宁夏近50年极端强降水事件的时空变化分析

[目的]研究近50年宁夏极端强降水事件的时空变化特征。[方法]根据宁夏20个站点1961～2010年的逐日降水资料,采用百分位的方法定义宁夏极端降水事件的阈值,选取极端降水事件的降水量、频率、强度等多个指标,并利用线性回归和M-K非参数统计检验法分析了宁夏极端降水事件的时空分布及变化趋势特征。[结果]采用百分位法确定的宁夏近50年平均极端降水阈值大致呈现从南到北逐渐减小的分布状况,阈值较大的区域主要位于宁夏海原以南的固原地区,较小的区域位于宁夏的同心、盐池以北的大部地区,与宁夏气候平均年降水量的分布极为相似;近50年宁夏大部分地区的极端降水频率、极端降水量以减少趋势为主,而极端降水强度呈增大趋势。对麻黄山、六盘山2个典型站的极端降水事件分析发现,麻黄山极端降水频率与极端降水量呈减少趋势,极端降水强度为增大趋势,六盘山极端降水频率、极端降水量与极端降水强度均呈减少趋势;麻黄山年极端降水频率在1994年之前呈减少趋势,1994年以后呈增加趋势,突变发生在2003年;年极端降水强度1984年以来为增加趋势,突变时间为1984年,六盘山从1978年至今为减小趋势。[结论]该研究为宁夏气候突变分析提供理论依据。     

以树木年轮密度资料重建鄂尔多斯中部地区6至10月降水量的变化

【目的】研究鄂尔多斯中部地区未来气候环境的变化,探讨树木年轮生长与气候环境的响应关系。【方法】对鄂尔多斯中部地区油松(Pinus tabulaeformis)树木年轮样本进行了树轮密度指标的分析,结果表明,研究区树木年轮最大密度指标与树木生长期6-10月降水量有显著的正相关关系,相关系数为0.582(P>0.001)。利用油松树木年轮最大密度指数,对研究区1888年以来6-10月的降水量变化进行了重建,重建序列方差解释量为0.339。【结果】重建结果分析表明,鄂尔多斯中部地区过去115年中有明显的干湿变化特征,降水较多的湿润时段有:1888-1896年、1903-1908年、1934-1953年、1984-1993年;降水较少的干旱时段有:1897-1902年、1920-1933年、1954-1958年、1994-2000年。功率谱分析表明,重建降水量变化序列有2年、7年以及11年左右的周期变化。【结论】该地区降水变化与区域气候变化相一致,降水变化可能受大尺度气候环境变化的控制与影响。     

数值模式下的物理量场演变在烟台降水预报中的应用

[目的]了解物理量场预报资料在降水预报中的作用。[方法]通过对比烟台2011年7月2～3日降水预报与降水实况及2011年9月12～15日连续强降水预报与实况,比较日本传真图、欧洲中心、MM5、Grapes、T639等数值预报模式的优缺点。[结果]MICAPS系统可以提供物理量场的实况形势,却不能提供物理量场的未来演变形势,日本传真图、欧洲中心、MM5、Grapes、T639等数值预报模式,可提供物理量场的未来演变形势。[结论]对多次降水过程物理量场的预报形势的对比分析表明,不同高度的垂直速度、温度露点差、相对湿度以及风场演变,能提高烟台降水预报准确率。     

鸟粪石化学沉淀工艺对猪场废水处理研究

[目的]确定鸟粪石化学沉淀法对猪场废水的最佳优化工艺参数。[方法]采用中心复合试验设计和响应面分析法对鸟粪石化学沉淀去除猪场废水中氨氮的影响条件进行了优化分析和探讨。以体系pH、反应时间、Mg/N(摩尔比)和P/N(摩尔比)为考察因素,分别以猪场废水中氨氮去除率和残余PO43--P浓度为考察指标,选用最佳优化数学模型描述考察指标和考察因素之间的数学关系,并以设定氨氮去除率(75%)和残余PO43--P浓度(3.0 mg/L)的目标值,通过等高线叠加图预测最优实验条件。[结果]当pH为10.0,搅拌时间为30 min,Mg/N为1.11,N/P为1.14时,氨氮去除率可达最大值79.0%,体系中的残留PO43--P浓度为0.35 mg/L。通过对最优条件进行验证,预测值与验证试验平均值接近。[结论]中心复合试验设计和响应面分析法对鸟粪石化学沉淀处理猪场废水的工艺中,参数优化科学合理,快速有效。     

荔枝叶面、花穗和果实上真菌消长动态

用组织分离方法对荔枝不同发育时期和不同部位的致病和非致病真菌进行系统分析,结果分离到14个属的真菌,其中致病菌11种,非致病菌3种.炭疽属Colletotrichum sp.和拟茎点霉属Phomopsis sp.真菌在叶片、花穗和果实上属于常驻菌群;非致病菌壳囊孢属Cytospora sp.真菌全年出现在成熟叶片上,分离频率为43.7%;而芽枝孢属Cladosporium sp.和链格孢属Alternaria sp.真菌在荔枝开花和挂果期广泛分布.茂名地区2009年降雨量为1 396.9mm,当日均降雨量在0.2～12.4 mm区间时,花穗和果柄上链格孢属真菌与日均降雨量呈正相关,一元线性回归方程为y=11.99+2.5 x(r2=0.99,P<0.01),而炭疽菌属、拟茎点霉属、芽枝孢属、白地霉属真菌与日均降雨量相关性不显著.果实上致病菌变化趋势为第2次生理落果期和果实成熟期含有致病真菌最多,采前落果期致病菌分离频率最低.在果实发育过程中,降雨量与其他因素共同作用影响致病菌分离频率.     

