湖北省2008年初低温雨雪冰冻过程气候特征分析

2008年初，湖北省出现了严重的低温雨雪冰冻灾害，直接经济损失高达110亿元以上，有必要对灾害期间的气候特征进行系统、科学的分析和总结。对湖北省76个气象站2008年1月12日～2月3日气温、降水（雪）、日照以及低温持续日数等要素进行时空间差异分析及历史与同期比较，并选取10个代表站历史上所有低温雨雪天气过程，对其过程持续低温日数、最长连续雨雪日数、过程极端低温进行比较分析。结果表明：（1）此次过程的平均气温异常偏低，该省大部为-1～-2℃，比常年同期偏低4～6℃，为各站历史同期最低，其中主要是最高气温异常偏低所致，但极端低温并不低；（2）降雪过程频繁，雨雪量异常偏多；（3）低温冰冻持续时间长，该省大部在16～22 d，位于历史第一；（4）日照异常偏少。持续而稳定的大气环流异常形势是湖北省大范围低温雨雪天气的直接原因。     

2008年低温雨雪冰冻对武汉城市公共交通的影响评估

为了对2008年低温雨雪期间气象条件对城市交通运输的影响给出定量评估，运用天气分析及统计学方法，分析了低温雨雪冰冻期间武汉市主要气候特征，利用2008年初持续低温雨雪期间武汉城市公共交通线路（包括公交车、轮渡、汽渡）逐日停运数据，定义了持续低温雨雪冰冻过程城市公共交通影响度，通过统计分析，找到了关键气象因子、关键期和低温临界指标，建立了气象评估模型。结果表明：在持续低温雨雪冰冻过程中，初发时期是公共交通影响的关键时期之一，影响度与积雪深度关系最密切，在公交车、轮渡、汽渡3种交通工具中，公交车影响度与气象要素的相关最密切，对武汉城市公交车造成明显影响的临界气温是17℃。该结论在实际的气象灾害评估业务工作中进行了运用，效果良好     

南方冰冻雨雪灾害年的环流及气象要素异常的统计分析

利用NCEP/NCAR的2.5°×2.5°格点的逐日再分析资料,通过分析我国南方19个冰冻雨雪灾害年的36个冰冻雨雪天气个例的环流形势,总结了发生冰冻雨雪天气的4种天气类型:北脊南槽型、乌山脊型、横槽南支型和高纬低涡型,后两种天气类型持续时间长、影响范围广,极易造成南方严重的持续冰冻雨雪灾害;进一步分析南方持续冰雪天气的物理量场和要素场特征,结果表明,对流层低层850~700 hPa辐合中心较垂直上升速度中心提前1~2 d出现,预示低温雨雪增强;冻雨严重年份在700 hPa维持大于0℃的融化层,南支槽前的西南急流为雨雪天气提供了水汽和热量输送,这种配置利于冻雨天气的发展和维持。天气类型的建立及气象要素的统计有利于为南方冰雪灾害天气预测预警服务。     

湖北省2009年冬末连阴雨过程特点及影响分析

2009年冬末湖北省出现了历史少见的长达13～19 d的连阴雨天气过程，通过实时监测数据与历史同期比较以及连阴雨极端天气气候事件指标监测，结合影响和灾情资料以及有关行业标准，对这次过程的天气气候特点、发生程度、成因和影响进行初步分析。结果表明：（1）此次连阴雨过程具有出现时间早、持续时间长、雨量大、气温低、寡照的特点，并伴有雷暴、冰雹、冻雨及雨凇等灾害，江汉平原中南部和鄂东连阴雨过程达到极端气候事件标准；（2）连阴雨过程主要是由东亚地区大气环流出现了异常变化或调整引起的；（3）连阴雨对农业、居民生活、交通、商业等产生较严重影响，并诱发局部地区的地质灾害，灾害后续效应在农业病害发生发展上已经显现。     

