阿拉木图与乌鲁木齐夏季降水变化趋势对比分析

基于哈萨克斯坦阿拉木图站和新疆乌鲁木齐站的1967-2009年夏季降水资料,采用一元线性回归、Mann-Kendall突变检验和Morlet小波分析的方法,分析了两地夏季降水的变化趋势特征.结果表明:阿拉木图和乌鲁木齐夏季降水均呈增加趋势,20世纪70和80年代降水偏少,90年代至2009年降水偏多.乌鲁木齐夏季降水于1982年出现了突变点,阿拉木图夏季降水没有发生突变.2000年以前阿拉木图以6-8 a左右的短周期变化为主,2000年后以15-16 a左右的长周期变化为主,乌鲁木齐在1987年以前以4-6 a的短周期变化为主,在1987年以后以16a的长周期变化为主.     

中亚阿拉木图与乌鲁木齐寒潮气候特征对比分析

利用1951—2016年阿拉木图与乌鲁木齐的逐日气象观测资料,对比分析中亚区域两个主要城市的寒潮气候变化特征。结果表明:(1)阿拉木图和乌鲁木齐的年寒潮过程频数分别为6.1次和4.2次,阿拉木图的寒潮过程较频繁;阿拉木图的寒潮过程年内分布呈单峰型,峰值在11月和12月,而乌鲁木齐的过程频数年内分布呈双峰型,分别出现在4月和11月;阿拉木图的冬半年寒潮过程初日和终日均比乌鲁木齐偏早9 d。(2)1951—2006年,阿拉木图和乌鲁木齐的年寒潮过程频数均呈线性减少趋势,阿拉木图的减少趋势更加显著;阿拉木图与乌鲁木齐的寒潮过程异常偏多年主要出现在1980年之前;阿拉木图的年寒潮过程频数存在21 a显著周期,乌鲁木齐存在39 a显著周期。(3)乌鲁木齐的寒潮过程最低气温低于阿拉木图,但是阿拉木图的寒潮过程降温幅度强于乌鲁木齐;56 a来,阿拉木图和乌鲁木齐的寒潮过程降温幅度的年累计值的变化率分别为-8.1℃/10 a和-5.9℃/10 a,相比而言,阿拉木图的寒潮过程强度的减弱趋势更加显著。     

乌鲁木齐河洪水变化趋势分析

主要依据英雄桥水文站实测洪水资料对乌鲁木齐河洪水时空变化特性进行简略分析,通过多种方法分析了乌鲁木齐河49a来洪水的变化趋势。结果表明进入20世纪90年代年最大洪峰流量偏离平均值幅度较大,从1993年开始进入大洪水多发期,且大洪水出现频次增加。     

六盘水地区夏季降水异常特征分析

利用六盘水市1961-2000年近40 a夏季(6-8)月降水资料,采用小波分析、二项式系数加权滑动平均等方法,对六盘水地区夏季降水异常进行了分析,结果表明:六盘水夏季降水近40 a来呈上升趋势,具有明显的年际、年代际变化特征;降水存在显著的12~14 a、准6 a、2~4 a左右的振荡周期;近40 a来降水变化的能量主要集中在较小时间尺度的演变上。     

贵港市夏季降水的气候特征分析

基于贵港市1955-2010年观测的夏季日降水资料,利用趋势分析、累积距平分析、小波分析、M-K检验以及MTT检验,分析了贵港夏季降水的特征.结果表明:夏季降水日数中,中雨量级降水日数呈明显增长趋势,主要降水类型为小雨,但主要降水量贡献为暴雨及以上量级降雨;夏季降水周期主要周期为16a,同时存在一个2a的弱震荡周期;M-K分析得到的3个突变点,在MTT检验中均未通过显著性检验.     

贵州夏季降水异常的小波分析

利用1951－1999年贵州省19站月平均降水资料，应用小波分析的方法分析了贵州夏季降水的周期振荡特征和年际及年代际变化特征。结果表明：贵州夏季降水具有多尺度振荡的特点，且振荡的周期具有显著的年际、年代际变化。     

近50年环渤海地区夏季降水时空变化特征

根据环渤海地区1961-2008年夏季60个测站逐日降水资料序列,使用EOF和REOF方法将环渤海地区划分为4个区域,分析了近50年来环渤海不同区域夏季降水的时空变化特征.结果表明,环渤海地区夏季降水存在明显的区域一致性以及年际和年代际变化特征,降水总体呈下降趋势;各区夏季降水都存在2～3年的年际周期,辽东半岛和环渤海北部区域存在10～11年、环渤海西部和山东半岛存在14～15年的年代际周期;辽东半岛在20世纪60年代后期,山东半岛在70年代初期都发生了降水由多到少的显著突变,而环渤海北部和西部地区在90年代后期降水出现显著突变.     