不同积云对流参数化方案对华南气温和降水模拟的影响

[目的]研究4种积云对流参数化方案在华南地区气候模拟中的适用性。[方法]利用意大利国际理论物理研究中心(ICTP)发展的最新版区域气候模式RegCM4,选用Anthes-Kuo(KUO)、Grell-Arakawa&Schubert(GAK)、Grell-Fritsch&Chappell(GFC)和MIT-Emanuel(MIT)4种积云对流参数化方案,分别对华南地区气候进行了长达10年(2000～2009年)的高分辨率(水平分辨率25 km)数值积分,对比研究了4种不同积云参数化方案模拟的华南地区温度和降水的差异。[结果]对比同期Climatic Research Unit(CRU)观测的地面温度和降水资料,4种积云参数化方案基本上均抓住了华南地区温度和降水的时空分布特征,但对温度模拟出了-2℃(1℃)的冷(暖)偏差,且均低估了华南地区的降水,尤其是GAK和KUO方案,相对CRU观测低估降水50%左右;KUO和MIT方案对温度的模拟比其他2个方案优秀,而MIT和GFC对降水的模拟比KUO和GAK优秀。[结论]研究结果为RegCM4在华南地区的应用提供参考。     

1982～2006年祁连山北麓草原植被指数与气候及载畜量的关系

利用祁连山北麓东段的天祝县、中段的肃南县和西段的肃北县1982~2006年的植被指数(NDVI)和气候因子(气温和降水量)及载畜量数据,对祁连山北麓25年间NDVI与气候和载畜量的变化趋势及相关性进行分析.结果表明:气温、降水量和载畜量变化的地域性差异明显,其中东段天祝县的变化最大.天祝县和肃南县的气温呈显著增加,3个县的年降水量和NDVI变化均不明显,但1998~2006年草地NDVI空间变化特征表明,3个县9年间植被均呈现退化趋势;天祝县的载畜量呈明显增加而肃南县和肃北县的载畜量呈极显著降低变化.天祝县的年均气温和3个县降水量的稳定性较弱,而3个县的NDVI和载畜量的稳定性较强.天祝、肃南和肃北县的年均气温、降水量、NDVI和载畜量的多年均值分别为0.3、5.0、7.1℃,339.2、263.7、152.0mm,0.25、0.31和0.08,96.7、69.1、28.3万只羊单位.天祝县和肃北县的NDVI分别与气温(R=0.403)和年降水量(R=0.411)均呈显著正相关,肃南县的植被NDVI与气候因素和载畜量均相关性不明显.分析认为,气候因素是影响祁连山草地NDVI变化的主要因素.     

福建雨季降水时空非均匀分布特征分析

利用福建53年雨季（5～6月）66个常规气象站月降水资料、NCEP/NCAR月平均再分析格点资料及NOAA海温重建资料,使用经验正交函数分解（EOF）、奇异值分解（SVD）、相关分析等方法,分析福建雨季降水的时空分布特征,结果表明：福建雨季的降水在空间上表现一致,即全省旱或全省涝;但存在显著的空间非均匀分布的第二类分布特征,即南旱北涝或南涝北旱。通过分析南北不均匀分布异常年的同期、前期大气环流和海洋特征,发现南旱北涝年近地面层温度场分布呈显著的北冷南暖特征,西太平洋副热带高压偏西偏强,且位置偏南,副高北侧低层较强的西南风将暖湿水汽输送到较北位置,此时南海夏季风强度偏弱,赤道中东太平洋为异常冷水覆盖;前期冬季乌拉尔山阻高偏强、西太平洋副高面积偏大、强度偏强、西伸点偏西,赤道中东太平洋海温偏高而西风漂流区海温偏低。南涝北旱年则基本反之。研究结果揭示了福建省降水时空分布不均的气象基础,对农事安排与防旱抗涝工作具有指导意义。     

濮阳市一次短历时强降水诊断分析

利用常规天气图、NCEP全球分析资料(FNL)、自动站观测资料、新一代多普勒雷达资料,对2013年7月18日05:00 ～09:00濮阳市出现的一次短历时强降水天气过程进行了诊断分析.结果表明,这次强降水过程是由高空三层的暖切变、584 dagpm线边缘的暖湿气流、地面西南倒槽北上及华北冷空气向南扩散共同影响造成的.高空三层东西向暖切变在濮阳市上空的重合,既提供了动力抬升,又有利于暖湿气流的辐合及上升;高空三层西南暖湿气流的叠加,提供了深厚的水汽通道;西南倒槽顶部冷暖空气交汇处具有较大的斜压性,有利于强降水的产生.强降水发生时高空有充足的水汽输送及其在濮阳上空的辐合,该地又有近于饱和的湿层配合,为强降水的产生提供了充足的水汽条件.在湿度层结深厚且具有热力不稳定、对流不稳定的气层中,有垂直风切变的触发,很容易产生短时强天气.濮阳位于等θse线密集带南部边缘大值区内,斜压性大,有利于气旋性涡度发展,致使上升运动增强,可使降水强度增大.     

抗旱应急预留水量需求估测研究

为了提高抗旱应急管理能力,对区域降水量的波动设置一个可容忍的上下波动幅度,降水量波动超过设定的容忍幅度时,需要运用预留水量进行吞吐调节。依据不同调节方式,提出两种抗旱应急预留水量需求估测模型。以辽宁省为例,利用国家气象信息中心提供的辽宁省8个气象观测站近54年(1956-2009年)降水量数据,分别估测不同调节方式下抗旱应急预留水量需求量并进行了比较分析。上述方法为抗旱应急预留水量需求估测提供了新的思路,为合理配置应急预留水量奠定了重要基础,并且具有可操作性。