承德地区沙尘天气的气候成因分析

基于1991-2010年承德地区9个气象站的气象数据采用统计分析和相关分析的方法,将承德地区沙尘天气(包括浮尘、扬沙和沙尘暴)的年、季特征与气候因子(包括降水量、气温、风速以及大风日数)作了详细的相关分析。结果表明:降水量增多可以在一定程度上抑制沙尘天气的发生频次。在温度偏高、降水量偏少、风速较大且大风日数较多的年份和月份,沙尘天气较多。风要素是影响沙尘天气的最为直接且最优的相关因子,风速的大小、大风日数的增减直接关系到沙尘天气频数的变化。从整体上看该地区气候因子对沙尘天气的相关性影响从强到弱依次是大风日数、风速、降水量和气温。因此沙尘天气的短期预测要抓住本地的敏感气候因子。     

近45年宁夏极端气温与太平洋海温的遥相关

利用1961-2005年标准化宁夏极端气温、SST和北半球500 hPa环流特征量资料,采用REOF、小波分析、最大熵谱、Mann-Kendall检验等方法,分析了极端气温的时空变化特征及其与SST和同期北半球500 hPa环流特征量的遥相关。结果表明:宁夏极端气温的年代际气候特征表现为一致的上升趋势,异常敏感区在宁夏北部和六盘山区;极端最低气温在1984年前后发生突变,突变后气温转暖,中部半干旱带增温最明显,有显著的2.32年和4.40年周期;极端最高气温的增暖过程经历了2个阶段,其中1976年的增暖趋势最显著,突变后宁夏中北部增温最明显,有显著的3.14年周期;虽然突变后高温日数明显增加,但仍有异常的低温事件发生;当前一年1~6月加利福尼亚西岸海区温度偏高、同期冬季西太平洋副高西升北抬、面积增大、强度增强、亚洲区极涡面积收缩、青藏高原500 hPa位势高度增高时,极端最低气温偏高;当前一年冬季赤道东太平洋海区呈La Nina型分布、同期夏季北半球极涡减弱时,副高加强北抬,极端最高气温偏高。     

1961-2017年南疆地区沙尘天气的时空变化特征及影响因素分析

利用南疆地区49个地面气象站1961-2017年沙尘资料,通过Mann-Kendall突变检验法、 IDW插值法、多元回归分析和相对贡献率等方法,对南疆地区沙尘天气的月、季和年及年代的时空变化特征及影响因素进行分析。结果表明:近57a南疆地区沙尘天气呈极显著波动下降趋势,减速为-1.06d/a,其中浮尘日数减速最大(-8.6d/10a);沙尘变化特征表现为单峰式的先增后减;沙尘暴、扬沙和浮尘日数突变年为1989、1995和1994年;沙尘天气具有季节性、区域性差异,春夏秋冬分别为31.4、20.9、11.4和6.8d,季节变化表现为春季(-4.1d/10a)最大,年内月份均表现显著减少趋势;浮尘、沙尘暴和扬沙均呈现南多北少的纬向特征,主要发生在和田和巴州地区的南部,且绝大部分站点沙尘天气呈现显著减少趋势;风速、气温日较差与沙尘天气日数呈显著正相关,对沙尘天气的相对贡献率为51.2%和13.1%,水汽压、气温、最低气温、降水量呈显著负相关,贡献率为20.4%、9.5%、0.5%和0.2%,影响排序为风速>水汽压>气温日较差>气温>最低气温>降水量,风速对沙尘天气发生的影响占主导地位。综上所述,风速、下垫面的干湿状况、气温和冷空气活动等因素是南疆沙尘天气发生的主要因素。研究成果可为南疆地区绿洲合理扩张和沙土资源利用提供科学依据。     

