盛夏西太平洋副热带高压对陕西降水的影响

利用1961-2008年陕西78个气象站7-8月降水资料、西太平洋副高逐月指数资料及500hPa位势高度场和700hPa风场月平均再分析资料,通过相关、回归分析、小波凝聚谱分析等方法探讨盛夏西太平洋副热带高压对陕西降水的影响及机制,为盛夏陕西降水的气候预测提供依据.结果表明,盛夏副高强度、脊线、西伸脊点指数与陕西降水关系密切,副高偏强偏西时陕西降水偏多,副高偏北时陕西北部降水偏多、南部偏少.8月副高3个指数与陕西降水的相关关系更为密切,通过显著性检验的站点明显增多.副高的强度和位置变化引起副热带和中高纬度大气环流的异常,进而影响陕西降水.8月副高偏强偏西时,巴尔喀什湖阻高增强,700hPa西南季风的水汽输送增强,陕西位于冷暖空气交汇区,降水偏多;副高偏南时,水汽辐合区位于陕南,陕西南部多雨、北部少雨;副高偏北时,水汽辐合区位于陕北,陕西北部多雨、南部少雨.8月副高强度指数与同月陕西降水的显著共振周期为7 ～8a,且副高强度变化超前于陕西降水变化1.26a,说明8月副高强度的年际变化是引起同月陕西降水年际变化的重要原因.     

低纬高原冬季与春季降水特征及其环流背景差异分析

利用经验正交函数分解(EOF)、相关分析、小波分析等方法对低纬高原地区148站的气象观测数据进行分析,以揭示该区域冬、春季的降水时空分布及其环流背景差异,了解低纬高原干旱的原因。结果表明：冬、春季降水时空分布特征差异显著,春季降水量较大幅度高于冬季,差异最大区域位于低纬高原的西部和南部,呈“L”型区域分布;冬季降水在1985-1990年和2005年以后存在4～6a的振荡周期,1990年以后存在准2a和10a左右的振荡周期;春季降水在1995年以前存在较明显的4～6a振荡周期,2001年以后存在准2a的振荡周期。导致冬、春季降水差异显著的环流背景主要为：与冬季相比,春季青藏高原北侧的东亚大槽较弱;但高原南侧的南支槽活跃;海洋上的西太平洋副热带高压偏强偏西,沿着高压外围的气流更容易到达低纬高原,从而水汽输送更强;副高与南亚高压的两高辐合区向北延伸的范围更大,有利于低纬高原降水。进一步研究表明,低纬高原冬季降水主要与青藏高原南侧孟加拉湾附近区域的热力作用密切相关,春季降水则与该地区的比湿关系显著。     

渭河流域极端降水特性指标分析

为研究渭河流域极端降水特性指标及极端降水事件发生频率,基于渭河流域1961—2016年41个气象台站的逐日降水数据和流域历史洪水资料,选定极端降水量(R95P)、极端降水频数(RD95)、极端降水强度(RI95)和极端降水贡献率(RC95)4个极端降水特性指标,采用线性趋势法、相关分析法、Mann-Kendall突变检验法、普通克里金插值等方法,对各指标时空变化特征以及不同子流域极端降水事件的发生频率进行了分析。结果表明:(1)渭河流域极端降水阈值介于16.40～26.29 mm,流域中17%以上的气象台站极端降水阈值超过25 mm。(2)空间分布上,R95P介于127.81～201.41 mm,随纬度升高而减少; RD95干流和泾河流域较高。RI95介于24.37～39.81 mm/d,与R95P空间分布相关性较好,干流东部和下游较高,综上,渭河流域极端降水量越大的区域极端降水强度越高,未来应考虑多区域极端降水对干流及下游河道的叠加作用,降低灾害风险。(3)年际变化上,R95P和RD95变化不显著,RI95和RC95呈轻微增加趋势,2000年后增加显著。(4)渭河流域几次大洪灾均伴随着极端降水,渭河下游极端降水事件发生频率最高,主要发生于20世纪80年代初期和21世纪初期。     

