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。     

1958-2006年河西走廊极端天气气候事件变化特征

利用1958-2006年甘肃河西走廊18个观测站大雨、干旱、≥35℃高温、≤-20℃低温、霜冻、大风、沙尘暴、雷暴、冰雹等极端天气气候事件的年发生日数资料,采用多项式法、线性倾向、M ann-Kendall法、滑动t检验及Morlet小波等统计学方法诊断分析其变化特征。结果表明:近49年来,河西走廊大风、沙尘暴、低温、霜冻、雷暴和冰雹呈显著减少趋势,高温呈显著增多趋势,其中大风、沙尘暴、高温和霜冻分别于1996,1989,1996年和1998年前后发生突变;大雨和干旱频数总体变化不显著。20世纪90年代初,低温和霜冻由多趋少,高温、大雨和干旱由少趋多,与河西走廊突变增暖时间基本吻合。干旱和高温存在长期性变化周期,沙尘暴、雷暴存在阶段性变化周期,其余极端天气周期变化不明显。     

青藏高原东北边坡冰雹天气的时空变化分析

利用1961-2010年青藏高原东北边坡地区60个台站的冰雹资料,研究青藏高原东北边坡地区冰雹的时空分布及冰雹的年代际演变规律。研究表明：① 一般情况下,冰雹出现在每年的4-11月,6月出现频率最高;日变化主要集中在12：00-20：00（北京时间,下同）,其中14：00-18：00最盛,并且不同月、不同年代际的日变化存在较明显的差异,而不同月的峰值时间可以作为冰雹预报的一个参考指标。② 冰雹的地理分布从西南向东北递减,西北和东南分布较少,中部地区较多,并且冰雹次数与海拔高度呈显著正相关。③ 从年代际距平空间分布来看,20世纪80年代高原边缘地区的冰雹次数达到峰值,但近十几年却显著减少,这一特征与气温变化趋势较为一致,表明它们之间的相关性。④ 从年际变化来看,从20世纪60年代开始持续增加,90年代开始又呈现持续减少的趋势,特别是近10 a来减少趋势明显增强。     

河北省冰雹时空分布特征及对林果的影响评估

根据河北省1951―2018年历史冰雹灾情数据和逐日气象要素数据,分析了冰雹日数时空演变特征;基于单位面积林果雹灾损失,构建了极大风速、冰雹直径、降雹时间等为致灾因子的林果损失评估模型,采用最优分割法划分了轻度、中度、较重、重度、严重5个等级,确定了不同灾害等级的致灾临界阈值;基于模型,对2019年林果受雹灾影响进行了评估。结果表明：河北省冰雹日数以0.26 d·10a^-1的速度下降;冰雹出现时间一般在3—11月,5—7月是冰雹高发期,占全年次数的65.1%,6月频率最高,达30%;冰雹主要出现在午后到傍晚（13∶00—18∶00）,16∶00达到峰值。河北省冰雹日数空间分布随地形变化,山区多于平原。林果受雹灾单位面积损失与冰雹最大直径和持续时间呈极显著的正相关。2019年河北省冰雹灾害对林果影响较小,灾情较轻。     

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。     

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...     

南疆和田地区沙尘暴气候特征、成因及应对策略

运用和田地区气象、社会统计、NCEE/NCAR、国家气候中心气候诊断等资料,综合应用统计、气候趋势、小波、突变方法分析了和田地区沙尘暴的气候特征,揭示了沙尘暴多发的地形(貌)、大尺度环流背景、气候要素及人类社会活动等综合因素.结果发现:(1)和田地区沙尘暴日数呈现出下降、减少的趋是势,显著突变减少点在1988年,年代际...     

河西走廊东部沙尘暴特征及地面气象因素影响机制

利用1961—2015年河西走廊东部民勤、凉州和永昌逐小时沙尘暴资料以及代表站民勤逐日气温、地温、降水、最大冻土深度、积雪日数、积雪深度、平均风速、平均大风日数和近10 a逐小时气温、地温和风速资料,运用常规的气候统计方法,对河西走廊东部沙尘暴特征进行研究,并采用相关系数(Pearson)法进一步分析沙尘暴的影响因素。结果表明:河西走廊东部沙尘暴频次下午到傍晚出现最多,凌晨最少,沙尘暴频次春季上午开始增多,秋、冬季中午开始增多,夏季下午开始增多。河西走廊东部持续60～180 min沙尘暴频次最多,夏季持续1～30 min频次最多,长持续时间的沙尘暴上午开始增多,而短时间的沙尘暴基本出现在下午到晚上。沙尘暴频次月、季变化4月和春季出现最多,9月和秋季最少;近55 a沙尘暴频次呈减少趋势,主要是由大风日数减少、风速减小,地温、气温升高、降水增多、下垫面生态环境改善等因素造成。     

