华北地区夏季旱涝的大气环流特征诊断

利用1960-2009年华北地区17个站点的月平均降水资料以及NCEP/NCAR再分析资料中的月平均位势高度场、风场等资料,研究近50 a中国华北地区夏季旱涝对应的大气环流的异常。华北地区夏季旱、涝年份对应的大气环流存在显著差异。其中,夏季华北旱年的环流特征表现为：中层乌拉尔山附近为低槽区,贝加尔湖地区则为高压脊区,朝鲜半岛附近为槽区,华北地区处于高压控制下且西太平洋副热带高压偏南;低层蒙古反气旋很强,中国东部地区出现了明显的偏北风距平,阻挡了南方暖湿水汽向华北的输送。在涝年,中层乌拉尔山附近以及朝鲜半岛附近为高压脊,贝加尔湖地区则为很深的槽区,华北地区位于贝加尔湖至蒙古的低压槽前,西太平洋副高偏北;低层蒙古附近多低压槽活动,在我国东部地区出现了南风距平,有利于南方暖湿水汽向华北输送。华北旱、涝年前期春季的大气环流形势与同期夏季很相似。      

近500年陕西旱涝序列重建与趋势分析

本研究旨在运用历史文献资料和降水资料恢复重建陕西省各气象站1470—2008年旱涝等级,分析其变化的基本特征及其演变趋势,为将来的旱涝预测提供依据。选取榆林、延安、西安、汉中、安康5个有代表性的站点,分析这5个站1470—2008年长达539年的旱涝等级序列发现:榆林和延安有由旱向正常发展的趋势;宝鸡和西安旱涝交替阶段性变化显著,存在偏旱向偏涝转变的趋势;而陕南的汉中和安康539年来主要以偏涝为主。17世纪40年代前后陕北、关中和陕南先后出现了旱涝突变点,其中,陕北1640年前后有由偏旱转为正常的突变;1643年前后宝鸡和西安发生偏旱转为偏涝的突变;而汉中和安康在1648年前后发生了正常向偏涝的突变。对陕西5个站点539年的旱涝级别的时间序列进行EOF分解,前三模态方差贡献达91%,反映了陕西全省旱涝时空分布的主要特征;第一模态方差贡献为60.3%,这539年陕西全省旱涝一致型占主导地位;第二模态方差贡献为19.8%,即南北旱涝相反型;第三模态方差贡献较小,为10.9%。     

宁夏春季首场透雨出现日期及环流背景分析

选用1961-2005年宁夏20个主要站降水量,分析春季首场透雨出现日期的气候特征,得出其年际、年代际变化特征不明显,在70年代以前、80年代中期到2000年这两个时间段里有4～5年周期变化,1970-1992年,首场透雨出现日期趋势在1982年前后发生了较大的转折,前期透雨出现偏晚,后期出现偏早.研究春季首场透雨出现日期典型偏早年与偏晚年环流背景,发现宁夏透雨出现早晚对海温有很好的响应,同时偏早年、偏晚年环流特征存在明显差异:偏早年前期海温以暖水位相为主,且3～4月宁夏处在500 hPa高度场正负距平交汇处,冷空气可以源源不断地进入,孟加拉湾洋面上水汽向北输送,给宁夏带来充足的水汽条件;偏晚年前期海温以冷水位相为主,受脊前西北气流控制,不利于宁夏冷空气出现,从贝加尔湖伴随冷空气带来的向南输送的水汽影响宁夏,由于量小,不能带来明显的降水.     

