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。     

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。     

河西走廊东部暴雨气候特征及天气特征

利用线性回归分析、Mann Kendall检验法,统计分析河西走廊东部1961-2012年暴雨日数的变化规律。结果表明：河西走廊东部暴雨日数时空分布差异大,从南向北、从东向西暴雨日数迅速递减;年暴雨日数变化总体呈上升趋势,其线性倾向率为0.24 d·（10a）-1;一年中暴雨集中在6-9月,且大多在白天。采用Mann Kendall检验法进行检验,河西走廊东部年暴雨日数从1963年开始增加,1985-2012年为显著增加。根据暴雨天气发生的物理机制和高低空环流配置,将暴雨出现的500 hPa大尺度高空环流形势归纳为副高西部冷槽型、副高西部西南气流型、河套阻塞高压型3大类,其中大量级暴雨出现在高空河套阻塞高压型中。针对高空500 hPa 3种暴雨形势,给出了700 hPa对应的低空典型环流特征,并总结分析了每种暴雨类型的环流特征及影响程度。     

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。     

宁夏局部突发性特大暴雨中小尺度分析

2006年7月2日下午,宁夏陶乐县突遭短时特大暴雨袭击。此次暴雨降水强度大,1h和10m in降水量为宁夏44年之最。本文利用常规气象资料、宁夏本地化中尺度数值预报MM5模式产品、多普勒雷达探测资料、卫星云图,对本次突发性短时暴雨发生前后的天气环流背景、影响系统及中小尺度系统发生发展等进行分析。结果表明:这次突发性暴雨具有明显的中小尺度系统特征,主要影响系统有地面河套热倒槽,500hPa和700hPa兰州与银川的暖性低涡及地面中β尺度低涡,为暖湿不稳定能量的贮存和短时强降水的产生与维持提供了有利的动力条件。     

近51 a甘肃夏季气温和降水极端事件变化

利用1960-2010年甘肃35站夏季（6-8月）逐日观测资料,分析暴雨、干燥和异常温度事件的变化特征。结果表明：近51 a甘肃河西区暴雨基本稳定在0.1次/a左右,而河东区在20世纪70年代中期前为显著下降趋势,之后其变化趋势不显著。两区暴雨事件的强度变化均不显著,但在时间上分布比较分散,80年代中期之后暴雨事件发生的时段较之前提前了约2候;河东、河西区的严重干燥事件频次均在1991年发生突变,突变后的显著增加主要是受降水日数在同期突变后显著减少的影响;异常高、低温频次均在90年代中期发生突变,突变后异常高温频次显著增加,异常低温频次显著减少。     

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。     

近20 a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月是北疆融雪和南疆融雪(冰)型洪水的高发月份。20 a来南北疆春季融雪型洪水频次均呈增多趋势,后10 a融雪(冰)型洪水频次较前10 a均增多,增幅30%左右。阐明了新疆融雪(冰)型洪水的天气学分型,分析了伊朗副高东扩型、西太副高西伸型和新疆脊发展型三类大气环流形势,给出新疆升温融雪(冰)型洪水的高低空环流形势及天气系统配置。得出融雪(冰)型洪水发生前,100 hPa南亚高压呈单体型,100~700 hPa新疆受深厚高压脊控制,高空0℃层高度明显偏高,前期山区降水明显偏多。北疆需重点防范春季伊犁州的中低山体季节融雪型洪水,南疆则应密切关注夏季高山冰湖溃决型和积雪、冰川融水型两类融雪(冰)型洪水。     

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.     

2012年7月腾格里沙漠2次暴雨过程诊断分析

利用降水实况资料、单站地面资料、FY2E云顶亮温和NCEP、ECMWF格点资料,对2012年7月20日(7·20)、29日(7·29)腾格里沙漠发生的2次暴雨过程进行了诊断分析.结果表明:20:00局地热力环流在抬升、水汽动量辐合等方面为暴雨提供了有利条件,但它们必须得到天气系统的加强和优化,才能触发中尺度对流天气;沙漠的北边界为持续的水汽输入,南、东边界在暴雨前后由输入转为输出,西边界则由输出转输入,水汽源地在南海、孟加拉湾以及高纬地区;2次暴雨过程都在有利的大尺度环流背景和高低层天气系统相互作用下产生,垂直方向上形成抽吸结构;7·29过程前期为强不稳定层结,引发暴雨的中尺度系统是MCC,而7·20过程层结相对较稳定,观测点降水主要由中β尺度对流系统引起,这是7·29过程降雨大于7·20过程的原因.     

