西北地区干、湿夏季的前期环流和水汽差异

用西北地区夏季 (6、7、8月) 共19个站降水量观测资料以及NCEP/ NCAR 1958~1997年再分析全球月平均网格点前期 (春季) 资料, 选取西北地区周边范围内夏季干、湿年的前期春季各个物理量场进行相关统计分析, 结果表明前期春季影响西北地区夏季干、湿的相关区域环流特征和水汽特征有显著差异。     

2012年7月中旬一次安徽梅雨锋暴雨过程的干侵入分析

利用NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料,着重对2012年7月13—14日发生在安徽中南部的一次梅雨锋暴雨过程中干侵入的特征及作用机制进行了诊断分析。结果表明,此次强降水是在高空低槽和低空冷式切变线共同作用下产生的。暴雨过程中,从对流层高层到低层有明显的干侵入。在整个对流层上均存在干侵入,但是对流层中高层较强,低层较弱,干侵入主要来自对流层中高层。高低空急流耦合产生次级环流,其正环流圈下沉支为干冷空气侵入提供了动力条件。低湿、高位涡的干冷空气具有沿假相当位温密集带（即锋面）下传的特征。     

近52年长江中下游地区夏季年代际尺度干湿变化及其环流演变分析

利用中国气象局国家气象信息中心提供的长江中下游地区353站1961~2012年逐月降水资料,通过计算得到各站点夏季标准化降水指数(SPI)。根据长江中下游地区夏季中旱及以上等级站点数目及其突变检测(Mann-Kendall方法,MK)结果,将时间序列划分为三个时段。在此基础上,利用NCEP/NCAR再分析资料及NOAA海洋表面温度重建资料,分析了各个时段前冬至夏季环流背景场的异常特征及其演变过程,并建立了各时段的概念模型。结果表明:(1)长江中下游夏季在第一时段(1961~1973年)呈明显干旱状态;第二时段(1974~1986年)为干旱向湿润转变的阶段;第三时段(1987~2012年)基本转为湿润状态。(2)第二时段为第一时段与第三时段的过渡期,环流背景场在该时段发生明显变化,使得第一时段与第三时段所对应季节的环流距平场相位相反。(3)第一时段,前冬至夏季全球海温持续偏冷,印度洋海温冷异常在夏季尤为显著,南亚高压与西太平洋副热带高压偏弱;前冬,青藏高原北部脊偏弱,蒙古高压明显偏弱;夏季,印度低压偏强、南支槽加深,夏季风水汽输送偏强,而亚洲中高纬度为平直西风气流,北方冷空气不易南下至我国南方地区,冷暖空气交绥受阻,使得长江中下游夏季出现大范围的干旱。第三时段相对于第一时段,前冬至夏季全球海温暖异常,印度洋海温显著偏暖,西太平洋副热带高压偏强;前冬,青藏高原北部脊偏强,蒙古高压异常偏强;夏季,印度低压减弱、南支槽异常偏弱,夏季风水汽输送较弱,水汽滞留在长江流域,且贝加尔湖高压脊发展,脊前冷空气南下,使得长江中下游夏季降水偏多。     

近300年来中国西部气候的干湿变化

利用冰川积累量和树木年轮代用资料，分析了中国西部地区近300年来气候干湿变化的时空特征。中国西部气候干湿变化存在显著的准70年尺度的周期变化。准30年和准110年尺度的周期变化在大部分地区也较显著。在准70年尺度的干湿变化中，1850年前，高原东部和新疆在干湿变化上基本同步，可划分到一个湿度带中，这就和高原西部有了一种偶极子的位相关系。在1850年后，这种位相型有些变化，新疆渐渐的和高原西部的位相趋于一致，但这个同位相关系不如1850年前新疆和高原东部的同位相关系那么好。这时候应该重新把高原西部和新疆划分到一个湿度带中，高原东部作为另一个湿度带，两者之间成为一种偶极子的关系。在最近十几年，似乎高原东西部又合为一个湿度带，而与新疆成偶极子的关系。但由于小波分析所固有的边界效应的影响，这一可靠性是值得怀疑，不过这三者之间两两组合的偶极子关系的漂移倒是一个有意思的研究方面。110年尺度的干湿变化中，青藏高原主体部分及华山地区为一个干湿分布一致的湿度带。1850年以前整个高原和新疆地区在准110年尺度上存在着比较一致的干湿变化，而19世纪末期突变发生后，高原北部和新疆地区的干湿变化存在偶极子的位相关系。在准30年时间尺度的干湿变化中，高原和新疆地区的干湿变化基本一致。     

甘肃东部旱作区土壤水库贮水力的研究

根据甘肃东部旱作区14个测站1989～1992年0～2m土壤水分实测资料，从大气降水-土壤水循环系统出发，探讨了旱作区不同气候类型土壤水库的贮水能力及其运行规律，给出不同农业干旱程度的贮水标准和贮水量亏缺额，为土壤水库潜力的开发利用提供了依据。     

An improved methodology to measure evaporation from bare soil based on comparison of surface temperature with a dry soil surface

