STUDY ON MIXED MODEL OF NEURAL NETWORK FOR FARMLAND FLOOD/DROUGHT PREDICTION

The paper concerns a flood/drought prediction model involving the continuation of time seriesof a predictand and the physical factors influencing the change of predictand.Attempt is made toconstruct the model by the neural network scheme for the nonlinear mapping relation based onmulti-input and single output.The model is found of steadily higher predictive accuracy by testingthe output from one and multiple stepwise predictions against observations and comparing theresults to those from a traditional statistical model.     

长江中下游盛夏持续性高温干旱对短期降水影响的数值试验

应用IAP 2-L AGCM模式,并考虑了下垫面异常,模拟了长江中下游盛夏不同强度的持续性地表高温干旱对短期天气的影响。结果表明,这种持续性高温干旱对长江中下游及我国东南沿海短期降水有十分明显的影响,持续高温干旱的强度不同,其影响结果不同。持续性适度高温和严重干旱造成短期降水减少,高温干旱仍继续维持达1个月的正反馈过程。在此持续过程中,土壤湿度变化起主导作用,而土壤热力状况的影响相对较小。     

江淮流域夏季严重旱涝与大气季节内振荡

利用NCEP/NCAR的再分析资料和中国气象局国家气象中心提供的中国台站降水资料,分析研究了江淮流域大范围严重旱涝的20-70天大气季节内振荡(ISO)特征。结果表明,对应江淮流域严重涝年,200hPa青藏高原北部存在ISO气旋性环流,青藏高原南部存在ISO反气旋性环流;大气ISO流型在对流层中低层850hPa主要是我国长江以南、南海和西太平洋地区为大气ISO反气旋性环流,我国长江以北到日本地区的大气ISO气旋性环流,我国江淮流域位于这两个ISO涡旋西侧偏南气流和偏北气流的交汇处;旱年反之。利用向量经验正交展开方法得到,上述大气ISO环流型分别是旱涝年大气ISO流型的第一模态,并且涝年大气ISO流型的振幅强,旱年振幅弱。进一步分析揭示,严重洪涝(干旱)年分别对应对流层中上层江淮流域及其以北的中高纬度地区有强(弱)的大气ISO活动。中高纬度地区的大气ISO在严重洪涝年向南传播,与低纬度向北传播的大气ISO在江淮流域汇合;而在严重干旱年,虽然大气ISO可向北传播,但向南的传播却很不明显。     

1991、1998和2016年三个大水年长江中下游夏季降水季节内特征的对比

针对长江中下游三个大水年1991、1998和2016年,利用NCEP/NCAR大气环流再分析资料和CMAP降水资料,对比了夏季降水的季节内特征,分析了引起降水季节内变化的大气环流季节内振荡ISO演变及源地。小波分析表明,三年季节内降水周期差异明显,分别为20～30 d、20～40 d和10～20 d。随之,以东亚季风区季节内振荡指数及热带外Rossby波活动通量,诊断了引起三年季节内活动异常的热带和中纬度ISO变率特点。结果显示影响三年季节内降水的ISO差异较大。1991年受到来自印度洋10～30 d和中纬度高层Rossby波10～30 d的ISO共同影响,造成周期为20～30 d的低频降水;1998年ISO来源路径单一,受中北太平洋30～60 d和10～30 d的ISO西传叠加作用,降水表现为20～40 d的振荡;引起2016年季节内降水异常的ISO源地较多,既有来自印度洋向东北传播30～60 d的ISO,又有来自太平洋向西北传播10～30 d的ISO,还有来自热带外10～30 d的ISO,三者在长江中下游汇合,引起降水10～20 d的振荡。研究结果对认识长江中下游夏季集中降水的形成...     

遥感干旱应用技术进展及面临的技术问题与发展机遇

干旱是全球各地区普遍存在的一种气候现象,也是对人类社会影响最为严重的一种自然灾害。全球气候变化和社会发展加剧了干旱的影响程度,增强了干旱灾害的风险,给全球农业、水资源、生态环境安全以及社会可持续发展造成巨大威胁,提高干旱监测和早期预警技术水平是应对、管理干旱和减轻干旱脆弱性的基础。近30 a来随着全球对地观测技术的迅速发展,卫星遥感监测干旱技术取得很大进步,在全球干旱监测和早期预警中发挥着不可替代的作用。但是,干旱是多学科交叉的复杂问题,其发展过程缓慢、时间和空间表现特征差异很大,遥感监测干旱技术在应用中还存在许多技术问题,对抗旱防灾提供支撑的力度仍不够。本文在简要总结卫星遥感监测干旱应用技术的基础上,对各种指数(模型)应用中存在的问题进行评述,指出卫星遥感干旱监测面临的主要技术问题和未来发展机遇;针对我国卫星遥感干旱应用现状,提出了亟待解决的主要问题和应该努力的方向。     