陕西省极端无雨日数的时空分布特征

利用陕西省78个地面气象站1961—2010年的逐日降水资料,统计了四季最大连续无降水日数,采用正交函数分解、Mann－Kendall趋势检验等方法,分析了各季节极端无降水日数的空间结构和时间演变规律。结果表明：极端无雨日数最多出现在冬季,为16～45 d ,最少是夏季,为8～14 d;冬、春季节的高值中心出现在陕北北部、关中的东部,冬季陕北北部达43 d以上,夏季高值中心出现在关中的东部,为11～13 d;冬、春旱陕北最多,关中次之,陕南较少,夏、秋旱关中最多,陕北次之,陕南较少;在大尺度天气系统控制下,四季极端无降水日数事件的步调基本一致,不同季节的天气系统对陕西各区域的影响具有明显的局地性和阶段性;近50a来夏季和秋季表现为持续增多趋势,冬季和春季有部分站点呈现出反向变化趋势,其中夏季和秋季陕北局部、陕南局部干期日数增多趋势显著。     

河西走廊东部降水日数及强度的时空特征

利用1961～2007年河西走廊东部五站逐日降水资料, 分析了河西走廊东部不同降水日数及强度的时空演变特征.结果表明:近47年来,河西走廊东部降水量总体呈增加趋势;河西走廊东部总雨日、小雨日、中雨日和大雨日均呈增加趋势 ,小雨日数增长率最大;其中民勤、古浪、永昌、乌鞘岭雨日呈增多趋势,而凉州区为减少趋势.年降水强度也呈增强趋势,主要体现为小雨和大雨强度的增大,中雨强度有变小的趋势;其中民勤、凉州区、永昌、乌鞘岭降水强度一致为增加趋势,古浪降水强度为减弱的趋势.总雨日、小雨日、中雨日和大雨日数由南向北均呈减少趋势.河西走廊东部降水强度中心在南部山区的古浪,强度最弱的是中部凉州区,20世纪80年代河西走廊东部多小雨事件, 90年代、21世纪初的2001～2007年河西走廊东部多中雨和大雨事件;2001～2007年河西走廊东部小雨、大雨强度最强,而中雨强度最弱.     

河西走廊东部人工增雨试验效果评估

采用非随机试验,运用序列试验法、区域对比试验法、区域双比试验法和区域回归试验法,分析了1997-2004年5～9月份在河西走廊东部进行的人工增雨作业.试验发现,实施人工增雨作业后,8年平均累计增加降雨量131.5 mm,平均相对增雨率为26%.说明河西走廊东部进行的人工增雨效果是明显的,进行人工增雨是可行的.人工增雨为河西走廊东部开发利用空中水资源、改善环境、增加水库蓄水开辟了新的途径.     

ENSO事件对河西走廊气候与气候灾害的影响

通过对河西走廊敦煌、酒泉、张掖、武威4个城市58 a来气温和降水资料的搜集和整理,分析该区域气温和降水的变化、ENSO事件对该区气候以及旱涝灾害的影响。结果表明：1952年以来,该区年均气温总体呈波动上升趋势,气温增长率约0.3 ℃/10 a;年均降水量略有增加,增长率约2.3 mm/10 a。在58 a内该区发生旱涝灾害的频率为50%。小波分析显示,该区域轻度旱涝灾害周期为4~5 a,中度旱涝灾害周期为13~14 a,大的旱涝灾害周期为18~19 a,重的旱涝灾害周期为26~27 a。ENSO事件对该区平均气温的影响比平均降水量的影响明显,厄尔尼诺年气温明显升高,降水量略有增加;拉尼娜年气温明显降低,但年均降水量增加了10.5 mm。ENSO事件与该区旱涝灾害关系显著,该区域的旱灾和涝灾主要发生在ENSO事件年或前后年,并且旱涝灾害多发生在连续性的ENSO事件年。     

