塔里木盆地浮尘滞空天气客观分型

本文利用2011—2020年塔里木盆地多站浮尘日数据，筛选出396个浮尘滞空日。采用ERA5气象再分析资料，应用PCT算法对塔里木盆地浮尘滞空日地面及高空环流进行客观分型，并分析典型浮尘滞空个例，以揭示浮尘滞空与高低空天气环流之间的联系。结果表明：地面天气型可分为高压前部型、高压底部型和均压场型，不同地面天气型下气象条件和污染物浓度特征存在一定差异；地面天气系统演变过程为高压前部型-高压底部型-均压场型，高空天气系统演变过程为西风槽后型、高压脊型交替出现-平直纬向型；当地面西伯利亚冷高压东移南下，高空受槽后和伊朗高压控制时，浮尘滞空天气处于发生和发展阶段，地面PM₁₀浓度较高；当地面为均压场，无明显气压系统活动，高空为平直纬向环流时，浮尘滞空天气趋于结束。     

银川河东机场沙尘天气环流类型及动力结构研究

选取1998-2010年银川河东机场29次沙尘暴天气典型个例,采用天气学和统计分析方法研究了河东机场沙尘暴天气的环流类型及其动力机制。结果表明:银川河东机场沙尘暴天气的环流类型分为4类,即:新疆冷槽型、小槽发展型、强西北气流型、东高西低型,其中新疆冷槽型沙尘暴天气是河东机场最主要的沙尘暴环流类型;强沙尘暴天气发生时一般都伴随着高空急流加强;而沙尘暴天气爆发时散度场的分布为低层辐合高层辐散。     

基于环流类型分析的沙尘暴预警系统的研究与设计

研究统计1998年-2012年银川河东机场发生的44次沙尘暴天气典型案例,采用天气学分析及诊断分析方法,对沙尘暴天气爆发前24小时500百帕的环流机制、天气系统、气候背景进行深入分析,寻找影响沙尘暴天气发生的关键因素。结果表明:河东机场沙尘暴天气发生的主要环流类型分为四类:一脊一槽型、两槽一脊型、两脊一槽型和其它类型;高空急流、机场地面风、对流层低层强烈垂直不稳定、横槽转竖是影响沙尘暴天气发生的关键因子。总结归纳出影响沙尘暴发生的四个环流共五十二条预报指标以及发生条件,建立基于环流类型分析的沙尘暴预警系统的概念模型,设计开发了沙尘暴预警系统。     

祁连山人工增雨天气模型与预报方法研究

利用1993-2004年高空和地面资料,统计分析了祁连山降水环流特征,得出祁连山降水的主要形势为高空冷槽型、西南气流型、西北气流型。预报系统04年业务化以来,增雨条件判断准确率70%,对人工增雨业务具有客观的指导意义,并有助于对增雨效果的检验。     

内蒙古一次特强沙尘暴大风成因分析

2010年3月19日,内蒙古中西部地区发生了近几年最严重的沙尘暴天气。沙尘暴天气由蒙古国西部起沙,在内蒙古中西部地区加强,随着天气系统的演变,地面形成强沙尘暴或特强沙尘暴天气。利用常规观测资料及数值预报产品资料对3.19沙尘暴天气过程进行诊断分析,得到以下结论:3.19强沙尘暴、特强沙尘暴天气过程,是近地面前期强烈增温,导致地表热力不稳定,由蒙古气旋产生上升运动起沙。高空西北气流上,斜压扰动不稳定发展,高空冷平流激发了垂直于地面的锋面次级环流,地面气旋转为强冷锋过境,内蒙古中西部地区产生强沙尘暴天气。高空急流对沙尘暴天气的产生具有重要作用。高空急流出口区右侧,下沉气流落于地面冷锋后,引起大风,加强了沙尘暴天气。在冷锋移动过程中,冷高压强度少变,处于其前沿锋区内的山西、河北、河南、山东等地产生了扬沙或沙尘暴天气。     

一次强对流暴雨天气的环境条件及中尺度对流云团分析

利用常规观测资料、NCEP/NCAR再分析资料及逐时FY-2E红外卫星云图、自动站和本地WRF等资料,对2010年8月10日夜间宁夏东部强对流暴雨天气过程的大尺度环流背景、影响系统、环境条件、垂直风切变及中尺度特征进行综合分析。结果表明:此次过程是在有利的大尺度环流背景和环境条件下,伴随副高北抬、低空急流发展,在高原槽、低涡切变、地面冷锋和地面辐合线的共同作用下,激发中尺度天气系统在宁夏东部产生的;随着暴雨时段临近,暴雨区上空低空急流和垂直风切变增强,湿层加厚,中低层空气趋于饱和,近地面层持续东风,低层湿层上部维持逆温层,对流不稳定能量急剧释放;强对流暴雨出现在中尺度暴雨云团发展阶段的后期和成熟阶段的早期,在地面气旋式环流右前方、地面辐合线北侧、对流云团发展的前端、冷云中心略偏后的位置上;暴雨站点上空TBB和降水位相变化有一致性,降水峰值对应TBB峰值。     

