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。     

武威市相对湿度气候特征及预报

利用武威市1960-2009年5个气象站平均相对湿度资料,系统分析该区域相对湿度的时空分布特征及变化趋势。结果表明：相对湿度北部小,南部大。各地年、年代相对湿度总体呈减少趋势,相对湿度的时间序列存在着 6～8 a的周期变化;相对湿度夏季最大,其次为秋季,春季最小,冬季相对湿度总体上呈增加趋势,其他季节为减小趋势;相对湿度8月、9月达到最大,依次向两端减小,4月最小;一天之内,早晚的相对湿度较大,中午前后的相对湿度较小,相对湿度的日变化与气温的日变化呈反相关。同时,运用2003-2007年逐日20时ECMWF数值预报格点场资料,采用Press准则进行预报因子初选,逐步回归预报方法进行预报因子精选,使用最优子集回归建立相对湿度预报方程,采用CSC双评分准则确定各站逐月平均相对湿度全局最优的显著性预报方程,预报方程通过了α=0.01信度检验。预报方程回代拟合率为70%～77%,预报准确率为65%～72%,达到了一定的预报水平,可为相对湿度的业务预报提供客观有效的指导产品。
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河西走廊东部高温天气成因分析及预报研究

利用河西走廊东部武威市5个气象站1971-2005年逐日极端最高气温≥35℃资料,使用数值预报产品,应用诊断预报和统计预报方法,分析了高温天气气候特征、形成原因及预报着眼点。结果表明:河西走廊东部高温天气主要发生在中部平原和北部荒漠地带;西太平洋副热带高压动力抬升、青藏高压热力加强是造成极端高温事件发生的直接原因。并系统分析了高温天气发生的主要环流形势,总结出武威市高温诊断预报指标和高温定量预报方程,开发出高温预报业务系统,投入业务使用,预报效果良好。     

青海湖北部地区春季干旱分析及预测

通过对海晏、门源等6个测站1979-2008年3-5月逐月降水、连续无降水日数、0～50 cm的土壤相对湿度等资料的统计分析,从春旱发生的频率、强度寻找出春旱发生的规律,同时从春旱的气候特征、环流特征以及气温、海温等方面阐述了春旱的成因.对不同等级的春旱,利用相关分析和多因子组合,确定了春旱的预测指标(预测指标已纳入"青海省海北灾害性天气指标研究系统"中),并在2009年春季干旱预报中进行了应用.     

0～50 cm与0～100 cm土层土壤湿度的转换关系研究

对郑州、南阳2个测点多年来0～100cm土壤湿度、降水(灌溉)及作物发育期资料进行了分析。结果表明,按土壤湿度随时间的变化规律,可将其划分为秋季缓慢下降期、冬季相对稳定期、春季迅速下降期和夏季增墒期4个时段。对0～50cm与0～100cm土层土壤湿度进行回归分析,当前期降水量在10mm以下时,用直线或二次曲线拟合效果良好;当前期降水(灌溉)量大于10mm时,0～50cm与0～100cm土壤湿度之比与前期降水(灌溉)量呈双曲线或二次曲线关系,拟合曲线考虑降水(灌溉)时回归效果有所提高。同一土壤类型、不同时段,或同一时段、不同的土壤类型,拟合的方程不同,反映出不同层次土壤湿度关系的复杂性。     

宁夏短时强对流灾害性天气预报业务工作平台系统开发策略与技术措施

针对新一代多普勒天气雷达投入应用,自动气象站网初步形成,本地中尺度数值预报产品日益丰富,气象卫星资料接收处理系统等多种业务系统日益完善的技术形势,讨论了以多普勒天气雷达产品为核心,多种资料相结合,在省级气象部门业务环境下,短时预报的具体特点和特殊要求。分析表明资料种类多、数据量大、运行周期短、可扩充性要求高是其基本特征。以建立迅捷、高效业务短时预报系统为目的,研究了设计需求、开发策略,并介绍了宁夏短时预报业务系统具体解决的方案与措施。     