海南岛不同季节水汽输送异常与降水异常的联系分析

利用1970—2015年海南岛18市县月降水资料及NCEP/NCAR逐月再分析资料,探讨海南岛四季水汽特征及其与降水异常关系。结果显示:海南岛多雨年和少雨年水汽输送特征明显不同,各季多雨年、少雨年对比也不同;西南风水汽输送进入南海后转向与南下东北风冷空气汇合形成气旋性异常环流,造成海南春季降水,而西南风水汽输送与副高南侧偏东风水汽输送在海南岛上空交汇,造成夏季多雨;秋季多雨年,西南风水汽输送转向后汇合副高南侧偏东风水汽以偏东风急流形式影响海南岛;春季少雨年时,海南岛位于水汽输送大值中心入口位置,整体水汽收支为对外输出,而东部气旋式水汽环流异常和中南半岛附近反气旋水汽环流异常作用造成夏季降水偏少,秋季少雨年,西南水汽输送和西太平洋偏东风水汽输送较常年偏弱,冬季少雨年,西南水汽输送异常偏弱,海南岛受偏北风水汽输送影响。     

松辽流域1961-2017年极端降水变化特征

为了在气候变暖的背景下有的放矢地防御流域洪涝灾害,根据1961—2017年松辽流域逐日降水资料,采用百分位数、距平累积、Mann-Kendall、变差系数等方法分析了松辽流域极端降水变化特征。结果表明:松辽流域极端降水阈值呈西北小、南部大的分布;松辽流域极端降水量和降水频率都是由西北向东南升高,极端降水强度呈中南部大、其他地方小的分布,极端降水比率则由西北向东南降低;极端降水指数呈西南部低东北部高的趋势。极端降水主要发生在夏季;20世纪60年代初期开始极端降水指数存在由强转弱的突变,80年代中期以后开始增强,目前处于偏强阶段;1961—2017年及突变前极端降水量及频率呈上升的趋势,极端降水强度和比率则呈下降的趋势,气温突变后极端降水指数都呈下降的趋势,变差系数增大。目前松辽流域处于极端降水偏强阶段,极端降水量大,频率高,强度大,且变差系数增大,不稳定增强,极端降水发生的几率增加,因此应引起高度重视,加强相关研究,提高对极端降水灾害的防范和应对能力。     

江西省信江流域极端降水时空变化特征

随着全球气候变化加剧,极端降水事件对人类社会造成严重影响。基于江西省信江流域1960—2005年逐日降水数据,利用ClimDex模型与集合经验模态分解法（EEMD）分析信江流域极端降水指数时空分布特征。结果表明:各类极端降水指数呈不同程度上升趋势,其中以极端降水量（R95P）上升趋势最为显著。经EEMD分解得出各项极端降水指数的IMF分量,具体表现出2.56~2.88 a,5.11~6.57 a,9.20~11.50 a和22.59~36.48 a的准周期,其中以IMF1方差贡献率最大,IMF3的振荡周期较为显著。在3种典型年的极端降水事件空间分布上,五日最大降水量（RX5day）和极端降水量（R95P）呈中部略高于周边地区,且极端多水年高于平水年和极端少水年,表明流域中部地区极端多水年的极端降水事件发生频率相对较高。     

TRMM降水数据在洞庭湖流域的精度评估和应用

高分辨率卫星降雨产品的出现为降水观测提供了良好的前景。然而这些产品在使用前需要经过全面的精度评估。评估了TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission)3B43V7降水数据在洞庭湖流域的精度和适应性。基于洞庭湖流域1998—2011年TRMM降水数据和27个气象站点的实测降水数据,采用相关系数、均方根误差和均方误差技能分数等指标在月和季尺度下评估其在流域内精度,揭示各指标的空间分布特征。结果表明:(1)在月尺度上,TRMM数据与实测数据拟合良好,相关系数为0.89,但TRMM数据在流域大部分地区高估降水。(2)在季尺度上,TRMM数据精度较月尺度有所提升,相关系数达到0.94,并且可靠性更高。(3)两种数据在流域降水时空分布上表现出一致性,在春夏两季为湿润多雨期,秋冬季节降水则相对匮乏。流域内降水分布不均匀,整体呈从东南向西北减少趋势。     

2011年初贵州低温雨雪冰冻灾害特征及影响分析

2010年12月31日至2011年2月1日,贵州遭受低温雨雪冰冻灾害。此次气象灾害共持续33d,全省平均气温和平均最低气温均突破历史记录,排位居1961年以来的第2位(2008年为第1位),过程前期、后期的影响范围和西部地区的灾害均超过2008年。此次灾害来势猛、起伏大、时间长、范围广,给工农业生产和人民群众生活带来了严重影响和危害。利用常规观测、NCEP分析场及卫星、自动站等资料对这次过程的成因进行了分析。结果表明:2010年7月发生的拉尼娜事件所造成的大气环流异常是导致六盘水大范围持续低温雨雪冰冻灾害的重要原因,乌拉尔山地区环流场偏高、中亚至蒙古国西部直到俄罗斯远东地区偏低的环流异常持续时间长,有利于冷空气自西北向东南活动;西太平洋副热带高压稳定维持及青藏高原南缘的南支槽异常稳定活跃,有利于暖湿气流不断向云贵高原输送,为六盘水雨(雪)天气提供了更加充足的水汽来源;分析还表明,逆温层的长时间维持是六盘水市大范围冻雨持续出现的主要原因。     

