1960-2009年中国西北地区东部低层风切变对雨日的控制作用及其在不同季节的降水效率

利用中国西北地区东部61个气象站1960-2009年逐日降水资料,结合同时次NCEP全球再分析风场资料,在气旋性风切变辨识算法的支撑下,分析了近50年西北地区东部低层气旋性风切变演变对同期雨日多寡的控制与指示作用,结合低层水汽条件与气旋性风切变的配置关系,对其在不同季节对雨日的可能影响程度及降水效率进行了逐一比对与成因探讨。结果表明:在冷暖空气交汇频繁的春、秋两季,即一年中气旋性风切变多发时段,700 hPa气旋性风切变在干旱区和半干旱区,对雨日产生的差异性最为显著,降水效率相差达24%,而冬季仅为10%;通过对比分析西北地区东部不同季节风切变效率多年和少年比湿分布,发现在在春、夏两季,水汽条件对700 hPa气旋性风切变的降水效率影响最为显著。气旋性风切变降水效率概念的引入,不仅较为符合西北地区的天气气候特点,且能够较好地反映雨日与700 hPa气旋性风切变之间在不同季节与不同区域中的相关性,对现实预报有较重要的指示意义。     

1981-2010年青藏高原积雪日数时空变化特征分析

全球气候变暖大背景下, 作为冰冻圈最为活跃和敏感因子, 青藏高原积雪变化备受国内外关注. 本文利用青藏高原(以下简称高原)1981-2010年地面观测积雪日数资料, 较系统地分析了近30年来高原积雪日数的时空变化特点. 主要结论如下: (1) 近30年内高原平均年积雪日数出现了非常显著的减少趋势, 减少幅度达4.81 d·(10a)^-1, 其中冬季减幅最为明显, 为2.36 d·(10a)^-1, 其次是春季(2.05 d·(10a)^-1), 而夏季最少(0.21 d·(10a)^-1); (2) 30年间, 积雪日数较少的年份多数出现在本世纪初10年内, 且2010年属于异常偏少年, 高原积雪日数在1997年左右发生了由多到少的气候突变; (3) 在空间上, 北部柴达木盆地及其附件区域部分气象台站观测的年积雪日数出现了不显著的增加趋势之外, 高原91.5%的气象站年积雪日数呈减少趋势, 且高寒内陆中东部和西南喜马拉雅山脉南麓等高原历年积雪日数高值区域减少最为明显; (4) 由于受到气象台站所在地理位置、地形地貌、地表类型、海拔高度、局地气候以及大气环流等综合影响, 高原平均年积雪日数的空间差异很大, 最多达146 d, 最少的则不足1 d, 平均仅为38 d, 其中高寒内陆中东部是积雪日数最长的区域, 而东南部海拔和纬度较低的干热河谷地区积雪日数最少.     

锡林郭勒盟近50年最高气温时空变化特征

利用内蒙古锡林郭勒盟15个气象站1961—2009年逐日最高气温资料,分析了锡林郭勒盟平均最高气温、高温日数的时空分布特征。结果表明:锡林郭勒盟平均最高气温在空间上呈西高东低、中部高南北低的分布,历史演变上呈先下降后升高的变化趋势;高温日数空间上呈西多东少分布,其中高值中心出现在苏尼特右旗、二连浩特市一带,低值中心出现在南部地区,最低点出现在1976年。     

沧州地区霜冻灾害变化特征及其趋势预测

利用1972—2021年沧州市14个气象站常规观测资料,采用趋势系数、Mann-Kendall检验、Hurst指数和Morlet小波分析方法,分析了河北省沧州地区霜冻日数、初霜冻、终霜冻的变化特征和趋势预测情况。结果表明：沧州市平均霜冻日数呈减少、初霜冻呈推迟、终霜冻呈提前趋势,且在2000年左右分别发生由多到少、由早到晚、由晚到早的显著突变。在空间上,霜冻日数、初霜冻、终霜冻大体由西北向东南分别减少、推迟、提前;三者变化趋势全区表现一致,但趋势强度空间分布不均。霜冻日数分别在11—13 a和28 a时间尺度上存在7—8 a和18—19 a的明显周期,初霜冻在25 a时间尺度上存在16—18 a的明显周期,而终霜冻在10—15 a时间尺度上存在6—7 a的明显周期。未来沧州市霜冻日数将在大幅波动中持续下降,初霜冻将平缓的持续推迟,而终霜冻将在大幅波动中持续提前。     

