2009—2013年中国西南地区连续干旱的成因分析

提2009年以来,中国西南地区连续4年秋、冬、春季出现严重干旱,持续时间长、影响范围大、干旱程度重,给旱区农林业生产和人民生活带来严重影响,造成巨大的经济损失。本文利用多种资料从大尺度大气环流、水汽输送、太平洋及印度洋海温、平流层极涡等方面分析了此次连续干旱的原因。结果表明：南支槽强度偏弱、孟加拉湾水汽输送偏少以及弱极涡背景下,异常波活动造成的 AO 负异常引起的冷空气路径偏东是这4年持续干旱的共同特点。热带海表温度的异常变化对西南地区干旱的影响也不容忽视,主要表现在对孟加拉湾和南海水汽输送的阻碍上。La Nina 事件中,热带印度洋冬、春季海表温度的异常变化对干旱影响更为突出。冬、春季平流层和对流层的动力耦合作用结果使得 AO 位相发生变化,其中异常负位相的强度及持续时间对这4年西南地区秋、冬、春连旱的影响显著。     

陇中黄土高原半干旱草地地表反照率的变化特征

利用2010年兰州大学半干旱气候与环境观测站(SACOL)全年的观测数据,对陇中黄土高原半干旱草地的地表反照率年变化及其在典型天气条件下的变化特征进行研究。结果表明,该地区半干旱草地的地表反照率呈冬半年高、夏半年低的特点,年平均地表反照率为0.21,高于绿洲地区,低于半干旱农田区;地表反照率的日变化明显受天气条件的影响:晴天时呈早晚高、中午低的特征,阴天时日变化很小;降雨后地表反照率先降后升,而降雪后则先升后降;沙尘天气过程中,地表反照率比晴天有所增加。晴天时地表反照率还存在明显的不对称现象,即相同太阳高度角时,上午地表反照率大于下午,这种差异与浅层土壤湿度的变化具有较好的一致性。     

2001-2012年北京市空气污染指数节气分布及其与气象要素的关系

利用2001年1月1日-2012年12月31日北京市空气污染指数资料和地面气象观测数据,对北京市API的节气变化特征及其与气象因子在节气尺度上的相关关系进行统计分析。结果表明：2001-2012年北京市春季和冬季分别以清明和小雪节气API最高,空气质量最差;立秋节气API最低,空气质量最好。春分至霜降节气空气首要污染物是PM₁₀,SO₂作为首要污染物出现在立冬~大寒和立春~惊蛰节气,小寒达到最大。温度、风速和相对湿度是影响北京空气质量主要气象因子,立春~谷雨主要受气压影响,立冬~大寒受相对湿度和日照时数影响较大,立夏~霜降与平均气温和最低气温显著相关,风速主要影响春秋节气。     

近50年渭河流域秋雨的特征与成因分析

利用渭河流域64个测站1960-2009年秋季(9～10月)的月降水量和≥0.1mm逐日降水量资料以及NCEP/NCAR再分析资料,采用线性倾向估计、EOF、Morlet小波分析、SVD及相关分析方法系统地分析了渭河流域秋雨的变化趋势和分布特征,着重研究了与此相关的欧亚地区秋季大气环流的年代际变化以及渭河流域秋雨与前期海温、青藏高原积雪和大气环流特征量等之间的关系。结果表明,近50年渭河流域秋雨呈线性减少趋势,其中中雨和暴雨减少趋势明显,突变发生在1985年前后,1960-1985年为偏多时段,1986-2000年为偏少时段,2001年以来又趋向偏多。渭河流域秋雨从南到北呈递减分布,该流域内各站秋雨主要表现为一致的减少趋势,其上游的漳县、甘谷和北部的合水呈增加趋势。欧亚大陆秋季大气环流明显的年代际变化造成了渭河流域秋雨多寡模态的变化。欧洲西部高压脊、西风带低槽和西太平洋副热带高压是造成渭河流域降水多寡的主要影响系统。根据渭河流域秋雨与大气内外部因子的关系,初步建立了渭河流域秋雨预测的概念模型。     

动力-统计方法在24小时雷暴预报的应用

利用T213数值预报产品,计算了多个对流参数,应用事件概率回归方法分别建立了全国690个基本站4-9月的24h雷暴潜势预报方程,并根据TS评分值最大的原则确定了雷暴发生预报的临界概率,针对2010年4-9月进行试预报。研究结果表明：（1）基于T213输出产品计算得到的对流参数物理意义明确,与雷暴有无事件相关系数较高,对雷暴潜势预报方程贡献很大。（2）雷暴潜势预报方程对区域性雷暴的预报指示性较强,尤其对于雷电频发的地区效果更好。（3）690个站TS评分平均值为0．24。     