基于CMIP5模式和SDSM的赣江流域未来气候变化情景预估

赣江流域未来气候变化预估,对于了解该流域未来水资源的变化、指导流域防洪抗旱和水资源的合理开发利用具有重要意义。为预估该流域未来气候变化,利用1961—2005年赣江流域6个气象站数据、NCEP再分析数据并选择了CMIP5中CanESM2模式下3种排放情景RCP2.6,RCP4.5,RCP8.5,采用SDSM模型研究了赣江流域未来气候变化。结果表明:（1）赣江流域未来温度和降水总体均呈上升趋势。（2）在RCP2.6,RCP4.5,RCP8.5这3种排放情景下赣江流域未来最高气温分别增加1.8,2.1,2.8℃;未来最低气温分别增加1,1.2,1.9℃;未来平均气温分别增加1.5,1.6,2.3℃;3种排放情景下未来温度空间分布都是南高北低,西高东低,并在南北方向呈带状和环状分布。（3）在未来3个时期（2020s,2050s,2080s）、3种排放情景下赣江流域气温呈上升趋势,且6月份增幅最大,2月份增幅最小。（4）在未来3个时期、3种排放情景下,赣江流域未来降水均呈增加的趋势;5—10月降水量均呈现下降趋势,1—4月、11—12月降水量呈现增加趋势;3种情景下的未来降水空间分布基本呈南低北高,在南北方向呈递增趋势。对赣江流域气候要素模拟与预估表明,赣江流域未来气候变化存在降水增加及极端天气事件发生的危险,分析结果可为赣江流域气候变化的水文响应及气候变化的适应性研究提供科学依据。     

鄱阳湖流域降水量变化对水沙演变影响研究

利用鄱阳湖流域"五大"入湖河流控制水文站实测水沙资料,探讨了鄱阳湖流域1961—2006年水沙变化特征及其演变趋势,在此基础上应用线性回归分析方法揭示了鄱阳湖流域水沙演变过程对流域降水的响应。研究结果表明,1961—2006年鄱阳湖流域降水量和入湖径流量总体略呈上升趋势,降水日数呈下降趋势,表明降水强度增加、降水时间分布不均匀更加明显。鄱阳湖流域降水和径流基本符合幂函数关系。相关分析结果显示,鄱阳湖入湖泥沙总量和径流量、降水量、降水强度均具有很好的正相关关系,水体中的泥沙含量和径流系数具有很好的负相关性,说明流域降水量和降水强度均对流域产沙量和输沙量有促进作用;流域月降水量与月输沙量基本符合幂函数关系,进一步说明了流域产沙量是降水量和降水强度综合作用的结果。     

基于空间插值逐日降水格点数据的福建省降水时空变化分析

构建可靠的高时空分辨率降水数据集,揭示全球变暖背景下的降水时空变化特征,对于水资源管理与水土流失预防与治理至关重要。利用组合空间插值方法,以福建省1979—2018年400余个站点观测逐日降水数据为原始数据源,得到研究区0.05°×0.05°高空间分辨率逐日降水格点数据集。以此数据集为基础,计算8个极端降水指数和3个降水集中程度指标,分析福建省降水时空变化特征。结果表明：提出的组合空间插值方法可以有效提高逐日降水插值精度,并且数据精度高于目前常用的再分析与卫星遥感降水数据产品;福建沿海地区、闽江下游1日最大降水量、5日最大降水量、强降水量、降水总量、降水强度5个极端降水指标有大面积显著上升趋势;全区域降水集中期以鹫峰山脉-闽江下游-戴云山脉一线为界,西北地区早于6月11日,东南地区则晚于6月11日,与福建省前后汛期时段基本相符;西北地区前汛期雨季有后推趋势,东南地区后汛期雨量有增多趋势。     