内蒙古雨雪转换期强降雪多普勒雷达产品特征

对照实况降水及天气背景资料,应用赤峰站、通辽站、呼和浩特站以及海拉尔站的多普勒雷达产品资料,对2012年11月初连续出现在内蒙古的2次明显降水天气过程进行较为详细的分析,一方面,为了提高多普勒天气雷达产品资料对雨雪转换及降雪天气过程预报的分析、运用能力;另一方面,也在探讨新一代雷达产品对雨雪转换的可预报性。结果表明：降雪过程中的雷达回波特征揭示出2次降雪过程均为稳定性降雪过程;降雪回波强度基本小于35 dBz,大都在30 dBz以下,高度在5 km左右;回波强度梯度小,回波顶高较低;强降雪时段“牛眼”型结构明显,存在低空急流;降雪期间风随高度顺转,为暖区降雪;雨或雨夹雪期间有明显的零度层亮带,亮带距测站近,高度低;由雨或雨夹雪转为降雪后,回波强度有所减弱,回波顶高有所降低。     

降水对沙地杨树人工林水分利用的影响

文中以107欧美杨(Populus×euramericanacv.”74/76”)人工林为研究对象,采用DELTA V Ad-vantage同位素比率质谱仪测定杨树茎木质部及各来源水δD、δ18O稳定性同位素值,结合自动气象站(HOBO)连续观测土壤含水量(SWC)、降雨量等环境和气象因子,利用同位素质量守恒多元分析方法,分析降水前后杨树林水分利用策略.结果表明:1)降水在转化为土壤水或地下水的过程中发生同位素富集.与降水前相比,雨后0cm ～ 80cm土层土壤水δD、δ18O值明显呈现出偏正,80cm ～120cm之间明显呈现出偏负.2)土层深度与降水前后土壤水δD和δ18O同位素间存在显著的二次多项式关系,R ＞0.8537.3)雨前杨树林主要利用120cm～180cm处深层土壤水,地下水的贡献率为20％;雨后第一天主要利用0cm～ 60cm、120cm～ 180cm处土壤水和雨水,而不利用地下水;雨后第三天与第一天相比降水的贡献率由31％下降为4％,而地下水的贡献率由0％上升为8％;雨后第五天120cm～180cm各土层土壤水在前四组来源水中贡献率分别为100％、99％、100％和88％,地下水的贡献率为18％.4)对于一般性降水,杨树林对其水分利用的衰减期为5d.     

陇东南地区中尺度物理量分布特征及其短历时强降水的关系

探空资料在强降水天气分析中占有重要地位,强天气的出现必然对应某些中尺度物理量的异常。文中通过使用站点降水和探空资料,研究了在强降水和无降水时中尺度物理量分布规律,并且通过确定物理量阈值,计算了在不同不稳定和稳定物理量个数时的命中率、降水概率等。研究发现:相对而言热力稳定度类物理量相关系数最高,表明陇东南地区短时强降水主要是由热力不稳定所引起,发现对流抑制能量(CIN)大于500J/Kg时基本不会发生强降水,大多集中在300J/Kg以下;尝试使用多物理量组合综合预报,随着不稳定物理量个数的增加,降水几率稳步增加,虚假警报率逐渐减小,说明组合多个物理量是提高短时强降水预报准确率的一个有效途径,并且发现随着不稳定物理量个数的增加,将会有更大的产生更强降水的几率。     

天津春季典型天气条件下气溶胶浓度谱分布特征

利用天津大气边界层观测站2011年4月1日-5月10日PM10和PM2.5质量浓度、气溶胶数浓度资料、大气能见度和常规气象观测数据,分析晴日、霾日、降水日和沙尘日等典型天气条件下气溶胶质量浓度和数浓度的分布特征,并考察风和降水对气溶胶质量浓度和数浓度的影响。结果表明:2011年春季天津城区PM10质量浓度平均值为194.42±164.19μg·m-3,PM2.5质量浓度平均值为57.89±37.02μg·m-3,PM2.5/PM10为0.35±0.20;不同天气条件下气溶胶质量浓度和数浓度分布特征差异明显,PM2.5质量浓度在霾日和沙尘日较高,PM2.5-10质量浓度沙尘日最高,降水日最低;PN1霾日最高,晴日最低,PN1-2.5和PN2.5-10沙尘日最高,降水日最低;典型天气下后向轨迹有显著不同,来自偏南和偏西风向的气流易造成细粒子污染而形成灰霾天气,晴日以偏北气流为主,偏东气流易导致降雨;降水对清除气溶胶粗粒子和改善大气能见度作用明显,但降雨前后细粒子数浓度变化不大。     