新疆玛纳斯县农户农地流转行为影响因素实证分析

以新疆玛纳斯县369户农户入户调查结果为依据,运用Logistic模型对农户农地流转行为的影响因素进行了实证分析。结果表明:年流转租金、流转年限、户主对农业经营风险认知是影响农户土地转入行为的重要因素,分别在1%、5%以及10%的水平上通过了模型显著性检验。而年流转租金、户主年龄和流转年限、家庭非农业劳动力人数构成了对农户土地转出行为的重要影响因素,且分别在1%、5%和10%的水平上通过了模型的显著性检验。     

川渝地区夏季干旱气候特征及成因分析

利用1979—2011年英国东英吉利大学气候研究中心（CRU）整理的地面月降水资料和日本气象厅（JMA）加工的全球高空等压面月平均气象场再分析资料,采用标准化降水指数（SPI）,确定了川渝地区典型干旱年,讨论了川渝地区夏季典型干旱的气候特征及其大气环流特征。结果表明：川渝地区夏季典型干旱年具有气温高、降水少的气候特征;东亚中纬度盛行纬向气流,西风锋区偏北,冷空气多偏北东移,川渝地区及其我国北方大部分地区受大陆带状高压控制。500 hPa带状高压与100 hPa南亚高压中心位置基本一致,且500 hPa高压中心与温度场的暖中心相对应,是持续性川渝夏季干旱具有近似正压结构的典型环流特征;同时川渝地区夏季干旱年对流层低层从云贵高原到四川盆地的西南气流明显偏弱,风场距平合成表明,云贵高原到川渝地区为东北距平风,距平风场上华南地区为明显的气旋式环流;川渝地区夏季典型干旱年整层西南气流水汽输送与常年比较明显偏小。     

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。     

传统绿洲农业区农户土地流转意愿影响因素分析——以新疆和田为例

农村土地流转是农户将经营权转让给其他农户或其他经济组织的行为,而农户对土地的流转意愿直接影响流转行为。通过对新疆和田地区7县1市43个乡镇的实地调研和524份农户调查问卷,建立了二元Logistic回归模型,分析传统绿洲农业区农户土地流转意愿的主要影响因素。研究表明:农户对土地流转和土地政策的了解程度、家庭人口、户主汉语水平、是否有外出务工经历以及是否愿意在城里购房等是影响农户土地流转意愿非常显著的因素;影响和田地区农户土地流转意愿的因素与我国中东部地区存在着较为显著的地域差异。根据主要影响因素,从劳动力转移、土地政策实施力度、农民文化素质及农村社会保障制度等方面提出促进农村土地流转的政策建议。     

宁夏近44年水汽时空分布及环流差异特征分析

利用NCEP/NCAR(1961-2004年)月平均再分析资料,对宁夏水汽含量(通量)的年际、年代际演变特征及不同区域和不同季节的分布特征进行分析;同时,结合同期宁夏24个气象站降水实况资料,通过对夏季水汽输送偏多年和偏少年环流差异特征的合成对比诊断分析,结果表明:1961年以来,宁夏水汽含量呈明显减小趋势,2001年后有所增加,中部干旱带水汽含量最小,固原市水汽含量最大;从60年代到70年代中期,不同区域纬向水汽通量总体为增加趋势,之后,均在波动中减少;引黄灌区和固原市60年代到70年代经向水汽通量有所增加,之后显著减小,中部干旱带近40多年经向水汽通量为逐渐减少趋势。同时,水汽输送偏多年,宁夏处于东高西低的环流背景下,河套地区受纬向西风控制,南风偏强,且从太平洋到孟加拉湾上有较大的水汽由南向北输送;水汽输送偏少年,河套地区处于平直气流里,东风气流较强,水汽输送较偏多年显著偏弱。     

陕西省粮食生产基地县粮食供需状况及其生产态势的调查研究

为了解陕西省粮食生产基地县粮食供需状况及其区域粮食安全,在2009年9月份对陕西省三个粮食生产基地县（富平县、武功县和凤翔县）1218户农户的粮食生产、流通、消费和储备等现状进行了现场问卷调查。结果表明：三县粮食自给率、人均粮食占有量、粮食储备量、耕地利用效率和农业技术等方面在陕西省均居于前列,并超过全国平均水平;调查...     

