华北地区夏季降水减少的原因分析

利用NCEP/NCAR再分析资料,对华北地区夏季降水减少原因进行分析发现:夏季降水在20世纪60年代中期发生了气候突变,近55年线性减少趋势显著,平均每10年减少15.5 mm.在地面上,青藏高原地区、华北地区气温下降造成华北低压系统活动减少,不利于降水.在850 hPa层上,东亚中纬度的西南季风和副热带高压南部的偏东风、西北部的西南风异常减弱,使得西南气流输送水汽很难到达30°N以北的地区,而副热带高压西部外围偏东南、偏南气流输送到华北地区的水汽也大量减少,水汽不足造成华北夏季降水偏少.在500 hPa高度场上,80年代欧亚遥相关型表现与50年代相反,变为欧洲( )、乌拉尔山(-)、中亚( )形势,这种环流使得乌拉尔山高压脊减弱,贝加尔湖至青藏高原高空槽变浅,纬向环流表现突出,不利于冷暖空气南北交换.同时在500 hPa气温场上,80年代,西伯利亚至青藏高原西北部的冷槽明显东移南压到蒙古至华北地区,锋区位于华北以东以南位置,使得华北地区冷暖空气交汇减少,降水也因此减少.     

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。      

川渝地区夏季干旱气候特征及成因分析

利用1979—2011年英国东英吉利大学气候研究中心（CRU）整理的地面月降水资料和日本气象厅（JMA）加工的全球高空等压面月平均气象场再分析资料,采用标准化降水指数（SPI）,确定了川渝地区典型干旱年,讨论了川渝地区夏季典型干旱的气候特征及其大气环流特征。结果表明：川渝地区夏季典型干旱年具有气温高、降水少的气候特征;东亚中纬度盛行纬向气流,西风锋区偏北,冷空气多偏北东移,川渝地区及其我国北方大部分地区受大陆带状高压控制。500 hPa带状高压与100 hPa南亚高压中心位置基本一致,且500 hPa高压中心与温度场的暖中心相对应,是持续性川渝夏季干旱具有近似正压结构的典型环流特征;同时川渝地区夏季干旱年对流层低层从云贵高原到四川盆地的西南气流明显偏弱,风场距平合成表明,云贵高原到川渝地区为东北距平风,距平风场上华南地区为明显的气旋式环流;川渝地区夏季典型干旱年整层西南气流水汽输送与常年比较明显偏小。     

陕西春季干旱的环流特征分析

选用陕西51个气象站1962~2008年3~5月降水量数据和NCEP/NCAR再分析资料,根据综合干旱指数确定了陕西春季干旱等级和持续时间,利用合成分析的方法分别对陕西春季干旱和春末夏初季干旱年的大气环流进行研究,并与多雨无旱年的大气环流特征作对比分析。结果表明,陕西春季干旱持续时间长,呈北强南弱的不均匀分布模态。陕北长城沿线风沙区、关中平原和秦巴山区东部是春季易发生干旱的关键区。陕西春季干旱年500 hPa环流形势表现为欧亚中高纬度距平场纬向分布呈现"-+-",中亚高压脊偏强,东亚大槽明显偏深,表现出冷暖空气交汇区偏南的冬季风环流特征;相反春季多雨年中纬度盛行纬向气流,东亚大槽偏浅且位置偏东,咸海、里海附近多低压系统活动,南支西风带中孟加拉湾长波槽偏深。春末夏初季影响陕西干旱的环流表现为"-+-+"的距平分布,中亚高压脊偏强,中纬度盛行纬向气流,冷空气多偏北路径向东南移动,西太平洋副高偏弱,位置偏东偏南;相反春末夏初季多雨年乌拉尔山高脊偏强,贝加尔湖多长波槽活动,同时西太平洋副高偏强,对流层低层青藏高原东侧南风较常年同期偏强。最后相关分析表明陕西春季干旱指数与前期冬季乌拉尔山附近高度场有显著负相关,前期冬季乌拉尔山高脊偏强(弱),陕西春季易发生干旱(多雨)。     

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。     

甘肃中部“2·18”暴雪物理特征研究

利用地面与高空实况观测资料,从高低空地面环流形势和部分物理量反映等方面对甘肃省中部2013年2月17—18日暴雪天气进行综合分析。结果表明:此次暴雪发生在新疆北部冷空气东移南下、高原上有强盛西南暖湿气流配合的有利环流形势下,主要降雪区与500 h Pa辐合线相一致;水汽输送主要集中在500 h Pa附近,700 h Pa偏南气流的水汽输送只是有益的补充;对流层中层500 h Pa有较深厚的上升运动,且上升运动极值出现和维持的时间与主要降雪时段一致;暴雪发生前在甘肃中部有较长时间的能量积聚,而冷空气的突然加速南压触发了本次暴雪。     

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.     

