北极河流径流量变化及影响因子分析

利用最新的北极径流资料(R-arcticNET V3.0和Arctic RIMS),对进入北冰洋的4条主要河流的季节及年代际变化进行诊断分析。结果表明:入海径流在4-6月的大幅增加主要是由气温达到融点后积雪融化造成的,降水的作用次之。总的来说,欧亚区域在过去的70年里入海径流量是增加的,而北美区域在近30年里入海径流量是减小的,但注入北冰洋的径流总量是增大的。值得注意的是入海径流的年代际变化在不同季节增减趋势显著不同,夏季和秋季径流量减小,而其他两个季节径流量增大。进一步分析了影响入海径流变化的一些气候因子,结果表明:北大西洋涛动(北太平洋指数)与欧亚(北美)区域的冬、春季径流量存在正相关。春季气温与春季径流量呈正相关,而与夏季径流量呈负相关。降水与径流量基本上为同步正相关。春季积雪覆盖面积与春季径流量为负相关,而与夏季径流量为正相关,夏季积雪覆盖面积与夏季的径流量为正相关。     

夏季鄂海阻高活动天数的年际变化及其前期征兆分析

利用1951-2009年NCEP/NCAR高度场月平均资料、全球海表温度月平均资料、国家气候中心提供的东北地区24站逐月温度资料、鄂霍次克海阻塞高压（东阻）活动天数等数据,采用相关和奇异值分解分析（SVD）方法,分析夏季（6-8月）东阻活动天数的年际变化及其前期征兆,结果表明：夏季东阻活动天数年际变化阶段性明显,21世纪以来不仅处于强盛后期明显下降趋势阶段,而且年际变率显著增大;夏季东阻活动天数与中国东北地区中部及东部的温度呈显著负相关;春季至夏季赤道东太平洋（NINO3区）SSTA（特别是1977-2009年）呈El Niño位相是夏季东阻活动的最重要强迫源,当赤道东太平洋为El Niño状态,以及阿拉伯海与北太平洋西风漂流区为暖海温时,夏季东阻活动天数偏多;与夏季同期大西洋海温的SVD1模态表明,当大西洋海温SSTA整体上处于冷（暖）位相分布时,东阻活动天数偏少（多）;夏季东阻活动天数与春季NPO和极涡面积指数相关存在着的年代际变化特征,1951-1976年,夏季东阻活动天数仅与春季北半球极涡面积指数、亚洲极涡面积指数呈显著正相关, 1977-2009年,不仅与春季极涡面积指数呈正相关信号消失,而且,1951-2009年与春季NPO指数呈显著的正相关信号,在此期间也迅速减弱消失。     

黑河流域降水统计——动力降尺度问题研究

依据区域气候模式RIEMS2.0输出的3 km高分辨率数据和站点降水记录分析了中国西北黑河流域降水的动力降尺度和统计—动力降尺度问题,检验了多种因子组合下多元线性回归（MLR）和贝叶斯模式平均（BMA）降尺度模型,评估了降尺度降水的均方根误差、相关系数、方差百分率及“负降水”偏差率等方面的统计特征。结果表明,动力降尺度降水相关系数最高,误差也最大,降水方差达到观测值的1.5～2倍;除相关系数外,统计—动力降尺度模型的几个统计特征均最优,纯统计模型次之。检验表明,仅用700 hPa位势高度场、经向风和比湿等构建的统计降尺度模型估计的站点降水相关系数较低,均方根误差也较大。当在统计降尺度模型中引入模式降水因子后站点降水的估计得到明显改善,其中MLR类模型的降水相关系数和方差百分率均明显高于BMA类模型,均方根误差二者相当,但前者“负降水”出现频次明显大于后者,“负降水”偏差主要出现在降水稀少的冬半年及黑河中、下游干旱或极端干旱区,上游出现频率较低,其中MLR类模型“负降水”出现频次明显高于BMA类模型,后者仅出现在黑河中、下游地区。包含模式降水因子的统计—动力降尺度模型能减少“负降水”出现...     

干旱区绿洲气候变化及影响——以新疆石河子为例

文章以新疆石河子气象局1961—2008年年均气温、年降水量和年均日照观测资料为研究对象,运用趋势拟合方法、Morlet小波和Yamamoto方法分析其趋势变化、周期及突变特性。结果表明:48年中,石河子年平均气温和年降水量呈递增趋势,年均日照呈微弱递减趋势,均有一定的周期性,在不同的年份发生了突变,最后分析了气候变化对农业生产的影响。     

晚中新世-上新世黄土高原佳县红粘土剖面碳同位素记录与C4植被演化

新生代C4植被开始扩张的年代、过程和驱动机制是全球古气候变化研究的焦点问题。中国黄土高原的黄土-红粘土剖面保存了连续的古生态演化记录, 是研究这一关键科学问题的理想载体。本文选择黄土高原北部佳县厚达64m的红粘土剖面(8.2~2.7Ma), 对190个层位的次生方解石矿物进行了无机碳同位素测试, 由此分析了晚中新世-上新世末的C4植被扩张和演化过程。C4植被持续增长与全球冰盖的扩张基本一致, 表明气候变冷很可能导致了黄土高原区域气候的干旱化与降雨季节性的增强。C4植被的扩张存在明显的3个阶段, 分别以6.6Ma和3.6Ma为界限, 每一次扩张增加10 % 左右, 暗示了全球性的构造事件对黄土高原植被演化的控制。此外, 佳县红粘土剖面呈现10次持续时间为10~20万年的碳同位素正漂移事件, 平均每40万年发生一次, 说明40万年轨道周期也控制着C4植被的演化。     

