近地面风场变化对太湖蓝藻暴发影响的数值研究

蓝藻水华是在特定的气象和水文条件下,已成为优势种群的蓝藻群体在水体中发生水平、垂直位置的改变而形成.选取2007年6月24日和9月8日发生的2次蓝藻暴发个例,利用WRFV2模式进行较高分辨率数值模拟,研究了在蓝藻成为优势群体之后的上浮积聚阶段近地面风向风速对蓝藻水华面积变化和活动范围的影响.通过数值模拟结果与EOS/MODIS卫星遥感监测到的蓝藻信息的对比分析发现,蓝藻的活动对湖区近地面风场变化的反应相当迅速,蓝藻大面积暴发过程往往对应着有利的风向风速变化:如风速小、系统性东北风、辐散环流等.研究表明通过对太湖地区各气象要素的高分辨率数值模拟,可以预测蓝藻的暴发和演变情况,为太湖蓝藻暴发的预测预警提供气象依据.     

太湖蓝藻暴发的气象条件研究

通过对1986-2007年12个太湖蓝藻暴发典型个例的分析,得出:水体污染造成富营养化是蓝藻生长发育和暴发的基础,日平均气温偏高、降雨量和降雨日数偏少、气压偏低、日照时数偏多有利于蓝藻生长发育和暴发;水质、气象等要素的综合作用是蓝藻暴发的主要原因.     

基于MODIS植被指数的太湖蓝藻信息提取方法研究

有效地提取蓝藻水华信息对分析蓝藻动态分布有重要意义,而卫星遥感技术是进行太湖水质监测与保护的措施之一.本文以2007年7月25日Terra/MODIS数据为主要数据源,用比值植被指数(Irv)、归一化植被指数(Indv)和增强型植被指数(Iev),研究提取太湖蓝藻信息.结果表明:植被指数可以有效提取遥感影像中的蓝藻水华信息,其中Indv是应用效果较好的植被指数之一;在掩膜处理后,用Indv提取了太湖蓝藻的面积分布信息,效果较好;此外,选取Indv为测试变量,利用决策树分类法,有效地把蓝藻水华高浓度覆盖区、中浓度覆盖区和轻浓度覆盖区分开来,为准确掌握太湖蓝藻发生、发展趋势和发生程度提供可靠信息.     

卫星遥感太湖蓝藻水华分布及其气象影响要素分析

分析2003--2007年太湖蓝藻水华遥感监测信息指出,近年来,太湖蓝藻水华的时空分布具有如下特征:(1)太湖蓝藻水华爆发的频次和覆盖面积有扩大的趋势;(2)蓝藻水华爆发时间范围有从夏、秋季向温度更低的冬、春季发展的趋势;(3)蓝藻水华爆发频次最高的区域以及爆发最严重的区域主要集中在太湖西部和北部.蓝藻水华爆发的影响要素中除了污染物质的分布,还包括各种气象要素.经过地面气象观测资料与卫星观测资料的对比分析,发现温度、风、光照、降水等气象要素都会对蓝藻水华爆发起到一定程度的影响作用.其中温度、光照因素对蓝藻水华爆发起到促进作用,风、降水因素对蓝藻水华爆发起到抑制作用.同时注意到,由于湖泊污染情况正处在不断变化之中,因而各种气象要素对蓝藻水华爆发的影响程度也在发生着变化.     

太湖蓝藻水华形成的适宜气象指标

根据2005—2017年卫星遥感反演的太湖蓝藻水华信息,利用区域气象观测数据分析各类气象因子对太湖蓝藻深水华形成的影响,结果表明:①在日平均气温为0～35℃区间内会出现蓝藻聚集现象,其中最适宜气温区间为15.1～35℃,该区间内累计出现蓝藻水华的面积占比达90%、出现大面积蓝藻水华占比达93%;②在卫星观测到蓝藻前6h,平均风速为0.2～4.8m/s区间内能观测到蓝藻水华,其中最适宜的平均风速区间为0.5～3.4m/s,该区间内蓝藻水华累计出现次数占比达94.7%,大面积蓝藻水华主要出现在平均风速2.0m/s的情况下,占比89%;③降水总体上呈负效应,但在观测到有大面积蓝藻水华的情况下,前24h有小雨(10mm)的情形与总降水次数之比达88%,说明小雨的适度扰动有利于形成大面积蓝藻水华;④日照充足有利于蓝藻生长,但并非蓝藻水华形成的必要条件。在此基础上建立的多元回归综合气象指数模型,拟合结果较好,通过了0.001的显著性检验。     