宁夏多、少沙尘暴年4月份北半球极涡和高空急流分布特征比较分析

利用NCAR/NCEP在分析资料和宁夏中北部沙尘暴观测资料以及中国气象局下发的月平均极涡指数,采用求相关系数和比较分析方法探讨北半球极涡和高空急流与宁夏中北部沙尘暴天气发生频次的关系,研究宁夏沙尘暴天气多年、少年高空急流和极涡的形态及分布特征,结果表明:春季4月份宁夏中北部沙尘暴天气发生频次与高空200hPa副热带急流强度成显著的正相关关系而与中纬度高空200hPa西风急流强度无明显相关;比较多发年和少发年高空急流的配置,总体上,多发年和少发年高空西风急流位置有明显的差异,多发年高空西风急流中心位置偏南,少发年偏北;4月份宁夏中北部沙尘暴天气发生频数与同期亚洲区极涡面积指数、北半球极涡面积指数、北半球极涡强度指数、北半球极涡中心强度均为弱的正相关关系。比较多发年和少发年4月极涡特征,多发年总体极涡偏强,中心位置偏亚洲区;少发年极涡偏弱,极涡收缩。值得一提的是,4月极涡极强时,宁夏中北部沙尘暴反而偏少。     

厄尔尼诺现象与小麦赤霉病流行初探

“厄尔尼诺”现象通常在圣旦节前后开始出现,“厄尔尼诺”一词是西班牙文:Elni(?)o 即:“圣婴”的意思,该现象主要是由太平洋的热带海洋和大气发生异常变化造成的,海洋气象工作者认为“厄尔尼诺”年是东太平洋赤道地区海温异常增高的年份,如果将东太平洋赤道海温的正距平区的形成作为:“厄尔尼诺”年的开始,经历海温正距平区扩展到中太平洋的盛期,直到这一地区海温正距平消失,历时8—12个月,出现大幅度的海温异     

前期Nino 3.4 区海温变化与宁夏1、2月气温、降水的关系

通过对北半球极涡、亚洲极涡面积和强度指数、东亚大槽强度及位置指数的相关性年代际强弱分析、检验,在最强相关阶段对宁夏1、2月气温、降水影响进行相关性分析及显著性检验,通过检验的特征量与气温、降水在相应的阶段稳定性较好,作为预报预测的选取和参考因子具有一定的指示意义。对1961年以来Nino 3.4区12月海温监测状态与次年1、2月气温、降水进行相关性分析,得出前期Nino 3.4区12月海温自2000年以来在宁夏区域暖背景和厄尔尼诺-拉尼娜状态下,与次年1月气温、降水分别成正、负相关,系数较高;在厄尔尼诺状态下,与宁夏次年2月气温、降水的正、负相关性较高;在拉尼娜状态下,与次年2月降水的负相关较明显,上述相关均通过显著性水平检验,可作为短期气候预测中可确定因子的依据;海温在正常状态下与次年1、2月气温、降水均无明显相关。统计了1961-2010年共15次拉尼娜事件结束年对宁夏次年1、2月气温偏高、偏低、降水偏多、偏少影响的概率,并通过X²检验得出,拉尼娜事件与宁夏1、2月气温、降水无显著相关性。     

内蒙古沙尘暴的成因、趋势及其预报

本文利用内蒙古1961～2001年的天气气候资料,对内蒙古中西部地区沙尘暴作了统计分析,阐述了沙尘暴的危害并给出了沙尘暴的基本定义。分析了引起沙尘暴的天气和气候因子的变化趋势,研究了他们对沙尘暴的影响,结果表明近40年内蒙古的沙尘暴总体呈减少趋势,但从1998年开始有所增加;沙尘暴的空间分布以阿拉善盟偏北地区为最高发区;降水、气温、大风、寒潮、北半球极涡、西太平洋副热带高压、亚洲西风环流、东亚大槽和南方涛动等天气和气候因素均对该地区沙尘暴的发生有不同程度的影响。     