东北地区夏季降水时空变化特征

采用东北地区99个测站1960～2000年逐日降水资料，运用小波分析、突变分析、旋转EOF等方法，研究了东北地区不同区域夏季降水的长期变化特征。结果表明，东北地区夏季降水呈减少趋势，并存在14年和2～4年的变化周期。东北地区夏季降水异常可分为5种空间分布类型：东北西南部型、东北东南部型，东北东北部型、东北西北部型、东北中部型。东北东南部地区夏季降水减少趋势最明显，东北西南部降水的增加趋势最明显。各区域降水的变化周期有所区别，东北东北部存在16～18年的变化周期，其它地区存在10～14年的变化周期，各区域降水突变的时间主要在60年代和80年代。     

近15年我国气温的变化趋势

利用1998-2012年635个气象站点的观察数据,对我国气温的时空变化趋势及其区域差异进行了分析和突变检验,结果表明：近15年来我国年平均气温呈现波动式下降的特点,但下降趋势不显著;全国绝大部分地区年均和四季气温在0.05显著水平未检测出显著的变化趋势,但Z值显示,气温存在不显著的变化倾向：青藏高原区年均气温存在上升倾向,而其他地区多呈下降倾向;春季气温呈上升和下降倾向的区域约各占一半,夏季绝大部分地区气温有上升倾向,而秋季和冬季大部分地区气温则呈现不显著下降趋势。典型站点的分析发现,显著变暖的站点气温基本都存在暖突变,而显著变冷的站点只有约27%的站气温存在冷突变。暖突变年份主要分布在于2005-2006年,冷突变年份多在2009-2011年。     

1961—2010年台山市降水变化趋势分析

利用1961～2010年降水资料,采用线性拟合和MK检验法分析了台山市多年降水变化特征,结果发现:近50a台山市的年降水量整体上呈增加的变化趋势,但增加的趋势并不明显。与之相反,台山市近50a年的降水日数整体上呈显著减少的趋势。台山市的极端日降水总是出现在4～10月,其中5月和9月出现年极端日降水的概率最大,其分别对应华南前汛期和华南后汛期暴雨较多的时期。M-K突变检验表明,从1961至2010年台山市的降水日数在1998年出现突变,而年降水量没有明显的突变年份。     

基于微波资料的乌鲁木齐春季两次强降水相态对比分析

利用常规观测、自动站逐小时观测及微波辐射计等资料,对比分析2018年3月17—18日和4月11—12日（简称“0318”过程和“0411”过程）乌鲁木齐两次强雨雪天气成因。结果表明：两次过程均发生在两脊一槽的环流背景下,中亚低槽东移影响北疆,乌鲁木齐附近中高层槽前西南气流、低层西北气流及风切变是强降水维持的环流配置,且 “0411”过程中亚低槽及高低空风场强度均较“0318”过程明显偏强,其强弱可作为降水量级的重要参考。乌鲁木齐微波辐射资料分析表明,两个过程均在1.2—1.5 km温度变化趋势一致,均为雨转雨夹雪温度比雨夹雪转雪略高,但0—1.2 km,“0318”过程雨转雨夹雪温度比雨夹雪转雪低,“0411” 过程则相反;地面气温-0.4~0.5℃、1.5 km温度-2.5～-3.0 ℃,可作为雨雪相态转换的参考指标。3 km以下水汽密度和液态水含量值纯雪最大,雨夹雪转雪次之,雨转雨夹雪最小;4 km以下湿度均＞80%,且“0411” 过程的高湿区和伸展高度均较“0318”过程明显偏大偏高;两次过程强降雪时水汽密度最大达10.6～12 g·m-3、液态水含量最大达0.4～0.8 g·m-3。     

乌鲁木齐地区两次暴雪过程的滴谱特征分析

利用乌鲁木齐气象站的激光雨滴谱仪观测数据,分析2018年3月17—18日和12月1日的两次暴雪天气的滴谱特征。结果表明:(1)两次过程的雪滴谱表现为单峰分布,粒子浓度峰值均在低谱段,雪滴谱宽度分别为0.42～4.63 mm和0.55～6.78 mm。(2)个例1中降雪云偏向于层状云类型,降雪主要由较小尺寸的霰或者凇附的冰相粒子组成,个例2中的降雪云偏向积层混合云类型,降雪主要以尺寸较大的干雪花为主。(3)两次降雪过程中的Dm和lg NW的拟合经验关系式呈现出明显的负相关。(4)拟合的本地化Z-R关系式分别为Z=171.7R2.22和Z=518.7R2.27,两次降雪过程的雷达反射率因子平均值分别为20 dBZ和25 dBZ。     