利用HJ—1卫星多光谱数据监测城市 湖泊蓝藻研究

以2009年8月中旬东湖支湖局部暴发蓝藻为案例,对蓝藻暴发前后三个时期的HJ-1卫星多光谱遥感影像数据进行对比分析,利用比值植被指数(RVI)、归一化植被指数(NDVI)以及增强型植被指数(EVI)三种植被指数对蓝藻信息进行判别提取,通过已验证的样本点率定判别方法阈值,并对三种植被指数精度及判别结果进行比较分析。结果表明,利用HJ-1遥感数据可快速鉴别蓝藻范围及其程度,大气校正突出了蓝藻水体和其他地物光谱差异,EVI方法精度较高,可剔去水质中泥沙等悬浮物的干扰,可作为城市湖泊蓝藻变化检测经验模型。     

淀山湖蓝藻发生程度气象预测模型

为了为淀山湖蓝藻控制提供技术依据,根据1998—2009年淀山湖蓝藻发生程度和同期气象资料,用相关分析方法分析淀山湖蓝藻暴发的气象条件,用逐步判别方法建立淀山湖蓝藻发生程度的气象预测模型。结果表明:主要影响淀山湖蓝藻暴发的气象因子是温度。气象指标为:7—8月平均气温大于等于29℃,6—9月日最高气温大于等于35℃日数大于等于16天,7—8月日照时数大于等于420h,6—8月降水量小于等于420mm;气象预测模型Ⅰ(起报时间6月初)和模型Ⅱ(起报时间8月初)拟合的准确率分别为91.7%和100%;2010年试报,模型Ⅰ预测正确,模型Ⅱ预测值比实际值低1级。建立的淀山湖蓝藻发生程度气象预测模型可应用于业务。     

无锡极端气温事件的气候分析

为了解气候增暖情况下,无锡地区极端最高和最低气温的气候特征,用阈值检测方法对无锡市1959-2007年的日最高气温、日最低气温进行了研究,分析了极端事件的发生规律,得出主要结论:(1)从年代际看,不论是日最高气温或日最低气温,2001-2007年偏高事件最多,偏低事件最少.(2)最低气温从1980s初开始稳定上升.(3)在3、5、7、12月比较容易出现异常的气温.月内异常气温出现次数多少主要与季节更替和天气系统的转换有关.(4)日最低气温不论冬春夏秋,都是明显升高.日最高气温冬、春、秋季呈升高趋势,而夏季震荡加大.即在夏季,日最高气温偏高的事件增多,日最高气温偏低的事件也增多.     

新源县冬小麦对气候变化的响应

根据新源县气象站1982—2018年冬小麦生育期、产量及同期气温、降水、日照时数资料,采用线性回归、pearson相关系数、3 a直线滑动平均等统计方法,研究了近37 a来新源县冬小麦对气候变化的响应。结果表明:近37 a来新源县冬小麦冬前生育期显著推迟,返青至乳熟期显著提前,春、夏季生育期提前主要受3月上、中旬气温影响。出苗—越冬开始期显著缩短、乳熟—成熟期显著延长,其它各生育期间隔无显著变化,全生育期缩短是由播种期显著推迟造成的。冬小麦气候产量与营养生长期的气象要素显著相关。播种期显著推迟导致冬前的热量积累不足,建议播种期提前10 d左右,利于形成壮苗。     

气象卫星内陆大面积湖泊水质监测能力分析

对气象卫星水环境探测能力的分析表明，对于我国目前污染较重(浮游藻类含量较高)的内陆大面积湖泊的水质状况，气象卫星具有一定的监测能力。NOAA卫星能够监测内陆大面积水体蓝藻水华现象，而FY—lC利用其特别增设的水色监测通道，还能够对蓝藻分布及叶绿素含量进行定量估算。     