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。     

乌拉特-达茂草原暴风雪天气特征及预报

暴风雪是强降温、大风和强降雪相伴出现的天气现象。由于形成暴风雪天气的条件十分苛刻,且其发生机率较低,所以具有一定预报难度。文中从内蒙古乌拉特-达茂草原近40年来出现的暴风雪天气个例出发,分析了暴风雪的气候学特征、天气学特征、动力学特征,总结出了几个预报着眼点。分析表明:近20年来乌拉特-达茂草原暴风雪灾害呈明显减少趋势;暴风雪天气过程的环流形势可分为小槽发展型、低槽东移型和横槽转竖型三个类型,且常与蒙古冷涡的发展加深和旋转南压相联系。从天气学特征来看,暴风雪的环流形势兼具寒潮、降水和大风天气的环流特征,高层经向环流十分明显,乌拉尔山高脊发展旺盛,脊前西北急流很强,在蒙古国常存在深厚低涡或横槽,冷中心强、锋区强;低层暖湿气流活跃,常存在偏南风低空急流和暖平流,低空急流左前方往往有切变线;地面图上为蒙古气旋或狭长倒槽,并有锋面存在。从动力学特征来看,高、低空急流耦合作用明显,高空急流入口区左侧的辐合产生下沉运动使动量下传到对流层低层,有利于产生大风;在高、低空急流相叠置的地区由于强烈不稳定而产生深厚对流,容易形成强降雪。在制作暴风雪天气预报时,应主要以乌拉尔山高脊、蒙古冷涡、高、低空急流及其耦合作用等为着眼点,根据它们的发生、发展、演变、配合等情况做出预报。     

天气类型对塔克拉玛干沙漠腹地沙尘浓度的影响

利用塔克拉玛干沙漠腹地塔中大气环境观测试验站2013年3月至2014年2月地面常规气象观测资料和PM10质量浓度数据,运用聚类分析方法对影响沙漠腹地沙尘浓度的地面天气系统进行了分型,分析了沙尘浓度与气象要素、地面天气系统的关系,并运用后向轨迹簇分析方法研究不同气团移动路径下沙尘浓度的变化。聚类分析结果表明:影响沙漠腹地沙尘浓度的主要地面天气系统分为4类,对应其天气环流形势分别为冷空气入侵、反气旋控制、锋前热低压和中小尺度型。轨迹簇分析与地面天气系统分类结果相一致,表现出明显的季节性特征。研究结果可为该区域沙尘天气的地面天气分型与大气环境质量预报提供科学参考。     

甘肃酒泉一次罕见大暴雨过程的天气学诊断分析

利用常规高空、地面资料、区域加密雨量站、卫星云图以及每6h一次的1°*1°NCEP再分析资料,使用天气学诊断方法,初步剖析了2012年6月5日引发酒泉大暴雨天气过程的降水特征、环流背景及影响系统、物理量特征和卫星云图。结果表明:这次大暴雨发生在非常有利的大尺度天气背景下,高、低层均为"东高西低"的流场配置,"歪脖子脊"的阻挡作用使上游低值系统在河西西部滞留时间较长,柴达木低涡移动缓慢,形成了类似于"北槽南涡"的流场形势;暴雨发生时高层辐散、低层辐合,形成了强烈的抽吸作用;对流层内出现强烈的上升运动,中低层流场的配置有利于水汽的输送和汇聚;500 hPa垂直螺旋度的分布与天气系统和强降水有很好的对应关系,强降水中心发生在对流不稳定、斜压不稳定相结合的区域和CAPE强中心的下游。此次暴雨发生期间有多个中尺度对流云团在酒泉市上空活动,表明暴雨过程中存在明显的中小尺度系统。     

喀和铁路沿线近48年气温、降水的变化特征

应用喀和铁路沿线9个气象站1961～2008年气温、降水资料,采用克里格插值、线性倾向率、Mor-let小波等方法,分析了气温和降水的时空、变化趋势及周期特征。结果表明：喀和铁路沿线各地平均气温分布不均匀,降水量主要表现为西段的喀什一带多于东段和田一带,且自西向东逐渐偏少;气温和降水变化倾向率均为正值,分别为0.243...     

1961-2009年西北地区东部降水时空分布及成因

利用西北地区东部99个站点的逐月降水资料,对降水的时空分布进行研究。西北地区东部降水呈变干趋势,秋季最明显,年降水没有发生明显的突变。近10 a,秋季的年代际降水有增加的趋势。西北地区东部降水主要集中在宁夏南部与青海东部。各个季节及年降水的周期性不一致,存在4 a、8 a和12 a左右的周期。用EOF（经验正交分解法）对年降水进行分析,第一模态全区域呈现一致性;第二模态呈现南北相异;第三模态东西相异明显。结合地面状况,发现地形是影响西北地区东部降水分布的重要因素之一,其中最明显的地形系统是高原,六盘山、沙漠戈壁（包括巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠和毛乌素沙地）等地形对降水分布也有影响。     

