1965—2014年黑龙江省洪涝灾害时空演变特征

基于1965—2014年黑龙江省63个气象站逐月降水资料,利用Z指数、区域洪涝指数、数理统计和反距离权重插值等方法,得出洪涝等级（轻涝、中涝、重涝）,分析近50年黑龙江省不同等级洪涝灾害时空分布特征及其变化趋势。结果表明,近50年黑龙江省发生区域性轻度、中度和重度洪涝灾害分别为7次、7次和6次,降水倾向率为0.864 mm/a;洪涝灾害发生频率分布不均,发生轻涝104次、中涝74次以及重涝29次,洪涝灾害发生频率较高地区逐年扩大;同时,发生洪涝灾害的站数比差异明显,且随时间呈缓慢上升趋势,其中,轻涝、中涝和重涝站数比的增幅分别为1.3/10a、1.6/10a和0.85/10a;洪涝灾害高发期主要在20世纪80年代、90年代和2010年之后,主洪涝区为鹤岗、伊春、黑河和牡丹江地区,次洪涝区为大兴安岭和大庆地区。     

基于Hurst指数的黑龙江省作物生长季降水趋势研究

基于黑龙江省78个气象站1971—2016年逐日降水资料,综合采用墨西哥帽小波分析、Hurst指数分析等方法,对黑龙江省作物生长季(5—9月)降水量变化和未来趋势进行分析及预测。结果表明:1971—2016年,黑龙江省生长季、5月、6月降水量存在7 a、14 a、7 a左右的主周期,7月、8月、9月降水量存在2 a、3 a、7 a左右的第1主周期及6 a、11 a、21 a左右的第2主周期,各月均存在最近几年降水偏多的趋势;作物生长季降水量年际间为波动式振荡变化,7月、8月振荡幅度相对较大。年代际变化总体存在增加—减少—增加趋势,20世纪80年代、90年代降水量普遍偏多,2010年以来出现急转升高变化;单站各月Hurst指数均在0.5以上,降水存在比较明显的赫斯特现象;降水主要出现在夏季且以7月最为集中,最近几年降水偏多、7月异常降水集中以及主要流域未来7月降水的持续增加趋势在农业防灾减灾上值得关注。     

降水资料同化在GRAPES-MESO模式中应用试验研究

利用国家气象中心中尺度业务数值预报模式GRAPES-MESO v3.0,以2010年6月1～30日为例,开展地面降水率1DVAR(one-dimensional variational assimilation)同化方案在GRAPES-3DVAR(three-dimensional variational assimilation)同化系统中的应用试验研究(ASSI试验),并以未加降水资料同化的试验为对照试验(CNTL试验),以评估全国1h加密雨量资料在模式中同化应用的效果。结果表明:1)在相对湿度背景误差和降水率观测误差范围内,1DVAR同化方案能够对湿度廓线进行有意义的调整,使分析降水向观测降水靠近;ASSI试验对初始温、压、湿、风场的修正主要为正效果;2)对2010年6月17～21日江南、华南连续性降水过程进行了分析,整体而言ASSI试验对逐日及逐时降水强度的预报普遍强于CNTL试验,与实况更加接近;3)ASSI试验对2010年6月1～30日08时起报的0～24 h模式预报的小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨各个降水量级TS评分及ETS评分相比CNTL试验均有较明显提高,预报偏差也更接近于1;4)ASSI试验较CNTL试验能更好地模拟雨带的分布、雨带演变特征和降水强度的变化;5)对降水所做的典型个例和统计检验分析从不同角度说明了地面降水资料1DVAR同化方案在GRAPES-3DVAR系统中的应用改善了GRAPES-MESO v3.0的降水模拟效果。     

夏季索马里越赤道气流垂直结构的变化特征及其与东亚夏季风活动的关系

采用NCEP/NCAR和ERA40再分析月平均资料,对比分析夏季垂直尺度上五层(1000 hPa、925 hPa、850 hPa、700 hPa、600 hPa)索马里越赤道气流(SMJ)的时空演变特征。指出对流层中低层SMJ存在不同的垂直结构,且具有年际、年代际变化特征。夏季SMJ垂直结构主要呈现出全区一致、上下反相两种分布型(“A”型和“B”型),细分为一致增强型(“A+”型)、一致减弱型(“A-”型)、上弱下强型(“B+”型)和上强下弱型(“B-”型)。进一步分析指出,SMJ垂直结构与东亚夏季风活动关系密切,SMJ“A+”(“A-”)型垂直结构对应东亚夏季风偏强(弱),我国内蒙古东部、华北地区降水偏多(少);夏季SMJ“B+”(“B-”)型垂直结构对应东亚夏季风偏弱(强),我国江南、日本地区降水偏少(多)。     

亚洲-太平洋涛动与中国南方地区1月降水异常的关系

利用NCEP、ERA-40再分析资料和中国160个观测站逐月降水资料,分析了同期和前期亚洲-太平洋涛动(APO)与中国南方地区冬季1月降水异常的关系,并讨论了相应的联系机制.研究发现,1月亚洲-太平洋涛动指数能够很好地反映同期中国南方地区降水异常.亚洲-太平洋涛动的异常变化可能影响对流层低层位势高度场,进而通过影响亚洲中、低纬度地区的对流层低层风场与中国南方地区降水紧密联系.当亚洲-太平洋涛动指数偏低(高)时,对应在东亚南部及其邻近海域对流层低层位势高度偏高(低),东太平洋位势高度偏低(高).相应地,南海以及华南沿海地区为异常西南(东北)风控制,且该异常风向北逐渐减弱,进而在中国南方地区辐合(辐散),这既有(不)利于暖湿气流向中国南方地区输送,同时也造成了该地区的水汽辐合(辐散),从而导致降水偏多(少).亚洲-太平洋涛动具有很好的持续性,上一年10月亚洲-太平洋涛动异常可一直持续至当年1月,表现出连续的显着相关特征.因此,其与中国南方地区1月降水异常也具有显着联系,可以作为指示1月中国南方地区降水多寡的一个前兆因子.     

