用前期大气环流指数预测新疆北部夏季降水的探讨

用1961-2007年新疆北部29站夏季(6-8月)降水资料,计算得到北疆夏季降水指数.以前期的月环流指数为因子,考虑相关系数的不稳定性,用滑动相关法初选因子,采用两级逐步回归的集合方案,尝试对北疆夏季降水指数进行预测.总样本数为47时,北疆夏季降水指数的拟合(预测)序列与原始序列之间的相关系数为0.7248.另外建立了10种不同总样本数的预测模型.经综合分析比较,以最终的统计集合预测效果最好,预测2008年北疆夏季降水将偏少,降水指数为106.9.结果表明:(1)滑动相关-逐步回归-集合预测方法以及在此基础上建立的统计集合预测模型具有一定的预测能力;(2)相关分析与时间序列分析相结合的思路和方法,可在季节、月等不同时间尺度的短期气候预测业务中应用.     

1957-2006年塔里木河流域气候变化和人类活动对水资源和生态环境的影响

塔里木河是我国最大的内陆河,历史上是环塔里木盆地九大水系144条河流的总称,目前呈"四源一干"格局.依据1957—2006年近50a气象及水文监测资料,分析了气候变化和人类活动对塔里木河流域水资源的影响.虽然近50a来塔里木河流域山区与平原整体呈现气温升高、降水量增加特征,出山口径流量也呈增加趋势,然而在2000年前塔里木河流域生态环境急剧退化.其成因主要为:1)从20世纪50年代起到近2006年,四条源流入塔里木河水量50a减少了15.4×108m3;2)塔里木河上、中、下游耗水量比例的失调及区域水资源分配发生变化,造成塔里木河下游生态环境恶化;3)实施塔里木河综合治理后,即使进入塔里木河的下游的水量增加,中游段耗水量下降,但是上游耗水迅速增加且数量巨大,还是对塔里木河水资源综合利用、改善的下游生态环境产生负面影响.     

1957-2006年天山萨雷扎兹库玛拉克河流域冰川物质平衡变化及其对河流水资源的影响

天山南坡的萨雷扎兹-库玛拉克河流域在中国阿克苏河协合拉水文站以上面积为12816km2,发育有冰川3195.41km2,冰川覆盖率25%.根据1957—2006年流域站点观测的降水、气温及其径流资料,通过最大熵方法计算了流域冰川物质平衡的逐年变化.结果表明:流域冰川径流深约为895mm,全流域河川径流深为381.3mm,冰川融水占协合拉站控制流量的58.65%,冰川融水变化对流域水资源量的影响非常明显.1957—2006年平均年径流量为48.64×108m3,径流在1993年后急剧增加,1994—2006年的平均年径流量比1957—1993年的增加了10.56×108m3,即增加了23%.由于负物质平衡消耗了大量过去积累的冰川冰,冰川融化对河流额外补给.初步计算,在过去50a由于气温升高引起的冰川净消融额外补给河流的径流量达309.47×108m3,相当于每年径流增加达6.19×108m3,约为年径流量的13%.1957—1993年流域冰川消融对河流的额外净补给量为5.3×108m3,占河流总径流量的11%;1994—2006年流域冰川消融对河流的额外净补给量为8.8×108m3,占河流总径流量的18%.随着...     

塔里木河流域2006年“四源一干”河川径流及输水运行分析

2006年塔里木河四条源流出山口天然径流量268.9×108m3, 比正常年份偏多17.4%, 属偏丰水年. 其中, 阿拉尔站以上的三条源流(阿克苏河、叶尔羌河、和田河)出山口天然径流量为228.6×108m3, 比正常年份偏多18.0%;开都河-孔雀河为40.33×108m3, 比正常年份偏多20.4%, 属偏丰水年. 四条源流入塔里木河总水量为50.26×108m3, 占出山口天然径流总量的18.7%. 其中: 阿拉尔站以上三条源流入塔里木河水量为47.58×108m3, 占三条源流出山口天然径流总量的20.8%. 2006年塔里木河干流上游段耗水量33.55×108m3, 占阿拉尔站年径流量的58.8%, 是塔里木河干流最大的耗水区段;中游段耗水量16.56×108m3, 占阿拉尔站年径流量的29.0%, 比多年平均耗水量22.51×108m3减少5.95×108m3;下游段耗水量6.97.16×108m3. 上游耗水量在增加, 中游耗水量在减少, 下游耗水量接近多年平均值. 2006年第8次向干流下游输送生态水2.33×108m3, 其中由博斯腾湖下泄0.26×108m3, 由塔里木河自身来水下泄2.07×108m3. 此次输水由前7次的应急输水转变为功能性输水, 由以往输往塔里木河尾闾台特玛湖, 转变为以扩大下游生态灌溉面积为目的, 尝试以激活天然种子库, 高效利用水资源, 进一步恢复塔里木河下游生态植被范围. 2000-2006年连续共8次生态输水, 已累计由大西海子水库向塔里木河下游输送生态水22.75×108m3, 生态、经济、社会效益日益显著.     

