全球增暖1.5/2℃下中国区域极端降水的风险变化及其影响因子

利用24个CMIP6全球气候模式的逐日降水模拟资料,基于广义极值分布(GEV)模型,研究了全球增暖1.5/2℃下我国20、50和100 a重现期极端降水的未来风险变化。可以发现,相对于历史时期(1995—2014年),全球升温1.5和2℃下极端降水发生概率风险空间分布相近,总体上呈现增加趋势,但额外增暖0.5℃将导致更高的风险。如50 a重现期极端降水,在增暖1.5/2℃下其重现期将分别变为17/14 a,极端降水将变得更加频繁。不同区域对气候变暖的响应存在区域差异,其中中国西部长江黄河中上游和青藏高原地区、中国东部长江黄河中下游及其以南地区,极端降水发生概率比达到3以上,局部更是达到5以上,为我国极端降水气候变化响应高敏感区域。进一步,基于概率分布函数从理论角度探讨了位置和尺度参数对发生概率风险的影响与贡献度量,并用于探讨极端降水气候平均态和变率变化对极端降水发生风险的影响,结果显示：位置和尺度参数的增量变化、风险变化率存在着显著的东西部差异,从而导致极端降水发生风险的影响因素存在差异。如中国西部尽管极端降水气候平均态和变率变化幅度不大,但因风险变化率较高,从而导致该区域的发生风险大...     

IMERG卫星降水数据在嘉陵江流域的干旱监测效用评估

针对嘉陵江流域存在雨热同期,水旱灾害频发的现象,为快速且准确地把握流域内降水与干旱情况,利用覆盖范围广且分辨率高的网格化IMERG卫星降水数据对嘉陵江流域进行多时空尺度反演,并基于卫星降水数据采用标准化降水指数(SPI)对流域实行干旱监测。结果表明：1)根据分类指标与统计指标的计算结果,三种卫星降水数据中的IMERG-F能更准确地反映流域内的日降水量,与地面降水数据CC达0.737,整体高估地面降水2.6%,具有在干旱监测方面的应用潜力。2)三种卫星降水数据驱动的SPI指数在干旱监测方面存在一定的差异,IMERG-F驱动的SPI指数与地面降水数据驱动的SPI指数保持较高的一致性(CC>0.9),较近实时产品IMERG-F更能准确地呈现出流域的干湿特征。3)卫星识别降水与干旱监测的能力受地形地貌的影响,IMERG卫星降水数据在平原丘陵地带具有较好的适用性。     

Atmospheric forcing of the eastern tropical Pacific: A review

The increase in marine, land surface, atmospheric and satellite data during recent decades has led to an improved understanding of the air–sea interaction processes in the eastern tropical Pacific. This is also thanks to extensive diagnoses from conceptual and coupled ocean–atmosphere numerical models. In this paper, mean fields of atmospheric variables, such as incoming solar radiation, sea level pressure, winds, wind stress curl, precipitation, evaporation, and surface energy fluxes, are derived from global atmospheric data sets in order to examine the dominant features of the low level atmospheric circulations of the region. The seasonal march of the atmospheric circulations is presented to depict the role of radiative forcing on atmospheric perturbations, especially those dominating the atmosphere at low levels.In the tropics, the trade winds constitute an important north–south energy and moisture exchange mechanism (as part of the low level branch of the Hadley circulation), that determines to a large extent the precipitation distribution in the region, i.e., that associated with the Inter-Tropical Convergence Zone (ITCZ). Monsoonal circulations also play an important role in determining the warm season precipitation distribution over the eastern tropical Pacific through a large variety of air–sea–land interaction mechanisms. Westward traveling waves, tropical cyclones, low latitude cold air intrusions, and other synoptic and mesoscale perturbations associated with the ITCZ are also important elements that modulate the annual rainfall cycle. The low-level jets of the Gulf of California, the Intra-Americas Sea (Gulf of Mexico and Caribbean Sea) and Chocó, Colombia are prominent features of the eastern tropical Pacific low-level circulations related to sub-regional and regional scale precipitation patterns. Observations show that the Intra-Americas Low-Level Jet intensity varies with El Niño/Southern Oscillation (ENSO) phases, however its origin and role in the westward propagation and development of disturbances that may hit the eastern tropical Pacific, such as easterly waves and tropical cyclones, are still unclear. Changes in the intensity of the trade winds in the Caribbean Sea and the Gulf of Mexico (associated with eastern tropical Pacific wind jets) exert an important control on precipitation by means of wind–topography interactions. Gaps in the mountains of southern Mexico and Central America allow strong wind jets to pass over the continent imprinting a unique signal in sea surface temperatures and ocean dynamics of the eastern tropical Pacific.The warm pools of the Americas constitute an important source of moisture for the North American Monsoon System. The northeastern tropical Pacific is a region of intense cyclogenetic activity, just west of the coast of Mesoamerica. Over the oceanic regions, large-scale properties of key variables such as precipitation, moisture, surface energy fluxes and wind stress curl are still uncertain, which inhibits a more comprehensive view of the region and stresses the importance of regional field experiments. Progress has been substantial in the understanding of the ocean and atmospheric dynamics of the eastern tropical Pacific, however, recent observational evidence such as that of a shallow meridional circulation cell in that region, in contrast to the classic concept of the Hadley-type deep meridional circulation, suggests that more in situ observations to validate theories are still necessary.This paper is part of a comprehensive review of the oceanography of the eastern tropical Pacific Ocean.     

