X波段相控阵偏振雷达观测墨脱地区云降水宏观特征的统计研究

第二次青藏高原综合科学考察研究项目在墨脱布设了一部X波段相控阵偏振雷达（X-PAR）,实现了首次对河谷地区云降水的雷达连续观测。为了揭示高原东南河谷地区云降水的宏观特征,本文利用墨脱X-PAR2019年11月至2020年10月的观测数据定量分析了墨脱地区云降水回波强度、回波顶高等参数的月变化、日变化和高度变化,并与那曲地区夏季季风时期多普勒雷达观测数据进行了比较。研究发现：（1）墨脱地区回波顶高、面积、强回波所占比例以及回波分布范围在4～10月大于11～3月,4～10月降水频次高、对流性降水多,其中以6月最为显著。而进入4月后弱回波数量的大幅度增加导致了4～10月回波强度小于11～3月。降水回波月变化特征结合高原季风指数,将一年分为旱季（11～3月）与雨季（4～10月）。（2）雨季降水回波频次、顶高、面积均大于旱季,说明雨季降水频次更高、对流性活动更旺盛。降水回波频次、顶高、面积的日变化表明,旱季日降水主要发生在下午与上半夜,雨季主要发生在下半夜。（3）墨脱降水回波强度大部分小于30 dBZ,旱季在海拔高度3 km以上回波发生频次高,雨季在3 km以下高。（4）夏季季风期间墨脱回波顶高...     

云南雨季开始期时空变化特征及其与ENSO的关系

利用1971—2015年云南省124个气象台站雨季开始日期、美国NCEP/NCAR再分析资料和CPC热带太平洋海温指数等数据,运用数理统计方法分析了云南雨季开始期的时空变化特征及其与前期热带太平洋海温的关系。结果表明:(1)云南雨季主要从东、南、西3个方向呈半包围态势向西北腹地推进,具有明显的季风交汇区特征;(2)前期热带太平洋海温对云南雨季开始期的第一空间分布模态(全区一致型)影响显著,即除了雨季开始最早的滇西北、滇西、滇东北和滇东南等少数边缘地区,云南大部分区域的雨季开始期与热带太平洋海温存在显著的正相关关系,其中与前期3—4月Ni1o3.4指数相关性最好;(3)云南雨季开始期对前期3—4月Ni1o3.4指数的响应具有非对称性,对暖事件的响应大于对冷事件的响应;(4)前期热带太平洋海温主要通过影响低纬Walker环流和季风系统进而影响云南雨季的开始。     

城市庭院绿地的生态气候效应初探

以1999年和2001年1～12月草地和道路的同期观测资料,对城市庭院内不同下垫面的温度、湿度和风速等小气候要素的年变化、不同下垫面间的差异及干季(11～4月)、雨季(5～10月)和年各要素的平均值及差异进行了分析,探讨了城市内庭院草地的生态气候的特征和变化规律.     

云南雨季开始期演变特征分析

应用EOF分析方法、小波分析方法及云南16个地州代表站1961～2002年共42年逐日降水量资料,对云南雨季开始期的空间分布、时间演变及多尺度周期变化等特征进行了诊断研究.结果表明:1)云南雨季开始期的空间分布,第一主要特征是全省雨季开始期一致偏早(晚);第二主要特征为云南滇中及以东、以南地区与云南西部雨季开始期反向变化的空间异常分布型态;2)云南雨季开始期存在明显的40年左右长周期、28年左右的年代际周期和8年左右的年际周期.从小波方差看,云南雨季开始期的变化以40年和28年左右的变化周期的振动最强,变化最显著,而年际变化相对较弱;3)云南雨季开始偏早期与偏晚期5月份500 hPa高度距平场有着明显区别;4)印度季风与南海季风对云南雨季开始爆发也起着积极的作用.     

中国雨季的气候学特征

利用中国740站气候平均逐候降雨量对中国的主雨季进行定义,并对雨季（包括主雨季,春雨和秋雨）的气候学特征进行了讨论。结果表明:全国主雨季最早爆发于华南中部,最晚结束于华西地区。主雨季能持续4到14候不等,雨量占年总降水的30%～60%。主雨季在中国东部为季风雨季,自南向北推进;在西部受西风带影响,北方略早于南方, 且局地性强。中国雨季具有明显的区域性和阶段性特征。中国气候的夏季降水时间序列主要反映了季节循环特征, 但气候季节内振荡（CISO）对东部雨季的持续和推进具有明显的调制作用,其中长江中下游及其以南地区以30～60天周期为主。     