青藏高原四季开始日期随海拔高度和纬度变化

利用中国气象局国家气象信息中心提供的青藏高原60个测站1961~2007年逐日气温资料, 分析了青藏高原近47年来四季开始日期随海拔高度和纬度的变化趋势。结果表明, 春季和夏季开始日期是整体提前, 而秋季和冬季开始日期是整体延迟的, 春季和冬季开始日期的变化相对夏季和秋季更为明显;四季开始日期随海拔高度变化分布明显不同, 海拔越高, 春夏季开始日期来临越晚, 秋冬季开始日期来临越早, 海拔越低, 春夏季开始日期来临越早, 秋冬季开始日期来临越晚;海拔越高, 春夏开始日期提前的天数越多, 秋冬开始日期推迟天数越多, 反之低海拔地区相对更小, 由此得知高海拔地区的季节开始日期对当地气温的增温更为敏感;春季开始日期在36°N以南基本随纬度递增而开始日期推后, 36°N以北地区春季相对偏早, 夏季、秋季、冬季开始日期随纬度的变化和春季变化基本相似;四季开始日期来临的早晚受到多种因素包括气温、海拔和纬度共同影响, 季节延迟率也受到气温和海拔的影响, 但是纬度对季节延迟率影响不大;四季开始日期的提前和延迟变化和当地气温的变化几乎一致, 秋冬季节的开始日期对气温变化更为敏感, 高海拔地区的季节开始日期对气温变化更为敏感。      

高原地区基于微波辐射计反演大气廓线的神经网络算法研究

以2007~2018年西宁二十里铺气象站探空资料为模拟样本,利用MonoRTM模式模拟中心频率21.985~58.759GHz的35通道亮温,应用BP神经网络对模拟数据进行反复训练,构建最优反演模型,并以2019年探空资料为测试样本,对比分析了不同季节和不同天气条件下BP神经网络与微波辐射计的反演效果。结果表明:晴空条件下,BP神经网络与微波辐射计在温度反演上效果最佳,水汽密度次之,相对湿度最差,其中冬春季BP神经网络反演效果优于微波辐射计,夏秋季反之;有云条件下,BP神经网络温度反演效果在冬、春和夏季均优于微波辐射计,其水汽密度反演效果在四季均较微波辐射计有明显提升,其相对湿度反演效果在冬、春和夏季均较微波辐射计更佳。晴空和有云条件下,BP神经网络在不同季节反演温度、水汽密度和相对湿度的平均绝对误差和标准偏差均小于微波辐射计,尤其是相对湿度的反演精度提升最为明显。晴空条件下,BP神经网络反演温度廓线在春、夏和秋季效果最佳,反演水汽密度廓线在中低层精度较高,反演相对湿度廓线的精度较差,但基本和探空资料趋势一致;有云条件下,BP神经网络反演温度廓线与晴空时基本一致,较微波辐射计精度更高,反演水汽密度和相对湿度廓线在8km以上效果较好。      

2006年杭嘉湖平原夏秋天气异常分析

2006年杭嘉湖平原出现夏季特长、秋季极短,梅雨量极少、高温天数多、夏旱连秋旱的气候异常现象,对大气环流进行分析发现,西太平洋副高持续偏强偏西,北半球极涡偏弱,冷空气活动偏北,亚洲地区盛行纬向环流.区域气候的异常与大气环流的季节转换异常有关,并且大气环流的异常可以追溯到其前期环流的异常.2006年前冬和春季中高纬度较强的经向环流和持续偏强的副热带高压使得该年夏季副高继续偏强,并且春季的这一环流异常现象,导致秋季大气环流向冬季过渡较快.对涡动高度的分析表明,5月平流层正中心的异常两移、6～7月平流层持续分裂出两个正中心,以及9月正中心的异常增强,预示和促进了夏季低层大气环流的异常发展,从而夏季偏长、夏秋季节转换推迟;11月冷低压的异常增强南压和暖高压的突然减弱,使秋冬季节转换较快,从而秋季极短.     

Lapwings in Newfoundland

Abstract

Weather observations made at Eureka, on Ellesmere Island in the Canadian High Arctic, have been archived since 1953. The time series, averages, and seasonal cycles of surface temperature, pressure, dew point, relative humidity, cloud cover, wind speed, and direction are presented for the period from 1954 to 2007. Also shown are the time series and averages for the 500 mb temperature, 900 to 500 mb thickness, 500 mb wind speed, and various boundary‐layer stability parameters. Some of the main trends found are 1) an annual average surface warming of 3.2°C since 1972, with summer exhibiting the least warming, 2) a reduction in the frequency of strong anticyclonic events in the winter, 3) a reduction in surface wind speeds except in the summer, 4) a 1.0°C warming in the 500 mb temperature since 1961, with the greatest warming occurring in the spring and summer, and 5) a 10% increase in precipitable water all year round since 1961 but dominated by the spring, summer, and autumn seasons. The importance of open water in the Arctic Ocean for summer temperatures and humidity, of the North Atlantic Oscillation for winter interannual pressure variability, and of precipitable water for winter temperatures are highlighted in this climatology.     

