降水变差度与南亚夏季风建立的关系

利用多年南亚夏季风建立前后的降水量资料计算和分析了全球和印度次大陆的气候降水变差度.在4～6月份全球该变差度先增加再减少,5月份达到峰值,这具体反映了由冬到夏的季节转换过程,5月份处于明显的季节转换之中.印度次大陆东岸和孟加拉国该变差度增幅剧烈是南亚夏季风建立的预兆.南亚夏季风与索马里急流和80～90°E的越赤道气流密不可分,该夏季风的建立与一周左右南半球高纬流场的失稳也有密切关系.该变差度可客观定量的诊断季节变化和夏季风建立的时间,是一个好用的气候诊断工具.     

一种弱各向异性介质地震波群速度的近似表示新方法

地震各向异性介质的群速度是关于相角的复杂函数,将其表示成射线角形式较为困难,这给地震各向异性分析以及走时正演模拟等带来诸多不便;另一方面,观测资料表明实际地球介质的地震各向异性通常较弱,这为用射线角近似表示地震波群速度提供了可能.本文基于以射线角近似表示相角的思想,提出了一种弱各向异性条件下,群速度射线角近似表示的新方法.计算表明,在弱地震各向异性条件下,新方法在很宽的射线角范围内,对三种地震波的群速度都能很好地近似,在准SV波计算精度方面显著优于目前通常使用的近似方法.     

我国夏季降水及相关大气环流场未来变化的预估及不确定性分析

利用政府间气候变化专门委员会第四次评估报告(IPCCAR4)的15个耦合气候模式在不同排放情景下的模拟结果,对我国夏季降水及相关大气环流场的未来时空变化特征与模式之间的不确定性作了研究。结果表明,在全球变暖背景下,我国夏季降水表现出较强的局地特征。其中,我国东部和高原地区的降水在21世纪表现出明显的增加趋势,而且这种趋势随着变暖的加剧而增强,同时模式模拟结果之间的一致性也更好,表明这一结果的可信度较高。在全球变暖背景下,我国新疆南部地区表现为持续的降水减少趋势,而我国西南地区夏季降水的变化则呈现出先减少(21世纪初)后增加的特征,不同模式对降水这些局地特征的模拟也都表现出较好的一致性。其他地区夏季降水在21世纪的变化不大,同时模式模拟的一致性也较差。多模式模拟的我国未来百年夏季降水的这些变化特征在温室气体高、中、低不同排放情景下基本一致,A2情景预估结果变化最大,A1B次之,B1相对最小。东亚夏季大气环流场的预估结果显示,在全球变暖的背景下,大部分模式的模拟结果都表明,东亚夏季风环流有所增强,从而使得由低纬度大洋和南海地区向我国大陆的水汽输送增加,造成该地区大气含水量的增多,从而为我国东部地区夏季降水的增加提供有利条件。此外,随着全球变暖的加剧,西太平洋副热带高压持续增强,其变化对我国东部地区夏季降水的影响程度和范围也明显增大。这些环流场及其不确定性的分析结果进一步加强了我国夏季降水未来变化预估结果的可信度。     

Evaluation of the real-time TRMM-based multi-satellite precipitation analysis for an operational flood prediction system in Nzoia Basin,Lake Victoria,Africa

Many researchers seek to take advantage of the recently available and virtually uninterrupted supply of satellite-based rainfall information as an alternative and supplement to the ground-based observations in order to implement a cost-effective flood prediction in many under-gauged regions around the world. Recently, NASA Applied Science Program has partnered with USAID and African-RCMRD to implement an operational water-hazard warning system, SERVIR-Africa. The ultimate goal of the project is to build up disaster management capacity in East Africa by providing local governmental officials and international aid organizations a practical decision-support tool in order to better assess emerging flood impacts and to quantify spatial extent of flood risk, as well as to respond to such flood emergencies more expediently. The objective of this article is to evaluate the applicability of integrating NASA’s standard satellite precipitation product with a flood prediction model for disaster management in Nzoia, sub-basin of Lake Victoria, Africa. This research first evaluated the TMPA real-time rainfall data against gauged rainfall data from the year 2002 through 2006. Then, the gridded Xinanjiang Model was calibrated to Nzoia basin for period of 1985–2006. Benchmark streamflow simulations were produced with the calibrated hydrological model using the rain gauge and observed streamflow data. Afterward, continuous discharge predictions forced by TMPA 3B42RT real-time data from 2002 through 2006 were simulated, and acceptable results were obtained in comparison with the benchmark performance according to the designated statistic indices such as bias ratio (20%) and NSCE (0.67). Moreover, it is identified that the flood prediction results were improved with systematically bias-corrected TMPA rainfall data with less bias (3.6%) and higher NSCE (0.71). Although the results justify to suggest to us that TMPA real-time data can be acceptably used to drive hydrological models for flood prediction purpose in Nzoia basin, continuous progress in space-borne rainfall estimation technology toward higher accuracy and higher spatial resolution is highly appreciated. Finally, it is also highly recommended that to increase flood forecasting lead time, more reliable and more accurate short- or medium-range quantitative precipitation forecasts is a must.     

