旱的高发区集中在盆地西北部的成都、德阳和绵阳,伏旱的发生频率最低,强度最强。春、夏、伏旱的空间分布高发区依次从盆地西北部向东南转移。干旱发生的频率整体呈增长趋势,且严重干旱发生频次增长明显,与20世纪80年代相比90年代增幅达到110.3%,21世纪00年代在90年代的基础上又递增20.0%,21世纪00年代发生的严重干旱频次为80年代的2.5倍。     

基于ECMWF极端降水天气指数的四川盆地暴雨预报研究

本文利用EC集合预报提供的极端降水天气指数能指示极端天气事件的特点,研究了四川盆地夏季(6-9月)的暴雨落区预报。综合考虑不同极端降水天气指数阈值对应的暴雨TS、ETS评分及各阈值评分最高时的发生频次,获得暴雨预报对应的最佳极端降水天气指数阈值。结果显示,08时起报的24h、48h、72h、96h、120h时效对应的阈值分别为0.5\0.6、0.5、0.4\0.5、0.4、0.2\0.3,20时起报的24h、48h、72h、96h、120h时效对应的阈值分别为0.5、0.4\0.5、0.4\0.5、0.3\0.4、0.1\0.3,通过检验表明这些阈值对暴雨落区的预报具有较好的指示意义。      

四川盆地丘陵区地表显热通量分析

利用2000~2007年四川省乐至县大口径闪烁仪(Large Aperture Scintillometer,LAS)观测资料,对比分析了降水日与非降水日、干旱日与非干旱日地表热量通量的时间变化特征。分析结果表明:非降水日显热通量具有明显的日变化特征,最大值出现在13:00左右,降水日显热通量的日变化受降水影响,降水使显热通量减小;非降水日的月平均显热通量有2个峰值,分别出现在5月和8月,最小值在1月;降水日也有2个明显的月平均显热通量峰值,它们是4月和7月,12月最小;夏秋交替的9月非降水日与降水日的显热通量差异最大;干旱日和非干旱日的显热通量都是1月最小,干旱日8月显热通量最大,非干旱日是4月最大;6~10月干旱与非干旱日的显热通量具有明显差异;干旱越严重的月份,月平均显热通量越偏大;相同时次的显热通量平均值,干旱日较非干旱日的明显偏大。     

四川盆地极端暴雨过程基本特征分析

本文利用实况观测资料和NCEP再分析资料,选取1981-2015年四川盆地出现的23次极端暴雨天气个例,分析了其基本气候特征、主要环流形势、影响系统及中尺度对流环境条件,结果表明:(1)大多数极端暴雨都出现在持续性暴雨过程中,且极端暴雨出现前至少12 h已开始出现暴雨,暴雨中心主要出现在盆地西北部和西南部。(2)极端暴雨过程主要出现在500 hPa为"东高西低"型和"两高切变"型这两种环流背景形势下,"东高西低"型过程前24 h内副热带高压将西伸北抬,过程中仍保持稳定甚至会继续西伸北抬,而"两高切变型"过程前24 h内和暴雨过程中,副热带高压动态均无明显规律。(3)有3次极端暴雨过程有登陆台风,其外围环流形成的强水汽输送对暴雨有直接影响,6次过程有远距离海上台风向西或向北移动,对盆地内降水系统东移有一定的阻挡作用,利于强降雨维持。(4)"东高西低"型暴雨主要触发系统是西南低涡和高原低涡,"两高切变"型暴雨主要触发系统是切变线,且700 hPa有冷平流入侵,两种类型暴雨在200 hPa均为南亚高压东北侧的分流辐散区,暴雨中心均位于低层高比湿区和辐合中心,其中"东高西低"型暴雨低层偏南气流更强,暴雨中心主要位于盆地西北部,而"两高切变"型暴雨低层偏南气流更弱,暴雨中心位于盆地西南部的频次更高。(5)极端暴雨过程具有低层高比湿、整层相对湿度大、暖云层厚、CAPE呈狭长形态、垂直风切变小等特征,因此降水效率高,同时850 hPa比湿和假相当位温具有显著正距平,过程结束后850 hPa假相当位温明显下降。并据此建立了四川盆地极端暴雨概念模型,可供今后极端性过程的预报参考。     

四川盆地暖区暴雨特征分析

给出四川盆地暖区暴雨的定义,并根据天气形势和影响系统将其分为西南涡型、副热带高压边缘型、西南急流型和东南风型四类.然后利用2008-2018年5-9月常规和自动站逐时降水资料统计分析四类暖区暴雨的时空分布特征和降水性质,并选取典型个例,对暴雨中尺度特征和成因进行了分析.主要结论包括:四类暖区暴雨易发于山脉迎风坡、喇叭口...