NCEP/NCAR再分析气温在阿克苏河流域的适用性分析

为更好地理解阿克苏河流域气候变化并寻找合理的数据源,以该流域6个气象站点1960-2007年月平均气温为基础,以克里金插值方法为手段,研究NCEP/NCAR再分析气温在该区域的适用性。结果表明：NCEP/NCAR再分析气温与所选取的6个气象站点实际观测值之间具有较好的相关性,最高相关系数达0.845,能够反映本地区的气温年、月和季节变化。但与实测气温相比,再分析气温均比实测气温低。在变化趋势上,NCEP/NCAR再分析气温与实测气温具有较好的一致性;在量上,再分析气温除个别月份普遍低于实测气温,其中,春季偏差较大,以秋季相关性最好。     

Analysis on Applicability of NCEP/NCAR in Reanalyzing Temperature in the Aksu River

为更好地理解阿克苏河流域气候变化并寻找合理的数据源,以该流域6个气象站点1960-2007年月平均气温为基础,以克里金插值方法为手段,研究NCEP/NCAR再分析气温在该区域的适用性。结果表明：NCEP/NCAR再分析气温与所选取的6个气象站点实际观测值之间具有较好的相关性,最高相关系数达0.845,能够反映本地区的气温年、月和季节变化。但与实测气温相比,再分析气温均比实测气温低。在变化趋势上,NCEP/NCAR再分析气温与实测气温具有较好的一致性;在量上,再分析气温除个别月份普遍低于实测气温,其中,春季偏差较大,以秋季相关性最好。     

一次冷锋型沙尘暴过程对流层-平流层交换的数值模拟

利用观测资料、ERA-Interim再分析资料,结合MM5数值模拟结果,对一次强沙尘暴过程的沙尘对流层—平流层输送问题进行初步分析.结果表明:高空强冷空气下传、地面冷锋强烈发展和对流层中低层斜压强迫是本次沙尘暴过程的主要影响因素.在系统发展和减弱的整个过程中,西南急流和高空冷空气下传是斜压不稳定形成的主导因素.与冷锋锋面匹配的对流层顶折叠沿纬向呈“V”形分布,其底部到达550 hPa左右,同时伴随高空急流接近垂直下落,急流核位于高空槽的南侧和东侧,且南侧最强.高空位涡下传与西南急流共同作用,促使冷锋前气旋强烈发展,气流上升运动中心位于500 hPa和600 hPa,但其外围气流未直接穿过对流层顶.对流层顶折叠区上升气流在300～500 hPa与高空槽底部偏西、偏南气流叠加,以斜升或准垂直的形态穿过对流层顶折叠底部进入平流层.气旋发展过程中,冷空气下沉并向东南扩展,暖空气则向西北方向爬升.平流层—对流层的净输送主要发生在高空位涡下传过程,高空位涡停止下传后,出现对流层—平流层净输送,且强度随时间呈增长趋势.     

基于统计降尺度方法的高寒山区未来气候变化预估

高寒山区未来气候变化预估,对于了解该区域未来水资源的变化和指导区域水资源的合理开发利用具有重要意义。基于实测气象站点数据、实测水文站点数据、NCEP/NCAR再分析资料和全球气候模式Had CM3数据,采用统计降尺度方法预估了高寒山区未来(2020—2099年)气候变化情况。结果表明:1率定的SDSM统计降尺度模型能够较好地反映降水与气温的变化趋势;2协合拉站未来降水总体上呈减少趋势(尤其是7—8月),但在不同排放情景下波动变化较复杂;3协合拉站未来气温持续升高,尤其以2070s(2070—2079年)后较明显,升高幅度最大发生在8月;4未来该区域降水的减少及气温的升高将影响冰川与积雪的储量,加速高寒山区冰川与积雪的消融量,影响以冰雪融水补给为主河流的水资源量,进而影响区域社会经济的发展,加剧不同用水部门的矛盾。     

陕西伏旱气候特征及成因分析

利用陕西省15个气象观测站1961～2006年7～8月地面观测资料和美国环境预测中心/国家大气研究中心(NCEP/NCAR)再分析资料,分析了陕西伏旱天气气候特征和典型伏旱期的大气环流特征.结果表明:陕西伏旱具有气温高,降水少,持续时间长,以及明显的年代际变化特征,其中1960、1970和1990年代是伏旱多发时期.强伏旱年西太平洋副热带高压偏弱,青藏高压发展加强并向东北方向移动,与西风带长波脊或西太平洋副热带高压合并,形成控制我国大部分地区的青藏高压或带状高压,是陕西典型伏旱期大气环流的主要特征;100 hPa南亚高压、300 hPa高压、500 hPa的青藏高压中心位置基本一致,且与对流层上下层的暖中心相对应,是持续性异常伏旱期所具有近似正压结构的典型环流形势.     

