甘肃东部一次暴雪过程的诊断分析和数值模拟

应用NCEP1°×1°的6 h再分析资料和常规气象观测资料以及RUC模式高分辨资料,对2013年2月17日甘肃河东暴雪天气从天气实况、环流特征、水汽条件、动力条件及西北区域RUC模式输出的模拟结论进行了诊断分析。结果表明：高空冷槽、700 hPa低涡、地面冷锋是这次暴雪的主要影响系统;降雪前期,低层正涡度增强,低层辐合、高层辐散是暴雪发生的动力机制;降雪前期,由于低涡辐合作用,700 hPa高度以下,湿度猛增,为降雪提供了充沛的水汽条件;降雪中心和政上空有θse密集强能量锋区;西北区域RUC模式模拟的24 h内降水量范围、落区、量级与实况一致,模拟的地面风速偏大。     

姑婆山复式岩体的基本特征及其与成矿作用的关系

姑婆山复式岩体由晚侏罗世里松岩体、姑婆山岩体及早白垩世新路岩体组成。复式岩体为壳幔混合源成因。据岩石地球化学判断和分析,姑婆山岩体和新路岩体为含锡岩体;整个姑婆山复式岩体为含钨岩体,里松岩体和姑婆山岩体为含稀有、稀土岩体。上述矿产的形成与岩石中挥发份F、B及放射性U、T h等元素的高含量有关。     

河西走廊一次强沙尘暴天气的螺旋度诊断

应用NCEP再分析资料计算了螺旋度,通过总螺旋度、螺旋度的水平和垂直分布特征对河西走廊一次区域性强沙尘暴天气进行了诊断分析。结果表明:沙尘区位于总螺旋度负值区或零线附近;沙尘暴爆发区水平螺旋度高层300 hPa为负螺旋度控制,低层700 hPa为正螺旋度控制;在沙尘暴发生时,高层负螺旋度中心有一个明显增大的过程,沙尘暴爆发区对应高空低层螺旋度强梯度区内;沙尘暴爆发区的垂直螺旋度分布特征是上负下正;螺旋度对沙尘暴爆发区有较好的指示意义。     

西南地区冬季旱涝特征及其与北极涛动关系

利用1951-2010年我国西南地区内32站月平均降水资料及NCEP/NCAR再分析资料,对西南地区冬季旱涝时空分布特征及其与北极涛动(AO)的关系进行了研究分析.结果表明:近60a西南地区冬季降水量和旱涝事件平均发生频次均呈东南向西北递减分布,其中滇、黔、桂交界处和四川南部为降水偏多事件多发区,而渝、滇西南、黔东部及四川盆地是干旱事件多发区,特旱事件的发生概率也较高,并有逐年增加的趋势;冬季旱涝以周期为12 a、8 a左右的低频振荡最为显著,近几年均处于负位相;冬季AO与西南地区同期降水呈显著的正相关,AO异常偏强(弱)时,则西南地区降水异常偏多(少).     

河西走廊中西部干旱区极端暴雨个例分析

利用常规、自动气象观测站资料、卫星资料及NCEP 1°×1°再分析资料,对2012年6月4 5日河西走廊中西部干旱区极端暴雨天气过程的影响系统配置、中尺度特征、水汽输送、不稳定能量等方面进行了诊断分析。结果表明:此次暴雨发生在地面冷锋过境后,降温冷凝作用明显,对流层高层存在强抽吸作用,中层高原低涡受其下游弱脊阻挡较长时间维持在暴雨区上空,低层存在切变线,高低空系统的耦合提供了中尺度对流系统发生、发展的有利条件;水汽主要来自对流层中低层东、西两路及高层南路三支水汽输送通道,西路水汽输送强度最大,东路水汽输送受小高压影响显著,暴雨开始后6 h才完整建立,暴雨中心整层大气可降水量达到了该地区夏季平均值的两倍多;通过降温、增湿作用近地面出现对流不稳定能量,自由对流高度较低;涡旋云系的冷空气侵入处,不断激发出6个β中尺度的对流单体,暴雨中心玉门两次受其中4个单体的影响,产生短时强降水。     

1974—2013年甘肃冰雹日数的变化特征

利用甘肃省1974—2013年80个观测站的冰雹观测资料和NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料,通过统计分析和物理量诊断等方法,对1974—2013年甘肃冰雹日数的变化特征进行了分析,结果表明：冰雹总的分布特征是高原和高山多,河谷、盆地、沙漠戈壁少,多年平均降雹日数在0.05~9 d之间,有三个高发中心,主要位于高原和高山地区,说明海拔高度对甘肃冰雹的形成具有重要影响。降雹最早始于3月,最晚结束于11月,主要发生在5—8月。近40年年冰雹日数呈明显的下降趋势,20世纪70—80年代是冰雹的高发期,进入21世纪以后迅速减少,全省而言每10年减少0.5 d。5—8月冰雹日数总体上也呈下降趋势,但各月的年际和年代际变化又具有显著的差异性。除河西地区外,甘肃其他四个区的年冰雹日数均发生了显著减少突变。对5月甘肃降雹偏多年和偏少年的对比分析表明,作为一种强烈的对流运动,降雹偏多年首先表现出对流不稳定能量的异常偏高,能够达到常年的两倍以上,其次发现环境温、湿层结在偏多年份朝着冰雹在积雨云中形成、增长及其落地前融化等一系列物理过程的有利条件方向发展,例如500 hPa有一明显的温度槽且较常年偏低2℃左右,低层水汽增多、中层减少,形成了“上干下湿”的不稳定层结配置,有适宜生长和降落的0℃层（3900～4500 m）和-20℃高度（6400～7000 m）。此外,200 hPa涡旋特征的出现保证了一支强上升气流支撑空中冰雹的增长。     