三种方法统计的广东省霾日时空变化特征比较分析

根据广东省86个气象观测站1980—2013年的能见度、相对湿度和天气现象等资料,采用人工观测法、日均值法和14时值法对广东省霾日特征进行了对比分析。结果表明,三种方法统计的全省霾日数、霾日变化速率、全省排名前10位的站点均不尽相同,甚至差异较大。全省年平均霾日是日均值法统计结果 人工观测法的14时值法的,大致比例是1∶0.59∶0.49。人工观测法统计的广东省霾日变化速率最大,达2.1天/a,是日均值法的1.85倍,14时值法的3.34倍。人工观测法统计的霾日全省排名前10位的站点与日均值法、14时值法的都有7个相同、3个不同。三种方法统计的全省霾日长期变化趋势、季节变化特点和空间分布特征基本一致,三种方法均较适用于分析区域长时间序列的霾日变化特征。综合考虑霾日长期变化趋势、季节变化特点、空间分布特征和前人研究结果,日均值法统计的霾日更能反映广东省的实际变化特征。     

降水时间随机性对月总降水量的影响

降水量在时间分布上呈现较大的随机性,极端降水事件尤为如此。受此影响,月初(月末) 1～5 d之内的累积降水量很可能会超过当月总降水量的50%乃至更多。对1961—2017年中国2 400多站点资料统计分析结果发现,月初(月末) 1～5 d累积降水量对当月总降水量显著影响事件的出现频次,在季节和空间分布上都有鲜明特征。主要包括:1)月初累积降水量对秋冬季中各月的总降水量影响更大,月末累积降水量对1—4月的月总降水量影响较大。2)受月初累积降水量的影响,显著站点数在某些年份的某些月份出现极大值;受单次事件显著影响的站点数占全国总站点数的30%～50%,此即对应着一次全国大范围的极端降水事件。3)受月初(月末)累积降水量显著影响的站点空间分布随季节变化呈现出明显空间集聚特征。     

中国北方夏半年最长连续无降水日数的变化特征

利用1951-2004年中国北方各气象台站夏半年逐日降水资料,建立最长连续无降水日数时间序列,采用经验模态分解(EMD)求出该序列的本征模态函数(IMF),分析原序列内在的多尺度振荡变化.用小波分析原序列的突变.结果表明,连续无降水日数的变化主要是由IMF1、IMF2和IMF3这3个本征模态构成,3-4 a、8-10 a尺度的振荡对整个变化起主要作用.近50年来,最长连续无降水日数呈线性增加趋势;显著增加的年份在1960年和1994年前后,与干旱现象的发生有紧密的联系.     

利用树木年轮资料重建新疆东天山300多年来干旱日数的变化

采用东天山6个相邻地点的云杉年轮序列求得该区域平均树木年轮年表（1665～1988年）。通过响应面函数的计算，发现树木生长对温度和降水有明显的非线性响应，表明用该年表序列重建单个温度要素存在一定片面性，利用森林干旱模式计算的树木生长期干旱数，含有温度、降水、土壤性质等诸因子，且与年轮生长明显相关。进而利用树木年轮资料重建了该地区过去300年来干旱日数，与实际旱涝情况吻合较好。     

南京夏季高温日数异常的分析

利用南京气象观测站1951—2007年逐日最高气温观测资料,美国NCEP/NCAR再分析资料中1951年1月—2006年12月的平均高度场、风场资料,运用小波分析、二项式滑动平均、合成分析等方法,分析了南京57a来高温日数的月、季、年际、年代际变化的时间变化特征和异常年份同期7、8月的大气环流特征。发现:(1)南京57a来年平均出现高温的日数为14.7d,高温日主要出集中在7、8月份;(2)南京高温日数具有明显的年际变化,其年际变化最高可达29d(1965年为8天,1966年有37d),57a来南京高温日数异常偏多年有8a、偏少年有7a;(3)南京高温日数1950s到1960s相对偏多,1970s到1990s初处在一个相对偏少的时期,1990s至今,都处在高温日数偏多的阶段;(4)南京高温日数异常偏多时,南亚高压异常偏东、偏北,副高异常偏西、偏北,出现了纬向上"相向而行"的趋势。     

近50a北京人居环境中气候因子的变化特征

应用1951—2003年逐日气象观测资料,分析影响北京城市人居环境主要气候因子的变化特征。结果表明：近50 a北京增暖趋势明显,气候变暖与极端热（冷）不舒适日数之间具有较好的相关性,其所导致的总体趋势是使热（冷）不舒适日数上升（下降）,同时增加了出现极端热（冷）不舒适日的随机性。分析还表明,北京年加热度日指数存在明显下降趋势,年制冷度日指数变化正好相反,这意味着未来北京冬季供暖耗费能源将会减少,而夏季降温耗费能源将会增加。