三峡水库对区域气候影响的数值模拟分析

利用中尺度数值模式MM5V3模拟了三峡水库建成后，由于下垫面变化对区域气候的影响，并探讨了三峡水库的建成是否为引发社会广泛关注的高温干旱和低温雨雪冰冻灾害等极端天气的主要因素。研究表明:三峡水库的建成对当地气温具有海洋性效应，库区附近春季温度变低，夏季在水库下游气温升高、上游则气温降低，而冬季则以升温为主；春季降水变化主要位于库区沿线的南部山区，增雨带和减雨带相间分布，夏季降水量在三峡库区中上游地区和附近的山区呈增加趋势，在库区下游及附近地区降水呈减少趋势，冬季降水量减少，主要集中在大坝附近地区到三峡（巫山）段；春季库区的相对湿度增加，幅度多在05%～10%，夏季相对湿度的影响也存在正负两种效应，大坝上游库区附近相对湿度增加，大坝下游地区相对湿度降低，冬季变幅不大；三峡水利工程不是干旱、低温雨雪冰冻等极端天气出现的主因，它对极端天气事件的影响并不明显。〖     

中国南方7省冰冻天气时空分布规律研究

利用我国南方7省1951～2008年112站逐日气象资料，采用极差标准化数据处理技术，设计了可反映我国南方地区冰冻天气时空分布的综合指标体系。指标体系定义了冰冻日、单站冰冻天气过程、综合冰冻指数及区域持续性冰冻过程，并基于综合冰冻指数分位数，对冰冻天气过程进行了分级。给出了发生区域持续性冰冻过程年度的冰冻起止时间和地理分布范围，通过对冰冻日、雨凇雾凇日、冰冻指数及其重现期等项目分析，揭示了我国南方地区冰冻天气时空分布规律，主要有：（1）我国南方地区发生区域持续性冰冻灾害天气最严重的前5位分别为2008、1955、1984、1964、1957年度，其中2007～2008年度最严重。1951～2008年冰冻日数和冰冻指数减小明显；（2）贵州是我国南方地区冰冻天气最为严重省份，其次为安徽、湖南和湖北。冰冻天气与海拔高度相关性较好，海拔越高，冰冻越严重；（3）我国南方地区的冰冻天气，贵州和湖南南部地区以冻雨为主，其他地区以降雪为主。经评估分析，综合冰冻天气指数具有时间和空间可比性，可较好地描述大范围冰冻天气的时空分布规律     

上海高温和低温气候变化特征及其影响因素

基于上海11个气象站逐日最高、最低气温、降水资料和西太平洋副热带高压(简称副高，下同)环流指数，分析了上海夏季高温和冬季低温的气候变化特征及其影响因素。结果表明，1873～2007年，上海高温日数表现为少-多-少-多的年代际变化，低温日数则表现为多-少的年代际变化。2001～2007年，上海年均高温日数、各级高温过程数和高温过程日数都最多，低温日数、低温过程数和低温过程日数都最少。1960～2007年，上海每年高温日数与当年夏季副高面积和强度指数显著正相关，低温日数与当年冬季副高面积和强度指数显著负相关。降水对上海极端气温有一定的缓解作用，上海高温日数与夏季降水量弱显著负相关，低温日数与冬季降水量显著负相关。上海高温过程数受城市化影响较大，其时间变化具有明显的城郊差异，低温过程数则受城市化影响较小。     

基于RS和GIS的2008年长江中下游雪灾监测——以湖北省为例

2008年1月中旬至2月初，我国长江中下游地区出现了大范围持续低温、雨雪、冰冻天气气候事件，造成了特大积雪灾害。以湖北省为例，基于RS和GIS技术对这次雪灾进行了动态的监测评估。利用连续多天的卫星遥感资料和积雪深度观测资料，在GIS的支持下，计算归一化差分积雪指数（NDSI），提取积雪分布信息，并根据不同海拔高度，确定了积雪深度的NDSI分层阈值，实现了3层积雪深度(0～10、10～20 和20～30 cm)的判识。针对积雪区内不同的土地利用类型，统计了不同深度的积雪面积。结果表明：湖北省近90%面积被雪覆盖，其中江汉平原、鄂东北和鄂东南等地雪灾最为严重，部分地区积雪深度在20 cm以上；水田、旱地等农业用地以及湖泊、水库、河渠等水系积雪最为严重，居民点用地也有较大范围的积雪，居民生活受较大影响；2月2日以后积雪面积逐日减少，到2月8日，积雪基本融化。在上述研究基础上形成了基于RS和GIS的长江中下游积雪监测的业务流程.     