近2000年黑河流域旱涝变化研究

文中利用黑河流域近2000年来丰富史料和档案资料,将旱涝信息提取和处理后,建立黑河流域近2000年旱涝等级序列,并进行统计分析得到黑河流域2000年旱涝阶段。结果表明:(1)以世纪时间尺度旱涝气候变化是波动的,多数世纪干旱发生的次数多于洪涝。干旱有逐渐增加趋势。(2)划分7个偏旱期和6个偏涝期,偏旱期依次是1~170年、251~425年、481~640年、951~1340年、1391~1650年、1691~1890年、1921~2000年,偏涝期依次是171~250年、426~480年、641~950年、1341~1390年、1650~1690年、1891~1920年。     

近80年宝鸡市旱涝变化特征分析

文中使用1934-2010年5-9月降水总量资料,分析研究宝鸡近80a旱涝演变规律。结果表明:宝鸡市近80a有向干旱发展的趋势,并且以0.12次/10a的速度增加;旱涝出现的频率为39%和28.6%;旱涝演变具有24a左右的长周期和2a的短周期;20世纪40年代、80年代以偏涝为主;70年代、90年代和21世纪头10年以偏旱为主。宝鸡市近80a以来,年Z指数明显下降,其下降速度为0.16/10a。1953-1990年涝年多、旱年较少,1993年以后旱年多、涝年很少,近年来有旱涝交替的特点。四季的Z指数变化趋势不同,冬、夏季Z指数变化不大,冬季呈略上升趋势;夏季呈微弱的下降趋势;春、秋季呈明显的下降趋势,表明干旱趋势增强,春季最明显,秋季次之。春季涝、旱和正常年基本各占1/3;夏涝、秋涝、冬旱的发生频率高。各季旱涝变化都具有2a的周期。研究结果对旱涝趋势预测和防灾减灾具有一定的参考价值。     

西北地区近539年旱涝演变特征和趋势分析

选取1470 ～ 2008年间西北四省区19个站点的逐年旱涝等级序列,采用相关分析、累积距平法、移动T检验法和功率谱分析方法,对西北地区近539年的旱涝演变特征及趋势进行分析.结果表明:西北地区总体上以干旱为主,平均发生频率为38％,特别是青海西部达68％;15世纪旱和偏旱发生最为频繁,平均频率达55％,19世纪、20世纪和21世纪旱与涝均增加,旱涝发生更加频繁.各区域旱涝变化趋势具有不同的特点,青海南部、甘肃河西旱涝交替变化,持续时间较短,其余地方旱涝持续时间较长.17世纪40年代到50年代期间,西北地区普遍存在旱涝气候突变,突变时间点由西向东、向南和向北传播和推进;西北地区存在多尺度的周期振动,长周期主要在西北部,东南部以短周期为主,且普遍存在准两年和准三年的短周期振荡.     

近53 a云南东部春季旱涝及其环流距平波列影响

基于年度春季降水,用旋转经验正交函数（REOF）方法,将云南省划分为3个降水气候区,分析了近53 a云南东部春季旱涝基本特征,选取帕默尔干旱指数（PDSI）对春季旱涝进行评估。小波分析发现,云南东部春季旱涝存在准14 a周期,并可分为3个时期：1958-1980年干旱期,1981-2000年偏涝期,2000年以后干旱期。对云南东部涝(旱)年合成分析显示,大尺度背景高度场、风场和温度场的距平场都存在2列并行的纬向波列。在涝年,500 hPa位势高度距平纬向波动为高纬度正距平,中纬度负距平,显示云南上空的低值系统活跃。风场距平波列性质为中高纬度负距平,中低纬正距平,显示南支槽水汽输送的速度与量值的强盛。700 hPa温度场距平波列为高纬正距平,中纬负距平,显示云南温度偏冷,与低纬度副高控制的海洋暖湿气团形成系统性锋区,有利于云南东部降水。在旱年,则2列并行纬向距平波列各要素性质正好相反。此外,青藏高原上游风速受山脉西南侧地形阻挡发生向南折射,涝年风速强,旱年风速弱,直接促发和影响南支槽的强弱。上游风速与南支槽强度具有正比关系。降水关键系统昆明准静止锋在背景纬向波列环境中,涝年比旱年出现频次高,维持时间长。     