近60a柴达木盆地沙尘天气时空变化特征及其影响因子

利用柴达木盆地9个代表站58 a的扬沙、浮尘、沙尘暴日数和气温、降水、相对湿度等气象要素资料,通过统计学方法、Mann-Kendall检验、小波分析等方法,对柴达木盆地沙尘天气(扬沙、浮尘、沙尘暴)的时空变化特征及其影响因子进行了分析。结果表明:(1)58 a来扬沙、浮尘、沙尘暴日数整体呈极显著下降趋势,20世纪70年代沙尘天气日数最多,21世纪初期沙尘天气日数最少;(2)扬沙日数在1997年发生了突变,突变后呈下降趋势;(3)沙尘暴日数存在10～15 a的长周期和5～7 a的短周期,扬沙日数也存在10～15 a的长周期,浮尘日数无明显周期性;(4)柴达木盆地沙尘天气的空间分布形态基本以西南多东北少为主;(5)扬沙、浮尘、沙尘暴日数与气压、大风日数和亚洲区极涡的面积、强度均呈正相关,与气温、西藏高原指数、印缅槽指数和西太平洋副热带高压、印度洋暖池的面积和强度呈负相关。     

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.     

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。     

大气环流指数和地面气象要素对海南省橡胶树白粉病的影响

为探讨大气环流指数和地面气象要素对海南省橡胶树白粉病病情指数的影响,利用1962—2009年逐月大气环流指数和逐日地面气象要素资料,根据橡胶树白粉病病情指数等级,结合因子膨化、相关分析和多元回归等方法,筛选影响橡胶树白粉病病情指数的大气环流指数和地面气象要素,构建等级指标,建立预测模型,并对模型进行检验。结果显示:影响橡胶树白粉病病情指数的大气环流指数依次为北半球副高面积指数、北半球副高强度指数、西太平洋副高西伸脊点、北美区极涡面积指数、亚洲区极涡强度指数和印缅槽,显著影响时段为上年7月至当年4月;地面气象要素有平均最高气温、相对湿度、平均气温≥20℃的日数、小雨日数和平均风速,显著影响时段为上年10月至当年1月;基于大气环流指数、地面气象要素、大气环流与地面气象综合因子的橡胶树白粉病病情指数预测模型准确率分别为74.3%～78.8%、74.7%、94.6%～98.3%,表明基于大气环流和地面气象综合因子的模型准确率较高,可作为海南省橡胶树白粉病的中长期预测模型。     

厄尔尼诺对宁夏干旱山区农作物的影响初探

引起赤道太平洋海温异常的厄尔尼诺现象,通过大气环流的异常影响东亚季风系统,对宁夏气温、降水等农作物赖以生存的环境造成影响。为了解厄尔尼诺对宁夏中南部山区气候要素的变化及对产量的影响程度,本文采用动态距平分析法,分析了宁夏干旱山区1961年以来厄尔尼诺发生当年和次年气候要素、农业气候资源及小麦、玉米和马铃薯的产量变化。结果表明,厄尔尼诺造成宁夏暖冬,有利于设施农业生产。厄尔尼诺使冬、春季气温偏高,但夏季气温明显偏低,作物生长季积温减少,高海拔地区热量强度更加不足,影响玉米成熟。厄尔尼诺发生次年,中部干旱带春季降水偏多,有利于保障春播和作物苗期生长,但夏、秋季降水偏少,容易出现干旱,不利于作物生长发育。南部山区春季、秋季降水偏多,有利于作物播种和苗期生长,但夏季降水偏少,特别是作物开花、灌浆初期降水偏少,不利于玉米、马铃薯生长。玉米灌浆中后期、马龄薯成熟期降水偏多,容易引起马铃薯晚疫病。厄尔尼诺发生当年小麦、玉米和马铃薯减产;厄尔尼诺发生次年,山区冬小麦、玉米和马铃薯平均增产幅度分别为8.9%、7.8%和8.4%,均为显著增产。     

