基于拉格朗日法的水汽输送气候特征分析——江淮梅雨和淮北雨季的对比

利用基于拉格朗日方法的轨迹模式（HYSPLIT_4.9）,结合海量气块追踪分析法,对比了江淮梅雨和淮北雨季平均水汽输送特征,从水汽来源及源地贡献方面探讨二者的相对独立性,对比两雨季降水异常年水汽输送特征。结果表明,气候态上,江淮梅雨的水汽输送主要来自印度洋、太平洋、孟湾—南海,其中来自印度洋的水汽输送贡献最大,超过50%;淮北雨季来自印度洋、欧亚大陆、孟湾—南海、太平洋的水汽贡献差异不大,但与江淮梅雨的水汽源地对比,淮北雨季来自印度洋的水汽输送贡献少20%,而欧亚大陆偏多19%。对比降水异常年发现,来自印度洋、孟湾—南海以及欧亚大陆水汽贡献的变化对江淮梅雨和淮北雨季降水异常有重要影响。江淮梅雨偏多年,印度洋的水汽输送贡献比梅雨偏少年减少17%,孟湾—南海则增加了11%。在淮北雨季偏多年,印度洋的水汽输送贡献比偏少年多19%,孟湾—南海和欧亚大陆的水汽输送则分别减少6%和17%。     

近十年长江三角洲城市热岛变化及其与城市群发展的关系

利用MODIS(MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer,中分辨率成像光谱仪)白天地表温度、地表类型产品和DMSP/OLS夜间灯光数据,分析了长江三角洲(简称长三角)地区城市群温度场及其变化的分布特征。结果表明:长三角城市群热岛在春夏季最强,秋季次之,冬季最弱;2001年以来,长三角地区夏季热岛区面积不断变大,其中强热岛区的增长速度最大,导致温度过渡区面积大幅减小;各城市群中,以苏锡常城市群的强热岛区增长最快,呈现与上海热岛连成一体成为大城市群热岛区,并沿海岸线有向杭州湾发展成为更大城市群热岛区的趋势;城郊地区的地表温度增温幅度最大,夜间灯光灰度值的加强趋势也最高,城市地区几乎没有增温,夜间灯光灰度值的加强趋势也最小,且地表温度和夜间灯光灰度值的空间相关性较好,表明长三角近十年地表温度的精细变化与城市化进程密切相关。     

中国东部夏季雨带推进过程的年际、年代际变化

利用中国东部355站夏季逐日降水资料,定义了空间均一化降水指数,并利用联合经验正交展开(EEOF)等方法研究了中国东部夏季雨带推进过程的年际变化和年代际变化特征.结果表明:中国东部夏季雨带以110°E为界分东西两个雨带中心向北推进,且由于两雨带进程不一致,致使整个东部夏季雨带呈东北-西南向向北推进;当雨带推进偏强时,雨带易偏北,夏季多出现Ⅰ型降水分布,雨带推进偏弱时,雨带易偏南,夏季多出现Ⅱ型、Ⅲ型降水分布;中国东部夏季雨带推进强度在1966年和1979年发生明显突变,1957-1966年雨带推进偏强,而在1979-1989年雨带推进偏弱.     

三峡库区山地灾害基本特征及滑坡与降水关系

分析三峡库区山地灾害的基本特征，着重讨论库区滑坡灾害与前期降水量的相关关系，运用Fisher判别法则建立该区滑坡发生的降水预报方程。结果表明，三峡库区山地灾害主要出现在雨季，7月发生最为频繁，灾害种类多样，主要以滑坡为主，降水是诱发山地灾害的主要因素；当日和前5d的暴雨日数、当日和前10d降水量与滑坡发生的关系最为密切，诱发库区滑坡灾害的主要降水类型为暴雨诱发型和多日中大雨诱发型；通过Fisher判别方法，以两个降水因子建立起的滑坡发生的预报方程，对于三峡库区滑坡发生具有一定的判别能力，为库区山地灾害的预防提供科学依据。     

中国近50年冬夏季极端气温场的年代际 空间型态及其演变特征研究

利用我国１９５３～１９９５年冬夏季平均最低气温（Ｔｍ）和平均最高气温（ＴＭ）资料,分析冬夏季ＴＭ、Ｔｍ距平场的年代际空间型态及其演变特征．指出冬夏季Ｔｍ、ＴＭ场的空间型态基本都在７０年代末至８０年代初发生显著变化,但空间型态变化的冬夏季差异十分明显,且冬季Ｔｍ、夏季ＴＭ空间型态的年代际变化在相应Ｔｍ、ＴＭ场的变化中占有明显优势．     

长三角地区农业与自然植被镶嵌体的变化对近地面气象场的影响评估

利用一个中尺度数值模式WRF3.8/Noah/UCM,对长三角地区近30 a来灌溉水田显著减少,农业与自然植被镶嵌体(以下简称镶嵌体)显著增加这一现象引起的气候效应进行了5 a(2008—2012年)高分辨数值模拟。试验采用了ChinaLC土地覆盖资料,利用MODIS反照率和叶面积指数产品分别验证了ChinaLC在镶嵌体和水田之间的分类可靠性。根据研究区内台站观测资料评估了ChinaLC和WRF模式自带的USGS资料模拟结果,进一步证明土地覆盖资料ChinaLC的分类准确性,有助于提高模式的模拟性能。通过对长三角地区镶嵌体面积变化的对比试验进行分析,结果表明:区域内由灌溉水田转变为镶嵌体后,不仅会使非城市区气象条件改变,同时也会影响临近的城市区,由于非城市区增温幅度大于城市区,会导致城郊温差减弱;镶嵌体增加导致江苏西南部、浙江北部气温上升0.1～0.3℃,风速减弱0.1～0.3 m·s~(-1),比湿降低0.05～0.15 g·kg~(-1),边界层高度上升40 m。在镶嵌体显著增加的南京北部—滁州以及江苏西南部一带降水减少,南京北部—滁州地区月平均降水减少了0.6 mm·d~(-1),马鞍山—溧水降水减少了0.2 mm·d~(-1)。     

