论文

• 青藏高原地表温度的变化分析
• 李栋梁;钟海玲;吴青柏;张拥军;侯依玲;汤懋苍
• 2005 Vol. 24 (3): 291-298. 
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• 利用青藏高原86个气象观测站建站~2001年历年各月地面0cm温度资料,在分析高原冬季、夏季和年平均地表温度基本气候特征的基础上,通过主成分分析、主值函数和功率谱分析等方法,对高原地表温度异常变化的空间结构和时间演变趋势作了诊断研究。结果表明:高原地表温度主要受海拔高度与纬度的影响,海拔越高温度越低,纬度越高温度越低。年平均温度最高值在雅鲁藏布江河谷的察隅为14.9℃;夏季平均温度最高值在柴达木盆地的格尔木为23.0℃。高原外围的南疆盆地南缘,川西温度更高,但其中心不在高原。高原地表温度最低值在中部的托托河、五道梁,年平均温度为-0.2℃,冬季更低,平均为-14.2~-15.8℃;夏季平均地表温度最低值在清水河为9.8℃,7月平均温度为10.7℃。高原地表温度第一载荷向量除南部小范围为负值外,大部分地方为一致的正值,即第一空间尺度表现为整体一致性;第二空间尺度有南正(负)北负(正)之差异。第一主分量在近30年中表现为明显的上升趋势,主要反映了高原主体偏北和东北部地区地表温度显著升温趋势,而第二主分量的缓慢下降说明高原中部和东南部地表温度呈下降趋势。代表站温度变化表现出准3年和准6年的周期振荡。铁路线北段和南段线性升温率较大,在0.42~0.58℃/10a之间;铁路线中段的高海拔地区升温率较小,为0.32~0.39℃/10a。

• 青藏铁路沿线地面气温演变的非线性振荡规律研究
• 王文;陈小敏;李栋梁
• 2005 Vol. 24 (3): 299-303. 
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• 将描述局地气温变化的非线性振荡方程应用到青藏铁路沿线9个测站(安多、当雄、托托河、班戈、格尔木、那曲、西宁、拉萨及五道梁)局地年气温演变研究中,根据各测站1966-1997年逐年年气温距平资料和反演理论获得具体描述各测站局地气温的非线性振荡方程。在不考虑外源强迫项的情况下,以经典非线性力学理论为依据,研究青藏铁路沿线9个测站的气温演变规律。结果表明,青藏铁路沿线9个测站局地气温系统是明显的非线性系统,其演变周期大致在3~6年之间,气温振幅随时间增加而衰减。其平均预报准确率为75.4%,有较好的预报能力。

• 青藏铁路沿线平均最高最低气温变化趋势预测及其概率估计
• 王文;李栋梁;程国栋
• 2005 Vol. 24 (3): 304-310. 
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• 根据实测月最高最低气温资料,建立了1955-2000年青藏铁路沿线各站平均最高最低气温序列,最低气温在1975年以前偏冷,最冷的1960年代,比多年平均偏低1.4℃;1975年以后偏暖,到2000年气温距平达+1.4℃;最高气温的变化大体与前者相反,1960年代比多年平均气温偏暖约0.1℃,1970年代和1980年代偏冷约0.2℃,进入1990年代后才逐渐升高,2000年气温距平达+0.8℃。利用近1000年的太阳黑子周期长度(SCL)约有41,58,76,90和200年的5个显著周期及均生函数正交化筛选方案,预测21世纪SCL比20世纪平均长1年,在2055年达到极长年份12.4年,2068年转为极短年份10.6年。根据IPCC报告中未来100年大气CO₂浓度的估计值(B2方案),研究了未来50~100年青藏铁路沿线平均最高最低气温变化趋势。同时,作为试验,利用事件概率回归估计模式预测,相对于1990年代而言,青藏铁路沿线平均最高(最低)气温到2050年升高0.4℃(2.4℃)的概率为66%(74%);到2100年升高1.4℃(6.9℃)左右的概率为85%(62%)。

