The spatio-temporal variations of frost-free period in China from 1951 to 2012

The frost-free period(FFP)first frost date(FFD) and last frost date(LFD) have been regard as the important climate variables for agricultural production. Understanding the spatio-temporal variations of the FFPFFD and LFD is beneficial to reduce the harmful impacts of climate change on agricultural production and enhance the agricultural adaptation. This study examined daily minimum temperatures for 823 national-level meteorological stationscalculated the values of FFDLFD and FFP for station-specific and region-specific from 1951 to 2012estimated the gradients of linear regression for station-specific moving averages of FFDLFD and FFPand assessed station-specific time series of FFP and detected the abrupt change. The results as follows: at both the station level and the regional levelthe FFP across China decreases with the increase of latitude from south to northand with the increase of altitude from east to west generally. At the station levelthe inter-annual fluctuations of FFDLFD and FFP in south and west agricultural regions are greater than those in north and east. At the regional levelexcluding the QT regiontemporal changes of FFP are relatively small in both the low-latitude and the high-latitude regionsbut for the mid-latitude regions. According to the linear trend gradients of the moving average values of station-specific FFDLFD and FFPFFD was delayedLFD advancedand FFP extended gradually over the 80% of China. Furthermorethe change magnitudes for FFDLFD and FFP in the north and east agricultural regions are higher than that in the southern and western. Among the 659 station-specific time series of FFP examined by the Mann-Kendall test341 stationslocated mainly in the north regionhave one identifiable and significant abrupt change. And at the 341 stations with identified abrupt changesmost(57%) abrupt changes occurred during 1991–2012followed by the periods of 1981–1990(28%)1971–1980(12%)and 1951–1970(3%). The spatio-temporal variations of FFDLFD and FFP would provide important guidance to agricultural practices.     

气候变暖背景下我国四季开始时间的变化特征

利用中国气象局国家气象信息中心提供的中国599个测站1961～2007年逐日温度资料,分析了我国近47年来四季开始日期的变化趋势。结果表明,四季开始日期在全国范围内主要表现为春季、夏季提早,秋季、冬季推迟的变化趋势,其中以夏季的变化最为明显,且在显著增温的21世纪初最为明显。这种趋势在空间分布上有所差异,北方比南方明显,东部比西部明显。东北最北部、华南最南部以及新疆局部区域春季推迟,青海东部以及内蒙古最北部的小范围地区夏季推迟,华南及西南局部地区冬季提早。此外,全国平均四季开始日期的年代际变化在20世纪并不是很明显,而在21世纪初非常明显。但年代际变化特征存在区域性差异,高原地区20世纪80年代和90年代春季提早,冬季推迟。而在21世纪初春季、冬季均推迟,但冬季的变化比春季明显得多。华南南部地区春季推迟、冬季提早。西南地区在21世纪初春季、夏季明显提早,秋季、冬季推迟,但之前这种趋势并不明显。     

甘肃黄土高原春季第一场透雨的时空分布特征

文中利用甘肃黄土高原1971—2000年56个站的降水资料，分析了春季第一场透雨日期的变化特征，用EOF和REOF方法对其做了分解，进行了透雨日期的气候分区。结果表明，透雨早的年份，春季降水偏多，20世纪90年代以来，透雨日期以偏迟为主。     

EAST ASIA SUMMER MONSOON ONSET DATE CALCULATED FROM OBSERVED, REANALYZED AND COMBINED DAILY RAINFALL

In this paper, the East Asia summer monsoon onset date lines in East China are calculated by the definition similar to the traditional one, with the ECMWF reanalyzed 850 hPa daily wind and observed, reana-lyzed and combined daily rainfall during 1980～1993. To make the onset date line as close as possible to the previous work, the earliest onset date limits have to be applied for the regions with different latitude and the daily mean datasets have to be smoothed by space before calculation, therefore their space-resolution is reduced to about 3 longitude ×1°latitude. The results show that the multiyear mean summer monsoon onset date lines are quite similar to each other. Compared with the one from the reanalysis, the 14-year average onset date line form combination is obviously improved in the southern Sichuan Basin and the correlation between observed and combined onset date is also slightly higher over the Huaihe valley and Northeast China. Since daily rainfall combination also improved the long term daily mean and standard deviation through the pentad CMAP, if no better daily dataset is available, such a kind of daily rainfall combination can be used to get reasonable result in the Indian monsoon region without sufficient observatories or over the North Pacific without any ground observation at all in future study.     

