关中平原极端降水时空变化及其与大气环流的关系

基于关中平原13个气象站1957-2019年逐日降水资料,运用一元线性回归、Pearson相关分析和小波相干分析等方法,计算各极端降水指数,分析其时空变化特征,探讨极端降水与大气环流的关系.结果 表明:(1)在时间上,除极端降水强度以0.007 mm·d-1·(10a)-1速率的上升外,其他极端降水指数均呈下降趋势,其...     

珠江流域旱涝变化及其与大气环流关系研究

基于珠江流域57个气象站1960-2014年逐日降水量资料,选用标准降水指数(SPI)为旱涝指标,讨论旱涝时空变化特征,研究与极端旱涝相关的大气环流成因。结果表明:(1)珠江流域旱涝严重程度主要受降水量影响,SPI能有效反映流域的旱涝特征;(2)自1980s起,流域有干旱趋势,西北部干旱化趋势显著;(3)流域春旱减缓,秋旱加重,夏季洪涝频发;(4)极端的旱涝变化与大气环流关系密切,西太平洋副热带高压与东亚大槽是两个主要影响珠江流域旱涝变化的环流系统。     

阿勒泰地区白灾的等级划分及致灾暴雪的环流特征

利用1960-2010年冬季阿勒泰地区7个气象站观测资料、灾情报告、欧亚高空和地面资料,对阿勒泰地区白灾等级和一次致灾暴雪天气的分析表明:(1)积雪厚度和低温的持续时间决定了白灾的危害程度,阿勒泰地区白灾划分为轻度、中度、重度三个级别。51年内阿勒泰地区遭受的白灾轻度11次、中度4次、重度6次,白灾主要发生在浅山、丘陵和河谷一带。(2)2010年1月6-7日阿勒泰地区致灾暴雪天气的主导系统是高空500hPa阻塞高压,西伯利亚冷涡和中亚低槽是影响系统。高空偏北气流、中层西南气流、低层偏东气流在阿勒泰地区的汇集,增加了暴雪天气的斜压性和不稳定性,暴雪落区上方伴有强烈的上升运动。     

祁连山积雨云的时空分布及其环流特征

利用祁连山区29个测站1961-2001年1～12月云状资料,分析过去41年来祁连山区积雨云的时空分布特征及与大环流变化的关系。结果表明:①受地形动力抬升作用的影响,祁连山主区积雨云出现频次高于周边地区;②柴达木盆地积雨云有显著增多趋势,其他区域积雨云有减少趋势;③祁连山积雨云的年变化大致分为4个阶段:1961-1967年为明显上升阶段,1968-1970年为急剧下降阶段,1971-1988年为缓慢上升阶段,1989-2001年为明显下降阶段;④春季积雨云频率与降水的关系密切,积雨云发生次数越多,则降水量越多;⑤祁连山积雨云偏多年与偏少年差值最大的月份是7月和5月,偏多年和偏少年在亚洲500 hPa高度场上有较大的差异;⑥与积雨云频率显著相关的环流特征量主要有:副高北界、脊线、纬向环流和极涡强度、青藏高原高度场指数;⑦用前期环流特征量为因子,建立了祁连山主区积雨云频率的预测模型。     

渭河流域极端降水时空演变规律及其对大气环流因子的响应

基于渭河流域内及其周边28个气象站点1961—2017年逐日降水量数据,选取PRCPTOT、SDII、Rx1day、Rx5day、R95P和R99P共6种极端降水指数,采用Mann-Kendall趋势检验和小波变换方法综合分析了渭河流域极端降水时空演变规律,并进一步探究流域极端降水指数与6种大气环流异常因子之间的相关关...     

