环渤海地区1961-2007年极端强降水时空变化特征

20世纪90年代以来,环渤海地区降水总量持续偏少,极端强降水和干旱缺水问题十分突出。利用环渤海地区60个台站1961—2007年逐日降水资料,应用百分位方法确定极端强降水阈值,分析了极端强降水量、降水强度和频率的空间分布及时间变化趋势。结果表明:环渤海地区极端降水强度大、频率高的地区与年降水量高值区相一致,说明极端降水量的多少影响年降水量;极端降水日数呈减少趋势,特别是京津冀中部地区减少显著;极端降水多发生在7月中旬到8月中旬,最高频次在7月下旬,近10年极端降水季节分配比较分散,很少出现每候25站次以上的极端强降水;间隔30d以上的极端强降水近年来增加明显。     

Analysis and modelling of rainfall fields at different resolutions in southern Italy

Abstract

The spatial and temporal variability of the scaling properties and correlation structure of a data set of rainfall time series, aggregated over different temporal resolutions, and observed in 70 raingauges across the Basilicata and Calabria regions of southern Italy, is investigated. Two types of random cascade model, namely canonical and microcanonical models, were used for each raingauge and selected season. For both models, different hypotheses concerning dependency of parameters on time scale and rainfall height can be adopted. In particular, a new approach is proposed which consists of several combinations of models with a different scale dependence of parameters for different temporal resolutions. The goal is to improve the modelling of the main features of rainfall time series, especially for cases where the variability of rainfall changes irregularly with temporal aggregation. The results obtained with the new methodology showed good agreement with the observed data, in particular, for the summer months. In fact, during this season, rainfall heights aggregated at fine temporal resolutions (from 5 to 20 min) are more similar (relative to the winter season) to the values cumulated on 1 or 3 h (due to convective phenomena) and, consequently, the process of rainfall breakdown is nearly stationary for a range of finer temporal resolutions.

Editor D. Koutsoyiannis; Associate editor A. Montanari     

川滇强震震前短期阶段地震活动空间异常特征

对1973年以来川滇地区21次6级以上强震的震前地震活动进行了全时空扫描,发现大多数强震在孕育中期至短期阶段,震源附近会出现两条或两条以上3级或4级中小地震条带。与强震孕育中期阶段相比,在强震孕育的短期阶段中小地震条带方向出现明显偏转,偏转角度为15°~150°。中小地震活动在空间上的这种动态异常,可作为强震孕育、发展至短期阶段的一项标志。     

近海工程环境应用中各种风资料的平均时间分析

本文从近海工程设计应用的需要出发，对于通常使用的不同来源的测风资料平均时间进行了分析，这些资料来源包括：岸边及近海探查与生产设施上的气象台站、天气观测船、浮标、商船气象报、从受灾情况估计出的极大风速以及动力诊断模型估计出的海面风速。     

HHT-EEMD用于IGS站高程时间序列分析

利用经验模态分解（EMD）和整体经验模态分解（EEMD）方法,将BJFS站2000~2015年高程时间序列进行分解,发现其不仅存在1 a、0.5 a、0.25 a、2个月、1个月以及长周期等周期项,还存在以往方法很难探测出来的近似2 a周期信号。与EMD分解结果对比,整体经验模态分解可以明显减弱模式混叠现象。对各分量进行Hilbert 变换（HHT）,得到时间-频率-能量的Hilbert 频谱图。结果表明,年周期和2 a周期变化是高程运动的主要贡献项。利用小波变换方法对比验证EEMD的分解结果表明,与小波分析相比,EEMD重构信号与高程序列差异的RMS更小,证明了HHT-EEMD方法在数据资料分析过程中的有效性。对环境负载及GRACE负载造成的测站位移进行功率谱分析得出,环境负载确实会造成IGS站高程时间序列的1 a、0.5 a以及季节性运动,GRACE负载还验证了2 a信号的存在。     

中国东部夏季主要降水型的年代际变化及趋势分析

针对中国东部夏季降水存在着20世纪50和60年代为“南旱北涝”、80和90年代为“南涝北旱”的相反形势,该文应用小波分析等方法对华北和长江中下游地区近54 a来的夏季降水进行分析,发现二者都具有不同周期的年代际变化。对于周期小于24 a的年代际变化,其morlet小波分析表明两地夏季降水的位相关系并不是固定的。对于更长的时间尺度,用正交小波分析了周期大于28 a的年代际变化,这种长周期的年代际变化能较好地体现出“南旱北涝”和“南涝北旱”两种形势,说明两地降水还存在着更长时间尺度的准周期变化。对于两地降水的这种长周期变化,分别选用不同位相的17 a为代表进行海温、环流形势的合成分析,对比发现两阶段所对应的海温、环流形势具有极明显的差异。最后,用近期的海温、环流形势与上述两种位相的海温、环流形势进行对比,讨论了未来降水型的可能演变趋势。     