黄土高原春季干旱时空分异特征

采用基于相对湿润度的干旱指数分析方法和黄土高原1961 2010年气候要素资料,研究了黄土高原春季干旱时空变化、异常分布和次区域演变特征。结果表明:1961 2010年黄土高原春季干旱强度变化呈现明显中心区域强、周边区域弱的分布特征,其中中部腹地干旱强度增加趋势倾向率最大,中部周边干旱强度增加次之,东北部和西部边缘呈减弱趋势。研究区不同区域春季干旱强度呈同位相变化是干旱变化的首要空间分布模态,异常中心区域在陕北、陇东及宁夏西南部。东西部反相位分布模态反映了黄土高原东西部所受大气系统影响差异性的特征。根据载荷向量不同模态空间异常分布型,可将春季干旱划分为西北部型、东北部型和南部型等3个次区域异常型,南部春季干旱强度时间序列呈显著增强趋势,其由弱变强的突变点出现在1977年,西北部和东北部干旱强度也呈波动增强趋势,但未通过显著性检验,没有突变。西北部和南部春季干旱指数存在显著的3~4年振荡周期,东北部存在显著的5~6年振荡周期。     

2004年我国天气气候特点

2004年，全国平均年降水量较常年偏少，且时空分布不均。春李至初夏，东北西部、内蒙古东部地区出现近50年来最严重的干旱；秋季，华南、长江中下游地区发生大范围的严重干旱。汛期，我国大江大河未发生大的流域性洪涝灾害，但局地性强降雨造成的暴雨洪涝和滑坡、泥石流等灾害比较频繁，四川、重庆、云南、河南、湖北、湖南等省市损失较重。全国年平均气温较常年明显偏高，但阶段性起伏变化较大，冬、春、秋季部分地区遭受低温冻害或雪灾，夏季南方出现持续高温天气。年内，有8个台风(热带风暴)登陆我国，其中台风“云娜”给浙江造成严重损失。雷雨大风、冰雹、雷击等局地强对流天气发生频繁。春季北方沙尘天气较上年同期增多。综合分析，2004年我国气候总体正常，气象灾害偏轻，属于偏好年景。     

近50年浙江省旱、涝气候变化及特征

用1951－1999年资料详细研究了浙江省的年、季的旱、涝气候变化特征。主要结果：浙江省夏季降水量表现出稳定的增加，其他季节（特别是秋季）的降水有不同程度的减少。每年在浙江省出现大范围旱（或涝）的可能性很大（约80％）。1985年以后浙江每年都要发生大范围的季节性的旱涝。浙江省年、季降水量旱涝有年代际变化。旱、涝发生的气候频率已经有了明显的变化，特别是夏季。奇异谱分析与最大熵谱分析的结果表明夏季、秋季与年的降水量有明显的长期趋势变化，它们还有10年左右的周期，而冬季降水的2年周期振荡特别明显。     

江南南部—华南北部前汛期严重旱涝诊断分析

利用江南南部—华南北部区域18个站45年（1951～1995年）4～6月降水资料计算了Z指数,确定出该区域严重涝年（1954、1962、1968、1973、1975年）和严重旱年（1958、1963、1967、1985、1991年）。分析了严重旱涝的频数分布和空间分布的特征,以及印度洋和太平洋整个赤道地区的SSTA、OLR距平场的分布。结果表明旱涝年SSTA、OLR距平场均有明显的差异。     

2009/2010年冬季云南严重干旱的原因分析

2009/2010年冬季我国云南省出现严重干旱,这次大范围严重干旱是较长时期降水稀少所造成的。首先讨论云南省冬季降水偏多和偏少时大气环流和海温的统计特征,基于它们的统计关系,再对2009/2010年冬季我国云南省的严重干旱进行个例对比分析。研究表明西风带环流系统异常是造成这次干旱灾害的主要成因。贝加尔湖为高度负距平,东亚沿海为高度正距平,从贝加尔湖以西到东亚中高纬度西风带较平直,冬季冷空气偏弱,很难影响西南地区。尤其是副热带中东急流减弱,从欧洲东部到里海为高压脊控制,西风带的扰动系统不易东移到东亚上空;青藏高原上空为稳定的高压脊,孟加拉湾南支槽减弱,云南省受异常西北气流控制。对太平洋和印度洋海温的分析表明,虽然海温异常可以影响冬季的云南降水,但海温异常并不是2009/2010年冬季云南省降水偏少的最重要原因。