甘肃河东地区降水特征及天气系统分型

利用甘肃1982~2002年逐日降水资料,在统计分析河东地区降水量的年变化及季节变化特征的基础上,结合降水天气过程发生当天的08时500hPa、14时ΔP24地面图为依据,综合考虑西北区高空环流形势、高空和地面影响系统、冷空气路径和强度等天气条件,对4~10月影响河东地区降水的主要天气系统进行了分型,结果表明:河东降水的高空环流可分为三种类型:西高东低型、西低东高型和平直多波动型,其中降水类型以平直多波动型为多见。     

基于EMD和IDAR的灌区年降水量预测研究

针对降水量这样一种非线性、非平稳序列,研究经验模态分解方法(EMD)和信息扩散近似推理方法（IDAR）在年降水量预测中的组合应用,解决资料序列不充分情况下的区域降水量预测问题。首先,通过EMD方法对具有典型非线性与非平稳特征的年降水量时间序列进行处理,分解出包含原信号不同特征尺度的分量数据系列;然后应用信息扩散近似推理技术对各降水量分量间的复杂非线性关系进行描述,建立当前趋势以及相邻年份之间的预测规则,并进行预测。以文献案例灌区长系列降水资料为样本进行实例计算,并与其它预测方法进行了对比。结果表明：基于EMD和信息扩散近似推理的预测方法效果较好,误差绝对值和为1.30,优于人工神经网络、线性自回归方法以及单纯信息扩散近似推理的统计结果。同时,为了验证该方法的适用性,将该方法应用于文峪河灌区的降雨量预测,取得了满意的效果。研究中发现：信息扩散近似推理可将样本点转换成模糊集,部分弥补了由于数据的不完备性所造成的信息空白,并可将矛盾模式转换成兼容模式。而EMD方法可有效分解具有非线性、非平稳特征的降水序列,保留其原序列在空间（或时间）各种尺度上的分布规律。两者结合对解决样本不完备的非平稳序列的预测问题是非常有价值的。通过与其它预测方法比较,发现该模型能够很好地光滑样本数据以及能够较好地发掘知识,有较高的预测精度和推广应用价值。     

春季融雪期0℃层高度与乌鲁木齐河径流量的关系

在收集乌鲁木齐河春季日平均流量和0℃层高度资料的基础上,应用统计方法分析了春季融雪期0℃层高度变化与乌鲁木齐河日平均流量的关系,得出乌鲁木齐河日平均流量与乌鲁木齐08:00时和20:00时的0℃层高度有较好的线性关系,但日流量的变化趋势滞后于0℃层高度变化;2003-2006年日平均流量序列与0℃层高度序列的相关系数均超过95%显著水平,仅2002年未达到显著水平。最后选出相关系数最高的序列进行回归分析,建立回归模型的系数,希望能为今后的融雪径流与融雪型洪水的预报提供参考。     

河西走廊东部低温气候特征及预报方法

利用河西走廊东部武威市1960-2009年5个气象站低温（日最低气温≤-20℃）资料,系统分析该区低温的时空分布、强度、持续性等气候特征。结果表明：河西走廊东部低温天气具有明显的地域特征,海拔较高的山区和北部沙漠边缘低温日数明显多于绿洲平原区。随着气候变暖,年代、年低温日数明显减少,强度减弱。低温天气主要发生在1月、2...     

集合预报方法在新疆大降水中的试验

采用多模式多物理参数化方案的集合预报方法,以GRAPES和WRF中尺度区域数值模式为基础,分别使用2个模式提供的多种物理过程参数化方案和积云参数化方案,通过敏感试验进行有效组合,形成了8个集合成员的集合预报系统。使用该系统对新疆2007年和2008年以降水为主的27场天气过程进行模拟试验,采用Ts评分和BS评分方法,对...     

