北大西洋涛动对新疆冬季极端冷事件的影响

利用1961—2016年新疆各站逐日气温、NCEP再分析高度场、风场资料及北大西洋涛动（NAO）指数，分析了新疆1961—2016年冬季出现的极端冷事件频次变化及与其相联系的环流特征。冬季NAO通过欧亚（EU）波列传播影响新疆冬季极端冷事件的变化，但冬季NAO位相与新疆冬季极端冷事件并没有逐年一一对应的负相关关系。在冬季NAO负位相年，由EU波列传播，70°N以北北风偏弱，当乌拉尔山及其以东区域位势高度偏高（低），50°~70°N西风偏弱（强）时，新疆冬季极端冷事件偏多（少）；在冬季NAO正位相年，由EU波列传播，70°N以北北风偏强，当乌拉尔山及其以东区域位势高度偏高（低），50°~70°N西风偏弱（强）时，新疆冬季极端冷事件偏多（少）。因此，冬季NAO、乌拉尔山及其以东区域高度场和50°~70°N西风三者共同作用决定了新疆冬季极端冷事件的发生频次，其中乌拉尔山及其以东区域位势高度和50°~70°N西风在冬季NAO对新疆极端冷事件的影响关系中起到了重要的调制作用。     

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。     

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)。     

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。     

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。     

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。     

甘肃河西走廊春末夏初降水高空环流特征

对河西走廊1961-2002年19个气象站的春末初夏降水,采用EOF,REOF分析了其空间分布及其多雨与少雨年的500 hPa高度场700 hPa流场的特征.结果表明:多雨年中纬度500 hPa高度距平场东正西负, 东亚大槽弱,欧洲低槽强.700 hPa流场非洲至欧洲、西伯利亚海和菲律滨海盆为辐散区,印度和中国河西走廊为辐合区;少雨年500 hPa高度距平场西正东负,中亚到新疆的高压脊强,东亚槽偏强.700 hPa河西走廊春末夏初矢量风距平场,欧洲、西西伯利亚、泰国为辐合区,中国河西走廊为辐散区.     

西安地区近五百年旱涝变化趋势与近百年旱涝成因分析

根据历史文献、站点资料对西安地区五百多年的旱涝等级序列进行了重建和统计分析,并利用ERA-20C再分析数据,并对近百年(1900—2008年)不同旱涝等级的气象条件进行了合成分析。结果表明:西安旱涝等级随时间有向偏涝发展的趋势,旱涝年的环流形势有明显的差异,体现在极涡、阻高、低槽及北大西洋涛动等方面均呈相反的形态;水汽输送差异主要在7月和9月的纬向水汽输送通量,动力作用与南亚高压的位置和强度紧密相关,呈现出非常明显的差异。造成旱涝年前期冬末初春的环流背景和海温也具有显著的不同,总体来说,涝年前期伴随了较强的冷空气活动,而旱年大气活动相对平稳;东太平洋和北大西洋海温异常,对旱涝年的大气响应主要表现在副热带高压强弱位置的差别和北大西洋涛动位相的不同。     

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.     

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。     

导致一例强沙尘暴的若干天气因素的观测和模拟研究

利用常规观测资料和数值模拟方法对影响2001年4月6-8日强沙尘暴天气发生的若干天气因素进行了研究。结果表明在本次“锋面气旋型”沙尘暴过程中,气旋冷锋是引发强沙尘暴的主要系统,冷锋过境对沙尘暴的触发作用远强于气旋发展。冷锋的动力学特点决定其常与强沙尘暴伴随。影响沙尘暴的诸多天气因素中,影响地面大风形成的有效动量下传机制为高空急流下沉支使高空动量下传至对流层中层,其下方形成的深厚混合层使这一动量继续下传到地面。“混合层”从本质上反映了有利沙尘暴形成的大气层结特征,深厚混合层的是否形成很大程度决定着沙尘暴的强度。本次过程深厚混合层的形成是长时间地面加热的结果,这也是特强沙尘暴仅发生在内蒙古中部偏北地区而不是下垫面条件更为适宜的内蒙古西部的原因。混合层空气的平流对内蒙古中部偏北地区深厚混合层的形成具有相当的贡献,其影响程度与地形分布密切相关。地面热通量试验表明地面加热对冷锋过境时上升运动的强度、深厚混合层形成、高空动量下传等具有重要影响,并因此影响沙尘暴强度。     