• 青藏高原及青藏铁路沿线大风沙尘日数时空特征
• 白虎志;董安祥;李栋梁;方锋
• 2005 Vol. 24 (3): 311-315. 
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• 选取青藏高原66个站的气象实测资料,分析了青藏高原及青藏铁路沿线大风、浮尘、扬沙和沙尘暴日数的时空分布特征。结果表明:青藏高原大风高发区集中在以托托河为中心的高原主体上,有4个沙尘暴和扬沙源区,且冬季发生频率最高,它们的空间分布型随季节变化较小。年代际变化趋势表明,大风日数与扬沙、沙尘暴日数的年代际变化趋势呈反位相关系,高原西部和中部的大风沙尘日数又存在反位相变化特征。中部大风日数呈阶梯型年代际增多,扬沙和沙尘暴日数略呈减少趋势;西部大风日数则呈阶梯型减少,扬沙和沙尘暴日数变化趋势呈现 "几" 字形分布。

• 青海省雪灾气候预测的地气图方法
• 汤懋苍;张拥军;唐红玉;李栋梁
• 2005 Vol. 24 (3): 316-319. 
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• 通过对青海省1960年以来全省各气象站的雪灾资料统计分析,结合青海省南部(下称青南)地区8月份的地气形势,发现二者之间有很好的相关:夏季地热涡和正鞍形场多对应冬季为重雪灾;地冷涡和负鞍形场多对应冬季为轻灾或无灾。春夏季上游的中强地震可加强冬季的雪灾。由此表明,利用地气图方法可以较好地预测青海省的雪灾。

• 利用多条树轮资料重建青海高原近250年年平均气温序列
• 汪青春;秦宁生;李栋梁;时兴合;王振宇;李林;朱西德
• 2005 Vol. 24 (3): 320-325. 
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• 通过青海高原不同区域的多条树轮年表和青海高原温度的统计分析,探讨了用多条树轮年表重建整个青海高原年平均气温的途径和方法。高原上树轮年表与温度存在较好的对应关系,温度是年轮变化的主要控制因子之一,特别是树轮年表较好地反映了最低气温的变化。树轮年表中差值年表(RES)对温度变化的反映最好。本文用6条树轮年表资料重建了青海高原近250年的年平均气温序列。

• 近1100年来柴达木盆地干湿气候演变特征及趋势预测
• 李林;王振宇;秦宁生;李栋梁;朱西德;汪青春
• 2005 Vol. 24 (3): 326-330. 
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• 利用柴达木盆地东北缘宗务隆山和沙利克山采集的祁连圆柏年轮宽度序列及其与降水变化的响应关系,重建了柴达木盆地近1100年来的降水序列,分析了1100年间的旱涝演变特征,并对未来演变趋势进行了预测。研究表明:采用祁连圆柏年轮宽度序列EOF分析的第一主分量与德令哈降水序列的关系,重建了降水变化方程,恢复了柴达木盆地历史降水序列;过去1100年以来柴达木盆地经历了4个相对湿润和4个相对干旱的阶段,最近的1971-2000年是近千年来相对多雨的阶段,但20世纪90年代以来呈现出减少趋势,同时降水序列存在着准3年的最显著性周期;推测未来50年柴达木盆地的降水可能以偏少为主。

• 利用树木年轮重建柴达木地区5~6月地温
• 朱西德;秦宁生;李栋梁;王振宇;李林;汪青春
• 2005 Vol. 24 (3): 331-337. 
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• 依据青海海西德令哈、乌兰的树木年轮资料序列与柴达木地区1962-2001年5~6月份地温资料序列之间较好的同期相关特征,重建了柴达木地区5~6月份地面0cm温度及地面最高温度千年历史资料序列。运用乘积平均值、误差缩减值等方法对重建方程进行了检验,证明重建序列可信。通过分析发现,在重建的1098年中,有6个主要的冷期和6个主要的暖期,地面0cm温度序列存在12个主要突变期,地面最高温度序列存在15个主要突变期。周期分析表明,地面0cm温度和地面最高温度均存在183年、122年和91年左右的长周期以及6.8年和2~3年的短周期。