两种典型大气扩散指数在新疆的分布特征及其适用性对比

为定量评估气象条件对空气污染的作用,利用2010—2020年新疆14个气象探空站及地面气象观测站资料计算大气自净能力指数和静稳指数,对比分析两者在新疆的时空分布特征及其适用性,结果表明：新疆的大气自净能力指数与静稳指数呈反位相分布,两者具有较好的相关性,相关系数达-0.89。大气自净能力指数在夏季最大[9.4 t·(d·km²)^-1],冬季最小[0.9 t·(d·km²)^-1],南疆[6.2 t·(d·km²)^-1]普遍大于北疆[6.0 t·(d·km²)^-1];静稳指数在冬季最大(5.1),夏季最小(0.7),南疆(1.6)普遍小于北疆(3.8),即南疆的大气扩散条件较北疆好,北疆较南疆更容易形成静稳天气。通过分析2015—2020年大气环境监测站逐日污染数据发现,大气自净能力指数和静稳指数在天山北坡对PM2.5和PM10均有较好的指示意义;在阿勒泰两个指数对PM_2.5有较好的指示意义;在...     

近20a新疆升温融雪(冰)型洪水频次时空变化及大气环流型分析

利用2000—2019年新疆升温融雪(冰)型洪水灾情资料,分析了近20 a融雪(冰)型洪水频次的时空分布和地域差异性,结果表明:北疆融雪型洪水频次占全疆的75％,主汛期在春季,集中出现在北疆西部北部区域,伊犁哈萨克自治州最多(新源县最多);南疆主汛期在夏季,融雪(冰)型洪水主要出现于昆仑山北坡,3月和7月是北疆融雪和南...     

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。     

大气-海洋环流异常对山西省沙尘天气的影响

利用山西省1961-2003年15个站的月沙尘天气日数资料,对沙尘天气发生的频率与大气-海洋环流因子SOI,NAO,PDO和AO指数的关系进行了分析。结果表明:与山西平均沙尘日数变化关系比较显著的因子有PDO和AO指数,且均呈负相关。在这些环流指数偏高的年份,对应山西少沙尘天气;反之,则多沙尘天气。分析还发现,山西的沙尘天气事件与SOI指数有显著的滞后两年的正响应关系。与AO和PDO有显著负相关的站点主要分布在西北部到中东部及西南部,与SOI有滞后两年正相关的站点主要分布在中东部和东北部。在此基础上,讨论了大气-海洋系统振动对山西沙尘天气产生影响的可能机制。     

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)。     

亚洲中部干旱区降水异常的大气环流特征

亚洲中部干旱区(中亚五国和新疆)是地中海气候与东亚季风气候的过渡带,区域天气气候与欧洲和东亚季风区迥异,具有世界独特的干旱区生态气候模式,即山地森林草原—盆地平原绿洲寓于荒漠,并与荒漠共存的生态气候地理格局。天气气候受高、中、低纬环流的共同影响,区域内部差异很大,形成多背景、多因子、多尺度影响下的极具代表性的气象灾害孕育和成灾环境。亚洲中部干旱区光热资源丰富、蒸发量大、气温变化剧烈,而降水稀少,且分布极不均匀,天山山脉的中西段是降水高值区,近百年来整体表现为增暖、增湿趋势。高、中、低纬系统和中亚低值系统的活跃,共同造就了中亚东部(新疆)降水年代际和年际异常增多。西亚西风急流是联系高、中、低纬环流系统相互作用的纽带。目前,该区域气象综合观测网建设不能满足应对气候变化的需求,同时对区域特有的环流系统、灾害性天气气候发生规律和形成机理、高分辨率区域数值模式、地—气相互作用对区域天气气候的影响、气候变化预估等方面的研究也较薄弱,开展上述研究对"丝绸之路经济带"可持续发展具有重要科学意义和战略价值。     

