极端天气气候事件监测与预测研究进展及其应用综述

极端天气气候事件(简称"极端事件")分为单站极端事件和区域性极端事件。本文回顾了极端事件的研究进展,首先回顾了单站极端温度、极端降水和干旱事件的观测研究及相关指数,进而对近年来不断增多的区域性极端事件研究做了简要回顾,最后还回顾了极端事件气候预测研究进展。同时,对国内外在极端事件气候监测和预测业务现状进行了初步总结,并指出:在极端事件气候监测方面中国的业务产品较丰富,并率先开展了针对区域性极端事件的监测业务,但在产品表现形式上缺乏统一组织,特别是英文产品表现力严重不足;在极端事件气候预测方面,国家气候中心发展了两种方法:一个是基于物理统计的BP-CCA和OSR的干旱预测方法,另一个基于国家气候中心月动力延伸预报模式(DERF)的高温预测方法。最后,对极端事件监测和预测业务发展及相关科学问题给出展望,指出应根据极端事件的业务需求继续加强相关研究和业务能力建设。     

青藏高原积雪和季节冻融层的突变特征及其对中国降水的影响

利用青藏高原气象台站观测的积雪和冻土资料,建立了高原积雪和季节冻融层1965—2004年的变化序列,通过滑动T平均、M-K检验、动力学分割算法(BG算法)等方法检验出高原积雪没有发生明显的突变过程,而高原季节冻融层在1987年前后有一次明显的突变,冻结深度减少比较显著.当高原积雪偏少时,华南和西南降水偏多,而当高原冻结较厚时,全国的降水几乎都偏少.通过计算高原积雪和季节冻融层与全国夏季降水的单因子相关和复相关发现,积雪和季节性冻土对中国夏季降水都有一定的可预测性,但是如果共同考虑两个因子的影响,则能够提高夏季降水预测的准确率.考虑两个因子的共同影响,有3个明显的相关带,分别是北部沿大兴安岭经太行山北部到陕北最后到河西走廊,中部在长江中下游地区,南部则是沿武夷山经南岭到云贵高原中部.     

1961—2016年我国区域性暴雨过程的客观识别及其气候特征

利用全国2287个气象观测站1961—2016年逐日降水资料,基于对暴雨区进行连续追踪的思路,采用暴雨相邻站点数和暴雨区中心距离确定了中国区域性暴雨过程的客观识别方法;根据区域性暴雨过程的平均强度、持续时间和平均范围构建了区域性暴雨过程的综合强度评估模型。利用该客观方法对1961—2016年中国的区域性暴雨过程进行识别,并分析其气候和气候变化特征。结果显示：我国区域性暴雨过程年均38.5次;区域性暴雨过程一年各月均可出现,但主要出现在4—9月,其中7、8月发生最为频繁,6月区域性暴雨过程持续时间长、范围广、综合强度强,这与长江中下游地区梅雨现象有关。一年中,区域性暴雨过程首次出现日期平均为3月6日,末次出现日期平均为11月14日;1961—2016年,我国年区域性暴雨过程首次出现日期呈明显提前、末次日期呈显著推后、暴雨期呈显著延长的变化趋势;年发生总频次呈微弱增多,较强区域性暴雨过程次数呈明显增加趋势;区域性暴雨过程的覆盖范围和综合强度均呈显著增大趋势。南方型区域暴雨过程变化趋势与全国的基本一致;北方型首次日期呈提前、末次日期呈推后趋势,发生频次有微弱减少趋势,覆盖范围、持续时间、综合强度均无明显变化趋势。     

西藏色齐拉山地区立体气候特征初步分析

利用西藏色齐拉山地区不同海拔高度的8个自动站和3个实测气象站1年的近地面观测资料,分析了该地区气温、地温、降水量、湿度和风速等气象要素的季节变化特征,探讨了东、西坡局地气候特征差异形成的原因。结果表明：色齐拉山地区1月为最冷月、7月为最暖月;月平均最高气温、最低气温与平均气温的季节变化一致。气温日较差大年较差小。年平均气温直减率东、西坡分别为0．54℃／100m和0．73℃／100m,西坡大于东坡。地气温差冬季西坡大于东坡,夏季东坡大于西坡。年、月平均地温直减率西坡仍大于东坡;东坡除夏季7、8月份外,地温直减率小于气温直减率;西坡除冬季（12月和1月）,地温直减率大于气温直减率。降水量东坡比西坡多,海拔2500m以上地区4～10月降水总量随着海拔高度的升高呈增加趋势,增加率为20．9mm／100m。空气相对湿度冬季低夏季高,年变化呈单峰型。东、西坡冬季风速较强夏季相对较弱,初春风速最大。东、西坡气候差异与海拔高度、坡向、下垫面性质有关。     

