1951—2007年华北地区夏季气温变化特征

利用1951—2007年月平均气温资料和NCEP/NCAR1951年1月—2007年12月500 hPa高度场再分析资料,统计近57 a华北地区29个台站逐年夏季气温值,运用EOF、REOF、趋势分析、Morlet小波分析、M-K突变检验及相关分析等对华北夏季气温的时空分布及其成因进行分析。结果表明：近57 a华北地区29站平均气温的空间差异较大;一致性特征是华北地区夏季气温的最主要的空间模态,在此基础上,第2种空间模态还显示出了华北地区夏季气温的南北差异;华北地区夏季气温可分为环渤海型、南方型、东北型及西部型4个主要的空间分型;近57 a来华北地区夏季气温各分区的周期振荡不完全一致,但都存在着一个准18 a的周期;20世纪90年代前中期,华北地区除Ⅱ区外,其他三区都存在着一个突变点,在突变点之后,出现了5个气温大值年,即酷暑年。我国华北地区夏季酷暑成因：从500hPa环流场来看,在欧亚中高纬地区,存在显著的正负距平相间的波列,其中最大正距平中心位于蒙古地区,说明东亚中纬度地区西风带位势高度场异常偏高,有利于引导西太平洋副热带高压北上,造成华北夏季气温升高;从我国华北地区汛期降水距平场来看,汛期降水偏少,也会导致华北夏季的酷暑天气。     

基于风雨影响评估的深圳市热带气旋数据库系统

风雨影响评估是热带气旋预报预警服务中的一项重要工作,而热带气旋风雨影响的历史气候数据是支撑这一工作的重要依据。以深圳为例,提出了建立热带气旋数据库系统的技术思路,该系统实现了以下几种功能:1)热带气旋数据的后台自动入库;2)关键区和相似离度相结合的相似台风的自动检索和风雨影响分析;3)直观展示广东沿海各市登陆的热带气旋的风雨影响气候概况;4)热带气旋风雨影响等级的自动提示。通过该系统,预报员可以高效、快速地查询历史相似路径或相同登陆点的热带气旋风雨影响情况,从而为分析当前热带气旋可能造成的风雨影响评估提供参考依据。     

用滑动平均值分析下关年最高水位的变化趋势

长江流域环境的变化和防汛能力的增强,都是以一个比较长的时段来衡量的十年滑动平均可稳定而连续地反映了年最高水位变化的趋势,１９８８年起稳定上升的曲线给人以明确的概念。用当前的滑动均值、标准差和未来汛期降水的预测状况,预测下关年最高水位,可作为水位预测的途径之一。     

热带大气对EI Nion和La Nina的动力响应

利用1951－1992年的热带太平洋每月海表温度资料，采用3－5年带通滤波，得到SSTA在这种时间尺度的低频振荡（LF），SSTA的LF振荡的经验正交分析第1主分量的时突变化突出地表现了E1 Nino和La Nina循环的特征。对热带大气环流850hPa月风场异常进行3－5年带通滤波，再对纬向风作经验正交分析，得到第1主分量明显地表现了热带大气环流在纬向上不均匀分布的循环特征。为了探讨上述两个循环的物理关系，建立了一个简单的热带大气模式，其中包括蒸发，感热和风场之间的反馈以及凝结潜热和流场的反馈作用。当E1 Nino和La Nina所形成的SSTA为定常已知的分布时，模拟了热带大气纬向风和降水对海表温度异常的响应。     

近60 a来全球河川径流量变化趋势及影响因素分析

基于全球2 894个流域的河川径流量、归一化植被指数（Normalized Differential Vegetation Index,NDVI）以及气温和降水量长期数据,发现年内月均径流量（MQ）呈上升、下降以及不显著变化趋势的流域比例分别为9.1%、12.4%和78.5%,年内最小月径流量（LQ）呈3种变化趋势的流域比例分别为24.1%、11.7%和64.2%,年内最大月径流量（HQ）呈3种变化趋势的流域比例分别为6.4%、13.6%和79.9%。在区域（大陆和纬度带）和全球尺度上,没有出现LQ下降和HQ上升变化趋势的现象,MQ下降与HQ下降联系在一起,MQ上升与LQ上升联系在一起,表明区域和全球尺度上水资源量及年内分配在过去60多年里是改善的。进一步分析发现,气候变化是导致水资源量和年内分配变化的主要因素。但与年内月极端径流量（LQ或HQ）变化不同的是,发生年内月极端径流量的月份大多发生了显著的改变,这个改变可能对社会和自然生态系统以及依靠自然节律的生产生活方式产生深远影响。     

