第五代PSU/NCAR中尺度模式系统(MM5)介绍IV:初边值形成及后处理过程(INTERP模式)

文章对INTERP模块的主要功能及其原理作了比较详尽的说明 ,同时对模块的控制参数和输入、输出文件做了介绍 ,并指出了模块运行结果存在的不足 ,为今后进一步修正提出了需要解决的问题。     

甘肃省河西地区径流量干旱指数初探

利用代表河西地区三条主要内陆河的昌马堡、莺落峡和九条岭三个水文站３８年（１９５９￣１９９６年）逐月径流量资料,分析各年汛期径流量距平百分率,确定径流量丰枯程度;通过对径流量进行正态化处理来确定径流量的干旱指数,并对干旱指数的旱涝等级进行了划分;同时考虑干旱指数的旱黉等级和农业灌溉用水的实际情况,初步对农业灌溉用水提出了一些合理化建议。     

21世纪以来干旱研究的若干新进展与展望

干旱是中国影响范围最广、造成经济损失最严重的自然灾害之一,直接威胁国家粮食安全和社会经济发展,对干旱问题的认识和研究有助于提升国家防旱减灾能力。自新中国成立以来,中国对于干旱气象的研究取得了丰硕的成果。本文以21世纪以来中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室为平台开展的与干旱气象相关的科研项目群取得的研究成果为基础,通过成果检索,对干旱监测技术、干旱时空分布规律、干旱致灾特征、干旱灾害风险及其对气候变暖的响应以及干旱灾害风险管理与防御技术等方面的新进展进行总结和归纳。同时,基于干旱气象研究的前沿发展趋势,提出中国未来干旱气象研究应在加强气候变化背景下干旱高发区综合性干旱观测试验基础上,从不同维度和尺度定量研究干旱形成机理,构建多源数据融合和多方法结合的综合干旱监测新方法,揭示干旱致灾机理,科学评估干旱灾害风险,提出具有可执行性的风险管理策略等重点科学问题上取得突破。这对于推动中国干旱气象研究具有积极意义。     

近60年中国区域干湿转换早期预警信号

近年来,中国各地干湿转换越来越频繁。干湿转换事关区域性洪涝、干旱等灾害事件的形成。如何有效识别干湿转换过程,寻找其早期预警信号是目前非线性动力学研究的热点科学问题,但目前对此类转换过程的识别及其早期预警信号尚缺乏有效且深入的研究。幸运的是,临界慢化理论在研究复杂非线性动力系统的早期预警信号方面展示了重要潜力。鉴于此,本文基于临界慢化原理,对我国13个干旱分区的代表站的K干旱指数资料进行处理,研究其干湿转换的早期预警信号。首先通过滑动t检验确定K干旱指数序列干湿转换的时间,进而借助于表征临界慢化现象的方差和自相关系数,研究了K干旱指数干湿转换的早期预警信号。结果表明,不同干旱分区代表站的K干旱指数序列均出现了不同程度的干湿转换;各代表站在其干湿转换发生前10年内均出现了方差和自相关系数增大的临界慢化现象,表征了临界慢化现象可能是干湿转换发生前的一个早期预警信号;论证了临界慢化理论作为突变早期预警信号的可靠性,为该方法的广泛应用提供了理论和实验基础。     

基于Copula函数的中国南方干旱风险特征研究

利用1961—2012年1710个地面气象台站观测的逐日降水资料,对中国大陆雨季特征进行了分析。结果表明,雨季最早到来的地方是藏东南、滇西北的横断山脉中西部地区;接着江南地区进入雨季;之后随着夏季风的爆发,全国大部分地区进入雨季。而雨季结束最早的地区在江南地区,较迟结束的地区在华西地区、南海地区,最迟是在新疆西北部地区。就雨季持续时间而言,华北地区和西藏西部及其与新疆南部相接的部分地区雨季持续时间最短,横断山脉中西部地区、华西地区和南海地区雨季较长。通过对多年平均逐候降水进行经验正交函数(EOF)分解,能较好地将主要的降水季节演变特征分离出来,分析发现,第1、第2和第3模态分别反映了夏季、春季和秋季降水为主要特征的降水空间结构。     