三峡水库对区域气候影响的数值模拟分析

利用中尺度数值模式MM5V3模拟了三峡水库建成后,由于下垫面变化对区域气候的影响,并探讨了三峡水库的建成是否为引发社会广泛关注的高温干旱和低温雨雪冰冻灾害等极端天气的主要因素。研究表明:三峡水库的建成对当地气温具有海洋性效应,库区附近春季温度变低,夏季在水库下游气温升高、上游则气温降低,而冬季则以升温为主;春季降水变化主要位于库区沿线的南部山区,增雨带和减雨带相间分布,夏季降水量在三峡库区中上游地区和附近的山区呈增加趋势,在库区下游及附近地区降水呈减少趋势,冬季降水量减少,主要集中在大坝附近地区到三峡(巫山)段;春季库区的相对湿度增加,幅度多在0.5%～1.0%,夏季相对湿度的影响也存在正负两种效应,大坝上游库区附近相对湿度增加,大坝下游地区相对湿度降低,冬季变幅不大;三峡水利工程不是干旱、低温雨雪冰冻等极端天气出现的主因,它对极端天气事件的影响并不明显。     

湖北省2008年初低温雨雪冰冻灾害特点及影响分析

008年初,湖北省出现了自1954/1955年冬季以来最严重的低温雨雪冰冻灾害,直接经济损失高达110亿元以上,分析评估此次灾害的基本特点及对各行各业的影响,可为今后抗御类似灾害提供依据。结果表明：①此次灾害影响范围广,受灾人数多,损失重,第三、四场雪使危害迅速加剧,后续效应强、时间长;②影响行业可分为交通、电网及供电系统、通讯、农业、林业、企业和市政设施、居民生活、湖泊结冰等8大类,并可细分为24小类,涉及社会和人们生活的众多方面,足见影响面之广,危害之重;③影响因子以低温、冰冻（道路结冰、电线覆冰）、雪压等为主,另外还有大风、雪雾、湖泊封冻、冰雪融化等;④由于降雪及低温持续时间长、雪量大,对农林业危害严重;由于电力、〖JP2〗通讯、建筑设施以及道路结冰严重,对电网、电力供应、交通安全以及社会公众生产、生活等造成极大的影响。〖     

近几十年三峡库区主要气象灾害变化趋势

利用三峡库区33站1961～2006年逐日降水量、平均气温、最高气温、雾、雷暴资料，分析了库区干旱、洪涝、连阴雨、高温、雾、雷暴主要气象灾害的变化趋势。统计结果表明：近46年来，三峡库区平均年干旱日数呈不明显的增加趋势，春、夏、冬季干旱日数的年际间基本没有变化趋势，但秋季干旱日数年际间有明显的增多趋势，增多速率为41 d/10 a；春、夏季雨涝日数变化趋势不明显，秋季雨涝日数有微弱的减少趋势；三峡库区年平均连阴雨过程次数有微弱的减少趋势，连阴雨日数的减少趋势较明显；近34年三峡库区年雷暴日数呈明显减少趋势，减少速度为29 d/10 a；库区平均年雾日数没有明显变化趋势,但1999年以来减少趋势明显；近46年三峡库区平均年高温日数、危害性高温日数有微弱的减少趋势，平均年极端最高气温均没有明显变化趋势。     

近几十年三峡库区主要气象灾害变化趋势

利用三峡库区33站1961～2006年逐日降水量、平均气温、最高气温、雾、雷暴资料，分析了库区干旱、洪涝、连阴雨、高温、雾、雷暴主要气象灾害的变化趋势。统计结果表明：近46年来，三峡库区平均年干旱日数呈不明显的增加趋势，春、夏、冬季干旱日数的年际间基本没有变化趋势，但秋季干旱日数年际间有明显的增多趋势，增多速率为41 d/10 a；春、夏季雨涝日数变化趋势不明显，秋季雨涝日数有微弱的减少趋势；三峡库区年平均连阴雨过程次数有微弱的减少趋势，连阴雨日数的减少趋势较明显；近34年三峡库区年雷暴日数呈明显减少趋势，减少速度为29 d/10 a；库区平均年雾日数没有明显变化趋势,但1999年以来减少趋势明显；近46年三峡库区平均年高温日数、危害性高温日数有微弱的减少趋势，平均年极端最高气温均没有明显变化趋势。     