一次鄂北春季降雪过程分析和数值模拟

采用非静力中尺度模式WRF,对2010年4月中旬鄂北襄樊出现的一次罕见春季降雪过程的天气系统和降雪云微物理量的三维分布特征进行了模拟分析。结果表明,该模式较好地模拟了降雪中心和主要的固体降水形态。进一步分析表明,西北干冷空气南下造成了环境降温和长江中游槽线切变区激发对流的发展,在对流层中层直接形成固态降水物质,低层高湿和充足的水汽输送是这次降雪过程形成的重要因素。     

库姆塔格沙漠周边地区极端降水的时空变化特征

根据中国气象局信息中心提供的库姆塔格沙漠周边地区20个气象站1960-2014年逐日降水量资料,分析了库姆塔格沙漠周边地区1960-2014年极端降水的时空变化特征。结果表明：（1）库姆塔格沙漠周边地区极端降水主要集中在夏季且存在很大的地域性差异。（2）1960-2014年库姆塔格沙漠周边地区极端降水事件、年大雨频次、年大降水事件降水量和年降水量显著增加。（3）库姆塔格沙漠周边地区西部极端降水主要由频数很少的暴雨贡献,而东部极端降水则由暴雨和大雨共同贡献。（4）库姆塔格沙漠周边地区极端降水指数在夏季和年尺度的空间分布相似,且强降水指数在年和夏季尺度的空间分布均呈“鞍型场”型。     

中国大陆中纬度带不同等级降水的变化特征

为研究中国大陆中纬度带不同等级降水的变化特征,利用筛选后的100个测站1960-2014年的日降水量数据,根据站点降水趋势进行区域划分,根据中国不同年降水量对应的降水等级进行强度划分,在此基础上对中国大陆中纬度带不同等级降水分地区、分季节做了详细分析。结果表明：（1）中国大陆中纬度带东、西部降水存在很大的地域性差异,降水类型以中等以下强度降水过程为主且暴雨和大雨主要发生在夏季。（2）全球变暖大背景下,20世纪80年代中期东、西部降水均出现转折,西部降水由少变多,暖湿化加剧;东部降水减少,由湿变干;东、西部降水反相变化。（3）近几十年西部暖湿化加剧的主要表现形式为不同等级年降水量显著增加,东部降水减少的主要表现形式为年暴雨和大雨量减少。（4）东、西部不同等级年降水日数对相应等级年降水量起着决定性作用。（5）东、西部降水日数变化引起的降水量变化远大于降水强度变化引起的降水量变化且东部降水强度对总降水量的贡献较西部大。     

GRAPES模式对2008年两次强降水过程的数值预报检验

利用GRAPES_meso中尺度模式和三维资料变分同化系统,以国家气象中心T213L31全球模式预报结果作为第一猜场,在对我国南方地区的探空、地面站、自动气象站和13部雷达观测径向风进行同化的基础上,对2008年6月中旬造成南方多个省份大暴雨的一次冷锋过程和7月底在福建登陆的8号(凤凰)台风的数值预报结果进行了热力和动力检验,并对模式预报降水和降水系统的结构进行了分析,总结了冷锋系统中对流降水产生的有利条件和维持机制、以及台风登陆后的结构演变,发现这次冷锋具有较强的斜压性和锋区对流不稳定性,热力动力结构与梅雨锋类似。台风"凤凰"登陆后减弱为热带低气压,虽然受地面摩擦影响和水汽供应的减少而导致螺旋云系减弱,但热力结构依然清晰,暖心结构被削弱,呈现高层偏暖和低层偏冷、抑制对流发展的热力结构。通过分析,初步验证了GRAPES_meso模式对这两个个例强对流降水系统的刻画能力,但仍然有必要进行更多更细地检验。     

日喀则近53年气候变化特征分析

利用线性趋势函数及Mann-Kendall突变检测分析法,分析了西藏藏南河谷日喀则气象站气温及降水近53年的气候变化特征。结果表明,年平均气温与极端气温均呈上升趋势,而最高气温的上升趋势尤为明显,年降水量波动上升。冬春季增温趋势较秋、夏季更为明显,春夏季降水呈增加趋势,而秋季降水略有减少。Mann-Kendall突变检测表明,近53年日喀则地区气温有明显的增暖趋势,但20世纪60—70年代变冷趋势亦十分显著,在2001年温度发生一次突变。年降水量在1958年发生了由少向多的突变,但这一突变仅维持到20世纪60年代中期。