2010年夏季内蒙古干旱高温成因分析

2010年夏季内蒙古降水为1961年以来最少,气温为1961年以来最高,异常的高温少雨使得干旱加重。文中利用数理统计方法,分析造成其原因主要有以下几个方面:850hPa中低纬度偏南气流极弱,不利于南支水汽向北输送;500hPa中高纬度高压脊控制着内蒙古地区,不利于降水而利于高温;在太平洋上,30°N-45°N海表温度偏高,使其上空500hPa太平洋中部大槽偏弱,影响日本海高压的建立和稳定,不利于内蒙古降水;南海夏季风极弱,且8月下旬夏季风北边缘才到达华北,形成整个夏季内蒙古降水少的严重形势。     

辽宁夏季干旱环流特征分析

利用辽宁省54站1963—2015年夏季月平均降水量资料及NCEP/NCAR月平均环流场再分析资料,对辽宁夏季降水变化特征及异常年环流特征进行了分析,结合2014和2015年夏季环流场与异常年环流场的对比分析,揭示辽宁夏季干旱环流特征及造成2014、2015年辽宁夏季干旱的环流场因素。研究发现:东亚地区对流层各层大尺度环流系统相互配合是造成辽宁夏季降水异常的主要原因。2014和2015年辽宁夏季干旱的环流场特征均与辽宁夏季异常干旱年情况类似:西太平洋副热带高压脊线位置偏南,且副高西北侧为负的位势高度距平,不利于副高西伸北进;由于副高偏南,辽宁地区西南水汽输送不充足;副热带西风急流轴位于辽宁以南地区上空,且辽宁以南上空200 h Pa纬向风距平为正,以北为负。这种不同高度层大尺度环流配置是造成2014和2015年辽宁夏季干旱的主要环流原因。     

内蒙古春季干旱年和多雨年的大气环流特征对比研究

选取1960~2011年内蒙古104个测站春季(3~5月)降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,分析内蒙古春季降水特征和典型干旱和多雨年同期和前期大气环流特征。结果表明:内蒙古春季降水呈从东到西,从南到北减少的分布;春季以干旱少雨为主,每个年代都有两年或三年的连续干旱发生;90年代后降水的异常偏多和偏少的频率显著增加;干旱少雨年同期500hPa中高纬度欧亚距平场呈"-+-"的分布,表现出中亚高压脊强盛,东亚槽深厚的特征。多雨年与干旱少雨年相反,欧洲大陆为正距平中心,内蒙古中西部及其上游的蒙西山地和西西伯利亚平原为负距平,中国大陆东部沿海、日本岛为正距平中心,表明内蒙古上游地区高压偏弱,下游东亚大槽位置偏东,中高纬度以纬向环流为主。850hPa径向距平风场显示,在干旱少雨年,西亚和南亚地区均为西北气流。多雨年孟加拉湾一直到俄罗斯东部均为南风距平。干旱(多雨)年前期乌拉尔山高压脊强盛(偏弱),东亚大槽位置偏西(偏东),贝加尔湖为高压槽(脊)。     

1997-2002年华北持续性干旱气候诊断分析

利用1957-2002年华北地区104个气象站实测的月降水量、月平均气温等气候资料,以及美国NCEP/NCAR的850 hPa矢量风和500 hPa位势高度等再分析资料,分析了1997-2002年逐月降水距平变化特征、干旱持续性特征、干旱强度分布特征;基于干旱区域性特征,提出了一个描述区域性干旱的指数(spatial drought index,SDI);此外,从东亚大气环流系统中的冬季东亚大槽、贝加尔湖反气旋环流场、西太平洋副热带高压以及东亚夏季风等系统的变化等方面,探讨了对这一持续性干旱的影响.研究表明:华北地区1997-2002年的干旱具有全区强度大的特征,区域平均干旱指数达到了65%以上.而东亚地区冬季东亚大槽持续偏弱,夏季贝加尔湖地区高压又持续偏高,东亚夏季风持续偏弱,西太平洋副热带高压持续偏东等的综合作用,是引起华北地区这一阶段持续性干旱的主要原因.     

