Vertical tilt structure of East Asian trough and its interannual variation mechanism in boreal winter

Vertical tilt structure of the East Asian trough (EAT) and its interannual variation mechanism in boreal winter are studied using NCEP/NCAR, ERA40, and NCEP/DOE reanalyses. A vertical tilt index (VTI) is defined as the mean slope of vertical trough line on the longitude-height cross section to describe the tilting extent of the EAT, with high index indicating a more west-tilted trough and vice versa. The VTI series derived from the three reanalysis datasets are highly correlated with each other during the corresponding periods. A significant positive correlation is found between the VTI and the zonal range of the vertical trough line. Based on the close relation, a possible physical mechanism is proposed to explain the interannual variation of VTI. It demonstrates that positive (negative) temperature anomalies within the mean zonal range of the EAT result in expansion (contraction) of the zonal range and lead to high (low) VTI years. The composite analyses based on the three reanalysis datasets well support the proposed mechanism. Furthermore, the general relationship between the VTI and the zonal temperature gradient is discussed based on the proposed mechanism. It is revealed that the asymmetric change of temperature gradient on the western and eastern sides of the EAT plays an important role in the variation of VTI, which suggests that the tilting extent of the EAT is strongly affected by the two-order zonal change of temperature instead of the zonal temperature gradient (i.e., one-order change). Climate variability not only in the simultaneous winter but also in the following spring and summer over East Asia is closely related to the variation of the VTI. This study on the vertical tilting of the EAT may enrich knowledge of the East Asian winter monsoon and the climate variability over East Asia and may be helpful in improving the regional climate prediction in East Asia.     

近50 a来北京市气温和降水的变化

利用1961—2008年北京11个台站的气候观测资料,分析了过去48a北京城区、郊区的气温和降水变化趋势。结果表明：在这48a中,北京城区、郊区的年平均温度都呈明显上升趋势,城区比郊区上升幅度更快;本地年降水量呈下降趋势,且城区下降幅度比郊区明显。说明在全球变暖的背景下,北京的气温和降水的变化趋势相反;通过城区和郊区、平原站和高山站的比较可以看出,城市的热岛效应增加了变化幅度。     

基于敏感源分析的动态大气污染排放方案模拟

选取2014年11月6—11日一次典型污染过程,以北京城区为重点关注的目标区域,基于印痕分析技术判别对该区域影响较大的敏感源区,设计重点区域减排试验和敏感源区逐日动态减排试验,利用区域化学传输模式WRF-Chem进行模拟对比。结果显示:上述两种方案对源强较高的减排当地PM_2.5浓度降低均有明显的改善作用,且在传输作用下会辐射影响到下游地区;但仅就目标区域而言,敏感源区减排方案的减排效率要远远高于重点区域减排方案。为了验证基于敏感源分析的动态减排方法的适用性,进一步开展了不同季节以及不同背景浓度的个例模拟。结果表明:基于敏感源区分析结果制定动态逐日减排措施,可降低削减成本、提高减排效率,以达到最具经济环境效益的减排效果。     

二郎山电线覆冰厚度序列的重建

通过对四川省甘孜州二郎山与西南地区108个气象观测站的气象因子之间的相关关系分析,筛选出13个气候特征比较接近二郎山的站点,利用二郎山的覆冰资料和邻近站的气象要素对二郎山的覆冰厚度进行重建。使用最优子集回归方法建立了二郎山覆冰序列与康定气象因子之间的数学模型,恢复了二郎山1951～2001年的覆冰厚度资料。趋势分析表明重建的序列与全球变暖的背景下气候变化的趋势是一致的,为划分我国西南地区覆冰等级打下了一定的基础。     