1961-2011年秦巴山区极端降水事件的时空特征分析

利用1961—2011年秦巴山区及其周边36个站点的逐日降水数据,应用百分位阈值定义法、线性倾向估计法和Morlet小波周期和小波方差分析,通过区域划分探讨秦巴山区极端降水事件的时空特征。分析表明:秦巴山区极端降水阈值在空间上自东南向西北递减;极端降水发生频数与年均降水日数分布情况相似,自东向西依次增大;年均降水量、年均极端降水量空间分布特征相似,中部值最高,而西部地区的极端降水比重最高,达到44%。极端降水的发生频数受降水日数多少的制约,受地形影响更加显著。极端降水事件发生频数在东部、中部和全区呈不显著上升趋势;西部地区为不显著下降趋势;在20世纪80年代中期有一个明显的峰值,90年代中后期上升幅度较大,而西部地区变化幅度最小。通过Morlet小波和小波方差分析得出,整个秦巴山地区的准周期相似,在32 a左右振荡最强,为第1准周期,还有12 a和17 a的第2准周期。此外,秦巴山地区极端降水事件的发生可能受西南季风影响较大。     

福州降水稳定同位素对ENSO事件的响应机制

ENSO事件背景下的水汽源区变化在很大程度上影响着季风区水循环过程,基于福州的降水同位素及气象数据,研究了ENSO背景下δ~(18 )O的时空分布特征,并利用OLR(向外长波辐射)技术进一步探索降水中氢氧同位素特征对ENSO事件及水汽源区变化的响应机制。结果表明:水汽源区变化主要通过影响降水的年内分配,特别是雨季降水的时间分配状况影响δ~(18 )O的年际变化;各事件年大气降水线方程有着规律性的变化,拉尼娜年凸显出海洋性较强的气候特征;厄尔尼诺年减弱雨季降水量效应而增强旱季反温度效应,拉尼娜年则削弱旱季反温度效应;通过OLR场反演的水汽源区变化与福州稳定同位素特征有着较强的对应关系,西太平洋水汽源区的位置与对流强度的变化是ENSO事件年中影响福州降水稳定同位素变化的主要因素。     

辽宁地区春季降水多、少月大气环流的差异分析

应用合成分析、距平分析和差值分析等方法,对美国NCEP／NCAR的再分析资料和辽宁地区逐日降水资料进行分析,对比春季降水多、少月份的大气环流、影响系统、风场和温湿场特征。结果表明：降水多月,乌山脊和东亚大槽减弱,位相比历年平均偏西,中高纬大气环流纬向度增大,导致冷空气移动快,活动频繁;辽宁位于地面气压场负距平带内,地面辐合上升加强;40°N附近80°E-125°E区域的冷干平流、中低纬地区中国大陆东部20°N-38°N区域的暖湿平流均增强,辽宁位于冷干平流和暖湿平流交汇的区域。降水少月,乌山脊和东亚大槽增强,位相比历年平均偏东,中高纬大气环流经向度增大,系统稳定少动,辽宁位于脊前,对应地面反气旋控制,多晴天少雨天气;辽宁在地面气压场正距平带内,地面辐散加强;40°N附近80°E-125°E区域的冷干平流、中低纬地区中国大陆东部20°N-38°N区域的暖湿平流均减弱,冷干平流和暖湿平流交汇活动减少,导致少雨。     

华北地区降水蒸发差与西太平洋副热带高压的关系

为揭示华北地区当代水资源受大气内部运动规律制约和海气相互作用的影响,采用小波相关和交叉小波变换方法,分析了华北地区降水蒸发差与西太平洋副热带高压脊线和北界位置变化的时频相关。结果表明,2000年以来华北南部的水资源短缺问题有所缓解,但以北京为中心的华北东北部仍处于持续缺水期;华北地区降水蒸发差与副高脊线及北界位置变化相关密切,存在年际和年代际尺度的显著相关振荡,与副高脊线的年代际尺度相关凝聚性最强;时域中年际尺度相关存在局部化特征,年代际尺度相关具有阶段性。分析认为,2000年以来副高脊线和北界位置偏北并维持反气旋型环流,有利于水汽向华北输送,使得华北降水增多成为近年来华北南部降水蒸发差增大的主要原因;而华北东北部仍处于持续缺水期,与东亚季风减弱不利于西南气流的水汽输送以及蒙古高原显著增暖导致蒸发增大等因素有关。副高强度和位置异常影响东亚季风强度和西风带槽脊位置引起华北降水和气温变化发生异常,对华北地区降水蒸发差的年际和年代际变化具有重要作用。     