1997年12月1—2日降雪天气模拟诊断分析

在详细分析１９９７年１２月１～２日降雪过程天气形势的基础上,利用中尺度数值模式ＭＭ４的模拟结果,诊断分析了这次降雪过程的中尺度辐合线及环境场的物理量特征,认为低层中尺度辐合线是造成降雪的直接原因。     

小冰期气候变化研究新进展

 利用冰芯、树轮、石笋、湖泊沉积和历史文献等多种代用资料进行小冰期的研究已取得了较大进展。研究表明：小冰期是全球性的气候异常期,时间跨度约为500 a (1400-1900 AD);小冰期气候变化的干（湿）/冷（暖）配置在全球存在区域性差异,其变化幅度、起讫和持续时间也因地而异。小冰期气候的形成,受到太阳、火山活动、大气环流,以及大气、海洋和陆地间相互作用的影响。综合分析小冰期在全球的时空分布特点和形成的可能原因,对小冰期研究中仍未解决的主要问题及今后研究的重点进行了展望。     

西北地区气候变化新动态及对干旱环境的影响——总体暖干化,局部出现暖湿迹象

近50 a来,西北地区气温呈显著的上升趋势,降水变化空间差异突出,西北地区整体暖干化趋势明显,局部出现暖湿现象。气候变暖使冰川退缩,雪线上升,冻土消融,湿地退化,湖泊萎缩,河流流量减少,水资源越来越短缺,出现生态环境恶化问题。根据IPCC预测结果分析,未来西北地区气候变暖趋势会更加明显。从保护西北地区生态环境、完善气候变化综合监测系统以及开展重点区域气候变化过程专项研究等方面提出了对策建议。     

洮河流域土地利用／覆被变化的水文过程响应

土地利用/覆被变化是导致流域水资源发生变化的重要原因.以中国西北地区的洮河流域为研究区,构建适宜于洮河流域的分布式水文模型(SWAT),在综合考虑流域1985-2000年间土地利用/覆被变化特征的基础上建立多种土地利用/覆被情景,并对不同情景下的水文过程进行模拟,得到以下结论:(1)经校准后的SWAT模型,其验证期的相关系数R~2、相对误差R_e和效率系数E_(ns)分别为0.83、-8%和0.68,说明SWAT模型在洮河流域径流量模拟中具有较高的适用性.(2)草地、林地和耕地是洮河流域的主要土地利用类型.林地的壤中流、土壤湿度和产水量最大,耕地的地表径流和蒸散量最大.与1985年相比,2000年土地利用/覆被情景下地表径流增加了1.72%,地下径流和产水量降低了0.8%和0.4%;耕地扩张和城镇建设用地情景下流域地表径流明显增加,生态恢复情景下流域地表径流和产水量均有所降低.(3)从月径流量来看,林草地可以减小最大与最小流量的变幅,而耕地的作用正好相反.与1985年相比,2000年土地利用/覆被情景下汛期地表径流增加1.67%,地下径流减少0.83%,产水量减少0.36%;非汛期地表径流增加1.86%,地下径流减少0.63%,产水量减少0.46%.说明林草地减少对非汛期的影响更大.     

用AE-D卫星近地点上观测的n(He)估算湍流层顶高度

文分析了AE D极轨卫星近地点的变化及其相应的大气膨胀和密度分布情况. 在高度相同情况下, 中低纬区热层底部的大气密度比高纬区大, 卫星受阻也就更大, 从而卫星近地点的高度在中低纬区比高纬区要低、白天比夜间低. 采用近地点上的n(He)观测资料, 根据大气数密度在低层内均匀混合和高层内扩散分离的不同垂直分布特征, 粗略地估算出湍流层顶的高度Zt及其变化. 高纬区内Zt高低与纬度几乎无关, 但对磁暴的响应十分明显. 中低纬区内, Zt随纬度减小而增大; 白天地区Zt大于夜间, 而与磁暴的关系不大.