兰州地区近540年旱涝灾害研究

采用1470～2000年旱涝史料,选取兰州、榆中和永登气象资料,将旱涝等级资料延续到2009年建立兰州地区近540年旱涝等级序列,对旱涝灾害发生的规律性、周期性、阶段性和形成原因进行了分析。结果表明:近540年兰州地区共发生旱灾145次,涝灾90次;根据旱涝灾害发生频次可将近540年划分为前期和后期,前期是旱涝灾害低频期,后期是高频期;近540年兰州地区旱涝趋势以旱和偏旱为主,且出现三个以旱为主的上升阶段和四个以涝为主的下降阶段阶段性特点,旱涝存在3～4a周期、25～26a周期和81～82a周期,其中81～82a周期对应太阳活动的80～120a周期;文中初步将公元1581～1588年、公元1634～1641年和公元1926～1930年发生的旱灾确定为干旱气候事件。     

宁夏近44年水汽时空分布及环流差异特征分析

利用NCEP/NCAR(1961-2004年)月平均再分析资料,对宁夏水汽含量(通量)的年际、年代际演变特征及不同区域和不同季节的分布特征进行分析;同时,结合同期宁夏24个气象站降水实况资料,通过对夏季水汽输送偏多年和偏少年环流差异特征的合成对比诊断分析,结果表明:1961年以来,宁夏水汽含量呈明显减小趋势,2001年后有所增加,中部干旱带水汽含量最小,固原市水汽含量最大;从60年代到70年代中期,不同区域纬向水汽通量总体为增加趋势,之后,均在波动中减少;引黄灌区和固原市60年代到70年代经向水汽通量有所增加,之后显著减小,中部干旱带近40多年经向水汽通量为逐渐减少趋势。同时,水汽输送偏多年,宁夏处于东高西低的环流背景下,河套地区受纬向西风控制,南风偏强,且从太平洋到孟加拉湾上有较大的水汽由南向北输送;水汽输送偏少年,河套地区处于平直气流里,东风气流较强,水汽输送较偏多年显著偏弱。     

吉林省四平地区近50年区域旱涝变化特征

应用国家气候中心下发的吉林省四平市5站的逐日降水资料对四平市进行旱涝等级划分,主要应用线性趋势法和小波分析法对其特征进行分析,根据旱涝指标Z指数对旱涝指数W指数进行运算。结果分析得出:W指数存在较弱的下降趋势,并且阶段性特征变化明显,W指数计算得出严重旱年与降水距平百分率有很好的对应关系;54年四季旱涝年数差异较大,各季存在旱涝交替、连旱或连涝的特征;年W指数以3.68·10a~(-1)的速度递减,春季和冬季W旱涝指数以3.89·10a~(-1)和10.183·10a~(-1)的速率增加,均通过0.05水平的显著性检验,呈现增加趋势,夏季和秋季W旱涝指数呈现递减趋势。从小波分析结果得出各季节震荡周期不同并且特征显著。     

珠江流域旱涝变化及其与大气环流关系研究

基于珠江流域57个气象站1960-2014年逐日降水量资料,选用标准降水指数(SPI)为旱涝指标,讨论旱涝时空变化特征,研究与极端旱涝相关的大气环流成因。结果表明:(1)珠江流域旱涝严重程度主要受降水量影响,SPI能有效反映流域的旱涝特征;(2)自1980s起,流域有干旱趋势,西北部干旱化趋势显著;(3)流域春旱减缓,秋旱加重,夏季洪涝频发;(4)极端的旱涝变化与大气环流关系密切,西太平洋副热带高压与东亚大槽是两个主要影响珠江流域旱涝变化的环流系统。     