乌梁素海大气重金属沉降入湖通量初步估算

重金属元素以大气颗粒物为载体,最终以沉降的方式进入湖泊水体,会引起湖泊的重金属污染.为调查大气沉降对乌梁素海重金属污染的贡献,于2013年7月1日至30日围绕乌梁素海进行大气沉降样品采集,分别测定Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Hg、As 7种重金属元素的含量,并在此基础上估算7月大气重金属沉降通量及入湖量.结果表明,乌梁素海重金属元素大气沉降通量大小依次为:ZnPbCuCrAsHgCd.结合社会调查情况及数据分析显示,大气微粒携带重金属借助风力迁移,较大的沉降通量出现在主风向的下风向区域,说明风向是影响乌梁素海大气重金属沉降通量的主要因素之一.排干输入与大气沉降方式下的乌梁素海重金属入湖量比较发现,大气沉降是除排干输入外湖泊的另一重要重金属污染源.Zn、Pb、Cu、Cr、As、Hg、Cd等重金属元素月入湖量分别为10.6、1.04、1.02、0.833、0.342、0.00514、0.00281t/月.通过估算底泥重金属增量来评价大气沉降对湖泊重金属的贡献表明,大气Hg、Zn、Pb、Cu、As、Cd、Cr等重金属沉降对湖泊贡献率分别为46.4%、44.7%、14.1%、12.0%、8.48%、4.75%、4.03%.     

中国草原区植被变化及其对气候变化的响应

利用1982~2006年GIMMS NDVI和气象数据,探究中国草原区植被变化及对气候的响应。结果表明,近25 a中国草原区植被覆盖总体呈上升趋势,但季节变化空间差异明显。春季温度对温带典型草原、高寒草甸草原和高寒典型草原植被生长有重要影响,而夏季和秋季温度同样对高寒草甸草原影响显著;夏季降水增多能明显促进夏季温带荒漠草原植被生长。除8月份以外,温带草原5~9月NDVI均与前一个月降水显著正相关;在生长季内,高寒草原NDVI与同期温度显著正相关,但8月份除外。此外高寒草原植被在生长最旺盛时期对降水变化存在1~3个月滞后期。     

1978年以来广州市居民职住地选择行为时空特征与影响因素的代际差异

1978年以来,中国体制改革重塑了个体日常时空行为及其在生命过程中的活动轨迹,但鲜有文献解析长时间序列下不同代际群体对职住政策调整做出的响应及其代际差异。基于时间地理学视角与代际差异理论,将广州市微观个体职住地变动历程与代际问题相结合,利用问卷调查分析1988年和1998年居民职住制度改革前后,不同代际居民职住地变迁行为时空特征及其影响因素的结构性差异。结果发现：① 在居住地和就业地变迁方向方面,各代际居民住房迁出地主要集中于老城区,就业地变迁围绕两个城市中心,形成由老城核心地域向内城、近郊扩散的变迁过程。② 职住地距离变化方面,居民平均职住距离由1988年之前的4.91 km增至1998年之后的6.46 km,20世纪90年代出生居民（简称90后,下同）的职住分离度大于其他群体。③ 在职住地变迁率方面,住房商品化和就业社会化极大地增加了居民职住地选择自由度,60后和70后在1998年之后的迁居率分别为113.16%与112.33%,就业地变迁率分别为148.68%与197.26%,二者都远高于住房改革前的比例。④ 驻留时长方面,职住自由化使得驻留时长明显缩短。60后变化最为明显,该群体在一个居住地的居住时长由1988年以前的14.43年缩至1998年以后的5.43年,就业地驻留时长由12.43年降至3.95年;80后与90后在1998年以后的职住地驻留时长明显较短,70后相对较长。⑤ 能力、组合及权威制约中的房价、婚姻状况、学历、福利分房及下岗等因素对职住地变迁表现出明显代际差异,因子女上学及同事关系等组合制约对就业地变迁无显著群体差别。     

2010年6月中下旬南方暴雨过程变形场作用分析

利用常规原始报文资料,采用基于Lanczos窗口滤波器的合成分析方法,对2010年6月13-27日的形势场、物理量进行合成分析,计算并分析了低空合成风场的总变形.结果表明:500 hPa大陆中、高纬地区存在一“Ω”形类阻塞高压,西北冷空气从其东部源源不断向长江及以南地区输送,与副热带高压西北侧的西南暖湿气流在我国南方地区交汇.700、850 hPa大陆高压与西太平洋副热带高压之间形成的鞍型场,位于长江以南地区,鞍型场鞍点附近及其东部膨胀轴是暴雨发生的主要区域.在南方地区上空200 hPa西北气流辐散产生的抽吸作用,对这次长时间、高强度的降水起了重要作用.发生在鞍型场和切变线上的低空中尺度气旋,是造成暴雨的重要天气系统.鞍型场膨胀轴附近,总变形最大,其位置、走向均与雨带基本一致,有利于锋生和中尺度气旋形成.低空冷暖气流交汇区域形成低空强θse梯度,在垂直剖面图上,等θse线呈现十分倾斜状态,该区域强θse水平梯度与低空总变形、正涡度区一致,可能是特大暴雨发生的重要因素.