基于Copula函数的中国南方干旱风险特征研究

利用1961—2012年1710个地面气象台站观测的逐日降水资料,对中国大陆雨季特征进行了分析。结果表明,雨季最早到来的地方是藏东南、滇西北的横断山脉中西部地区;接着江南地区进入雨季;之后随着夏季风的爆发,全国大部分地区进入雨季。而雨季结束最早的地区在江南地区,较迟结束的地区在华西地区、南海地区,最迟是在新疆西北部地区。就雨季持续时间而言,华北地区和西藏西部及其与新疆南部相接的部分地区雨季持续时间最短,横断山脉中西部地区、华西地区和南海地区雨季较长。通过对多年平均逐候降水进行经验正交函数(EOF)分解,能较好地将主要的降水季节演变特征分离出来,分析发现,第1、第2和第3模态分别反映了夏季、春季和秋季降水为主要特征的降水空间结构。     

雨季前后珠峰地区近地层气象要素、辐射及能量平衡分量变化特征

利用架设在珠峰北坡4475m高度处的一套开路涡动协方差测量系统,对曲宗地区的大气状况进行了连续观测.分析了近地层气象要素、辐射平衡各分量和能量平衡各分量在高原雨季前(5月),雨季中(7月)和雨季后(11月)的变化特征.通过分析,发现曲宗地区气温和相对湿度日平均变化均呈单峰单谷型特征,气压则呈双峰双谷型特征,风速日变化为单峰型特征,风速一般在午后突然增大.伴随着雨季的爆发,曲宗地区气温升高,相对湿度增大,气压升高,风速减小.主导风向由东北风转换成西南风.雨季前后,辐射平衡各分量及能量平衡各分量均具有明显的变化趋势.     

川渝地区雨季降水特征及海温背景场分析

利用川渝地区34测站1960~2010年共51年逐日降水量资料和同期逐月海表温度(SST)再分析资料,采用点相关、合成分析等现代气候诊断分析方法,研究了川渝地区雨季降水特征及海温背景场特征。结果表明:(1)川渝地区多年平均逐候降水量呈单峰型,川渝地区雨季确定为5~10月。(2)川渝地区雨季降水量时空分布不均,雨季降水量高值中心出现在雅安、乐山一线。(3)点相关分析表明,与川渝地区雨季降水量变化呈显著负相关的关键海区分别是:赤道东太平洋海域、北太平洋、赤道印度洋海域、南印度洋海域、北大西洋海域和赤道东大西洋海域,且通过信度0.1的显著性检验,合成分析的结果与点相关分析相吻合。     

凉山州雨季开始期预报

本文通过对1960～1999年凉山州雨季开始期的分析,揭示了凉山雨季开始期的特点,分析其成因.探讨凉山雨季开始期分片预报区域的划分,利用环流资料和本地地面场气象要素资料,运用数理统计方法分片建立了全州雨季开始期年度预报、汛期预报的逐步回归方程.采用VB研制开发了凉山雨季开始期自动化预报系统软件.     

祁连山海北高寒草甸地区植物生长期的光合有效辐射特征

分析了祁连山海北高寒草甸地区 1998年植物生长期内光合有效辐射 (PAR)的日、季节变化特征。结果表明 :PAR日变化与太阳总辐射 (Eg)日变化趋势一致 ,表现为单峰型变化过程 ,日总量最大可达 11.7MJ·m-2 左右。植物生长期内的 4月下旬～ 9月中旬季节变化较为复杂 ,雨季来临之前的 4～ 6月较高 ,其它时间较低 ,旬平均最高在 5月达 85 .2 3MJ·m-2 。PAR在Eg中所占的比例 (η)晴天状况下日平均在 0 .36～ 0 .41之间 ,阴天稍高 ,植物生长期内 η的旬平均在 0 .32～ 0 .43之间。分析还表明 ,PAR与Eg日总量具有很好的正相关关系 ,从而可依Eg的变化量来估算PAR。同时计算表明 ,海北高寒草甸地区植物群落对PAR的光能利用率为 0 .5 8%左右     

横断山脉中西部降水的季节演变特征

利用台站观测逐日降水资料,对横断山脉中西部地区的降水季节演变特征进行了分析,发现该地区降水具有独特的季节变化特征:雨季开始早,从第10候前后降水开始迅速增加,至第19候前后就达到第1个峰值;雨季时间长,从第10候前后雨季开始,至第60候雨季结束,雨季持续长达8个月;多峰值特征明显,雨季先后经历3个降水峰值,分别在第19、35、55候前后.通过再分析资料对这一地区风场的季节变化进行分析发现,这些降水的季节演变特征与这一地区独特地形下风场季节演变密不可分.雨季开始早与第10候起低层西风、南风迅速加强,特别是西风加强有关;第2、3个降水峰值则与西南风,特小,降水主要受西风系统影响,与西风系统的季节变化密切相关;而第2、3个降水峰值分别发生在西太平洋副热带高压西伸、东退进程中,位势高度场东高西低,降水主要受西南风控制,并伴有南风辐合,与南风的季节变化相关.别是经向南风增强有关.对3个降水峰值时刻的环流背景进行了分析,第1个降水峰值发生时,位势高度东西方向水平差异     

