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.     

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.     

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)。     

新疆降水与环流场演变研究

通过分析南、北疆地区近50a来的降水演变特征,将南、北疆地区降水多寡典型年份对应的500hPa高度场和海平面气压场的距平进行合成,讨论了多雨和少雨期大气环流的气候背景特征。结果表明,近20多年南、北疆降水较20世纪60-70年代均有显著增加。南、北疆夏季降水与大气环流之间亦存在一定的联系,尤其是乌拉尔山高压脊的增强明显有利于南、北疆降水。     

晋北地区夏季降水异常的时空分布及其环流特征分析

利用美国国家环境预报中心(NCEP)再分析资料以及晋北地区18个台站1960-2008年夏季降水资料,通过M-K突变曲线、滑动t检验、累积距平3种气候突变检验方法对晋北地区夏季降水的统计检验结果均表明,夏季降水在1996年发生了由多到少的转折。线性趋势法分析晋北地区夏季降水表明:夏季降水呈负的线性趋势,说明自1960年以来晋北地区夏季降水一直处在减少的趋势,干旱较为明显,尤其是广灵、平鲁、灵丘干旱趋势更为严重。对晋北夏季多雨、少雨年的大气环流异常特征进行了合成分析,结果表明:欧亚中高纬位势高度异常直接影响着晋北地区夏季降水的异常,多(少)雨年夏季500hPa位势高度呈现出"负(正)-正(负)-负(正)"的分布特征,中高纬地区以经(纬)向环流为主,冷空气活动频繁(偏弱),晋北地区处在槽(脊)的东南部,有利于降水偏多(少)。对流层低层流场多雨年西太平洋有暖湿气流向北输送,直达蒙古到东北一带与西伯利亚分裂下来的弱冷空气在华北地区相遇,有利于晋北地区夏季降水偏多。少雨年水汽条件差,不利于降水。     

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。      

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.     

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。     

黄河上中游流域夏季降水预测的概念模型

选取黄河上中游流域43站1961-2006年夏季降水量作为研究对象,应用线性相关分析、EOF分析等方法,分析了流域内夏季降水与北半球100hPa、500hPa、海平面气压、海表温度、地面射出长波辐射(OLR)、青藏高原和西北干旱区地面气温以及74项环流特征量等资料前期至同期的关系,建立了该区域夏季降水气候预测的概念模型。     

四川盆地夏旱多因素综合评估方法探讨

通过对四川盆地夏旱定量评估方法的探索,分析影响干旱程度的主要气象因子,根据它们之间的关系,建立了多因子综合影响的单站和区域干旱定量评估模式,开发了干旱评估业务系统.利用新评估模武建立了单站和区域夏旱程度评估序列,通过新旧评估结果的对比分析,发现新干旱指数与以前评估指数存在较大差异.由于新方法综合考虑了旱期多气候因子对评估影响的结果,新评估结果更符合客观实际,在业务中应用收到良好的效果.     

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。     

中国夏季区域干旱特征比较研究

利用全国515站(1957～2000年)气象资料,修正计算帕默尔干旱指数,研究中国夏季区域干旱演变特征及其与东亚夏季风的关系.结果表明:除内蒙古高原区、华北北部及长白山脉区、黄土高原区、云贵高原区、东北平原区等5区域夏季干旱指数呈下降趋势外,南岭区、长江中下游区、黄淮区域、塔里木盆地区、天山北部区域、河西走廊及其沙漠戈壁区、青藏高原区等广大区域夏季干旱指数均呈上升趋势.中国夏季干旱指数大多存在5～8 a的短周期年际周期变化,12～13 a、15～16 a的长周期年际周期变化存在于部分区域,个别区域还存在20～25 a长周期年际周期变化.西北和青藏高原夏季干旱指数与东亚夏季风指数呈负相关,中东部地区夏季干旱指数与东亚夏季风指数呈正相关.     

Causes of recurring drought patterns in Xinjiang, China

Xinjiang Uygur Autonomous Region of China, with its unique topography and geographical location receives very less precipitation in summer as compared with other parts of China. The region is a land locked where moisture is supplied only by westerly winds from Atlantic Ocean as the moisture coming from Indian Ocean is mostly blocked by the Himalayas Range and the Tibetan plateau. In such a scenario, Xinjiang faces severe drought conditions offering significant challenges to water management. In this paper, we analyzed the drought periods in Xinjiang and discussed the various factors that might have influenced precipitation over the past forty-four years. For this purpose, we defined three periods of consecutive four years for high and low precipitation intensities. The average observed precipitation was 1.05 mm/day and 0.7 mm/day in summer (June-July-August) for the Tianshan Mountain region and Junggar Basin of Xinjiang, respectively. The drought conditions indicated that high sea level pressure, wind divergence and low convection were the prominent features that caused the droughts, which often do not allow the condensation process to coagulate the tiny water droplets into relatively large raindrops reducing the amount of precipitation in the region. The period of 1983-1986 is the lowest precipitation interval indicating the severe drought in the western Xinjiang (i.e western Tianshan Mountain region), for which, less moisture availability, strong divergence and less convection could be the most influencing factors.     

中国旱灾的地理分布特征与灾情分析

本文以农业灾害统计资料为基础,较系统地分析和探讨建国以来各阶段、各地区的旱灾状况及灾情的波动特征,旱灾和灾情的区域分异特征。分析旱灾对我国粮食产量的影响,提出减灾对策。