类土质边坡锚固特性的试验研究

利用锚索抗拔及预应力损失现场试验方法,测试了岩质边坡和类土质边坡的锚固能力及锚索预应力的损失,并计算得到了不同地层中的粘结强度,绘制出锚固体的荷载-位移曲线。试验结果表明,硬岩地层中仅须锚固2～4 m就能提供近 1 000 kN的锚固力;采用20 %～25 % 的超张拉即能达到锚索设计中锚固力的要求。同时,通过锚索的变形与刚度的分析,为类土质边坡锚固工程的设计提供了合理的刚度参数。     

我国暖半年降水中δ18O与水汽输送

利用GNIP提供的我国32个站1961~2015年暖半年（4~9月）逐月降水中δ18O、NOAA提供的NCEP/NCAR月平均再分析资料以及实测的月降水量（P）数据,分析了各站点的P、降水中δ18O分别与我国暖半年4条水汽通道的水汽输送强度（Q）之间的相关关系,并对6个代表站δ18O与其所在格点不同风向的水汽输送比例之间的关系进行了讨论和比较。结果表明,与台站降水量相比,降水中δ18O可以更加明确地指示影响该站点的水汽通道和水汽输送的变化。δ18O与西南通道Q-具有显著相关性的站点数最多,达18个,占总站点数的56.3%,这些站点主要位于华北、长江沿线及其以南地区;受东南通道影响的站点集中分布于长江以南地区;有5个站点的δ18O与西北通道Q的相关关系通过了0.05的信度检验;与南海通道Q密切相关的站点数最少,仅有4个。不同来向的水汽输送对站点降水中δ18O的影响差异显著,平均而言,西风水汽输送比例每增加1%,拉萨站δ18O值将增加0.22‰,增幅高于昆明站的0.10‰和武汉站的0.09‰。南风水汽输送比例每增加1%,武汉、拉萨站的δ18O值分别降低0.15‰和0.16‰,降幅均高于昆明站的0.09‰。天津和福州站降水中δ18O分别仅与南风、东风水汽输送比例的关系最为密切,相关系数分别为-0.57和-0.58。兰州站δ18O与经（纬）向的水汽输送比例之间均不存在显著相关性。     

台风利奇马(1909)与台风摩羯(1814)云特征对比

利用FY-2H, Aqua, CALIPSO(Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation)和GPM(Global Preciptation Measurement)卫星产品, 对比同在浙江温岭沿海登陆且路径相似的台风利奇马(1909)和台风摩羯(1814), 分析其发展过程中云系水平、垂直结构特征以及登陆前台风三维结构特征。结果表明: 台风眼区是否可见、台风云系的螺旋明显程度、最强降水中心的形状变化、螺旋雨带区南北侧云顶高度的差异均是台风发展强弱的重要标志。台风发展成熟阶段云顶高度最大位于台风眼附近。台风登陆前, 台风越强, 单层云占比越高, 多层云占比越少; 台风越强, 光学厚度越大; 台风云系类别主要是深对流云和卷云, 成分以非定向冰为主; 螺旋雨带区云系的云底高度及厚度与台风发展强弱相关; 同一通道下高低亮温区的面积、台风的降水类型、三维降水结构中的对流柱长度和数量、垂直方向上的降水率均可作为台风发展强弱的依据。     

分类与集成方法在降雨预报中的应用

利用预报业务上常用的ECMWF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts)全球模式和华东区域模式(WARMS 2.0)的降水预报,建立了基于空间分布相似的降水集成方法,主要分为3个步骤：(1) 实时降水预报场空间尺度分离;(2)检索历史相似预报个例;(3)确定最优集成系数。在第(1)步尺度分离中采用高斯低通滤波方法,将降水场分解成连续性和分散性降水场;第(2)步相似个例检验利用了图像相似技术,根据连续性和分散性降水场综合寻找历史同期相似个例;在第(3)步集成系数确定中根据历史相似个例确定最优集成系数,并应用于最新实时预报中。通过结合图像识别、权重优化、建立历史样本数据库等方法,针对2018—2019年汛期(6—8月)检验结果表明：多模式集成产品的晴雨预报准确率相较于单模式而言有明显提高,且随时间变化表现较为稳定。在暴雨以上量级降水预报方面,集成产品的汛期整体TS评分高于单模式,Bias评分更接近1.0。通过CRA空间检验分析发现,集成产品既能一定程度上弥补全球模式在预报中尺度降水过程时强度偏弱的劣势,又纠正了区域模式在降水落区位置预报方面的偏差,进而实现了暴雨TS评分的提高。

     

2007年全球气候变化回顾

 以世界气象组织发布的2007年全球气候变化报告为基础,结合全球其他气候资料,总结了2007年全球的气候变化特征：2007年北极海冰面积为有记录以来最低,导致加拿大西北航道有记录以来首次贯通;南极臭氧空洞相对较小;赤道太平洋中东部拉尼娜发展;世界许多地方发生破坏性洪水、干旱和风暴。