基于拉格朗日方法的中国东部雨季水汽输送垂直特征

利用基于拉格朗日轨迹追踪模式(HYSPLIT),结合区域源汇归属法,追踪1961～2010年中国东部地区雨带推进过程中各雨季后向轨迹,定量确定各雨季不同垂直层上的水汽输送路径与水汽贡献.结果表明在南海夏季风爆发前的华南前汛期,低层最主要水汽通道为太平洋通道,轨迹占比达到52.3％,中高层最主要的水汽通道为印度洋通道,占...     

珠峰地区雨季对流层大气的特征分析

利用2007年7月中国科学院珠穆朗玛峰综合观测站的边界层塔、无线电探空和风温廓线仪观测资料,分析了珠穆朗玛峰地区雨季低层大气风温湿等特征.珠峰地区雨季近地层风速、风向、温度等有明显的日变化.近地层风的日变化有两个很明显的阶段,00:00～14:30受谷风的影响而刮偏北风,14:30～24:00受冰川风的影响以偏南风为主.白天的冰川风比夜间的谷风要强些.中午13:30在600m以下存在强水平风速垂直切变,这可能是珠峰地区发生降雨的重要原因之一.低空急流在夏季比较常见.对流层平均降温率为0.685K/100m.低层大气的相对湿度一般有两个峰值高度,最大值在4000m以下,第二峰值高度不固定,到16000m以后相对湿度超不过10%.各层大气的风速风向差别较大.     

中国地气温差时空分布及变化趋势

利用中国825个气象站点1961—2016年的逐日地表温度和气温观测资料,系统分析了中国地区地气温差（地表温度减气温）的时空分布以及变化趋势。结果表明,中国多年平均的年地气温差西部大部地区及华南部分地区在2.5℃以上,而中东部大部地区在2.5℃以下。其中春、夏季全国各地地气温差均为正值,且总体呈经向型分布,西高东低;秋、冬季中国各地地气温差总体呈纬向型分布,南高北低,尤其是冬季北方部分地区为负值。年内,中国区域平均各月地气温差均为正值,其中1月份和12月份相对较小,6—8月份（夏季）相对较大。不同地区地气温差的年内分布特征有所不同,西藏地区地气温差年平均值为全国最大,最大值出现在雨季来临前的5月份;东北、华北、黄淮、西北及内蒙古地区最大值均出现在雨季来临前的6月份;江淮、江汉、江南、华南地区地气温差最大值均出现在雨季过后的7月份或8月份;西南地区年内各月地气温差变化相对较小,在雨季之前的5月和雨季之后的8月出现2次峰值,呈双峰型分布。1961—2016年,中国区域平均地气温差4月和4—10月上升趋势较明显,而7月和10月变化趋势不明显或略有上升趋势。空间分布上,东北、西北及内蒙古、西藏西部等地平均地气温差有增加趋势,而中东部地区有减小趋势。     

东南亚地区夏季风异常对云南2005年初夏干旱的影响

2005年春末夏初云南大部地区出现了50年一遇的高温干旱天气，通过对东南亚地区的水汽及对流进行诊断分析，发现中南半岛地区夏季风爆发的早迟与云南雨季开始的早迟有显著的正相关关系；前期4月孟加拉湾水汽向北输送强（弱）以及苏门答腊岛附近的对流活动强（弱），则云南雨季开始早（迟）。分析表明造成云南2005年初夏干旱的主要原因是中南半岛地区的夏季风爆发较常年偏晚，前期孟加拉湾地区的经向水汽输送以及苏门答腊岛附近的对流活动较常年偏弱。     

2005年6-9月果洛地区对流云的演变分析

本文利用FY-2C静止气象卫星2005年6～9月的TBB资料,研究了青海果洛地区雨季对流云系随时间的推移及其强度变化和移动规律;分析了对流云的日变化规律和空间分布情况。结果表明:果洛2005年雨季的对流,北部地区强于南部地区,7月前期对流发展最为活跃;对流发展的日变化非常明显,11-15UTC为高峰期,03-05UTC为低谷期;玛多为果洛地区对流发展的强中心,对流的发展、移动呈四个类型。     