陕西关中西部作物生长季近70年旱涝指数分析--以杨陵为例

用Bhalme和Mooley提出的旱涝指数计算方法，计算分析了作物生长季（3月－10月）杨陵近70年的旱涝指数。结果表明，作物生长季各月不同等级的干旱出现频率远大于涝等级的出现频率，其中重旱以4月－5月和9月－10月出现频率＞5％，中旱以3月－4月，6月和8月出现频率＞10％；1930s-1940s和1970s-1990s旱多于涝，中旱－重旱出现频率分别比中涝－重涝高9.9%-12.1%和11.2%-30.0%;1950s-1960s大旱大涝并存，涝略多于旱，中涝－重涝出现频率比中旱－重旱高3．8％－7．5％。旱涝指数在1952年和1976年出现气候突变现象。     

我国北方1986年和1997年干旱事件环流异常对比分析

利用中国逐日站点降水资料、逐日季风监测指数及逐日副热带高压指数、74项环流指数及NCEP/NCAR再分析资料,分析我国北方地区1986年和1997年夏季发生的干旱过程中大气环流及海温异常特征。结果表明:1与1986年相比,1997年旱情持续时间更长,受旱程度相对更为严重,波及范围更广,且旱区气温偏高;2 1986年和1997年夏季2次北方干旱过程西太副高演变差别明显。1986年西太副高位置整体较常年平均偏东略偏南,面积偏小,强度偏弱,与之相比,1997年副高位置偏西偏南,面积偏大,强度偏强;3 2次过程中上升运动条件和水汽条件相似,旱区主要以下沉运动及下沉运动距平为主,而且来自南海和孟加拉湾的水汽均不足,导致干旱少雨;4太平洋海温分布的不同,影响了2次过程西太副高南北和东西振荡的差异,进而影响了2次干旱过程干旱区域分布的不同。     

喀什河流域降水同位素特征及水汽来源分析

利用喀什河流域山区2017-07—2018-06大气降水同位素数据,以及流域山区温度、降水气象资料,分析了降水中δ18O、δD和氘盈余(d-excess)变化特征,讨论了δ18O与气温、降水量的关系,通过利用HYSPLI模型追踪分析流域山区大气降水的水汽来源。结果表明:(1)流域内降水中δ18O季节变化明显,夏季δ18O同位素富集,冬季δ18O同位素贫化。(2)不同降水类型中δ18O、δD的关系差异明显,夏季δD蒸发分馏大于δ18O、降雨大气降水线斜率及截距较小;冬季δD蒸发分馏明显减弱,降雪大气降水线斜率及截距较大。(3)流域内大气降水同位素存在明显的温度效应,但是降水量效应不显著。(4)流域内大气降水水汽主要来源于大西洋,受水汽远距离输送,途中加入较多二次蒸发水汽的影响,氘盈余值(d-excess)整体上偏大,但是2月氘盈余偏低,与受北极气团源地温度低、空气湿度大、水汽输送路径短影响有关。(5)该流域夏季降水主要来源于西风环流和局地再循环水汽,冬季则受西风环流和北极气团共同影响,大西洋水汽形成的降水占研究区总降水量的68.6%,局地再循环水汽占17.1%,北冰洋水汽形成的降水占研究区总降水量的14.3%。     

气候暖干化背景下黄土高原旱涝时空演变特征

选取58个国家气象基准站1960-2010年逐年降水资料,采用Kriging插值、Mann-Kendall检测及Morlet小波分析等方法,对该区降水及旱涝时空特征进行分析。结果表明：黄土高原暖干化趋势明显,气温、降水突变年份分别在1995年、1990年左右。旱涝等级呈上升趋势,尤以半湿润区最为明显。干旱区发生旱、涝频率最高,涝情略微严重,但干旱更易发生,大旱频次高值中心分散分布,洪涝发生频率西部低、中部高。该区旱涝情势存在多尺度的周期变化,25~30 a的振荡最强,推测涝期即将结束,旱期将要开始。研究成果可为黄土高原旱涝灾害防御提供参考。     