基于降水量距平百分率的内蒙古地区干旱特征

利用1971-2015年内蒙古地区52个气象站逐月降水量观测数据,采用降水量距平百分率(Pa),从干旱频率和干旱变化趋势率分析了研究区近45 a来干旱时空分布特征。结果表明:从时间变化来看,年降水量呈微弱的下降趋势,并于1998年和2012年发生突变;春季、秋季和冬季降水量变化呈上升趋势,夏季降水量变化呈下降趋势;年尺度干旱主要发生在1999-2011年;季节尺度干旱发生频率为冬旱>春旱>秋旱>夏旱。从空间变化来看,多年平均降水量由东向西呈逐级递减趋势,降水分布地域特征明显,大兴安岭以东地区和巴彦淖尔市西部地区降水变化趋势率较高,呼伦贝尔市西北部、通辽市中南部、赤峰市中部、阿拉善盟西部地区降水变化趋势率较低;发生不同等级干旱的几率为轻旱>特旱>中旱>重旱,各级干旱易发生地区集中在呼伦贝尔市西部、赤峰市中北部、通辽市北部、锡林郭勒盟中西部以及阿拉善盟西部地区。Pa变化趋势率表现为,呼伦贝尔市中东部、巴彦淖尔市西部和阿拉善盟东部呈上升趋势,即干旱程度减轻;兴安盟南部至鄂尔多斯市、阿拉善盟中西部呈下降趋势,即干旱程度加重。     

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.     

白银市降水气候资源评估

利用白银市及周边19个气象站和10个水文站的降水资料,分析了白银市降水气候资源的状况。结果表明：1）白银市年降水量分布从南向北递减,南北气候差异大。受地形影响,有一条干舌伸到境内,与周边地区相比,降水量偏少70～150mm。根据250mm的等值线,景泰县、白银区、靖远县西部为干旱区,会宁县、靖远东部、平川区为半干旱区。...     

近50年黄土高原气候变化特征分析

利用黄土高原地区55个气象台站1951-2000年50年的气温和降水逐日资料,分析了黄土高原地区气温和降水的地理分布特征和气候变化特征;把黄土高原地区分成4个小区,利用小波分析的方法研究了各个小区气温和降水的多时间尺度特征。结果表明:黄土高原多年平均年降水量的地理分布总趋势是南多北少,东多西少,由东南向西北递减,近50年来的降水是逐渐减少的;气温的地理分布特点也是南高北低,东高西低,由东南向西北递减,近50年来的气温是在逐渐上升的;各区降水主要存在准3a周期、8-12a和准22a周期,年平均气温的准3年周期在少数时段通过了显著性检验。     

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.     

河西走廊东部地面温度的变化特征及影响因子分析

利用河西走廊东部4个气象站近50 a地面0 cm温度及年气温、蒸发、降水、相对湿度和风速等观测资料,运用线性趋势系数法系统分析了河西走廊东部近50 a地面温度的空间分布、时间变化趋势及极值变化等特征,采用多元线性回归中的标准化回归系数分析了影响地面温度的气象因子。结果表明：受天气系统、地形地貌以及海拔高度等影响,河西走廊东部地面温度低海拔平原区大于高海拔山区。各地年、年代地面温度呈很显著上升趋势,年地面温度的时间序列存在着6～9 a的准周期变化;月地面温度变化比较一致;各地各季节地面温度也呈上升趋势,春、夏季上升率大于秋、冬季;各地年极端最高和最低地面温度也均呈上升趋势,极端最低地面温度的上升率大于极端最高地面温度的上升率,因此冬季增温对年地面温度升高贡献大于夏季。河西走廊东部地面温度的主要影响因子是最低气温和平均气温,其次是降水、平均风速和相对湿度,最高气温的影响较弱,蒸发的影响最弱。地面温度与平均、最高、最低气温呈正相关,与降水、相对湿度以及平均风速呈负相关,与蒸发无相关性。影响各地地面温度的主要因子有所不同。     

秦岭南北区域夏季极端降水与西太平洋副热带高压的关系

利用1960—2016年秦岭南北地区47个站点的逐日降水数据与同期西太平洋副热带高压的面积指数、强度指数、西伸脊点、脊线位置数据,统计分析了秦岭南北地区夏季极端降水指数与副高指数的相关关系。结果表明:①从整体上看,各极端降水指数与面积指数、强度指数总体成正相关;与西伸脊点总体上成负相关,但会出现一些异常年份和负相关年份;而各极端降水指数与脊线位置的关系呈现正负相关交替的现象。年代际分析和M-K检验表明,副高指数、极端降水指数在20世纪80年代发生了增强、增大的突变。②把秦岭南北划分为4个区域后,无论时间上还是空间上,当面积指数、强度指数偏大,脊线位置偏南,西伸脊点偏西,秦岭以北、秦岭以南和汉水流域中部趋于干旱,汉水流域东西部和巴巫谷地极端降水偏多;反之,相反。这样的极端降水格局应是秦岭等山脉对副高在气候上的响应结果。③秦岭南北地区夏季极端降水偏多年与面积指数偏大、强度指数偏强、脊线位置偏南、西伸脊点偏西相联系,反之,相反。副高西伸可能是秦岭南北地区极端降水增大的重要原因之一。