近45年华中地区不同级别强降水事件变化趋势

利用华中五省84个测站1961—2005年逐日降水资料,通过分位值法、趋势系数法、蒙特卡洛统计检验法、曼肯德尔法、小波分析等现代统计诊断方法,分析了华中地区不同级别强降水的时空变化趋势、突变和周期特征。结果表明:随着分位值减小,降水量、日数的平均值和均方差逐渐减小,变差系数逐渐增大;而强度的3项指标均逐渐增大;在空间分布上,降水量自河南向湖南和江西逐渐增大;日数自北向南逐渐增大;强度以湖北东部至江西北部的长江中下游一线以及湖南西北部局部地区为高值区;区域平均的降水量、日数和强度均呈增加趋势,但不同测站表现不同;降水量一致在1993年发生突变,呈增多趋势;日数在20世纪80年代末、90年代初发生突变;强度自1994年开始增强,21世纪后加强、减弱现象交替出现;降水量、日数和强度有12~14年的年代际变化和6~9年的短期变化。     

“云娜”台风影响的商城特大暴雨过程分析

利用常规资料、天气图、物理量诊断分析等资料,对“云娜”登陆后的特征及其对商城造成特大暴雨的天气过程进行了分析,结果表明:强大深厚的台风低压是主要影响系统;华北地区弱冷空气侵入台风倒槽是主要原因;地形对降水起增幅作用;水汽通量和垂直速度中心与特大暴雨落区一致,对特大暴雨具有指示意义。     

利用卫星云图估算焦作市4-9月12h降水

利用2004-2006年FY-2C卫星云图资料,统计了云顶亮温与焦作市降水量的关系;并根据相邻两张云图中云顶低亮温中心移动的距离和时间,确定云的移速。在此基础上,建立了层状云和积状云降水估算方程。经对2005-2006年估算结果统计,层状云有无降水预报准确率为80%;对4次积状云降水的估算结果为1次漏报、1次降水量级误差较大、2次预报正确,准确率达50%。     

四川地区一次特大暴雨天气过程分析

利用四川省加密气象站逐时降水资料、FY-2G卫星TBB产品及NCEP/NCAR的1°×1°逐6 h再分析资料,对2020年8月15—18日四川地区的一次特大暴雨天气过程进行诊断分析。结果表明：此次过程具有降水强度大、范围广、持续时间长、夜雨特征明显等特征。高空影响槽东移叠加在低空低涡之上,为强降水过程发生发展提供了有利的环流背景和天气尺度动力抬升条件;西太平洋副热带高压（以下简称“副高”）稳定少动是强降水过程长时间维持的主要原因。孟加拉湾低涡槽前西南暖湿气流与副高外围偏南暖湿气流共同为此次强降水过程提供了充足的水汽。中尺度对流系统强烈发展是造成强降水的主要原因,云图TBB≤-52℃的冷云区和TBB等值线梯度极大值区与强降水落区对应关系较好,可为强降水监测预警工作提供参考。     