乌鲁木齐降水化学成分及来源分析

降水是大气中主要和次要污染物的重要收集器,是清除大气中颗粒物和气态污染物最好的清除剂。为了了解乌鲁木齐降水特征,本文利用离子色谱分析了2010年降水样品,研究表明,该区降水pH值在5.6~7.77之间,年均值为6.19,电导率变化范围为18.7~172.5μs·cm~(-1),年均值为57.73μs·cm~(-1)。降水中主要离子浓度排序为Ca~(2+)SO_4~(2-)NH_4~+Na~+Mg~(2+)Cl~-NO_3~-K~+F~-,Ca~(2+)是最主要的阳离子,SO2-4是最主要的阴离子,表明乌鲁木齐降水中的致酸物质主要是硫酸盐。总离子浓度季节变化特征表现为秋季高,冬季低。FA平均值为0.001,表明99.9%的降水酸度被碱性成分中和,NF计算结果表明Ca~(2+)具有很强的中和能力。从相关分析、富集因子来看,SO_4~(2-)和NO_3~-主要受人为源的控制,K+主要存在于土壤扬尘或生物质燃烧产生的细颗粒物中;Mg~(2+)主要来自陆源的土壤扬尘等;Cl~-主要来自海相输入,生物质燃烧、人类生活污水排放以及化工厂排放对Cl-也有很大贡献。     

乌鲁木齐地温特征及其与降水的关系

：基于乌鲁木齐1961-2008年地温和降水资料,使用一元线性回归、Mann-Kendall突变检验、相关等统计方法,分析了地温的时间变化特征及与夏季降水的关系。结果表明：浅层地温（0厘米和40厘米）的逐月变化与大陆气温一致,而80厘米和160厘米,则与海温一致,320厘米地温表现为准半年的变化特征。各层年均地温有较一致的年变化,1990年至今,均处在高值期。40厘米和80厘米的年均地温呈下降趋势,而160厘米和320厘米为上升趋势。各层地温在冬季,均呈显著的升温趋势。各层冬季地温均在2000后发生了由低到高的气候突变。相关分析发现,320厘米前一年12月的地温与次年夏季降水相关性较好,可达0.38。进一步的分析发现,前一年秋季8月和9月,160厘米与320厘米地温的梯度与降水有较好的正相关,相关系数分别为0.41和0.4,可以作为夏季降水长期预测的一个参考因子。     

乌鲁木齐地区两种类型降水的雨滴谱特征

利用乌鲁木齐2018年1-12月雨滴谱仪观测数据,分析了两种类型降水（雨、雨加雪）滴谱的微物理参量,以探究乌鲁木齐不同类型降水的雨滴谱特征,此外,对Nt-R、Z-R等关系也进行了研究。结果表明：（1）两类降水的雨滴谱均为单峰分布,粒子浓度峰值均在低谱段,雨夹雪的滴谱宽度约为0.31~7.50 mm,雨的谱宽为0.31~5.50 mm。（2）雨的平均粒子尺度参数（如质量加权平均直径Dm）和降水强度R均略大于雨夹雪,而雨夹雪的平均总粒子数浓度Nt比雨的大23.7%。（3）文中拟合得到的雨、雨加雪Z-R关系分别为Z=181.7R1.45、Z=205.4R1.27,与传统天气雷达降水估测关系Z=300R1.4对比分析后,发现利用Z=300R1.4进行降水估测时存在低估现象,而对降雨的估测误差更大。     

乌鲁木齐市短时强降水分布特征及环境条件分析

利用常规地面、高空探测资料、加密自动站逐时雨量资料,分析2012—2016年乌鲁木齐市暖季的短时强降水分布特征及环境条件,得出乌鲁木齐市短时强降水的空间分布、月变化及小时雨强特征;通过分析22场短时强降水天气过程,按照500 hPa影响系统分类,得出了西西伯利亚低槽、中亚低涡和西北气流3类环流形势及概念模型;统计得出临近短时强降水时段,K、SI、LI等不稳定指数的月变化差异较大,6—7月各指数集中度高,指示意义最好;5月、9月短时强降水的水汽特征量值明显小于6—8月,7月水汽量值最高。     

乌鲁木齐市酸雨特征及变化趋势

通过对乌鲁木齐市1991—2007年降水pH值、K值(电导率)以及相关的天气气候资料的处理,分析了酸雨特征和变化趋势。结果表明:pH平均值有逐年降低的趋势;从2000年开始K平均值呈下降趋势;降水pH平均值和K平均值具有明显的季节变化;供暖对pH平均值和K平均值造成很大的影响,是形成酸雨的重要因素之一。     

乌鲁木齐市PM10,PM2.5和PM1.0浓度及分布变化特征研究

利用GRIMM180气溶胶粒谱分析仪采集乌鲁木齐市PM10、PM2.5和PM1.0数据,研究表明:乌鲁木齐市气溶胶颗粒物质量浓度在进入采暖季后急剧增加,冬季颗粒物中细粒子含量最高,PM2.5/PM10可达77.6%,PM2.5/PM10,PM1.0/PM10,PM1.0/PM2.5三比值体现了颗粒物的分布特征,四季污染程度越高,细粒子含量越高。四季无降水日PM10、PM2.5、PM1.0的质量浓度和分布的日变化基本呈三峰三谷型,出现早—午—晚峰值,上午—下午—午夜后谷值,各季节峰谷值具体出现时间略有差别,由于冬季逆温层顶盖等因素的影响,冬季质量浓度和分布的日变化在此基础上多了两次波动。降水的发生对冬、春季质量浓度的影响大于夏、秋季,对不同粒径段粒子的分布影响有一定差别。