影响中国北方特强沙尘暴的环流系统分型研究

使用中央气象台出版的历史天气图资料,对1957～2002年发生在我国北方的33次特强沙尘暴过程的环流系统进行了分析研究,重点分析研究了环流系统的热力和动力结构、活动特征及高低层系统的相互配置;在此基础上,以形成触发沙尘暴强风的主要地面环流系统为依据,通过分类归纳,将形成我国北方特强沙尘暴的环流系统,划分成纯强干冷锋型、蒙古气旋与干冷锋混合型、蒙古冷高压南部倒槽型和干飑线与冷锋混合型4种类型。研究结果指出纯强干冷锋型的冷锋具有典型的2型冷锋的垂直结构,冷锋后有强大的气压梯度,冷平流强烈,锋后为西北大风,沙尘暴带为西北东南方向。蒙古气旋与干冷锋混合型以蒙古气旋的强烈发展为主要特征,气旋强烈加深,在地面强风形成中起着重要作用,气旋暖区及冷锋后为西南大风或偏西大风,沙尘暴带自西向东延伸,与气旋中心移动路径关系密切,冷锋后降温较弱。蒙古冷高压南部倒槽型强沙尘暴是由蒙古冷高压与河西暖倒槽相互作用形成强盛东风触发的,沙尘暴区范围较小,但稳定少动,持续时间较长。干飑线与冷锋混合型强沙尘暴是由冷锋前干飑线或中尺度低压扰动和冷锋相伴影响造成的,它可以和第、类同时发生,第、类天气尺度环流形势是产生该类强沙尘暴的环流背景。文章给出了各类特强沙尘暴的天气学概念模型。     

1960-2014年内蒙古极端天气事件趋势分析

运用1960-2014年内蒙古46个站点的日气象资料,利用Rclimax软件分析WMO发布的12种极端气温指数及其时空变化规律.结果表明:1960-2014年,内蒙古极端气温指数变化与全球变暖相同步,冰日、霜日、冷日和冷夜指数趋于减少,而夏日、热夜、暖日、暖夜和生长季长度指数区域增大.极端最高(最低)指数呈增加的趋势,而气温日较差趋势则趋于减小.空间分布上,内蒙古西部极端天气指数变化明显,显示出地表裸露的地区对气候的变化敏感.相比于1960-1985年,1986-2014年气温上升更加的强烈,在此期间,冷指数(ID0、FD0、TN10和TX10)显著下降而暖指数(SU25、TR20、TN90和TX90)显著上升.1985年前各站点极端气温指数变化趋势复杂,而1986年后大部分站点冷(暖)指数表现为下降(上升)趋势.极端指数的变化与纬度和海拔相关性较弱,但各指数与经度却存在广泛的关联.北极涛动(AO)对内蒙古的气候有着一定的影响,各站点的极端指数与AO有显著相关,冷指数表现尤其明显.     

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。     

近49 a乌鲁木齐气候变化及其与EI Nino/La Nina事件的关系

利用乌鲁木齐气象站1961－2009年的逐月平均气温、降水量和风速以及EI Nino/La Nina事件统计数据,采用趋势线法和统计分析等方法,研究近49 a来乌鲁木齐气候变化与EI Nino/La Nina事件的关系。结果表明：49 a来乌鲁木齐降水量和气温均有所增加,风速具有一定的下降趋势;气候向暖湿化方向转变。1961－2009年共有16个厄尔尼诺事件年,13个拉尼娜事件年。EI Nino/La Nina事件影响乌鲁木齐季节降水量、年平均气温和风速。在厄尔尼诺年,乌鲁木齐冬季降水偏少、风速偏小、年平均气温偏高、容易形成暖冬,且易发生旱灾。在拉尼娜事件年,乌鲁木齐春季或夏季往往降水偏多、风速偏大、易遭遇洪水、寒潮和风灾。