Characteristics of isotope in precipitation,river water and lake water in the Manasarovar basin of Qinghai–Tibet Plateau

The stable hydrogen and oxygen of lake, river, rain and snow waters were investigated to understand the water cycle characteristics of the drainage basin of Manasarovar Lake in Tibet. Both δD and δ ¹⁸O of river water are larger than those of lake water and the effect of altitude on both δD and δ ¹⁸O is not very significant. This phenomenon was suggested to occur because Manasarovar basin is located in Qinghai–Tibet Plateau which has low latitude, high altitude, abundant glaciers, thin air and intensive solar radiation, resulting in higher evaporation in lake water.     

兰州雨量谱的气候变化与极端化趋势

利用兰州站1951-2005年逐日降水观测资料,进行雨量划分级别,分析了55 a来兰州分级降水雨量谱和极端降水的气候变化和发展趋势.研究表明:兰州年降水量逐年波动下降,长期变化趋势为每10 a下降9.0 mm,近20 a达到每10 a下降22.6 mm;年降水日数的长期变化趋势为每10 a下降3.6 d,近20 a为每10 a下降3.7 d.主要是由于小、中雨级的降水减少明显造成.兰州近20 a大雨以上级别的极端降水量增多,变化趋势为每10 a增加9.9 mm,年降水日数的变化趋势为每10 a增加0.4d.兰州年降水强度的长期变化趋势为每10 a上升0.1 mm·d1,其中小雨、中雨级别的贡献并不明显,主要的增加贡献是由大雨以上级别的降水强度增加所导敢的.极端降水的强度在近20 a的变化趋势为每10 a增加5.7 mm·d-1.兰州近20 a的年降水量中极端降水量占的比例由15.9%上升至1 6.2%;极端降水日数增加,其比例从1.8%上升至2.0%,在2000年极端降水所占的比例更是达到雨量的25.4%和雨日的4.0%水半,呈现出向极端降水增强的发展趋势.     

1396—2005年天山南坡阿克苏河流域降水序列重建与分析

利用2005年采白天山南坡阿克苏河流域的树轮样本,建立了该流域6个树轮年表.相关计算表明,天山南坡阿克苏河流域英阿特河树轮标准化年表与该区域上年8月到当年4月的降水相关最为显著.利用该年表较好地重建了阿克苏气象站1396-2005年上年8月到当年4月的降水序列,经多方面验证表明其具有较好的可信性.分析表明:在过去600 a中,天山南坡阿克苏河流域降水以2～2.5a、12～13 a、45 a、50 a、58 a的周期最为显著;在1584年,1615年,1685年,1722年和1753年前后曾发生了突变,15、19、20世纪天山南坡阿克苏河流域的降水相对稳定.在1416-1990年经历了9个偏湿期及9个偏干期,阿克苏河流域过去600 a来降水有增加的趋势;降水年际变化极不均匀,洪水、干旱、雪灾等自然灾害频繁发生.     

黑河流域中上游地区降水中氢氧同位素研究

根据黑河流域中上游地区取得的降水水样和气象资料,分析了该区域地区降水线和降水中氘盈余分布特征,为同位素技术在黑河流域水循环研究中的应用提供科学依据.结果表明:受降水再次强烈蒸发同位素动力分馏效应影响,地区大气降水线(LMWL)δD=4.1447δ18O-20.6852(‰)的斜率很低,符合干旱区降水线斜率很低的规律.冬秋两个季节降水线的斜率明显高于春夏季节,氢氧同位素的相关性也远高于春夏季节.降水中氘盈余(d)变化幅度较大,呈现山区高平原低和冬季高夏季低的时空分布规律.     

基于TRMM卫星雷达降雨的流域陆面水文过程

利用热带降雨观测计划(TRMM)卫星雷达降雨数据驱动分布式陆面水文模型,研究流域尺度陆面水文过程,评估该数据在水文模拟与预报等研究领域的性能。通过与实测雨量资料比较,验证TRMM卫星雷达降雨数据的质量。分别将TRMM卫星雷达降雨与观测降雨作为耦合模型的气象输入,模拟和研究淮河流域1998~2003年的陆面水文过程时空变化。结果表明,TRMM卫星雷达降雨数据能够很好地描述降雨的时空分布,利用TRMM降雨模拟的结果与利用观测降雨模拟的结果精度相当;模拟流量与实测资料基本吻合。卫星雷达降雨数据在陆面水文过程研究中具有广泛的应用前景。     

云降水物理和人工影响天气研究进展和思考

云降水物理和人工影响天气密不可分,云降水物理为人工影响天气提供理论基础,人工影响天气是云降水物理一个重要应用领域.目前我国人工影响天气规模、经费投入已达世界之最,人工影响天气工程正在建设之中.论文简要回顾了我国云物理研究和人工影响天气的发展过程,评述研究工作取得的进展,思考我国人工影响天气在新形势下进一步的发展的问题,显得尤为重要.几十年来,我国开展了一系列云雾降水的外场观测研究和人工影响天气的外场试验研究,云和降水物理以及人工影响天气的理论和技术研究不断取得进展,数值云模式和中尺度模式的模拟研究水平有了长足的进步,在云和降水物理过程和降水机制研究、云的微物理结构、云水资源和人工增雨潜力评估、催化条件预测、催化剂和催化技术等方面取得了显著进展.论文最后指出,目前的人工影响天气需要加强人工影响天气核心技术研究,并提出了需要进一步研究的云和降水物理中的有关科学问题.