中国西北地区气候变化与同期气象场异常的关系

利用奇异值分解法（SVD）分析中国西北地区降水和气温异常与同期高空环流和下垫面温度异常的关系。研究表明：西北地区各季降水与同期北印度洋海区、西太平洋海面温度都有较好的遥相关性;西北地区降水与同期欧亚对流层的中下层的纬向和经向环流强度的异常有明显的关系;西北地区气温异常与欧亚大陆同期中高纬向和经向环流的异常有关,冬季和秋季气温异常主要与纬向环流的异常有关,春季气温异常与经向环流异常有关。     

2008年宁夏低温阴雪灾害特征及成因分析

利用宁夏19个气象站1951~2008年1月平均气温和降雪量资料,建立宁夏1月大气干旱指数序列,分析了宁夏2008年1月低温连阴雪极端天气特征;利用北半球500hpa月平均环流特征量、东亚季风资料,分析研究初冬乌拉尔山高压、亚洲区经(纬)向环流、青藏高原南支槽、东亚夏季风向冬季风过渡时期的年代际变化以及太阳活动等外强迫因子对宁夏低温阴雪灾害性天气的影响尺度、幅度及响应时间,结果表明:持续低温阴雪天气的发生是叠加在的大气环流异常形成的;宁夏气温持续异常偏低,部分地区为有气象观测记录以来同期最低值;累计雪量历史同期最大,积雪普遍较厚,连阴雪天数最长;干旱气候变化与外强迫因子相关程度较高,对宁夏冬季短期气候趋势预测具有一定的指示意义。     

新疆北部一次持续暴雪天气过程分析

利用常规气象观测资料和NCEP/NCAR逐日6 h再分析资料,对2010年1月4～7日新疆北部持续暴雪过程的环流特征及物理量场进行诊断分析.结果表明:北半球中高纬阻塞高压维持时间长、切断低压稳定提供了降雪"持续性"的环流背景.切断低压不断分裂短波并西退再东移是造成降雪的影响系统;降雪区大到暴量的强降雪时段,850 hP...     

西北地区气候异常与前期环流场异常的关系

利用奇异值分解法(SVD)分析了西北地区季节(春、夏、秋)降水、冬季气温异常与前期高空环流异常的关系,结果表明:前期的高空环流异常对西北地区季节降水、冬季气温异常有重要影响,且与各季节降水和冬季气温异常相对应的前期高空环流异常在前期不同阶段各有其特点.前期的高空环流异常对季节降水和冬季气温异常有一定的预测意义.     

2009/2010年内蒙古冬季低温特征及成因分析

利用常规观测资料,分析2009/2010年内蒙古冬季低温的特征。并通过对欧亚地区大气环流、影响我国的冷空气活动、北极涛动指数和EI Nino年内蒙古冬季气温的分析,探讨此次低温的气候成因。结果表明：此次冬季低温是内蒙古自1986年以来范围最广、时间最长、强度最大的一次冬季低温。强降温的同时,还伴随着强降雪和大风沙尘天气。地面西伯利亚高压偏强、850 hPa内蒙古北侧偏北气流偏强、500 hPa位势高度场偏低、东亚大槽位置偏西偏强以及强冷空气活动频繁是造成此次低温的主要原因。此次低温还与北极涛动指数负异常和EI Nino事件有关。     

甘肃省冬小麦干旱灾害风险评估及其区划

为提高西北旱作冬小麦干旱风险管理水平,选用甘肃省41个气象站1971—2016年逐日常规气象观测资料及甘肃省冬小麦农业生产相关资料,基于自然灾害风险理论,从危险性、暴露性、脆弱性、防灾能力4个因子出发,建立了甘肃省冬小麦干旱灾害风险评估模型,并用Arc GIS对甘肃省冬小麦进行干旱风险区划。结果表明:甘肃省冬小麦全生育期干旱高危险区和次高危险区主要位于陇中北部、陇东北部和陇南南部;高暴露区和次高暴露区集中在陇东和陇南地区;高脆弱区和次高脆弱区主要位于陇东大部;次低防灾能力区和低防灾能力区位于陇东大部和陇南北部。甘肃省冬小麦高风险区分布于庆阳市北部和陇南市南部,次高风险区和中度风险区主要位于陇东大部、陇中北部和天水市北部,省内其余冬小麦区属于次低和低风险区。该研究成果将为甘肃冬小麦防灾减灾及可持续发展提供一定理论依据。