河西走廊东部冰雹的气候特征及天气特征

利用线性回归分析、Mann-Kendall检验和小波分析法,统计分析河西走廊东部1961-2010年近50 a来冰雹日数的变化规律。结果表明：河西走廊东部冰雹日数时空分布差异较大,从祁连山区到走廊平川区冰雹日数迅速递减;年冰雹日数变化总体呈下降趋势,其线性倾向率为-0.164 3 次•a-¹;一年中冰雹出现时段集中在6-9月,一日集中在12：00-18：00;冰雹持续时间在1～20 min。采用Mann Kendall检验法进行检验,河西走廊东部年冰雹日数从1985年开始减少,突变点出现在2006年,2006年后冰雹日数显著减少。在全球变暖的气候背景下,河西走廊东部冰雹日数呈减少趋势,但开始减少和显著减少的时间均滞后于年平均气温开始上升和显著上升时间。小波分析结果表明,河西走廊东部冰雹日数存在9 a的准周期变化。根据冰雹天气发生的物理机制和高低空环流配置,将冰雹出现的大尺度高空环流形势归纳为西北气流型、西风气流型、低压槽型3大类。对每种大尺度高空环流形势下700 hPa中尺度环流进一步细化,分析了每种冰雹类型的垂直环流特征及影响程度。     

清代畜疫流行的时空特征及其与气候变化的关系

基于清代畜疫史料,运用GIS空间分析和数理统计分析等方法,对清代(1644-1911年)畜疫流行的时空特征及其与气候变化的关系进行研究,结果表明：1)清代畜疫流行频繁,畜疫频度高达55.60%;夏秋季节是畜疫的高发季节;畜疫流行总体呈波动上升趋势,其中,清后期最为严重,清前期次之,清中期相对稀少,此外,畜疫流行还存在90年左右的波动周期。2)清代畜疫流行空间分异明显,清前期,畜疫高发区位于河南省,清中期南移至湘、琼、两广交界、赣东北和浙西北地区,清后期转移至长江三角洲地区,整个清时期,畜疫流行形成长江三角洲地区和黄河中下游地区两个高发区中心以及“赣东北-湘东-两广交界-海南岛”的高发带。3)清代畜疫流行受到气候变化的影响,畜疫流行对温度、降水和极端气候事件三者的联合效应敏感、显著,然而,在这三个因素中,仅极端旱涝事件与畜疫流行具有统计意义上的因果关联,极端旱涝事件是畜疫流行的重要影响因素。     

甘肃省水旱灾害时空分布特征及其与粮食产量的关系

全球变暖的背景下,气象灾害呈明显上升趋势,极端干旱事件频繁发生,给农业生产造成严重损失.水旱灾害是对农业生产产生影响最直接、最经常性的灾害类型,其与农业产量关系的研究可为农业生产、防灾减灾、粮食安全评估等提供基础的科学依据.文中以我国西北甘肃省为例,根据1985-2007年全省水旱灾害受灾面积、成灾面积、粮食产量数据,...     

近55年来河西地区干旱时空演变特征及其与ENSO事件的关系

根据河西地区14个气象站点1961-2015年的逐月气象观测资料,基于SPEI指数采用Mann-Kendall趋势检验法、反距离加权插值(IDW)等方法分析了近55年来河西地区年代际、四季干旱及空间变化特征,并探讨了ENSO 事件与该区干旱的关系。结果表明：在年代际变化上,自20世纪90年代以来河西地区干旱次数增多、干旱程度加重。季节时间变化上,河西地区春、夏、秋季均呈干旱化趋势,春季干旱化趋势最为突出,夏季次之,冬季略呈变湿趋势。空间变化上,整个河西地区春季均呈干旱化趋势,而且大部分地区的春旱趋势极为显著,其中春旱趋势最显著的地方是金塔;冬季整个研究区趋于湿润化。各季节干旱高频区分别集中在：春季在金塔、民勤地区,夏季在河西西北部,秋季在河西中东部及西部的安西—玉门一线,冬季在101°E以西的河西地区。河西地区秋季SPEI与SSTA指数的相关性最为显著,春季次之,夏季最弱。ENSO事件发生强度与河西地区SPEI影响因子的多项式拟合关系表明,ENSO事件强度对温度的影响高于降水;其中在ENSO暖事件(厄尔尼诺事件)发生年份,气温有明显的上升趋势;在ENSO冷事件(拉尼娜事件)发生年份,少数年份降水有所增加,对气温的影响较弱。     