喀斯特流域极端气候变化特征及对NDVI的影响

为了解贵州省极端气候时空变化及其对植被NDVI的影响,结合箱型图、相关分析、Sen+MK等方法对1961—2020年贵州省极端气候指数进行分析。结果表明：(1)贵州省夜指数的变化幅度大于昼指数的变幅,极端高温指数呈上升趋势,极端低温指数在下降,气候整体呈变暖趋势。除赤水河流域SU25(夏日日数)以-0.08 d/a显著下降外,其余流域高温指数均显著上升,而低温指数均显著下降。(2)量级指数的变化幅度大于强度指数的变幅,年总降水量在减少,但强降水和极强降水事件呈增加趋势;强度指数中南盘江流域均未通过显著性检验,量级指数在沅江流域的变化速率最大。(3)气温及降水持续指数中,低值集中在牛栏江横江流域;其中CSDI(冷持续指数)、WSDI(热持续指数)、CDD(持续干燥指数)未通过显著性检验;GSL(作物成长期)以0.26 d/a显著上升。(4)近21年,极端高温指数对植被生长以促进作用为主,且受TN90P(暖夜日数)的影响最大;极端低温指数以抑制为主,且受TN10P(冷夜日数)的影响最大;气温持续指数以促进为主,且受WSDI的影响最大。极端降水指数中,降水强度、量级指数以促进为主,且受R25...     

柳河流域近54 a降水时空演变特征分析

结合柳河流域11个降水站点1963—2016年近54 a实测降水数据对其降水时空变化特征进行分析。分析表明：流域内年降水递减趋势不显著但汛期降水呈现显著递增变化,年降水突变点主要集中在1970、1980及1990年代。降水量从东南向西北逐步递减变化,降水空间总体呈现10 a丰、枯变化周期。     

广东省极端降水事件的变化特征

[目的]分析广东省极端降水事件的分布特点并对其未来的变化趋势进行判断,旨在为该省的气候评估预测、生态环境建设及经济可持续发展方面的研究提供科学依据。[方法]利用广东省1960—2013年的逐日降水数据,根据百分位方法定义了极端降水事件的阈值,通过采用Mann-Kendall法、小波分析、Hurst指数等方法,对该区的极端降水事件频次和强度的变化特征及其变化趋势进行研究。[结果]广东省极端降水事件的发生频次、强度及极端降水量均呈上升的趋势,且极端降水量对总降水量的贡献率在50%以上。在空间上极端降水事件的发生频次呈现出北高南低的规律性,而强度正好相反。在未来的变化预测中,广东省大部分地区极端降水事件的频次和强度与过去变化趋势相一致,呈持续增加的趋势。[结论]极端降水事件的频繁发生给广东省造成了严重的损失,应加强极端气候事件的预防工作,针对不同成因的极端降水事件应采取不同的应对措施。     

华北平原干旱事件特征及农业用地暴露度演变分析

根据1961-2014年华北平原52个气象观测站月降水数据和区域气候模式COSMO-CLM（CCLM）输出的逐月降水预估数据,利用标准化降水指数,结合“强度-面积-持续时间”（Intensity-Area-Duration, IAD）方法,研究了华北平原过去（1961-2014年）和未来（2016-2050年）3种排放情景(RCP2.6、4.5、8.5）下,不同持续时间的区域最强干旱事件的强度-面积特征及其时空分布规律。同时,基于2000年的土地利用数据,分析了2016-2050年华北平原农业用地暴露度的演变。研究表明：（1）1961-2014年,华北平原干旱中心在空间上呈由南向北迁移的趋势。（2）相比基准期（1961-2005年）,过去45a未遇的干旱事件在2016-2050年RCP3种情景下均有可能发生;RCP2.6情景下发生频率最高。（3）2016-2050年,RCP2.6和RCP 4.5情景下,华北平原农业用地干旱暴露度（即暴露面积）呈增大趋势,RCP4.5情景下干旱暴露面积增加的速率更大,RCP8.5情景下则与之相反,呈减小趋势。3种情景下暴露度峰值分别出现在2040s后期,2040s前期及2020s中期。     

近50年来山东省极端降水指数变化特征分析

利用山东省117个气象站1961—2013年逐日降水观测数据,根据选取的9个极端降水指数,分析了区域内各极端降水指数的时间变化趋势和空间分布规律,并探讨了各极端降水指数与总降水量之间的关系。结果表明:长时段(1961—2013年)中一日最大降水量(RX1d)、最大连续五日降水量(RX5d)、降水强度(SDⅡ)、最长连续无雨日数(CDD)增大趋势不明显,其他各指数均有减小趋势,短时段(1991—2013年)除RX1d,CDD呈减小趋势,其他各指数均有增大趋势。不同地区两时段各极端降水指数变化趋势并不相同,短时段变幅更大同时变化显著的站点更多。除CDD和总降水量有近三分之一的站点为不显著的负相关外,其他指数和总降水量多为显著正相关。