云南初夏降水与前期大气环流的关系

利用１９７３～１９８７年云南省１２４个站的逐日雨量资料,分析得得云南省初夏５－６月降水偏多的年份为１９７８,１９８１,１９８４和１９８５年,降水偏少的年份为１９７７,１９８２,１９９３和１９８７年,并利用１９７３～１９８７年北半球５００ｈＰａ等压面高度资料以及２００ｈＰａ副热带风场资料,研究了云南省初夏降水与前期大气环流的关系,结果表明,云南初夏降水的多寡在前期５００ｈＰａ高度场和２００ｈＰａ纬向     

北京冷暖冬年环流特征及其与前期北太平洋海温的关系

利用1951～2005年北京气温资料和北半球500 hPa高度及北太平洋海温资料,分析了北京冬季气温的异常变化及其环流特征以及与前期北太平洋海温的关系.20世纪50年代以来北京冬季气温变化具有50、60年代低,自70年代开始逐年代升高的趋势,90年代至今处于高温时期.北京冷暖冬年,其同期和前期500 hPa环流特征具有明显不同;前期北半球副高及有关副高单体其强弱变化,对北京冬季气温有很好的指示性.前期春季西风漂流区海温和南赤道海流区海温异常变化可作为北京冬季异常冷暖的前兆信号.前期春季南赤道海流区海温异常偏高时,有利于北京暖冬年环流形势的形成.前期春季西风漂流区海温异常偏低时,有利于北京冷冬年环流形势的形成.     

2010年冬春气候异常对锡林郭勒盟农牧业的影响

气候异常常出现极端天气气候事件和严重的气象灾害,对人类活动和农业生产有严重影响。锡林郭勒盟2009年冬至2010年春气温异常偏低,降水多,一些地区冬季的极端最低气温突破了历史极值。低温多雨的春季气候虽然为牧草生长和农作物播种提供了较好的水分条件,但异常偏低的气温造成严重的热量条件不足,导致锡林郭勒盟大部地区牧草返青期推迟了15~20天,主要作物播种期推迟了10~15天,影响了牧草和农作物生产,推迟了牲畜采青。     

Formation of spring warm water southwest of the Philippine Islands: Winter monsoon wake effects

From satellite observations and the reanalysis data, the late spring formation of warm water with temperature higher than 30 °C to the southwest of the Philippine Islands (8–18°N, 115–120°E) is investigated. Our analysis suggests that the blockage of the winter monsoon by the Philippine Islands results in this “Luzon warm water” (LWW) to the southwest of the Luzon Island and the “Vietnam cold tongue” (VCT) to the southeast of the Vietnam coast during winter and early spring in the South China Sea (SCS). The VCT is formed by the southward cold advection by the western boundary current and surface heat loss in the SCS. During the winter monsoon, the LWW first forms due to weak winds southwest of the Philippine Islands and the countering effect of warm Ekman advection against cold geostrophic advection. In spring its temperature exceeds 30 °C (LWW30), helped by strong solar radiation and the winter monsoon wake effect lee of the Philippine Islands. With the winter monsoon weakening, LWW30 extends southwestward in late spring but disappears quickly after the summer monsoon onset. Reduced latent heat flux in the winter monsoon wake is the dominant factor for the spring fast warming southwest of the Philippine Islands.Both VCT and LWW persist from winter to early spring as the Philippine Islands block the winter monsoon. Their interannual variations are correlated with the variation of the LWW30 since the blockage of the winter monsoon by the Philippine Islands modifies surface latent heat flux and ocean advection from winter to early spring. These results strongly suggest that the LWW30 is a result of land–sea–winter monsoon interaction.     

1951--2006年南京气温变化特征

利用南京市1951年1月-2007年4月逐日温度观测资料,分析了南京市平均气温、极端气温、冷积温和热积温的变化趋势和特征。结果表明,在全球气候变暖的背景下,56a来南京平均气温明显上升,尤其是春、冬季升温显著,且春季升温大于冬季升温,而年极端最低气温和冷积温显著上升,年极端最高气温和热积温略有下降;冷冬皆分布在20世纪80年代以前,暖冬主要分布在90年代以后;春季提前并略有加长;夏季加长了约4候;秋季延迟并缩短了约2候;冬季缩短了约3候。