近40年来托木尔峰南部地区气候及水文环境变化特征

西天山托木尔峰南部地区1987年以来出现了气候由暖干向暖湿转变趋势,在温度大幅上升的基础上,降水量和冰川融水量持续增加,相应的水文与生态环境也发生了显著的改善。本文在综合分析区域内水文、气象观测资料的基础上,对托木尔峰南部地区近40年来气温、降水以及径流量变化的基本趋势、不同海拔高度气温、降水变化差异,以及同一流域山区和平原区径流量变化的差异进行了深入分析。研究表明,受水汽输送途径和研究区地形地貌的影响,区域降水主要集中在托木尔峰南部山区;气候转型的原因是和北大西洋向东输送的水汽增加、西风气流加强有关;海拔2000m左右区域1987年以来气候向暖湿转化最为明显;近40年来由于气温升高,导致冰川消融补给河流量增加15%,但由于人类活动和粗放农业的发展,区域耗水量不断增加,导致塔里木河径流量不断减少,中下游生态环境急剧恶化。     

科尔沁沙地近300年旱涝时空分布特征研究

科尔沁沙地位于季风气候边缘,旱涝气候演变剧烈。本文利用历史文献资料和实测的降水资料,对科尔沁沙地近300年旱涝气候演变规律进行了较周详地探讨与研究。运用旱涝指数、确定了区域旱涝等级,分析与论述了区域旱涝阶段和相对湿润期、干旱期出现的规律和地域分布特征。     

旱涝胁迫条件下稗草对大豆植株含氮量及蛋白质产量的影响

稗草生长明显降低了大豆籽粒蛋白质产量及氮素向其籽粒中的分配比例,而显著提高了大豆茎、叶、籽含氮量及氮素向其茎、叶中的分配比例。这种影响在座荚期渍涝 鼓粒期干旱条件下最为突出;稗草对大豆籽粒蛋白质生产的危害在幼苗期—开花期的渍涝条件下显著减轻,而在任一时期的干旱条件下均明显加重,且在座荚期的渍涝处理中比在幼苗期—开花期的渍涝处理中大。不同时期、不同旱涝胁迫处理对大豆籽粒蛋白质产量的降低程度不同,其中旱害远大于涝害,后期旱害大于前期旱害,先涝后旱的危害大于先旱后涝的危害,旱涝结合的危害大于只旱或只涝的危害;开花期大豆最不耐涝,鼓粒期最不耐旱。     

新疆旱涝气候的南北差异性分析

根据1960—2014年新疆地区49个气象站点的逐日气温、降水等气象资料,计算得到改进的综合气象干旱指数,确定了各站的旱涝等级,探索新疆气象旱涝的南北差异性。研究表明:1在干旱严重程度上,南北差异不大,南疆略大于北疆;2在雨涝严重程度上,南北差异大,北疆的严重程度大于南疆;3从整体上看,新疆呈现出由旱转涝的趋势;4在季节性旱涝中,南北疆的冬涝最为严重,南疆的冬旱和北疆的夏旱最为严重。从整体上看,新疆旱涝气候的南北差异性主要体现在雨涝严重程度上,北疆大于南疆。     

近50年中国西北地区干湿演变的时空特征及其可能成因探讨

在全球大幅度变暖的背景下,西北地区的气候变化及其响应受到越来越多的关注。为了进一步探讨其气候变化过程与机理在时间与空间上变化的差异性,选取中国西北地区(80°E～115°E,32°N～50°N)1961-2004年140个气象台站逐日降水、日照、风速、水汽压、温度等资料,根据Penman公式计算了潜在蒸散量,并根据其与降水的关系建立了干燥度指数。采用自组织特征映射神经网络的方法,根据上述多种物理量进行西北地区内部的气候区划,寻找不同的区域异常中心。在此基础上,采用正交小波分解的方法,对各异常区域中心的干燥度序列进行分析。最后对北大西洋涛动指数对我国西北地区的区域气候变化的影响进行多时间尺度的相关分析,并从大气环流异常的角度解释其影响机制。