影响北京的一例沙尘天气过程的起沙沉降及输送路径分析

本文选取2012年4月27-28日影响北京的一次沙尘天气过程进行分析,发现在本次过程中,沙源地区的沙尘暴主要发生在地面冷锋和500 hPa槽后,在近地层强烈的感热加热与中低层冷平流的共同作用下,形成了不稳定层结及深厚的混合层,最高可达600 hPa,是沙尘天气能够影响下游地区的重要条件。本文还通过分析等熵混合层厚度变化及其平流过程来追踪沙尘天气的输送路径和定位沉降地,发现本次过程有两种传输路径,一种是沿辽宁北部向东而后转向东北方向,主要沿等熵混合层平流向下游移动,之后随着等熵混合层的接地沉降到近地层,该路径影响高度较高;另一种是沿辽宁南部向东南方向移动,混合层平流较清楚,但沉降时与东北路径明显不同,在辽东半岛东部地面辐散气流及下沉运动的作用下发生沉降,并随冷锋后冷高压南侧的东风回流向西输送影响北京地区。另外,由于混合层之上的稳定层明显下压,使沙尘输送高度偏低。运用HYSPLIT模式模拟的前、后向轨迹证实了上述两种输送路径,表明北京的扬沙天气是由东风回流造成的。     

冷涡背景下不同类型强对流天气的成因对比分析

结合地理分布将中国北方高空冷涡划分为东北冷涡（120°-145°E,35°-60°N）,华北冷涡（100°-130°E,30°-45°N）以及东蒙冷涡（100°-130°E,40°-55°N）三类,根据2000-2018年NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料和日降水资料对19 a冷涡个例进行筛选对比,统计分析三类冷涡的活动规律,利用动态合成分析方法分析三类冷涡的结构和降水特征。结果表明：在490例高空冷涡个例中,遗漏的冷涡个例有2个,重复的个例有13个,剩下475例个例都能较好的被选出和归类,给出的三类冷涡定义较为合理。东北冷涡和东蒙冷涡在全年皆可生成,而华北冷涡在12月和2月没有发现。东北冷涡在4、5月生成最多,在3月和8月生成较少。华北冷涡在5月生成最多,冬季生成较少。东蒙冷涡在5、6、9三个月生成较多,在2、3和11月生成较少。对三类冷涡的动态合成分析表明：在结构方面,考察位势高度、温度、涡度、和等熵位涡分布,得到东北冷涡平均强度最强,东蒙冷涡次之,华北冷涡最弱;在降水方面,冷涡强度最强的时段,冷涡降水主要出现在高空急流出口区以北,对应有强的高层辐散。由于低层湿度分布以及水汽输送强度的不同,三类冷涡的降水大值中心位置有所差别,并且华北冷涡平均降水强度最大,东北冷涡次之,东蒙冷涡相对较小。

     

长江中游网湖百年花粉序列及其沉积动力和环境特征

本文研究长江中游网湖钻孔百年来的花粉沉积序列,分析花粉沉积近、现代过程以及其与沉积粒度、过去百年湖泊由开放水系到封闭湖泊的气候、水文动力变化的关系.研究表明,花粉浓度、类型与沉积粒度的变化特征以及聚类分析反映出网湖经历了湖泊水系通江与封闭两个重大阶段变化,其花粉序列变化与沉积粒度、区域降水以及长江流量在时间序列上也具有显著的相关性.主要孢粉类型,包括陆生松属、常绿栎/落叶栎、乔灌木花粉、湿生莎草科、水生和陆生草本花粉、以及蕨类孢子,与沉积物粒度和降水具有同步相关的年份占过去130年的27%-40%,与1960年湖泊封闭以前长江流量的同步相关达到47%-57%,反映出花粉沉积量的变化受到了沉积粒径和流域降水量的影响.花粉类型对沉积和气候具有不同的响应关系,表现出具有大于降水70百分点年份以粘土沉积为主、乔灌木花粉占优的多水年模式,和小于降水30百分点的年份以粉砂沉积为主、水生、湿生、陆生草类花粉增加的少水年模式.花粉沉积与水动力这个关系为认识湖泊碎屑和利用花粉沉积记录反演过去环境变迁、生物湖泊沉积机制提供科学依据.