1961-2009年新疆伊犁地区暴雨日数时空变化特征

根据1961-2009年伊犁地区10个自动站逐日降水资料,采用线性趋势、累积距平、M-K 突变检验、以及周期分析等方法,分析近 49 a暴雨日数的年代际、年际、月、旬、空间的变化规律及其周期变化,并对该地区近 49 a暴雨日数进行突变检验。结果表明：近49 a来伊犁地区的暴雨日数呈上升趋势,其线性倾向率为0.107 d/10 a;暴雨主要发生在5-7月,约占总数的73.2 %,其中6月最多,7月次之;暴雨异常偏少年为1995年,暴雨异常偏多年为1996、1999、2002、2003和2007年;暴雨日数由西向东、由北向南均呈逐渐增加趋势;暴雨日数发生频次存在显著2.8 a左右年际变化周期。     

攀枝花市大气污染物降水清除机制的研究

本文采用了主成份分析及因子分析的方法,研究了影响降水pH值的主要源及其贡献和这些源被降水清除的机制。分析结果表明:大气中一次污染物是影响降水pH及各种成分浓度的主要因素。人为污染源包括高排放源、低排放源和汽车源,它们的排放物以碱性物质为主;自然污染源包括输送物、腐烂物、自然NOx等,它们的排放物主要是酸性物质;在一般情况下,降水的pH值取决于高、低排放源排放的碱性物质的多寡;降水量越大,清除的污染物越多,在雨季各测点降水平均pH值为6.31～7.10。在高排放源影响小的地方,对持续时间长的大雨,降水后期的pH能反映自然源的影响,其值小于5.60。可见,攀枝花市酸雨几率极低甚至降水呈碱性,     

Late Holocene lake level dynamics inferred from magnetic susceptibility and stable oxygen isotope data: Lake Elsinore, southern California (USA)

Southern California faces an imminent freshwater shortage. To better assess the future impact of this water crisis, it is essential that we develop continental archives of past hydrological variability. Using four sediment cores from Lake Elsinore in Southern California, we reconstruct late Holocene (3800 calendar years B.P.) hydrological change using a twentieth-century calibrated, proxy methodology. We compared magnetic susceptibility from Lake Elsinore deep basin sediments, lake level from Lake Elsinore, and regional winter precipitation data over the twentieth century to calibrate the late Holocene lake sediment record. The comparison revealed a strong positive, first-order relationship between the three variables. As a working hypothesis, we suggest that periods of greater precipitation produce higher lake levels. Greater precipitation also increases the supply of detritus (i.e., magnetic-rich minerals) from the lake's surrounding drainage basin into the lake environment. As a result, magnetic susceptibility values increase during periods of high lake level. We apply this modern calibration to late Holocene sediments from the lake's littoral zone. As an independent verification of this hypothesis, we analyzed ¹⁸O_(calcite), interpreted as a proxy for variations in the precipitation:evaporation ratio, which reflect first order hydrological variability. The results of this verification support our hypothesis that magnetic susceptibility records regional hydrological change as related to precipitation and lake level. Using both proxy data, we analyzed the past 3800 calendar years of hydrological variability. Our analyses indicate a long period of dry, less variable climate between 3800 and 2000 calendar years B.P. followed by a wet, more variable climate to the present. These results suggest that droughts of greater magnitude and duration than those observed in the modern record have occurred in the recent geological past. This conclusion presents insight to the potential impact of future droughts on the over-populated, water-poor region of Southern California.     

甘肃中部临夏温湿变化及影响分析

根据甘肃中部临夏州1971—2018年气温、降水,1980—2018年干旱资料,采用线性倾向估计法、Mann-Kendall突变检验法分析临夏地区气温、降水量分布特点、变化趋势和气温的突变性及对干旱影响。结果表明:1971—2018年,临夏年平均气温呈上升趋势,1997年是气温突变年,20世纪80年代初期较低,90年代后期开始进入暖期,特别是在1999—2018年,气温急剧增暖。冬季和春季变暖趋势大于夏季,秋季气温变化幅度较小,临夏气温以中部和北部增温幅度最大。降水呈减少趋势,20世纪70年代降水量偏多,80—90年代偏少。与历年值相比,1971—1980年降水量增加6.3%,1981—1990年减少0.5%,1991—2000年减少1.8%,2001—2010年增加2.1%,2011—2017年减少2.3%。夏季降水量呈略减少趋势,其它季节为增加趋势。春旱、秋旱略有增加,春末夏初及伏旱略有减少趋势。