南疆阿拉尔地区近31年沙尘天气变化特征及影响因素

根据南疆阿拉尔地区1981-2011年逐日沙尘日数、平均气温、平均相对湿度、平均风速、降水量、蒸发皿蒸发量和大风日数等气象资料,采用气候倾向率、距平和距平相关方法分析了阿拉尔地区近31年沙尘天气变化特征及影响因素。结果表明:1)近31年阿拉尔地区浮尘日数﹥扬沙日数﹥沙尘暴日数,整体呈减少趋势,减幅分别为2.4d/10a、8.2d/10a和45.1d/10a,累计减少了7.4d、25.4d和56.7d。2)阿拉尔地区沙尘天气呈"春﹥夏﹥秋﹥冬"的季节分布,4月、5月为沙尘天气高发时段,12月、1月是低发时段;四季(春、夏、秋、冬)沙尘天气呈减少趋势,累计减少了1.2d、5.6d、23.6d,4.3d、12.7d、19.5d,1.2d、5.9d、9.0d和0.6d、1.2d、5.3d。3)近31年阿拉尔地区年沙尘天气减少主要与蒸发量减少、平均风速降低、大风日数减少和平均相对湿度增大有关,与平均气温、降水量和干燥度无关;季沙尘天气减少是由蒸发量减少、干燥度减小、平均风速降低、大风日数减少和平均相对湿度增大等多种气象因子共同作用,与平均气温和降水量关系不大。     

我国沙尘天气的时空分布和成因分析

据历史文献以及国内学者的分析认为,沙尘天气南界范围位于长江沿线。结合20世纪50-90年代以及2000-2003年的有关数据,讨论沙尘天气的时空分布和产生原因。结果表明,我国的沙尘天气多发生在冬春季节(1-5月),继续南扩可能性甚微,逐年有东扩趋势。分析认为,首先,前一年夏秋降水量对春季沙尘天气发生的频次,二者在年际变化上呈较为明显的反相关关系。其次,不合理的人类活动成为导致沙尘天气的主导因素,最后结合产生原因,提出我国减轻沙尘天气的对策建议。     

山西省近48 a高温和强降水极端事件变化特征

利用山西68个台站逐日最高气温、降水等资料,采用百分位值极端事件定义方法和Mann-Kendall突变检验、小波分析等方法,研究山西1961-2008年极端高温和极端强降水事件的变化特征。结果表明：1961年以来,山西极端高温日数呈显著增加趋势,趋势为5.9 d/10 a,20世纪90年代中期以前变化趋势不明显,1997年以来增多趋势显著。与此同时,极端强降水事件趋于减少。极端高温事件在2001年发生了突变,2001年以后极端高温事件显著增多。极端高温日数有3~4 a,8~12 a及30 a的周期,极端强降水日数有准3 a,6~10 a及准16 a的周期。极端高温事件的增加与气候变暖有密切联系,Nino_3区海温、欧亚地区的纬向环流及西太平洋副热带高压（下称西太副高）对极端高温事件有很大影响,当Nino_3区海温偏高、纬向环流偏强、副高面积偏大、位置偏西时,容易导致极端高温日数偏多。极端强降水的发生则与东亚季风和Nino_3区海温有密切联系,当季风强盛、Nino_3区海温偏低时,往往引起极端强降水事件增多。     

近45年内蒙古乌审旗气候变化对沙尘天气的影响

利用1961-2005年内蒙古乌审旗气象台站的地面观测资料,分析气候年代际变化特征,探讨气候变化对沙尘天气的可能影响。结果表明:近45年来,乌审旗年平均气温以0.48℃/10 a的趋势变暖,近5年气温比20世纪60年代升高了1.8℃,1961-1996年为偏冷时段,1996-2005年为偏暖时段。降水量以15.15 mm/10 a的趋势减少,20世纪60年代至21世纪经历了一个"少、多、少、多"的年代际变化过程。降水量变化分4个多雨时段和4个少雨时段。年大风日数以3.53 d/10 a的趋势减少,20世纪60年代是大风天气的频发期,近5年大风日数较60年代减少了197 d。年沙尘天气日数以14.96 d/10 a的趋势减少,20世纪60-70年代是沙尘天气的频发期,近5年较20世纪60-70年代减少了624.5 d;从季节变化来看,沙尘天气多的季节大风也多,气温回升快,降水量偏少;不同年代气候要素的不同组合对沙尘天气的影响有所差异,春季沙尘日数与同期大风日数的正相关较显著,与同期的气温和前一年夏季降水也显现出较好的负相关关系,夏季降水对第2年沙尘天气的预报有一定参考意义。     