塔中人工绿地与自然沙面辐射平衡对比研究

使用2014年5—9月塔克拉玛干沙漠腹地塔中大气环境观测实验站地表辐射观测资料,分析了塔中人工绿地与自然沙面在各种典型天气条件下的辐射分量特征差异。结果表明:人工绿地与自然沙面辐射平衡各分量最小值均出现在夜间,最大值出现在中午前后,总辐射和反射辐射日最大值出现在12:00;大气长波辐射日变化振幅较小,地面长波辐射日变化呈现不对称分布。晴天,人工绿地与自然沙面总辐射和净辐射变化幅度较小,自然沙面总辐射高于人工绿地;阴天,地面长波辐射略有减小,绿地大气长波辐射略有增加,总辐射和反射辐射减少,净辐射的变化受总辐射的影响,但减弱幅度小于总辐射;沙尘暴天气下,沙尘对辐射各分量影响明显,辐射各分量日变化不规则,人工绿地与自然沙面总辐射被明显削弱,日变化波动大。     

宁夏六盘山区多年降水的时空变化分析

选用宁夏六盘山区4个代表测站自建站以来至2007年的各月降水资料,用回归、周期和突变分析等统计方法进行分析,揭示了其多年时空变化规律.通过分析,得出了其季、年线性变化趋势和年变化周期及突变点,发现各区域降水存在着不同的变化规律,年降水均呈减少趋势,存在准14 a、11 a等变化周期,并发生了多次突变.     

北京一次大风和强降水天气过程形成机理的数值模拟

利用3维强风暴冰雹分档模式(IPA—HBM)对2001年8月23日北京的一次伴有大风、暴雨和冰雹的强对流天气过程进行模拟和分析，并与部分观测资料进行了比较分析。结果表明，该模式对此次强风暴的生命史、降水分布、降雹的大小等要素做了较好的模拟，并能够模拟出伴随强风暴过程所产生的强下沉气流和及地面强风速切变(下去暴流)。从云微物理学角度分析了此次局地性大风的形成原因，认为由高空冰雹粒子的拖曳产生的负浮力作用是促发强下沉气流产生的主要原因，其次是冰雹的融化和雨水蒸发冷却对下沉气流起加速作用，冰雹的拖曳和融化作用对下沉气流具有决定性作用。强风暴所产生的爆发性强下沉气流最终导致了局地大风的形成。     

河套及其邻近不稳定积雪区积雪日数时空变化规律研究

利用河套及其邻近地区(30°～43°N,102°～120°E)240个地面气象观测站1951-2006年的积雪日数资料,采用EOF/REOF进行分解,分析了该区积雪的时空异常分布情况.结果表明:河套及其邻近地区积雪日数有3个主要的分布型,第1种类型为全区一致地偏多(偏少)型,相似年份有13 a;第2种类型为南多(少)北少(多)的南北相反分布型,相似年份有7 a;第3种类型为东多(少)西少(多)的东西相反分布型,相似年份有2 a.对年积雪日数进行REOF分解可将研究区域分为6个气候分区.利用Morlet小波分析表明,研究区域年积雪日数变化存在准18 a周期.在全球变暖的大背景下,研究区域的年积雪日数整体呈减少的趋势,减少最显著的在高纬度和高海拔地区.     

青海木里冻土区天然气水合物钻探施工技术

钻探取心是天然气水合物资源调查研究的一种重要技术手段,也是识别天然气水合物最有效的方法之一。青海木里煤田三露天调查区地质构造复杂,水合物钻探施工时极易出现孔壁坍塌、水合物分解、气侵泥浆及孔内涌气、涌水、漏失等问题,取芯困难、钻进效率低。针对这些技术难题,开展了泥浆制冷技术、大口径绳索快速取心钻进技术、聚合物低温泥浆工艺及泥浆防塌体系、钻孔结构及钻进参数优化、钻头选型、气体防喷等技术工艺研究,并在现场实践中取得了较好的效果,为今后青藏高原冻土地带进行天然气水合物钻探施工提供借鉴。     

华南飑线系统对流与层云区闪电起始和通道位置处的云微物理特征

利用广州S波段双偏振雷达观测数据和低频电场探测阵列三维闪电定位数据,分析了2017年5月4日和5月8日华南地区两次飑线过程中闪电起始和通道位置处的雷达偏振参量和降水粒子特征.两次飑线中约80％的闪电起始和通道(统称闪电放电)定位于对流区.对流区闪电放电位置处的雷达反射率(ZH)要比层云区平均大4～5 dBZ,其它偏振参...