内蒙古高温酷暑天气时空分布特征及成因分析

应用1971～2008年内蒙古自治区117个观测站资料,选取64次较强高温酷暑天气过程,结合同期的NCEP再分析资料,应用统计分析和诊断分析方法,对内蒙古高温酷暑天气的时空分布特征及成因进行了分析。结果表明:内蒙古高温酷暑天气地域差异大,高温中心在阿拉善盟沙漠地区的拐子湖,年平均35℃高温日数达32天,也是全国的高温区之一;高温酷暑年日数有增长趋势,影响在增强;高温酷暑集中出现在盛夏季节6～8月,7月发生最多,占一半以上;最高温度出现在每日的14至17时,气温日较差大;高温酷暑天气可分为蒙古暖脊型、贝加尔湖高压坝型、副高西进型、乌拉尔山高脊型四个天气学类型,大陆暖高压脊的强烈发展和维持与高温酷暑天气密切相关;300hPa高空锋区的北退或断裂与大陆暖高压系统的形成和发展有很好的相关性;对流层中层的暖平流对大陆暖高压系统的发展强盛起到关键作用;500～850hPa厚度场可以更好的反映出整层气柱冷暖性质,其分布特征直接影响到内蒙古高温酷暑天气发生的部位和区域;蒙古暖高压控制区中盛行下沉气流,使得大气下沉增温,对流层中低层维持暖心结构,由于整层气柱很暖,低层减压形成了近地层的热低压,具有干热的特征。     

酒泉地区高空风速分布特征及影响因素

利用酒泉国家气候观象台1980-2001年探空资料,分析其风速垂直分布和月、年际变化特征及其影响因子。结果表明:风速在对流层内随高度增加而增大,在200 hPa达到最大,对流层之上随高度增加而减小。酒泉站处在高空最大风带(副热带急流)最南和最北之间的位置,最大风带随季节南北移动,使酒泉站高空最大风呈现出规律性的季节变化。符合酒泉航天发射活动最佳气象条件的时间为每年10~11月。     

黄土高原秋季降水年际和年代际气候变化特征

根据黄土高原地区分布较为均匀的39个气象观测站(1961~2000年)及西峰国家基准气候站(1938~2003年)秋季降水序列资料,应用NCEP/NCAR(1968~2003年)500 hPa高度距平场再分析资料,利用区域性各年代距平场和西峰各年代逐年累积秋季降水距平百分率分析得出:黄土高原20世纪60(90)年代秋季降水全区域偏多(偏少),70(80)年代除北部偏多外中南部转为略少(均略少);秋季降水持续阶段性转折变化特征突出,存在5个转折变化年份和6个相对持续阶段,继20世纪90年代持续偏少阶段之后,从2001年开始转入一个相对偏多阶段,有利于冬小麦生产;秋季降水的大气环流背景为:偏少(多)年份,极地冷空气影响势力弱(强),新疆高压脊强(弱),特别是偏多年份新疆低压槽活跃。     

塔里木盆地南缘沙尘暴天气的螺旋度特征分析

利用NCEP再分析资料和常规地面观测资料,对发生在塔里木盆地南缘的四次沙尘暴天气进行了螺旋度场的诊断分析。结果表明:沙尘暴发生区上空螺旋度的垂直分布特征在对流层下层为正值区(对应气旋式涡度区),在对流层中上层为负值区(对应反气旋式涡度区),这种垂直结构对形成像沙尘暴这样的中尺度天气系统而言,构成了低空强辐合、高空强辐散的深厚上升运动区,是十分有利于沙尘暴发展的一种型式。     

内蒙古暴风雪天气成因分析

应用常规观测资料、灾情资料、NCAR/NCEP再分析资料(2.5×2.5经纬度),对近40年发生在内蒙古地区(草原牧区为主)的21次较强暴风雪天气过程,就暴风雪天气进行了天气学分型和成因分析。同时,针对内蒙古暴风雪天气主要影响系统-蒙古冷涡的结构、发展演变特征进行了分析研究。分析研究表明:强冷空气活动是暴风雪天气形成的主要原因;强盛的高空急流及与之配合的高空辐散区的强迫作用是地面蒙古气旋强烈发展和强风形成的动力条件;远程的较好的水汽输送配合对流层低层冷涡辐合对较强的降雪至关重要;对流层高层辐散强迫、中低层温度差异、中层涡度平流作用对蒙古气旋的爆发性发展起到关键作用;对流层低层偏南暖湿急流与偏西干冷急流在蒙古气旋控制区交汇是暴风雪天气发生的重要特征;对流层中层强上升运动配合对流层低层强风区的结构特征对确定暴风雪天气落区有很好的指示意义。     

中国西北地区夏季降水的气候特征

利用西北地区119个气象站1961-2000年夏季降水资料,分析其空间分布特征和时间变化规律.选择典型多雨与少雨年,对美国NCEP/NCAR高空流、地气系统射出的长波辐射(OLR)场、赤道北太平洋海温(SST)与西北夏季降水的关系进行对比分析.结果表明:西北地区夏季降水具有明显的空间差异,最少的是新疆的吐鲁番气象站,为6.7 mm,最多的是陕西的佛坪气象站,为446.9 mm.多雨年北半球500 hPa极涡明显浅,西太平洋副热带高压强,700 hPa矢量风距平场中国西北地区为辐合区,700 hPa比湿距平中心位于中国西北地区,OLR主要负距平中心在西北地区,SST负距平主要在赤道太平洋东部.少雨年500 hPa极涡深,西太平洋副热带高压很弱,700 hPa矢量风距平场中国西北地区为辐散区,700 hPa比湿距正中心位于孟加拉湾西部,OLR主要正距平中心在西北地区;SST正距平主要在赤道太平洋东部.     