甘肃河东春季透雨日期与海温的相关分析

利用甘肃河东和宁夏回族自治区中南部1971～2000年67个站的春季第一场透雨日期资料,用EOF和REOF方法对其做了分解,进行了透雨日期的气候分区,分析了春季第一场透雨日期的时空分布特征,并计算了其与北太平洋海温的相关关系。结果表明,北部透雨平均日期与南部透雨平均日期具有相反的趋势,北部最迟在5月下旬,南部最早在4月中旬;20世纪70年代透雨日期偏迟,80年代透雨日期偏早,90年代偏迟。透雨早的年份,春季降水偏多,透雨迟的年份,春季降水偏少;透雨日期与北太平洋海温呈显著的负相关,当北太平洋地区的海温偏高时,甘肃河东春季透雨日期偏早。当北太平洋地区的海温偏低时,甘肃河东春季透雨日期偏迟。     

兰州市春季沙尘气溶胶的监测与分析

通过对兰州市2005年春季大气气溶胶监测资料的计算,分析得到了该地区春季大气气溶胶质量浓度和色度随时间的分布及其相互关系,结果表明:有大风时,沙尘浓度较高,红度、黄度也高,相应地污染物比例就小,明度就高;有降水、阴天和多云天气时,空气中沙尘和污染物少,明度高,而沙尘和污染物的比例变化比较小,所以红度和黄度也高;无降水且风速小时,污染物比例大,则明度低,相应地沙尘比例小,红度、黄度也低。本文还分析计算了沙尘暴发生时沙尘粒径的分布、PM10和PM2.5的质量分数以及PM2.5在PM10中的比重;粗细粒子比重不同说明沙尘来源不同。     

基于FY-2气象卫星的塔克拉玛干沙漠黑风暴天气判识方法研究

塔克拉玛干沙漠是我国西部最主要的沙尘暴源区,利用FY-2C、FY-2D静止气象卫星数据并结合FY-3A/VIRR极轨气象卫星数据,对塔克拉玛干沙漠"冷空气东灌型"和"冷空气翻山型"两类黑风暴天气过程的起源、移动、加强和扩散演变进行了多星动态监测,并应用国家卫星气象中心沙漠和半干旱地区大气中沙尘强度的表征参量〔IDDI〕产品对阈值进行了验证,确定了黑风暴的判识阈值方法。结果表明:先用空间分辨率高的FY-3极轨气象卫星数据对大范围的沙尘进行初步判识,再用时间分辨率高的FY-2静止卫星数据对塔克拉玛干沙漠的沙尘进行动态监测,此种沙尘判识的方法不仅是可行的,而且能快速、准确地确定沙尘暴的发生、发展以及影响的区域。对沙尘的定量化判识具有较高的精度,弥补了荒漠地区常规沙尘天气资料短缺的不足。     

近45a达里诺尔湖面积演变对气候的响应

以位于半干旱地区的达里诺尔湖为研究对象,利用地形图和1972-2016年Landsat遥感影像,通过人工目视解译方法提取达里诺尔湖水域面积,结合同期气温、降水、蒸发量资料,分析了达里诺尔湖水域面积时空变化及其对气候因子的响应。结果表明:近45年来,研究区年平均气温显著升高了1. 1℃,降水量减少了9. 0mm,蒸发量增加了208mm;达里诺尔湖水域面积从1972年的233. 15km~2下降到2016年的191. 43km~2,下降速率为8. 77km~2/10a;达里诺尔湖水域面积与年降水量和夏季降水量均呈极显著正相关(P <0. 01),相关系数分别为0. 696、0. 618,与年平均气温、年最高气温、年蒸发量、夏季蒸发量呈显著正相关(P <0. 05)。