1961—2021年叶尔羌河流域克亚吉尔冰湖溃决洪水变化特征北大核心CSCD

叶尔羌河流域冰湖溃决洪水致灾严重,在全球变暖背景下建立完善冰湖溃决洪水数据库,掌握其变化规律是开展冰湖研究和洪水危险性评估、风险管理的基础。基于水文径流数据、科考资料及洪水灾情资料,建立了1961—2021年叶尔羌河流域克亚吉尔冰湖溃决洪水数据库,利用线性趋势、R/S分析、累积距平、Mann-Kendall突变检验、Morlet小波分析等方法分析了冰湖溃决洪水的频次、洪峰流量变化特征,基于多概率分布函数估算了不同重现期情景下的洪峰流量并对其进行了危险性评估。结果表明:叶河流域克亚吉尔冰湖溃决洪水出现频次和洪峰流量在月分布上均呈单峰型,8—9月溃决洪水风险全年最高。1961—2021年克亚吉尔冰湖溃决洪水频次线性变化趋势不明显,呈现高、低交替变化的年代振荡特征,洪峰流量则呈现显著线性减少趋势,其减少速率为15.5 m^(3)·s^(-1)·a^(-1),对于洪水资源化利用而言利大于弊。对于19 a准周期,短期内克亚吉尔冰湖溃决洪水发生频次处于低位,风险较低,并将持续下降到2027年左右,此后进入下一个上升阶段。虽然21世纪初受全球气候变化影响,克亚吉尔冰湖溃决洪水出现短暂的高频期,但这仍不能改变其振荡减少为主的长期变化特征。克亚吉尔冰湖溃决洪水在5 a一遇重现期情景下有一定的致灾风险,10 a及以上不同重现期情景下致灾风险极高。建议后期加强对叶尔羌河克亚吉尔冰湖的动态监测、风险评估以及冰湖溃决突发洪水机理研究,加快水利工程建设力度,趋利避害、提高流域防洪减灾能力。     

基于AMSR2被动微波积雪参量高精度反演方法研究

以新疆为研究区域建立了被动微波遥感积雪深度高精度反演模型,采用高空间和时间分辨率AM SR2被动微波遥感数据(2012年11月-2015年3月逐日数据),结合研究区域海拔高度、坡度、坡向、沙漠,荒漠和地表粗糙度等地形、地貌特征,考虑冰川、水体、林地等地表覆盖类型和不同季节的新雪、干雪和湿雪等积雪属性的微波辐射特征,以决策树阈值法为基础,通过采集样本分类建立起多种雪深判识阈值,在此基础上建立AMSR2高精度积雪深度反演综合模型,分类分析不稳定积雪和冰川信息,从而实现雪深在60 cm以内的积雪深度AMSR2反演的主要原理、思路及方法,并对模型的反演结果跟台站实测或者野外观测积雪值以时间和空间角度进行检验.结果表明:该综合模型能够定量判识研究区域复杂地形地貌条件下的1~60 cm积雪厚度,检验的复相关系数为0.74~0.88,均方根误差为2.92~6.14 cm,平均绝对偏差指数为3~4 cm,雪深误差5 cm的精度为91%~94%,雪深误差2.5cm的精度为81%~87%.     