中国西北地区冰雹的气候特征

利用1971-2000年西北185个站3～9月逐月和年冰雹次数,分析了西北冰雹的空间分布特征和时间演变规律.西北年冰雹次数有3个高值中心,一个在青海的曲麻莱,为19.6次,另一个在新疆西部的昭苏,为17.6次,第3个在青海的刚察,为12.7次.185个站冰雹的月变化呈单峰型,主要出现在6～8月.西北185个站冰雹的历年变化呈现出下降的趋势.从春季到秋季,冰雹强中心先起于新疆的昭苏这一中心有很强的持续性.青海南部的冰雹强中心5月在斑马,6月西伸到曲玛莱,7月再西移到托托河,8月东退到清水河,9月又南退到杂多,10月又东退到久治,然后基本消失.     

山西黄土高原近50年来气候暖干化研究

根据山西省4个具有代表性的气象站点自建站以来到2005年的降水量与气温资料,应用线性回归与趋势分析方法,研究了山西黄土高原近50年来的气候变化。研究得出:山西省近50年来气候总体上具有暖干化的特征,年平均气温呈波动上升趋势,其增长率为0.032℃/a,高于全球近百年的平均值(0.005℃/a),也明显高于陕甘宁地区近50年来的平均值(0.0194℃/a);最冷月(1月)比最热月(7月)增温速率高;年平均气温以70年代中期为界,将山西省气候分为冷、暖两个时期,前为冷期,后为暖期;年平均降水量呈波动减少趋势,其减少率为1.635mm/a;年平均降水量同样以70年代中期为界,之前为相对丰水期,之后为相对枯水期。     

甘肃临夏地区一次扬沙与强寒潮天气诊断分析

利用基本气象资料和欧洲中心数值预报产品资料,对发生在2006年4月10～11日临夏地区的一次扬沙和强寒潮天气过程进行了分析.结果表明:临夏地区扬沙伴有强寒潮天气发生,在大气环流调整过程中,冷空气活动是造成扬沙和强寒潮灾害的主要动力,高空急流是大风的动量来源,蒙古气旋和冷锋是触发这次扬沙、强寒潮天气的重要天气系统.高、低空冷、暖平流的空间配置使降温更为剧烈.同时,涡度和散度对扬沙和寒潮的落区有很好的指示作用.在受灾区,对流层和近地面层为不稳定层结,从而引起强烈垂直上升运动,导致低层强烈辐合,出现了10～11日的灾害性天气过程.     

近50 a内蒙古冬季冷暖事件变化和大气环流异常分析

采用三分位方法,对内蒙古100个站1961-2010年冬季（11月至次年2月）和季内各月平均气温序列进行分析,确定了单站冷暖事件阈值,并将单站冷暖事件分为弱和强两个等级。以此为基础,采用相对比例,确定内蒙古全区和东、西部区域冷暖事件的界定方法及等级划分标准。结果表明：前期（1961-1987年）内蒙古只有强冷事件而未出现全区性强暖事件,后期（1988-2010年）则以强暖事件为主,但2000年以来强冷事件时有发生。针对内蒙古强冷暖事件,分析了同期北半球对流层大气环流的分布特征,结果表明：在强冷事件期间,北半球对流层中上部,乌拉尔山阻高和鄂霍次克海阻高异常,并伸向极区,使得亚洲区极涡明显偏南、偏强,地面西伯利亚高压异常强大;在强暖事件期间,乌拉尔山阻高和鄂霍次克海阻高偏弱,亚洲区极涡明显偏弱并向西向北收缩,地面西伯利亚高压明显偏弱。     

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。     

2006年4月4～6日河西走廊沙尘暴天气的成因分析

利用实时气象资料,对2006年4月4~6日发生在河西走廊的沙尘暴天气进行分析。结果表明:中尺度地面切变线和蒙古气旋及其冷锋是河西走廊发生沙尘暴天气的地面影响系统,高空急流在沙尘暴天气的发生过程中也发挥了重要作用;沙尘暴发生区域在200 hPa高空急流出口区右侧、500 hPa正涡度中心下风方的正涡度平流中心附近。在沙尘暴发生时,沙尘暴发生区域的大气处于高能量、不稳定状态。