An approach for the determination of precipitation input for worst-case flood modelling

ABSTRACT

There is a lack of suitable methods for creating precipitation scenarios that can be used to realistically estimate peak discharges with very low probabilities. On the one hand, existing methods are methodically questionable when it comes to physical system boundaries. On the other hand, the spatio-temporal representativeness of precipitation patterns as system input is limited. In response, this paper proposes a method of deriving spatio-temporal precipitation patterns and presents a step towards making methodically correct estimations of infrequent floods by using a worst-case approach. A Monte Carlo approach allows for the generation of a wide range of different spatio-temporal distributions of an extreme precipitation event that can be tested with a rainfall–runoff model that generates a hydrograph for each of these distributions. Out of these numerous hydrographs and their corresponding peak discharges, the physically plausible spatio-temporal distributions that lead to the highest peak discharges are identified and can eventually be used for further investigations.

Editor A. Castellarin; Associate editor E. Volpi     

2008-2013年库姆塔格沙漠及阿尔金山降水特征

库姆塔格沙漠极端干旱,而其南部阿尔金山比较湿润.研究库姆塔格沙漠及南部阿尔金山的降水特征,对揭示库姆塔格沙漠水源补给机制和地貌形成原因具有重要作用.本文利用中国自动气象站与CMORPH融合逐时降水量0.1°网格数据集,分析了库姆塔格沙漠及阿尔金山的降水特征.结果表明:(1)库姆塔格沙漠降水主要集中在夏季,其他季节降水较少;而阿尔金山降水主要集中在春、秋两季,并存在一条降水量大值带,3月范围最大而夏季消失;(2)阿尔金山对库姆塔格沙漠的水源补给作用主要体现在春、秋两季,夏季降水基本与库姆塔格沙漠持平,春季降水超出库姆塔格沙漠最多;(3)阿尔金山各月平均逐小时降水量演变特征有很大不同,冬季12、1月及夏季6、7月每月逐时降水演变特征以"凌晨型"为主,可能与凌晨云顶辐射冷却引起的大气层结不稳定有关;春、秋两季每月逐时降水演变特征以"午后-黄昏型"为主, 可能与午后太阳辐射地面加热引起的大气层结不稳定有关;2、8月是两种类型的过渡时期.本文研究结果可为探索库姆塔格沙漠水源补给机制以及"羽毛状沙丘"独特的沙漠景观形成原因提供一定的参考依据.     

Glacier mass balance of tropical Zongo glacier, Bolivia, comparing hydrological and glaciological methods

A glaciological program has been undertaken since 1991 on Zongo glacier in Bolivia (6000–4850 m asl, 2.4 km², 16°S). This program involves mass balance measurements, hydrological studies and energy balance investigations. On outer-tropical glaciers, melting and snow accumulation are both maximum in the wet season (austral summer), whereas the dry season (winter) is a period of low ablation. Errors on each term of the glaciological (stakes, snow-pits and integration method of the measurements) and hydrological (precipitation, discharge and runoff coefficient of free ice areas) methods are investigated to estimate the overall accuracy of the mass balance measurements. The hydrological budget is less than the glaciological one (mean difference: 60 cm w.e. per year), but both methods reproduce similar inter-annual variations. Errors in assessment of evaporation or water storage inside the glacier cannot explain the discrepancy. Errors using the glaciological method are large (around ± 40 cm w.e. per year), but no bias can explain the departure from the hydrological balance. Errors on discharge measurements are small and the uncertainty on the runoff coefficient has a minor effect on the mass balance. We concluded that hydrological budgets are too low due to the catch deficiency of rain gauges and absence of precipitation measurements at high altitudes, emphasizing the difficulty to assess snowfall distribution in high mountainous basins.     

近54年阿勒泰地区夏季极端降水事件气候特征

本文采用阿勒泰地区7个国家级气象站近54a(1960～2013年)夏季(6～8月)的日有效降水量（20～20h降水量≥0.1mm）资料,用WMO推荐的百分位法计算了全地区过去54a夏季极端强降水的阈值、进一步分析了当地夏季时空分布特征及变化趋势,结果表明：阿勒泰地区夏季极端强降水阈值呈西部、南部小,北部、东部大,并且空间异常分布特征如下: 夏季以及夏季各月的极端强降水日数和强度均可总结出5种最主要模型;极端强降水量可总结出8种最主要模型;并且通过时间标准化序列分析各种模型都有对应的降水日数、量级、强度明显偏多（强）和偏少（弱）的时段。日数、量级、强度近54a来,除吉木乃略有下降以外,其余各县（市）均为增长趋势,尤其是北部、东部地区.同时上述三指标存在着显著的年代际和年纪尺度的周期变化,上世纪90年代和2010年至今为三个指标最多(强)的年代,而上世纪70年代为最少（最差）的年代.并通过周期分析（小波分析）可知,均有对应的显著变化周期。     

EFFECTS OF ANOMALOUS HEATING ON SUMMER MONSOON OVER ASIA

Based on a zonally non-uniform mean circulation in summer simulated by numerical modelling,perturba-tion heatings ever South Asia and a perturbation cooling over Northwest Australia were incorporated in a nu-merical model to discuss their effects on summer monsoon over Asia and the structure of flow disturbance.