Accurate estimation of the resistances to water vapor movement is a major difficulty in evaluating evaporation from soil. By including the temperature of a dry soil surface (the temperature of the surface of a dry soil column buried in the field), a method for estimating evaporation from soil is proposed. The necessary input variables for the suggested method are temperature, net radiation, and soil heat flux. There are three advantages of the proposed method over the conventional methods. First, soil surface resistance and aerodynamic resistance are not required. Second, the variables included are fewer. Third, measurement and analysis of the parameters involved are relatively easy. Sensitivity analysis shows that the suggested method is sensitive to temperatures. Test experiments were conducted in a sandy field, where a weighing lysimeter was installed. Evaporation from soil, together with the variables specified above, were measured. For temperatures measured by thermocouples, experimental results showed that the mean absolute error (MAE) for the daily evaporation over 22 days was 0.17 mm day⁻¹. The regression between calculated and measured evaporation was highly significant (r²=0.89). Moreover, the intercept and slope of the regression equation were not significantly different from zero and unity, respectively, at the 0.05 probability level. Furthermore, by using the temperatures measured by infrared thermometers, the MAE between measured evaporation and estimated evaporation was 0.15 mm day⁻¹. The regression between them was highly significant (r²=0.94). In addition, the intercept and slope of the regression equation were not significantly different from zero and unity, respectively, at the 0.05 probability level. These results show that evaporation calculated using the proposed method is in good agreement with lysimeter measured values. By comparing with the temperature difference method, it was shown that the suggested method estimated soil evaporation more accurately than the temperature difference method. Therefore, it is concluded that the proposed method is not only a simple way for application, but also an accurate way to estimate soil evaporation.     

Adsorption of copper(II) from aqueous solution by Beidellite

Dry lakes, degraded sandy grasslands, abandoned farmland and mobile dunes which are widely distributed throughout the arid areas of northern China have been investigated in this work. Gain-size distribution of the surface sediments of Manas lake in Junggar basin, Juyan lake in the Alxa plateau, Zhuye lake in Minqin basin and most deserts (such as Mu Us desert, Otindag desert, Horqin desert and Hulun Buir desert) in China have been analyzed. The results show clay with particle sized <10 μm on the surface sediments of dry lakebed and sandy grassland developed from dry lakebed, respectively, account for >60% and ∼50% of the total mass. Since the tiny particles on the surface of abandoned farmland are blown away easily and rapidly, the content of clay particles in Minqin basin is <14%. The grain-size distribution of mobile dunes in northern China mainly consists of particles >63 μm and few particles <10 μm. Consequently, although sand/dust storms originate primarily in the western deserts, the gobi areas of the Alxa plateau, the north and east of Hexi Corridor and in central Mongolia, the widely distributed dry lakebeds, sandy grasslands and abandoned farmland adjacent to the deserts also contribute to aeolian dusts. Hence, the material sources for sand dust storm in East Asia include inland deserts, but also dry lakes, sandy grasslands and abandoned farmland, which are widely distributed throughout the arid inlands of northern China.     

中国东南部冬季连降水日天气与低纬度及南半球高层环流的关系

分析了１９８４－１９８５年中国东南部连降水日与连晴日天气和低纬度与南半球高层环流间的联系。发出除了散度场有利于连降水日天气外，南支急流区低值系统与连降水日天气也有关。这可从高层经向分布及涡动动、热量分布等环流及低层高度场分布特征证实它们对东亚副热带急流及锋区的加强北移起推动作用。     

一次冷锋过境时引发多种天气现象的成因分析

利用观测数据、雷达产品、ERA5再分析资料对2021年4月15日河北保定一次天气过程进行综合分析，结果表明：(1)天气背景高层干冷，低层有暖脊，整层大气较为干燥。冷锋过境引起地面风力加大，锋面触发干对流后，冷池出流进一步加大了地面风速，湍流加强并出现扬沙。(2)对流云内存在水平弱风区，其径向速度近于0 m/s，弱风区后侧的雷达回波强度呈增加趋势。雷达低仰角0径向速度区的上方有水凝物粒子迅速集中、生长，生长区内径向速度为5～10 m/s，降雹区域上空各仰角均为0径向速度。(3)下击暴流和动量下传引发了干对流大风，降水粒子的蒸发、拖曳作用进一步加剧了气流下沉，其中蒸发作用的贡献更显著。(4)干对流消亡后，锋面东移，锋后西北风减弱，扬沙天气结束，较小的近地层风通量有利于沙尘粒子缓慢下降，地面能见度好转但PM₁₀浓度依然较高。(5)夜间冷空气下沉，上游输送的沙尘粒子随之沉降，造成了浮尘天气。     

20世纪上半叶塔里木河流域夏季干湿的演变特征

利用CRU(Climatic Research Unit)的月Palmer干湿指数资料，研究了1901～1950年塔里木河流域夏季干湿的时空演变特征，结果表明：流域干湿的空间分布为正常或轻微干旱，从西南至东北呈“-+”分布；流域干湿变化的线性趋势从西至东呈“+-+-”分布，整个流域50年变干旱趋势显著，但大部分地区的趋势不显著；变率空间分布为东部正变率和西部负变率；干湿指数在1910之前为正，年际变化较为小，之后，则相反；年代干湿指数值呈年代周期性变化，但干湿等级都为正常。在20世纪0年代后期、10年代中期、30年代初期和40年代初期，流域干湿的年代值与50年均值差异显著。年代线性趋势在20世纪10年代中期至30年代初期，正趋势较多，其余两段时期都为负趋势，年代线性趋势在10年代末期正趋势显著，0年代后期至10年代中期、30年代末期和40年代初负趋势显著。流域变率值在20世纪0年代后期至20年代中期，30年代初期和后期与40年代初期达到显著水平。流域干湿的突变点分别出现在1910年、1919年、1927年和1938年。3.5年和7年是此序列显著周期。本文与之前研究得出的流域干湿总体变化特征相似，而由于数据来源、研究区和研究方法存在不同，两者在具体结果方面存在差异；流域干湿变化与海温变化和大气涛动在不同时期存在显著相关关系。