南海地区降水的时空特征

文中利用美国 NCEP重分析资料中的 1 979～ 1 995年 1 7a逐旬的全球降水资料 ,采用小波分析方法分析了南海地区降水的多时间层次和多空间层次结构 ,研究了南海季风的爆发及时间演变 ,探讨了南海季风爆发的机制。结果表明 :( 1 )南海季风爆发于 5月中旬 ,季风爆发过程实际上是小范围 ( 32个经度 )降水向大范围 ( 64个经度 )降水调整的过程 ,一旦出现较强的大范围降水 ,并到达南海地区 ,就爆发了南海季风 ,调整完毕则是印度季风和东亚季风的相继爆发。( 2 )在 1 0°N以北的地区 ,季风最早发生在南海 ,然后逐渐西移到印度 ,达到印度季风最盛期后 ,迅速东撤。( 3)南海地区可分为 3个区域 :北部 ( 2 0～ 2 2°N)、中部 ( 1 0～ 2 0°N)和南部 ( 1 0°N以南 )。南海雨季主要发生在 1 0°N以北的北部和中部 ,北部雨季是平稳增强的单峰型 ,而中部雨季是突发性的 ,雨季内降水起伏较大。( 4 )南海季风区有很强的年变化 ,30～ 60 d和 2 0～30 d的变化也比较显著 ,还有 3个月左右的周期变化。除年振荡以外 ,各种周期振荡随时间变化较大 ,在雨季表现得最强烈。( 5)南海季风的爆发与 2 0～ 30 d和 30～ 60 d两种低频振荡有关。     

淮北雨季的中长期预报

本文利用24年亚欧500hPa候、旬平均环流、太平洋海温及15年波谱资料,从中长期预报的需要出发,普查淮北雨季各预报量与前期平均环流或距平值的相关关系,找出影响的关键候旬。再分析关键侯旬的主要影响系统和关键地区,以及雨季的波谱特征等。采用逐步判别、逐步回归等方法,从定性、定量方面进行分析探讨,对雨季的开始、结束时间及雨季降水量级的预报,分别建立回归预报方程,基本解决淮北雨季各预报量的预报问题。近三年的应用实践较满意。     

东南亚地区夏季风爆发对云南雨季开始的影响

东南亚地区的夏季风在亚洲季风系统中首先爆发后,通过风场与对流场的变化对周边地区造成影响.通过对亚洲近地面层经向水汽通道的研究,发现在前期影响云南雨季开始的早迟最重要的一支南风水汽通道位于孟加拉湾（80～90 （E）附近.该南风水汽通道一般在春季开始建立,它的建立有助于夏季风在东南亚地区爆发.在季风建立前,当这一水汽通道中南风水汽输送异常偏强时,相应地中南半岛附近的对流也增强,对应着云南的雨季开始偏早,初夏降水偏多,反之则初夏降水偏少.研究表明,该水汽输送的强弱可以作为预报云南雨季开始期及初夏雨量的一个重要信号.研究还发现,前期赤道中东太平洋的冷海温有利于孟加拉湾经向水汽输送的加强,从而影响到云南的雨季开始和初夏的雨量.     

东亚地区夏季风爆发过程

利用中国194站1961～1995年日降水资料及NCEP1979～1997年候格点降水资料,探讨了亚洲地区自春到夏的雨季开始分布。结果表明,东亚地区自春到夏存在副热带季风雨季开始和热带季风雨季开始。前者于4月初开始于华南北部和江南地区,随后向南和向西南扩展,于4月末扩展到华南沿海和中南半岛,这个雨带主要是冷空气和副热带高压西侧转向的SW风以及南亚地区冬春副热带南支西风槽中西风汇合而形成的,是副热带季风雨季开始。后者是南海热带季风爆发后使原来由江南移到华南沿岸的副热带季风雨带随副热带高压北进而北进,前汛期雨季进入盛期,江南出现第二次雨峰,形成梅雨期和江淮及华北雨季。同时,热带季风雨带也自东向西传播到达南亚地区而形成热带季风雨季。还讨论了1998年东亚地区夏季风爆发过程,指出南海夏季风爆发期的季风由副高北侧形成的新生气旋进入南海造成南海中部西风和南海越赤道气流转向的SW季风加强汇合而形成,因而是东亚季风系统中环流系统季节变化造成的,和印度季风无关。在南海季风爆发期阿拉伯海仍由副热带反气旋控制,南亚仍是上述副热带反气旋北侧NW风南下后转向的偏西副热带气流所控制,索马里低空急流仍未爆发,赤道西风并未影响南海。