基于加权马尔可夫模型的标准化降水指数干旱预测研究

基于不同时间尺度标准化降水指数的干旱监测结果,以规范化的各阶白相关系数为权重,采用加权马尔可夫链方法对未来干旱状态进行预测和分析.以关中平原和渭北旱塬36个气泉站39年逐月降水量为分析数据.系统地分析了该方法在不同时间尺度(从1个月到1年)上的预测能力及存在的问题.结果表明:对所选的5个时间尺度该方法都有一定的预测能力,并且随着时间尺度的增加,预测正确率也相应提高.同时,该方法对无旱的预测比较准确.对干旱的发生也有一定预测能力,可以作为早期干旱预警的参考.但是,该方法对干旱状态突变的预测能力较弱;随着干旱程度的加重其预测能力也逐渐降低.     

青海半干旱农区对气候变暖后适应状况的探讨

本文从掌握的青海半干旱农业区－“河湟”谷地部分气象资料出发,建立地区蒸发量与年平均气温间的回归方程,探讨全球变化后这些地区干燥指数状况可能发生的改变。现今４０年来,该区域干暖与湿冷相配合;气温趋暖化并非显著,但干燥指数有所上升,区域向湿润发展。当设定未来平均气温升高２℃,降水量增加１０％时,青海半干旱农业区,在未来气候情景下蒸发量的增加比降水的增加来得快,将导致干旱胁迫加重。但降水量增加２０％时,     

2010年两次强沙尘暴期间地面气象要素变化对比分析

利用沙尘暴发生前后格尔木基准站自动气象站记录的每分钟地面气象要素和常规气象观测资料,对2010年5月14日和7月5日发生在青海格尔木的两次强沙尘暴期间地面气象要素变化进行了对比分析。结果表明：1）两次沙尘暴发生前相对湿度都比较小,气压都在下降,但是相对湿度和极大风速都呈波动式波动,在沙尘暴发生后,气压和相对湿度都突增,...     

安徽省稻曲病气象等级预报方法研究—以池州为例

为进一步明确安徽省稻曲病发生关键期, 探索稻曲病气象等级预报方法, 以满足对该病害气象等级预报的服务需求?本文以安徽省池州市为例, 利用1995年-2018年一季稻稻曲病观测数据和同期气象资料, 通过相关分析确定稻曲病发生关键期?根据稻曲病大发生对适温高湿环境的需求及不同降水等级和温度对稻曲病发生程度的影响不同, 以稻曲病发生关键期降水日数为基础, 引入雨量系数和温度系数, 形成稻曲病发生综合气象条件指数, 通过最优曲线回归分析, 建立稻曲病预报模型?结果表明, 7月下旬至8月中旬是池州市一季稻稻曲病发生关键期; 综合气象条件指数与稻曲病病穗率相关性明显高于降水日数与病穗率相关性; 预报模型回代检验准确率为81.0%, 2016年-2018年模型预测结果均与实际情况相吻合, 由于样本中轻发生和大发生年份较少, 对轻发生和大发生预报的准确性需在样本丰富条件下进一步验证?模型在业务应用中, 可结合CFSv2模式逐日降水和气温预报产品, 提前10~30 d开展稻曲病气象等级预报, 对做好稻曲病的防治工作具有重要参考价值?     

绿洲-荒漠过渡带蒸散与主要环境因子关系分析

以实测气象资料为基础,通过波文比能量平衡法对芨芨草地蒸散量进行计算,分析了不同天气条件对蒸散与主要环境因子之间相互关系的影响,建立了适合新疆天山北麓绿洲-荒漠过渡带的蒸散预测模型。结果表明:1)影响过渡带蒸散的四大主要环境因子依次是净辐射(Rn)、土壤热通量(G)、气温(T气)、相对湿度(RH)。2)不同天气条件下各主要环境因子及蒸散日变化曲线特征差异显著。晴天蒸散曲线呈"单峰型",阴天表现为"多峰型",而雨天显示为"偏峰型"。平均情况下基本与晴天一致。3)除Rn外,其它主要因子与蒸散线性拟合度均表现为雨天最大,晴天、平均次之,阴天最差。4)适合不同天气条件下的蒸散预测模型表明:除阴天外,热量是影响干旱区绿洲-荒漠过渡带蒸散的主导因素。