硝普钠对不同缺水状态下盆栽马铃薯产量及品质的影响

干旱胁迫是作物生长中最重要的环境限制因子之一。本研究以马铃薯品种大西洋和底西瑞为试验材料,采用硝普钠喷施现蕾期植株,然后控水、复水循环处理,观测分析硝普钠对不同缺水下盆栽马铃薯叶片含水量、块茎产量及品质的影响。结果表明:喷施硝普钠提高了不同缺水下大西洋叶片含水量及块茎中蔗糖和淀粉含量,在严重缺水下,喷施比不喷施可提高块茎产量19.89%;提高了不同缺水下底西瑞叶片含水量和块茎中蔗糖含量,在严重缺水状态下可提高底西瑞块茎产量20.56%。相关分析发现:大西洋叶片含水量与产量相关性为0.9266,块茎中蔗糖和淀粉含量与产量相关系数分别为-0.8450和-0.8623;底西瑞叶片含水量与块茎中蔗糖含量相关性为0.8908。因此,硝普钠喷施对缺水状态下马铃薯的生产具有重要的应用价值。     

晋北地区夏季降水异常的时空分布及其环流特征分析

利用美国国家环境预报中心(NCEP)再分析资料以及晋北地区18个台站1960-2008年夏季降水资料,通过M-K突变曲线、滑动t检验、累积距平3种气候突变检验方法对晋北地区夏季降水的统计检验结果均表明,夏季降水在1996年发生了由多到少的转折。线性趋势法分析晋北地区夏季降水表明:夏季降水呈负的线性趋势,说明自1960年以来晋北地区夏季降水一直处在减少的趋势,干旱较为明显,尤其是广灵、平鲁、灵丘干旱趋势更为严重。对晋北夏季多雨、少雨年的大气环流异常特征进行了合成分析,结果表明:欧亚中高纬位势高度异常直接影响着晋北地区夏季降水的异常,多(少)雨年夏季500hPa位势高度呈现出"负(正)-正(负)-负(正)"的分布特征,中高纬地区以经(纬)向环流为主,冷空气活动频繁(偏弱),晋北地区处在槽(脊)的东南部,有利于降水偏多(少)。对流层低层流场多雨年西太平洋有暖湿气流向北输送,直达蒙古到东北一带与西伯利亚分裂下来的弱冷空气在华北地区相遇,有利于晋北地区夏季降水偏多。少雨年水汽条件差,不利于降水。     

一次持续性区域雾霾天气的综合分析

利用1994年11月发生在山西省的持续性雾霾天气过程实况资料,计算了多种物理量,并从环流形势、形成条件和维持机制等方面进行综合分析。结果表明：①500 hPa锋区偏北,中纬度环流较平,低空850 hPa持续有暖平流向山西地区输送,是大范围霾天气持续的重要天气背景;而500 hPa阻塞形势的稳定维持,地面回流稳定,是导致...     

前期Nino 3.4 区海温变化与宁夏1、2月气温、降水的关系

通过对北半球极涡、亚洲极涡面积和强度指数、东亚大槽强度及位置指数的相关性年代际强弱分析、检验,在最强相关阶段对宁夏1、2月气温、降水影响进行相关性分析及显著性检验,通过检验的特征量与气温、降水在相应的阶段稳定性较好,作为预报预测的选取和参考因子具有一定的指示意义。对1961年以来Nino 3.4区12月海温监测状态与次年1、2月气温、降水进行相关性分析,得出前期Nino 3.4区12月海温自2000年以来在宁夏区域暖背景和厄尔尼诺-拉尼娜状态下,与次年1月气温、降水分别成正、负相关,系数较高;在厄尔尼诺状态下,与宁夏次年2月气温、降水的正、负相关性较高;在拉尼娜状态下,与次年2月降水的负相关较明显,上述相关均通过显著性水平检验,可作为短期气候预测中可确定因子的依据;海温在正常状态下与次年1、2月气温、降水均无明显相关。统计了1961-2010年共15次拉尼娜事件结束年对宁夏次年1、2月气温偏高、偏低、降水偏多、偏少影响的概率,并通过X²检验得出,拉尼娜事件与宁夏1、2月气温、降水无显著相关性。