湖南省夏季高温热浪时空分布特征及其成因

利用1960~2014年夏季(6~8月)湖南省77个气象站逐日最高气温资料,对该地区高温热浪的时空分布特征进行分析研究。研究结果表明:湖南省大部分地区常年遭受高温热浪袭击,年均发生1.53次,部分地区年均出现2次以上。高频次、高强度的高温热浪主要集中于湘中偏东(衡阳盆地一带)地区,株洲、长沙、益阳等地为次大值区,湘西地区高温热浪的发生频次及强度则低于全省平均值。近年来,湖南高温热浪的影响范围不断扩大,炎热程度不断增强。近55年高温热浪频次及强度具有显著的阶段性特征,20世纪80年代以前呈减少(减弱)趋势,此后呈增多(增强)趋势,21世纪以来高温热浪增多增强尤其明显。对一次持续时间长、影响范围广的极端高温热浪过程研究发现:南亚高压东伸扩展,西太副高异常偏西、偏北且稳定少动,下沉运动强盛等条件的配合有利于湖南省持续性高温的发生。     

我国主要城市高温热浪时空分布特征

采用1951-2005年全国主要省会城市逐日最高气温资料,探讨了主要大城市近50年的年高温日数、热浪过程的时空变化特征.分析结果表明:长江流域地区是我国连续5天以上长时间高温热浪过程频发区.全国主要省会城市历年高温日数变化,自东南向西北呈现出的这种“增—减—增”的趋势,但是近年来绝大多数城市呈现增温趋势.不同地域的高温呈现不同的季节内分布特征,高温出现的早晚和强度有明显差别.     

1961—2010年我国夏季高温热浪的时空变化特征

利用全国753个站1961—2010年夏季逐日最高气温资料和基于死亡率明显增加而制定的高温热浪指标的已有研究成果,统计分析了我国高温热浪频次、日数和强度的时空分布特征。结果表明:我国的高温热浪频次、日数、强度高值区基本相同,均在江淮、江南大部和四川盆地东部等地,其中江西北部、浙江北部高温热浪频次最高,高温日数最多;浙江北部高温强度尤为突出。近50年来我国夏季高温热浪的频次、日数和强度总体呈增多、增强趋势,但也呈现明显的阶段性变化特征,20世纪60—80年代前期高温热浪频次和强度呈减少(弱)趋势,80年代后期以来,高温热浪频次和强度呈增多(强)趋势。区域变化特征明显,华北北部和西部、西北中北部、华南中部、长江三角洲及四川盆地南部呈显著增多(强)趋势;而黄淮西部、江汉地区呈显著减少趋势。自20世纪90年代以来,我国高温热浪的范围明显增大。     

1960—2020年京津冀高温热浪时空分布特征

利用1960—2020年京津冀83个气象观测站常规观测资料,统计分析了京津冀高温热浪日数、频次、有效积温分布特征及变化规律。结果表明：1） 气候态上,京津冀高温热浪日数、频次和有效积温在空间上均呈现南多（强）北少（弱）的分布特征,大值区均位于39°N以南。2） 京津冀地区高温热浪具有2—5 a显著的短振荡周期,同时也具有“多—少—多—少”的年代际变化特征;高温热浪日数、频次和有效积温均出现了3次突变点,并且第一次和第二次突变较第三次突变明显。3） 对比两次高温热浪日数集中偏多期发现,最近一个偏多集中期（1996—2005年）相对于上一个（1960—1972年）表现为北增南减的特征;对比两次偏少集中期发现,最近一个偏少集中期（2006—2020年）相对于上一个（1973—1995年）表现为中南部整体增加的特征,且高温热浪日数大于4 d的影响区域均呈扩大的态势。     

1961~2016年四川盆地夏季高温热浪变化特征分析

利用27个测站逐日最高气温资料,对1961~2016年四川盆地夏季高温热浪的时空演变特征进行研究。结果表明:(1)四川盆地高温热浪频次、强度和持续时间均呈增加趋势,其中热浪强度的增加趋势最为显著。三者都经历了先较弱增加后明显减少再明显增加的年代际变化过程。20世纪80年代是热浪低发期,2010~2016年为明显高发期。(2)盆地高温热浪气候平均空间分布大致呈东南多(强)西北少(弱),空间差异显著,多发区主要集中在重庆西南部一带。三项指标除盆地东南边缘小部分为减少趋势外,基本呈增加趋势,增幅大值带均沿重庆北部至四川南部呈东北-西南走向。相比而言,盆地西部增加趋势比盆地东部更加显著。(3)盆地高温热浪频次、强度和持续时间均存在显著的年际变化周期,且具有较为一致的2年周期。相关分析表明,三者均与西太平洋副高脊线和北界位置存在显著的正相关。     