2008年初湖北省雨雪过程酸雨特征及成因

利用湖北省32个气象酸雨监测站在2008年初雨雪过程中的306次有效降水样品检测资料及相关气象环境资料,分析了此次雨雪过程的酸雨特征及成因,以期对降雪酸沉降的深入研究有所帮助.分析结果表明,全省平均pH值为3.97,酸雨发生频率为89.2%,强酸雨发生频率达到64.4%,均高于历史同期平均水平.32个气象酸雨监测站的降水平均pH值除孝感外均呈酸雨,其中20站酸雨发生频率达到100%.此次雨雪过程酸雨强度大且频发是由多方面原因综合影响所致,首先,强盛的西南气流有利于长江以南重酸雨区污染物的迁移,其次,低温导致燃煤用量增加,引起酸性物质排放的增多,而较强的逆温层又使污染物扩散条件变差,此外,雪花较雨滴更慢的降落速度和更大的比表面积使其能够更充分的捕集和吸收大气中的酸性物质.     

厄尔尼诺与华中夏季低温

根据华中地区10个测站1951－1995年7－8月气温资料，采用EOF、遥相关、全盛分析等统计－天气气候学方法，研究了华中夏季温度变化同北太平洋SSTA场的相关结构及北半球500hpa高度场对海温异常的响应。具体描述了ENSO年和Lanina年华中夏季温度距平的差异性。并通过分析冷夏年500hpa高度场的环流特点，探讨海－气间的可能联系及物理机制。结果表明：北太平洋海温与华中夏季温度存在较好的滞后相关关系。ENSO位相对，华中夏季温度偏低，易出现冷夏，拉尼娜年则相反，易出现酷暑。冷夏（酷暑）对应着赤道东太平洋正（负）SSTA，西太平洋副热带海域负（正）SSTA；反映了赤道东太平洋和热带西太平洋之间存在翘翘板效应。海温异常变化超前副高异常变化1－3个月。冷夏年副高主体偏东偏南。     

近50年鄱阳湖五大流域降水变化特征研究

基于鄱阳湖流域在江西省内部分对应的79县市气象站1960～2006年逐日降水观测资料，采用线性回归的方法分别研究五大流域的年降水量、降水日数、暴雨日数等3要素的变化趋势，并用Mann法进行了变化趋势的显著性检验，用距平与均方差之比达到15和20作为气候异常检验指标，对各流域的各时间序列进行了异常检验，采用了Mann Kendall法对各时间序列进行突变检测。结果表明：（1）各流域的年降水量变化趋势基本一致，年降水量与年暴雨日数密切相关；饶河流域强降水事件较多，降水强度大，赣江中游流域降水时间分布相对较均匀，强降水事件较少；（2）各流域年降水量、暴雨日数总体呈波动上升趋势，20世纪90年代以来暴雨日数异常偏多的概率最大；（3）年降水日数以20世纪80年代中期为界，之前呈波动上升趋势，之后呈波动下降趋势，2002年至今各流域降雨日数明显偏少；（4）各流域的年降水量、降水日数、暴雨日数均未出现趋势性的突变；（5）近50年来鄱阳湖流域降水时间分布不均的情况加剧，旱涝灾害风险增加。     

汉江上游金水河流域近50年气候变化特征及其对生态环境的影响

利用5年滑动平均距平分析、线性回归分析、相关分析及Autoregression 模型等统计分析方法，分析了近50年（1957~2004年）汉江上游金水河流域年度和春、夏、秋、冬4季气温和降水变化特征及其对流域生态环境的影响。结果显示：近50年来金水河流域气候变化呈现气温升高、降水量减少的暖干化趋势。年平均气温总体上升了111℃，同时在上世纪90年代到本世纪初，年平均气温增幅最大，达到06℃；季节变化中，冬季增温最显著（〖WTBX〗p〖WTBZ〗<001）。年平均降水量总体下降了1196 mm，在1985~1997年间，降水量呈现显著波动下降趋势，最大降幅为3452 mm；而季节变化中，夏季下降最明显。在未来10年，流域内气温将持续增加，年平均气温将增加013℃，降水量将逐年减少，年平均降水量将减少78%。金水河流域过去近50年的气候变化对流域内的生态环境产生了较大的影响，从而加剧了流域生态系统的脆弱性，从一定程度上对南水北调中线工程的水资源安全构成了威胁。     