1961—2012年中国冬半年霾日数的变化特征及气候成因分析

利用全国664站1961—2012年逐日霾观测资料、降水量、平均风速和最大风速资料,分析中国霾日数变化特征及其气候成因。结果表明：我国年霾日数分布呈明显东多西少特征,中东部大部地区年霾日数在5～30 d,部分地区超过30 d,西部地区基本在5 d以下。霾日数主要集中在冬半年,冬季最多,秋季和春季次之,夏季最少,12月是霾日数最多的月份,约占全年霾日数的2成。我国中东部地区冬半年平均霾日数呈显著的增加趋势（1.7 d/10a）,霾日数显著增加时段主要在1960年代、1970年代和21世纪初,在1970年代初和21世纪初发生了明显均值突变。从区域分布来看,华南、长江中下游、华北等地霾日数呈增加趋势,而东北、西北东部、西南东部霾日数呈减少趋势。持续性霾过程增加,持续时间越长的霾过程比持续时间短的霾过程增加更为明显。不利的气候条件加剧了霾的出现。霾日数与降水日数在中东部地区基本以负相关为主,中东部冬半年降水日数呈减少趋势（-4 d/10a）,表明降水日数的减少导致大气对污染物的沉降能力减弱。另一方面,霾日数与平均风速和大风日数以负相关为主,而与静风日数则以正相关为主,冬半年平均风速和大风日数减小,静风日数增加,表明风速减小导致空气中污染物不易扩散,从而更易形成霾天气。     

2020-01-19伽师6.4级地震前后视应力变化

柯坪块体中强地震频发,为获得更多的震情判定依据,利用新疆区域地震台网提供的数字地震学波形资料,计算柯坪块体2010~2020年M_L≥3.0地震的视应力值,讨论震源参数的标度关系,并分析柯坪块体5.0级及以上地震和伽师6.4级地震前后视应力的时空变化特征。结果表明,视应力和震级呈正相关关系;柯坪块体5.0级及以上地震前,视应力值在时间和空间上均出现不同程度的高值异常;伽师6.4级地震发生在视应力高值过程中,且震前5个月在震中区出现视应力高值异常。     

局地暴雨洪涝灾害频繁两个热带风暴登陆华南——2008年8月

8月,全国平均气温为20.5℃,较常年同期(20.3℃)偏高0.2℃.全国平均月降水量为113.3mm,比常年同期(103.0mm)偏多10.3mm;安徽月降水量为1951年以来历史同期第二多,湖北、贵州为历史同期第三多.     

青藏高原陆表特征与中国夏季降水的关系研究

利用青藏高原72个站逐日积雪、冻土观测资料,AVHRR归一化植被指数（NDVI）和全国550个站逐日降水资料,分析了青藏高原陆表特征与中国夏季降水的关系。结果表明,我国夏季降水在华北和东北南部,长江中下游和华南地区降水空间一致性较好,相邻站点间降水变化趋势近似。华南、长江中下游和淮河降水呈增加趋势,其中长江中下游每10年增加37 mm,但华北降水呈减少趋势。华南、长江中下游和华北对高原积雪、冻土和植被的变化均较为敏感,而淮河仅对高原植被变化较为敏感。利用高原积雪、冻土和植被建立了代表高原地表特征的变化序列,其对长江中下游、淮河、华北夏季降水均有较好指示意义,与夏季降水的相关系数由南到北表现为"负-正-负"的分布特征。最后,提出一种高原陆表状况影响中国夏季降水的概念模型：高原冬春积雪偏多（少）、冬季冻土偏厚（薄）、春季植被偏多（少）会使得夏季高原地区土壤湿度偏大（小）,高原地表感热偏弱（强）,从而使得南亚高压和西太副高偏弱（强）,南海季风偏弱（强）,长江流域降水偏多（少）,华南和华北地区降水偏少（多）。     

西藏色齐拉山地区立体气候特征初步分析

利用西藏色齐拉山地区不同海拔高度的8个自动站和3个实测气象站1年的近地面观测资料,分析了该地区气温、地温、降水量、湿度和风速等气象要素的季节变化特征,探讨了东、西坡局地气候特征差异形成的原因。结果表明:色齐拉山地区1月为最冷月、7月为最暖月;月平均最高气温、最低气温与平均气温的季节变化一致。气温日较差大年较差小。年平均气温直减率东、西坡分别为0.54℃/100m和0.73℃/100m,西坡大于东坡。地气温差冬季西坡大于东坡,夏季东坡大于西坡。年、月平均地温直减率西坡仍大于东坡;东坡除夏季7、8月份外,地温直减率小于气温直减率;西坡除冬季(12月和1月),地温直减率大于气温直减率。降水量东坡比西坡多,海拔2500m以上地区4~10月降水总量随着海拔高度的升高呈增加趋势,增加率为20.9mm/100m。空气相对湿度冬季低夏季高,年变化呈单峰型。东、西坡冬季风速较强夏季相对较弱,初春风速最大。东、西坡气候差异与海拔高度、坡向、下垫面性质有关。