四川盆地高温热浪时空特征及预报模型研究

利用四川1960~2009年逐日最高气温、欧洲中心ERA Interim1.5°*1.5°再分析资料和ECWMF2.5°*2.5°模式预报场资料,分析四川盆地高温热浪的时空分布特征,归纳出四川盆地高温热浪天气预报模型。结果表明:四川盆地高温热浪天气有三个异常区;区域性高温热浪过程期间100hPa南压高压明显东进,我国至俄罗斯南部地区显著增高;500hPa有青藏高压型、副高型和带状高压型三种环流型。四川盆地高温热浪天气的预报模型为:1)500hPa四川盆地上空为青藏高压或副高或带状高压控制,位势高度达584位势什米以上,其中青藏高压和西太副高需达588位势什米;2)四川盆地上空850hPa上未来三天都为大于24℃的闭合等温线控制。     

1961-2010年辽宁省高温日数和高温热浪特征分析

利用1961-2010年辽宁省52个气象站日最高气温资料,分析辽宁地区高温日数及热浪的分布特征和变化趋势,结果表明：辽宁省区域年平均高温日数为7.72 d/ a。辽宁高温日数呈东少西多的空间分布,沿海地区较少甚至部分地区无高温情况出现。高温日出现最多的朝阳站,为26.48 d/ a。从20世纪60年代开始,高温日数呈缓慢增加趋势,其中2000年为有气象记录以来高温日最多的年份。热浪也呈东少西多的分布特征,热浪最多的朝阳站发生频次为2.90次/ a。辽宁省以持续3-5 d的轻度热浪为主,占86.27 %,中度热浪占12.58 %,超过10 d的重度热浪占1.14 %,仅有喀左、北票和羊山地区发生过持续10 d以上的重度热浪。     

高温热浪指标研究

根据热浪所具有的气温异常偏高(或为高温闷热)及通常要持续一段时间这两个特征,研究设计了综合表征炎热程度和过程累积效应的热浪指数作为热浪的判别指标,并提出了热浪的分级标准.利用1994和1995年7-8月武汉市逐日中暑人数和2003年7 8月上海市逐日死亡人数资料对热浪指标和分级标准进行了验证分析,结果表明,热浪指数可以...     

近54年京津冀地区热浪时空变化特征及影响因素

基于1960—2013年京津冀及周边地区34个气象站逐日最高气温和相对湿度资料,利用高温热浪模型,辅以趋势分析、突变检验及相关分析等方法,研究近54年京津冀地区热浪时空变化特征,探讨城市化对热浪变化的影响,并尝试寻找对热浪异常具有稳定指示意义的环流因子。结果表明:1960—2013年京津冀地区热浪变化具有明显的阶段性,以20世纪70年代中期为转折,热浪呈先减少后增加趋势;京津冀地区热浪空间格局变化整体呈南减北增,东南平原区热浪呈下降趋势,北部生态涵养区呈现增加趋势;在区域尺度上,城市化或迁站影响并未改变北京极端热浪变化趋势,主要影响以轻度和中度热浪变化为主;西太平洋副热带高压和青藏高原反气旋环流与京津冀地区热浪异常关系最为显著,对热浪异常是一种稳定且强烈的指示信号。当青藏高原高空反气旋环流异常偏强,西太平洋副热带高压明显偏北,京津冀地区发生超级热浪可能性较大。     

中国夏季干湿型热浪天气时空分布及环境舒适度评价

基于中国气象局对热浪天气的定义并参考地理分区和热浪日湿度分级标准,定义连续3 d以上地面最高气温≥35 ℃的天气过程为热浪,选取 1960—2018 年 476 个地面气象站观测数据研究中国夏季干热型和湿热型热浪日数的时空分布特征及其变化趋势。结果表明,中国夏季热浪日数除新疆外呈现东南高、西北低的空间分布格局,江南地区夏季热浪发生日数最多（年均 15 d）。温湿指数和人体舒适度指数评价结果表明江淮地区热浪天气期间环境舒适度最差,热浪天气对人体的不利影响更显著。相对于内陆地区,沿海地区因海风影响午后气温显著降低,有利于缓解热浪天气的影响,因而沿海站点夏季热浪日数比邻近的内陆站点偏少。除黄淮地区外中国大多数站点热浪日数均呈现增加趋势,江苏、浙江沿海、广东、重庆、海南、新疆及广西东部热浪日数增加趋势显著（1 ～5 d·(10 a) -1,α=0.05）;中国东部和东南沿海湿热型热浪增加趋势显著,增幅达 1～5 d·(10 a) -1;浙江、江西北部、甘肃、新疆等地区干热型热浪日数显著增加（α=0.01）。1990 年以来全国夏季热浪天气发生更为频繁;其中 2000—2009 年间干热型热浪日数偏多,而 2010 年之后强湿热型热浪日所占比例增加。     

中国土壤热通量的时空分布特征研究

利用中国生态系统研究网络(CERN)的17个野外台站2004～2007年的实测土壤表层热通量资料,分析了土壤表层热通量的季节和空间变化规律。土壤热通量从2月份开始由负值转变为正值,9月份左右开始由正值转变为负值,在3～8月份土壤热通量的值都为正值,12月至次年1月土壤热通量都为负值。空间分布上,东北地区和西北地区季节变化明显,年变幅比较大,长江流域地区夏季增加幅度小,年变化幅度也比较小,青藏高原地区四季都相对为低值地区,年变幅比较小,总的空间变化趋势是春夏季北高南低,秋冬季节南高北低。土壤热通量年合计值在东北黑土地地区、西北荒漠地区、黄土高原陕北地区和四川盆地地区是高值区,长江流域下游和黄河流域中下游冲积而成的区域为负值区。研究结果为进一步研究土壤的生态环境形成和变化提供了参考依据。     