基于HYSPLIT4的一次新疆天山夏季特大暴雨水汽路径分析

利用新疆维吾尔自治区105个观测站气象资料、NCEP/NCAR再分析资料,引入拉格朗日混合单粒子轨道模型(HYSPLIT_v4),定量分析了2004年7月17-21日新疆天山山区特大暴雨的水汽输送情况。结果表明,2004年7月17-21日暴雨降水主要以天山山区为主,暴雨过程的水汽主要来自700 h Pa,水汽输送路径有3条,其中偏北路径有2条,另1条为偏西路径;暴雨的水汽源地主要有3个,其中超过50%的水汽来自阿拉伯海以北—里海—巴尔喀什湖地区的水汽输送贡献,其次是波罗的海—北冰洋沿岸地区,占到26%,而鄂霍次克海以东地区为21%;伊朗高压北抬与欧洲脊东移形成的乌拉尔脊叠加是暴雨过程的主导系统,中亚低涡东南移动形成强降水。同时,对流层高层的副热带西风急流和低层的偏东低空急流对强降水的水汽输送和辐合有重要影响。     

基于DERF2.0的乌鲁木齐春季降温过程的延伸期预报检验

基于DERF2.0数据,应用均一化标准差、均方根误差等方法,以2013年乌鲁木齐春季逐日温度及24h变温检验为背景,初步评估了该模式对延伸期春季强降温过程的预报能力。结果表明：(1)逐日气温预报整体偏差随预报时效推进而增大,延伸期预报偏差明显大于中期。(2)旬平均温度的中期预报偏差普遍在-2～-8℃,延伸期的预报偏差最小在0℃左右,最大为-15.5℃。(3)日平均气温以及最高、最低气温的逐日偏差均以冷偏差为主,偏差范围为5～-15℃,延伸期预报偏差范围为-5～-15℃。模式对升温阶段的预报冷偏差随升温加剧而增大,对降温阶段的预报偏差随降温加剧而减小。24h变温偏差主要在5℃范围内变化,延伸期的24h变温偏差比中期预报偏大可达|8|℃以上。(4)DERF2.0模式对中短期温度预报有一定水平,延伸期预报能力下降,可参考价值较弱。(5)对强降温过程的结束日的温度预报偏差小,而对过程初始日的温度预报冷偏差大,造成对降温过程的预报暖偏差大,强降温过程普遍漏报。     

中亚阿拉木图与乌鲁木齐寒潮气候特征对比分析

利用1951—2016年阿拉木图与乌鲁木齐的逐日气象观测资料,对比分析中亚区域两个主要城市的寒潮气候变化特征。结果表明:(1)阿拉木图和乌鲁木齐的年寒潮过程频数分别为6.1次和4.2次,阿拉木图的寒潮过程较频繁;阿拉木图的寒潮过程年内分布呈单峰型,峰值在11月和12月,而乌鲁木齐的过程频数年内分布呈双峰型,分别出现在4月和11月;阿拉木图的冬半年寒潮过程初日和终日均比乌鲁木齐偏早9 d。(2)1951—2006年,阿拉木图和乌鲁木齐的年寒潮过程频数均呈线性减少趋势,阿拉木图的减少趋势更加显著;阿拉木图与乌鲁木齐的寒潮过程异常偏多年主要出现在1980年之前;阿拉木图的年寒潮过程频数存在21 a显著周期,乌鲁木齐存在39 a显著周期。(3)乌鲁木齐的寒潮过程最低气温低于阿拉木图,但是阿拉木图的寒潮过程降温幅度强于乌鲁木齐;56 a来,阿拉木图和乌鲁木齐的寒潮过程降温幅度的年累计值的变化率分别为-8.1℃/10 a和-5.9℃/10 a,相比而言,阿拉木图的寒潮过程强度的减弱趋势更加显著。     

不同定义指标下的乌鲁木齐寒潮过程气候特征对比分析

利用乌鲁木齐市1951—2015年逐日最低气温(TD)、日平均气温(TT)资料,依据《寒潮等级》国家标准,以TD、TT为定义指标来普查寒潮降温过程,采用数理统计方法对2种指标统计的寒潮降温气候变化特征进行对比分析。结果表明:2种指标方法统计的降温频数存在显著性差异,在年际、季节时间尺度上均呈不显著减少趋势,TT法统计的年降温频数减少趋势显著强于TD法;90%的降温过程持续时间在1~3 d,TD、TT法统计的最长降温持续日数均出现在11月,且不同降温幅度的频数最大值亦在秋季;以TD、TT法统计的全年95.5%和94.6%的降温过程达不到寒潮的标准,2种方法统计的寒潮等级频数均表现为一般寒潮强寒潮特强寒潮;2种方法统计的寒潮频数在年际、季节尺度上均呈现减少趋势,峰值期分别为4月和10月,20世纪50年代为多发期,2001—2015年为相对少发期;TT法统计寒潮频数未来持续性强度弱于TD法;相关性分析发现,寒潮频数与年均TD、TT呈极显著的负相关关系,且年均TD的相关性强于年均TT,表明TD是影响寒潮频数变化的一个重要指标参数。