河西走廊荒漠-绿洲区气候环境演变特征

根据河西走廊荒漠-绿洲交错区敦煌、金塔及民勤3站1960-2007年气温、降水、蒸发量等观测资料,利用距平时间序列和多阶自回归序列分析方法,探讨荒漠-绿洲交错区的年际气候演变特征。结果表明:在1960-2007年荒漠-绿洲交错区年均气温分为两个主时段,即1967-1986年为一低温时段,1987年开始转为一个相对较长的偏暖时段。目前,年均气温正处在历史的波峰状态,年均蒸发量显著增加。利用荒漠-绿洲交错区1980-2007年灌溉面积、地下水开采状况等资料,分析其历史演变特征,说明了在气候变暖的背景下,人类活动与环境的不相适应,大量扩耕、超采地下水是导致荒漠-绿洲交错区气候环境退化的主要原因之一。     

甘肃省近43年降水资源变化对农业的影响

选取甘肃省63个地面测站降水量资料,利用对比分析方法,研究了甘肃省降水资源变化特征及其对农业的影响.结果表明:年降水量,越冬作物生育期、春小麦生育期和秋作物生育期的降水量1987-2003年与1961-1986年相比,时空分布发生了明显变化,河西中东部为增多趋势,河东为减少趋势,分界线与黄河走向基本一致;河东年降水量减少的幅度和速率比河西增加的幅度和速率都大,河东气候向暖干化发展的趋势加快;旱作区降水量减少,极端干旱事件频繁发生,可利用降水资源更加紧缺,对农业可持续发展的负面影响明显增大.     

1961-2015年河西走廊强降水的时空演变及其对植被的影响

基于1961-2015年河西走廊的降水及卫星遥感资料的分析,发现河西走廊强降水出现次数增加,1991年以来强降水出现站数明显增多、最大日降水量增多较大,河西走廊强降水的变化呈现出区域集中、强度增大的变化趋势.历年连阴雨出现站数趋势平稳,在2007年以来站数和次数均出现减少趋势,最长持续时间呈缩短趋势,但连阴雨最大雨量呈增大趋势,尤其是2000年以来,区域性连阴雨出现次数增多,最大雨量增大,连阴雨事件强度增强.年降水量和连阴雨雨量与植被中覆盖度面积主要呈正相关,与低覆盖盖度多呈负相关,河西西部连阴雨有效数据较少,东部相关性可能受到灌溉率等的影响.     

近58年河西走廊地区气温变化及突变分析

根据河西走廊地区敦煌、瓜州、酒泉、张掖、武威及乌鞘岭6个地面气象站1951-2008年的逐月平均气温、月平均最高、月平均最低气温资料,运用线性拟合、滑动平均和Mann-Kendall方法进行趋势和突变分析。研究表明:近58年来河西走廊地区年平均气温、最高气温、最低气温均呈上升趋势,其中最低气温的增温趋势明显大于平均气温和最高气温的上升趋势。年平均气温和最高气温暖突变均出现在20世纪90年代中后期,最低气温暖突变出现在1994年,气温年较差呈减小趋势。就各季而言,冬季气温的递增率最大,暖突变出现在80年代中后期,早于其他各季,说明河西走廊地区的增暖首先是从冬季开始的。     

Spatio-temporal variation of hydrological drought under climate change during the period 1960–2013 in the Hexi Corridor,China

In recent years, climate change has been aggravated in many regions of the world. The Hexi Corridor is located in the semiarid climate zone of Northwest China, which is particularly affected by climate change. Climate change has led to the spatial and temporal variations of temperature and precipitation, which may result in hydrological drought and water shortage. Thus, it is necessary to explore and assess the drought characteristics of river systems in this area. The patterns of hydrological drought in the Hexi Corridor were identified using the streamflow drought index(SDI) and standardized precipitation index at 12-month timescale(SPI12) from 1960 to 2013. The evolution of drought was obtained by the Mann–Kendall test and wavelet transform method. The results showed that both the mean annual SDI and SPI12 series in the Hexi Corridor exhibited an increasing trend during the study period. According to the results of wavelet analysis, we divided the study period into two segments, i.e. before and after 1990. Before 1990, the occurrence of droughts showing decreased SDI and SPI12 was concentrated in the northern part of the corridor and shifted to the eastern part of the corridor after 1990. The probability of drought after 1990 in Shule River basin decreased while increased in Shiyang River basin. The wavelet analysis results showed that Shiyang River basin will be the first area to go through the next drought period. Additionally, the relationships between drought pattern and climate indices were analyzed. The enhanced westerly winds and increased precipitation and glacier runoff were the main reasons of wet trend in the Hexi Corridor. However, the uneven spatial variations of precipitation, temperature and glacier runoff led to the difference of hydrological drought variations between the Shule, Heihe and Shiyang River basins.     

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。