Characteristics of the Regional Meteorological Drought Events in Southwest China During 1960–2010

An objective identification technique for regional extreme events(OITREE) and the daily compositedrought index(CI) at 101 stations in Southwest China(including Sichuan, Yunnan, Guizhou, and Chongqing)are used to detect regional meteorological drought events between 1960 and 2010. Values of the parameters of the OITREE method are determined. A total of 87 drought events are identified, including 9 extreme events. The 2009–2010 drought is the most serious in Southwest China during the past 50 years. The regional meteorological drought events during 1960–2010 generally last for 10–80 days, with the longest being 231days. Droughts are more common from November to next April, and less common in the remaining months.Droughts occur more often and with greater intensity in Yunnan and southern Sichuan than in other parts of Southwest China. Strong(extreme and severe) regional meteorological drought events can be divided into five types. The southern type has occurred most frequently, and Yunnan is the area most frequently stricken by extreme and severe drought events. The regional meteorological drought events in Southwest China have increased in both frequency and intensity over the study period, and the main reason appears to be a significant decrease in precipitation over this region, but a simultaneous increase in temperature also contributes.     

西南地区雨季降水的时空分布及预报试验

利用西南三省一市1980—2017年逐日降水资料,采用主成分及旋转主成分分析,对西南雨季降水的空间异常特征进行了研究,并在分区的基础上,探讨了各区降水的时间演变特征,最后运用均生函数建立预测模型,进行预报试验。结果表明:西南地区雨季降水空间差异大,具体可分为6区;各区雨季降水量的时间演变均具有显著年际、年代际变化特征,且近年来西南大部分地区雨季降水量减少、降水异常偏少年出现的频次增多;预报模型对于雨季降水的拟合和预测效果均较好。     

卫星观测的西南地区闪电的时空分布

利用TRMM卫星上携带的闪电探测仪（LIS）所获取的10 a闪电资料（1998—2007年）对西南地区闪电活动的时空分布特征进行了分析。结果表明：该地区闪电次数的年差异较大,最多年份是最少年份的2倍多,闪电活动季节性特征非常明显,闪电主要集中在春末仲夏发生,呈现单峰值特征,4—8月是闪电高发期（约占全年总闪电活动的84.83%）。闪电活动的日变化表明,闪电峰值区集中在傍晚、午夜前后两个时段,闪电谷值区出现在09：00—12：00,夜雷暴多,这是与其他地区闪电日变化显著不同的地方。在对闪电次数进行了探测效率订正后,根据LIS注视时间,计算了闪电密度。西南地区闪电密度分布大体呈现：东部高,西部低;南部高,北部低。闪电密度较高、面积较大的高值中心位于中越交界的老山一带,非常明显的大片低发区主要位于西南西部地区。研究表明：西南地区闪电时空分布与当地的地形地势、水汽和地理环境条件等诸多因素有关。     

1961-2018年宁夏地区降雹时空分布特征

利用宁夏地区24个国家气象观测站1961—2018年的逐日观测资料，对降雹时空分布特征进行研究。结果表明：①宁夏地区20世纪60至80年代为降雹多发期;②宁夏降雹整体上多发生在夏、秋两季，但不同区域发生时间又有所不同，北部川区降雹类型属于夏季频发型，中南部地区属于春末夏初频发型，两种类型降雹高峰期相差1个月左右;③9成以上的降雹出现在12:00—20:00;④空间分布总体呈现为高原和山地多，平原和沙漠少的特征，主要降雹区域集中在六盘山山脉所在的固原地区。     

贵州西南部近5a突发性暴雨时空特征分析

利用2014—2018年5—10月贵州西南部的黔西南州、六盘水市、安顺市以及黔南州长顺县、惠水县、罗甸县共20个气象观测站小时降水资料,分析近5 a 5—10月贵州省西南部突发性暴雨的时空变化,结果表明：突发性暴雨呈逐年减少的趋势;月际变化特征为6月“爆发”,7月“回落”,而8月略增,9—10月呈不断减少趋势;具有白天少、夜间多的日变化特征,且突发性暴雨的高发时段主要是在午后至凌晨。从各等级小时降水骤增量的站次空间分布情况来看,突发性暴雨空间分布与地形分布具有较好的对应关系,骤增等级大时,主要出现在北盘江河谷一带,而镇宁一直是一个高发中心。从突发性暴雨站次的整个时空演变来看,5月从东南部开始,6月兴义和六枝成为南北两个高发中心,7月总体减少,中部为多发中心,8月略有增加,分布呈现出南北盘江河谷一带多发;从逐年的演变来看,“突发性”的特点在地域分布上也有体现,每一年的分布情况均不相同。