冬季北大西洋海温年际、年代际变化与中国气温的关系

利用NCEP/NCAR月平均再分析资料(1951~2001年)海洋表面月平均温度资料、500 hPa月平均高度场以及中国160站月平均气温资料,采用旋转方差极大正交旋转法(REOF)和小波变换等方法研究了冬季大西洋中低纬海表温度分布的主要模态及其与中国冬季气温的关系。结果表明,冬季北大西洋中部海表温度异常主要表现为2个基本模态,其中反映冬季大西洋20°~50°N区域海表温度异常的第二特征模态,在年际、年代际变化关系上与中国冬季平均气温关系非常密切。进一步研究表明,冬季北大西洋中部海表温度异常,可激发欧亚EU型环流,致使中国冬季气温异常。     

阿克苏河径流变化与北大西洋涛动的关系

The relationship between North Atlantic Oscillations (NAO) and Aksu River Runoff (ARR) was investigated by using the wavelet transform (WT), cross wavelet transform (CWT), correlation and linear trend analyses, and abrupt change test. The main results are as follows: the interannual/decadal variation and period analyses of ARR and NAO reveal that the both were close correlated each other; the CWT indicates that the correlation was good between ARR and NAO at all periods in the 1990s, because the significant correlation areas mainly concentrated in the 1990s; the variations in the trend strength of ARR and NAO were consistent; the abrupt change of NAO was also temporally consistent with that of ARR, which exerted impact on the Aksu River Basin (ARB) climate and then the ARR through atmospheric circulation variation. Foundation: Special Fund for Social Public Good Project of the Ministry of Science and Technology, No.2004DIB3J118; No.2005DIB6J113; GYHY (QX) 2007-6-8; Desert Meteorological Fund, No.2007011 Author: Li Hongjun (1971–), Associate Professor, Ph.D Candidate, specialized in climate change.     

基于转移累计概率分布统计降尺度方法的未来降水预估研究:以湖南省为例

基于最新一代CMIP5（Coupled Model Intercomparison Project Phase 5）模式历史情景和未来RCP4.5情景下的模式逐日降水数据,使用转移累计概率分布（CDF-t）统计降尺度方法,从空间变化和时间变率两个方面评估该降尺度方法对湖南日降水量模拟能力的改善效果,并在此基础上对未来降水量变化进行预估。结果表明, CMIP5气候模式由于分辨率较低,无法细致反映湖南地形变化和大气环流影响导致的区域降水变化特征。经过CDF-t统计降尺度处理之后,模式对湖南降水的时、空分布模拟与实况更为接近,绝大部分模式对降水空间结构的模拟能力都有显著提高。基于CDF-t统计降尺度的多模式集合预估结果表明,21世纪湖南省日降水量呈弱的增多趋势（0.95%/（10 a））。21世纪初、中和末期相对于1986—2005年的气候平均态,湖南省日降水量分别增加了4.6%、5%和5.2%。3个时期湖南省日平均降水变化的空间分布存在较强的一致性,皆表现为湖南西北、东北和东南3个地区降水增幅最为显著,且随着辐射强迫的增大,3个地区降水增幅也呈递增趋势。需要指出的是,预估结果在模式之间存在一定差异,并且这种差异随着辐射强迫的增大而增大。      

近十年南京城市热岛演变的遥感研究

利用２０００—２００８年南京夏季晴空天气的ＭＯＤＩＳ地表温度产品（代码为‘ＭＯＤ１１Ａ２’）及同期ＭＯＤＩＳＬ１Ｂ资料,采用劈窗算法反演生成地表温度,对比分析了南京城市热岛时空变化特征、热岛区面积变化情况,同时通过与台站地表温度的对比,评估了ＭＯＤＩＳ资料的反演精度．结果表明：１）ＭＯＤ１１Ａ２资料的精度略高于ＭＯＤＩＳＬ１Ｂ反演资料,ＭＯ ＤＩＳ资料的地温的空间分布型态与实际接近;２）基于ＭＯＤ１１Ａ２数据和基于ＭＯ ＤＩＳＬ１Ｂ数据的地表温度在２０００—２００８年都反映了南京的热岛效应,热岛区主要分布在主城区、大厂区和江宁区,总体呈“摊饼式”扩大趋势,但基于ＭＯＤＩＳＬ１Ｂ数据的热岛范围扩大比基于ＭＯＤ１１Ａ２数据的明显很多;３）南京夏季热岛区面积在２０００—２００８年起伏增加,基于ＭＯＤ１１Ａ２数据和基于ＭＯＤＩＳＬ１Ｂ数据的增长趋势分别为５０２１３ｋｍ２／ａ、９９９３ｋｍ２／ａ