全球和区域数值模式在甘肃2020年汛期降水预报中的检验评估

2020年汛期6—8月甘肃降水日数多、持续时间长、范围广、强度大,对该时间段内3种全球模式(ECMWF、GRAPES_GFS和NCEP_GFS模式)和4种区域模式[GRAPES区域数值预报业务系统(GRAPES_3 km)、西北区域区域模式(GRAPES_LZ10 km)、西北区域快速更新循环预报系统(GRAPES_LZ3 km)和华东区域模式(SMS-WARMS)]24 h累计降水预报性能进行检验评估。结果表明:(1)全球模式中ECMWF模式的预报性能优于其余2个模式,而区域模式中GRAPES_3 km和SMS-WARMS模式预报性能相对较好,且SMS-WARMS模式预报性能更稳定。(2)区域模式晴雨准确率及小雨和中雨的TS评分、ETS评分、命中率低于全球模式,暴雨优于全球模式;大雨和暴雨的空报率和预报偏差均高于全球模式。(3)根据500 hPa环流形势可将甘肃汛期降水划分为副高边缘型和低槽型2种类型,针对2020年4次副高边缘型和3次低槽型降水进行分类检验评估。全球模式和区域模式均对前者的各个量级降水预报性能优于后者;ECMWF模式和区域模式对2种类型大雨和暴雨预报效果优于NCEP_GFS和GRAPES_GFS模式;全球模式中ECMWF模式、区域模式中SMS-WARMS模式对2种类型降水预报效果最好。(4)7种模式对2种类型中雨和大雨雨带走向预报较好,对副高边缘型降水过程降水落区的预报能力优于低槽型降水过程,但预报降水强度较观测偏强,尤其是降水中心区域。     

GRAPES_Meso模式不同参数化方案在甘肃河东地区的模拟评估

利用我国新一代GRAPES_Meso区域中尺度数值预报模式,通过调整边界层方案、陆面过程方案、微物理过程方案和积云对流方案,形成8组不同的参数化组合方案,对甘肃河东地区2015年7—8月的高空要素、2 m气温和降水开展了对比试验,结果表明：当微物理过程为WSM6类方案、积云对流为KF方案、边界层为MRF方案、陆面过程为LSM方案时,GRAPES_Meso模式对甘肃东部地区500 hPa高空要素的预报效果最优;微物理过程为WSM6类方案、积云对流为KF方案、边界层为 MRF方案、陆面过程为SLAB方案的组合方案对甘肃东部的2 m气温和降水预报效果最优。     

甘肃河东夏季区域性短时强降水环流形势分类特征

甘肃河东地区短时强降水易致灾,预报预警难度大。利用2010-2021年夏季加密观测站逐小时降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,筛选出甘肃河东50次区域性短时强降水天气过程,基于这些天气过程的500 hPa位势高度距平场,使用K均值客观聚类分析和主观天气学检验相结合的方法进行天气尺度环流形势分类,并通过合成分析和中尺度对流天气环境场条件分析方法构建不同类型的天气尺度系统配置概念模型。结果表明：（1）甘肃河东区域性短时强降水的天气尺度环流形势可分为高原槽东移型、副高边缘西南气流型、两高切变型和西北气流型四类。（2）副高边缘西南气流型引发的区域性短时强降水次数最多,两高切变型和高原槽东移型发生频率相当,西北气流型发生次数最少。（3）四种类型的环流形势在天气系统配置、抬升条件、水汽条件和不稳定条件等方面存在显著差异。高原槽东移型、副高边缘西南气流型、两高切变型三种类型发生时西太平洋副热带高压（以下简称西太副高）所处的位置逐渐向西向北推进,水汽条件和不稳定条件逐渐趋好,当高空槽引导冷空气东移南下,斜压锋生形成大范围短时强降水。高原槽东移型抬升条件最好,短时强降水落区偏南;两高切变型冷空气偏北...     

近 60 a 以来祁连山中部气候变化及其径流响应研究

利用 1960—2017 年水文、气象资料，采用相关分析、Mann-Kendall 和小波分析等方法，研究 了祁连山中部气候和径流量变化特征。结果表明：（1）近 60 a 来祁连山中部气温、降水和径流量总 体呈现出气温上升、降水增加、径流量增大的趋势。年平均气温以 0.39 ℃·（10 a）^-1 的幅度上升，四 季气温升高趋势明显，年平均最低气温和冬季气温的升温幅度最高。降水增加了约 19.2%，降水的 增加主要归因于夏季降水的增多。（2）平均气温在 1993 年出现突变，气温突变时间早于西北其他 地区。气温和降水的主周期分别为 8 a 和 30 a，在径流量周期响应中，短周期（8 a）与平均气温振荡 非常一致，长周期（30 a）与年降水变化较为一致。（3）分析表明，降水和气温都是影响径流量变化 的主要因素，建立的径流量预测模型纳什效率系数为 0.68，能很好的分析和预测径流量，降水和气 温变化分别使径流量增加了 21.1%和 10.9%，降水对径流量的影响作用更大。