塔里木盆地南缘古遗址的分布特征及其与环境演变和人类活动的关系

通过考古发掘资料、零星的历史记载资料和环境变迁研究成果的综合研究表明,塔里木盆地南缘的古人类遗址分布在时空上具有自身独特的特征:在时间上有相对集中于某一时期的特征,塔里木盆地南缘的古城废弃主要集中在4~5、7~8、11和13世纪四个时期;在空间上具有逐步向山前地带退缩的趋势。另外,古城集中废弃的时间与气候的暖干突变和战争高峰期有着很好的耦合关系,这可能揭示气候的暖干突变和频繁的战争是造成古城废弃的直接原因;4~5世纪古城废弃的主要原因可能是气候的暖干突变;7~8世纪古城废弃的主要原因可能是西突厥贵族暴乱、以及吐蕃不断侵犯南疆地区;11世纪古城废弃的主要原因可能是气候的暖干突变和长时间的宗教战争;13世纪古城废弃的主要原因可能是海都、都哇叛乱对南疆地区的侵扰。另外,一些不合理的人类生产活动行为造成生态环境的恶化对这些古城的废弃也有着一定的影响。     

中亚干旱区山地-绿洲-荒漠系统及其气候特征——以中国新疆北部和东哈萨克斯坦为例

在中亚干旱区,发育着大量的山地-绿洲-荒漠系统,其中中国新疆北部以及哈萨克斯坦东部是中亚干旱区山地-绿洲-荒漠系统的典型区,山地系统是干旱区水资源的形成区,也是重要的矿质营养库和生物种质资源库,绿洲系统是生产力相对较高的区域和人类赖以生存和发展的中心,而荒漠系统则是干旱区面积广阔和环境相对恶劣的区域。地貌类型与气候特征决定耦合类型的基础和框架,水文特征决定耦合类型的空间格局,植被类型反应耦合类型的外貌,本文对新疆北部和东哈萨克斯坦山地、绿洲、荒漠三个子系统结构与功能进行了分析,并结合典型区近40年气候变化的特点和规律,来探讨中亚干旱区山地-绿洲-荒漠系统的特征。     

民勤地区沙尘暴近地面风速特征及其与环境因子的关系

作为沙尘暴发生必不可少的动力条件,风是判定沙尘暴强度的主要指标,也是沙尘暴预测预报的依据。虽然人类对风的认识很早、研究很多,但是对沙尘暴过程中的风速特征仍然在不断的探索中。文中研究了民勤荒漠区、绿洲边缘和绿洲内部三种下垫面近地面50m沙尘暴风速特征及其与环境因子的关系。主要研究结果是:1)在三种不同的下垫面条件下,沙尘暴风速在近地面50m范围内风速均随高度遵循幂函数关系递增。2)从荒漠区到绿洲边缘近地表0-50m内风速平均削减4.11%,再从绿洲边缘到达绿洲内部风速平均削减30.45%。风穿越研究断面,随高度增加风速削减率逐渐减小。3)不同季节,沙尘暴平均风速没有明显差异,但地表粗糙度越小沙尘暴平均风速的季节性差异越大,高度越高季节差异越大。4)绿洲内部地表粗糙度为2.121 cm,绿洲边缘为0.082 cm,荒漠区为0.023 cm。5)根据每次沙尘暴过程中30m in平均风速随时间的振荡曲线的轮廓可将沙尘暴归纳为三类,分别为单峰型、双峰型和多峰型。这三种不同类型的沙尘暴在大气环流背景、沙尘暴的发生时间、沙尘暴过程中风速的时空变化等均有明显的不同。在一次沙尘暴过程中,从垂直梯度看,随着高度的增加风速随时间曲线的振幅增大,而振荡频率降低;从水平梯度看,沙尘暴流场从荒漠区经绿洲边缘到达绿洲内部,风速曲线振幅逐渐减小,振荡频率逐渐增加。