基于天气雷达的人工消雨催化剂量估算技术

准确获取人工消雨所需催化剂量极其困难,本文试着从另一种角度估算人工消雨催化剂量,即利用天气雷达探测的低于-5℃以下的回波,将其等价为等量的液态水,并将液态水分解为若干个小直径雨滴(如直径为100μm雨滴)视为起到消雨作用,进而计算出消雨所需AgI催化剂量最大和最小值。利用该方法,将北京南郊CINRAD/SA多普勒天气雷达以半径230km探测范围内划分为不同网格大小的若干个网格,并给出每个网格消雨所需催化剂量的最大和最小值,供消雨作业指挥参考。     

新型AgI末端燃烧器在北京飞机增雨作业中的使用分析

就2004年4～9月,北京飞机人工增雨探测作业试验中,新型AgI末端燃烧器在“夏延-ⅢA”飞机上的使用和数据记录进行了分析,讨论了如何利用夏延飞机搭载的仪器和辅助记录手段进行作业状况记录,对机上观测人员在记录催化作业时的常见问题提出了解决方案,并就数码相机在作业状况记录中的使用做了介绍。总结了一套可行的作业数据记录方案。     

基于LAPS资料的一次冰雹过程数值催化模拟研究

基于3维冰雹云模式,采用局地分析预报系统高时空分辨率分析场作为初始场,对鄂西北地区2009年4月15日发生的一次降雹天气过程进行数值模拟,分析了强对流发展过程的流场、雷达回波、水成物粒子演变特征以及催化机制。研究表明:基于高时空分辨率资料的3维冰雹云模式,能够较好地模拟冰雹云的形成发展演变及人工催化后微物理过程响应。模式输出的雷达回波强度及回波顶高与雷达实测资料相近,最大反射率因子分别为70 dBz、65 dBz,强回波中心基本上位于6~7 km处。冰雹云发展过程中呈现典型的低层辐合、高层辐散特征,消亡过程流场相反;冰雹胚胎形成主要源于冻滴自动转化,碰并云水和雨水促进冰雹增长;不同时间、不同剂量的催化对于防雹效果差异显著,催化时间越早,催化剂量越大,效果越好。     

积温对比法在鸭梨始花期预报中的应用

利用2012—2018年鸭梨花芽发育实景观测照片,精准判定每个鸭梨花芽发育物候期节点发生时间,以此为依据统计鸭梨花芽每个发育物候期的气象要素数据,以物候期为单位分析气象影响因子对花芽发育过程的影响。研究表明:温度在鸭梨花芽发育各阶段起主导作用,筛选出鸭梨花芽萌发到始花、开绽到始花、露蕾到始花3个时段日平均气温≥0℃活动积温和≥3℃有效积温,作为制作鸭梨始花期预报的积温指标计算鸭梨开花日期,得到"积温对比预报法";经2016—2018年应用检验:预报时效10～12d时预报结果与鸭梨开花实况误差在1～2d以内,预报时效7d时预报结果与鸭梨开花实况完全吻合。本研究克服了传统植物花期预报研究因花前物候资料匮乏、不能进行花前发育期分析的缺陷,并把"中长期天气预报产品"引入了花期预报方法的使用,为植物花期预报研究方法提供了新思路。     

华南前汛期开始日期异常与大气环流和海温变化的关系

利用1961—2012年美国国家环境预报中心/大气研究中心(NCEP/NCAR)的再分析资料、NOAA海温资料,CMAP降水资料和华南261个测站降水观测资料,首先分析华南前汛期开始日期(以下简称华南开汛)异常的气候特征,然后采用相关分析、合成分析的方法研究华南开汛异常与3—4月大气环流以及海温变化的关系。结果表明,近52 a来华南开汛具有显著的年际变化特征,但变化趋势不明显。开汛最早出现在1983年3月1日,最晚出现在1963年6月1日,1961—2012年华南平均开汛日期是4月6日。华南开汛主要出现在3—4月,占92.3%。华南开汛与3—4月华南降水相关最显著,开汛偏早(晚),对应华南3—4月降水偏多(少)。华南开汛偏早年,在3—4月,对流层高层副热带西风急流偏强,中层西太平洋副热带高压偏强偏西、低层南支槽偏强,华南上空西南气流偏强;华南开汛偏晚年则相反。华南开汛与3—4月中国南海及周边地区海温显著相关,海温偏低(高)对应华南开汛偏晚(早)。华南开汛偏晚年的海温和大气环流异常比早年显著。     

两次江淮气旋的云雨特征及其人工播云效果的综合分析

用天气学、云物理学、统计计算和数值模拟等方法，对1997年5月份影响我省的两次江淮气旋降水系统进行了综合分析研究，发现(1)中低空水汽输送条件较好，都形成了大范围较稳定的降水性层状云系，出现了连续性降水。两次过程的深厚程度、动力条件有差别，云雨的宏微观特征也有所不同；(2)云中过冷层较厚，过冷水含量较高，大滴浓度较高，众数直径较大，有利于人工催化；(3)云层降水粒子的形成，在冷层以凝华和淞附增长为主，核化和繁生相对较小，进入暖层后，主要是云滴与雨滴以及雨滴间碰并为主；(4)用干冰进行了6架次人工增雨催化作业，经综合检验，约增雨10%～40%；(5)使用层状云数值模式进行人工催化模拟，当加入50个/L人工冰核，可使地面降水增加30%左右。如果过量播撒(加入500个/L)人工冰核，降水反而减少。