汉江上游金水河流域近50年气候变化特征及其对生态环境的影响

利用5年滑动平均距平分析、线性回归分析、相关分析及Autoregression 模型等统计分析方法，分析了近50年（1957~2004年）汉江上游金水河流域年度和春、夏、秋、冬4季气温和降水变化特征及其对流域生态环境的影响。结果显示：近50年来金水河流域气候变化呈现气温升高、降水量减少的暖干化趋势。年平均气温总体上升了111℃，同时在上世纪90年代到本世纪初，年平均气温增幅最大，达到06℃；季节变化中，冬季增温最显著（〖WTBX〗p〖WTBZ〗<001）。年平均降水量总体下降了1196 mm，在1985~1997年间，降水量呈现显著波动下降趋势，最大降幅为3452 mm；而季节变化中，夏季下降最明显。在未来10年，流域内气温将持续增加，年平均气温将增加013℃，降水量将逐年减少，年平均降水量将减少78%。金水河流域过去近50年的气候变化对流域内的生态环境产生了较大的影响，从而加剧了流域生态系统的脆弱性，从一定程度上对南水北调中线工程的水资源安全构成了威胁。     

环形热岛格局演变过程的遥感分析

城市热岛效应的空间格局在一定程度上可以反映城市规划和管理的成败得失，也是城市大气污染的驱动因素之一。〖JP2〗使用2000、2003、2004、2006、2008和2010年2～3月下午成都的6次NOAA/AVHRR（National Oceanic and Atmospheric Administration/Advanced Very High Resolution Radiometer）卫星遥感数据反演亮温，采用均值 标准差法将热岛强度分为7个等级，用面积加权平均法将研究区强度分为高温、中温和低温3类。结果表明：（1）热岛空间格局呈现巨大变异，由前期的中心型演变为中期的环型，后期是热岛环的形态和高温中心的调整阶段；（2）研究区的强度为前期强，2004年迅速减弱，高温类的强度2004年比2003年减弱259℃，2004年之后的平均减弱率仅为024℃/a；（3）城市东北部和西南部高温区的温度梯度出现逆向升降趋势。由于地表温度对城市气温有重要影响，热岛形态的变化是人们从更复杂角度分析大气污染机制、设计热岛数值模型和进行城市规划的客观依据     

三峡库区近50年来的气温变化趋势

利用三峡库区及周边32个气象站点1960~2006年的气温资料，运用线性趋势分析、累积距平分析和〖WTBX〗t〖WTBZ〗检验等统计学方法研究了三峡库区近50 a来的气温变化趋势。研究结果表明：（1）近50 a来三峡库区气温变化总体上呈显著上升趋势，增温率为013℃/10 a；其中1960’s~1980’s末存在一个缓慢降温过程，1980’s末后快速增温。（2）三峡库区各季节平均气温变化过程与年气温变化过程相似，总体上也呈上升趋势，春、夏、秋、冬四季平均气温增温率分别为010、0005、019和021℃/10 a，其中冬季气温上升对库区年平均气温上升的贡献率最大。（3）年均气温跃变出现在1996年，春、夏、秋、冬四季气温跃变点分别出现在1996、1993、1997、1996年，季节气温的跃变与年均气温跃变具有较好的同步性。（4）三峡库区偏暖和显著偏暖年份都发生在1996年以后，其中1998〖JP2〗和2006年为异常偏暖年份；偏冷年份基本出现在1990’s以前，尤其集中在1980’s，但无显著偏冷和异常偏冷年份。〖     

荆州主要界限温度初终日、持续天数和积温的变化

根据荆州1954～2008年逐日气温资料，运用线性倾向估计、M K突变检验等方法计算分析了≥10℃积温和≥20℃积温的时间变化特征。结果表明：（1）55 a来年平均气温呈增加趋势，线性增温率为0.26℃/10 a,突变点为1986年，1988年后气温显著增加。（2）≥10℃和≥20℃初始日期呈显著提前趋势，终止日期呈延迟趋势,持续天数显著增加。（3）≥10℃积温呈显著增加趋势，增温率为85.9℃/10 a，突变点为1990年，1994年后积温显著增加；≥20℃积温呈显著增加趋势，增温率为75.6℃/10 a,突变点为1995年，2004年后积温显著增加。（4）≥10℃、≥20℃初始日期提前程度大于终止日期延迟程度，≥10℃积温增加幅度大于≥20℃积温增加幅度，≥10℃积温突变点和显著增加点出现年份均早于≥20℃积温。〖