• 青藏铁路沿线永冻土区近千年的气候演变特征
• 王振宇;李林;李栋梁;秦宁生;汪青春;朱西德
• 2005 Vol. 24 (3): 338-343. 
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• 利用树木年轮重建了青藏铁路沿线多年冻土区的年平均气温(763-1998年)、年降水序列(1518-1983年)。利用小波分析,发现10年时间尺度上气温可分为14个暖期和13个冷期,在30年时间尺度上中世纪暖期和小冰期表现明显;降水从30年左右时间尺度上看,大致上只有1591-1640年、1671-1730年和1770-1950年降水偏多,其余时间降水都偏少。现今依然处在暖干期。功率谱分析发现,气温主要周期为2.0,2.5,3.6,7.2,22.8和117.7年,降水主要周期为2.1,3.1,4.5,7.7,11.3,20.8,28和62年。

• 近50年青藏高原地面气温变化的区域特征分析
• 周宁芳;秦宁生;屠其璞;李栋梁
• 2005 Vol. 24 (3): 344-349. 
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• 青藏高原地面气温与其上空500hPa温度有着密切的关系,基于这种关系,重建得到青藏高原1950-2000年连续、可靠的台站地面月平均气温序列。利用重建后的地面月平均气温资料,对青藏高原年及各季节平均气温的变化进行区域划分,分析了近50年青藏高原全年及各季节气温变化的区域特征。结果表明,青藏高原的年、春、夏、秋季与冬季平均气温变化区域分别可以划分为4个区、2个区、4个区、5个区和4个区。青藏高原近50年气温总体上升,但同时存在明显的区域性和季节性差异,大部分区域的平均气温变化和高原总体升温相似,春季和冬季升温明显,特别是春季和冬季的Ⅰ区。夏、秋季升温趋势不明显,夏季Ⅰ区与秋季Ⅲ区还表现出较小的降温趋势,降温幅度分别为-0.26℃和-0.11℃。

• 印度洋海温的偶极振荡与高原汛期降水和温度的关系
• 刘青春;秦宁生;李栋梁;冯蜀青;张吉农;赵美刚
• 2005 Vol. 24 (3): 350-356. 
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• 利用1961-2000年近40年印度洋海温距平场资料及对应的青藏高原35个观测站的降水与温度资料,通过相关普查得出,印度洋地区东西海温的偶极振荡与青藏高原汛期降水、温度有较好的相关关系,特别是前期1月、12月~2月的印度洋地区东西海温的偶极指数与青藏高原汛期(6~8月)降水和前一年6月的印度洋地区东西海温的偶极指数与青藏高原汛期(6~8月)温度有很好的相关。分析1961-2002年NCEP/NCAR500hPa北半球高度场资料发现,印度洋地区东西海温的偶极指数与欧亚500hPa的高度场异常有密切的关系,并通过印度西南季风的强弱,影响到青藏高原汛期降水和温度的变化。

• 青藏高原东西部积雪效应的模拟对比分析
• 刘华强;孙照渤;王举;闵锦忠
• 2005 Vol. 24 (3): 357-365. 
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• 采用引入次网格尺度地形重力波拖曳的NCAR区域气候模式(RegCM2),以SMMR微波逐候积雪深度观测值为依据,加入较合理的积雪强迫,通过数值模拟,研究了青藏高原(下称高原)东、西部积雪异常对后期区域环流的不同影响。模拟结果的对比分析表明,高原西部多雪对高原东部积雪存在正的反馈作用,有利于高原东部积雪的增加,而高原东部多雪对高原西部积雪的影响很小。高原西部积雪偏多和高原东部积雪偏多对后期大气温度场和高度场的影响具有基本相同的分布形态,只是影响强度有所不同。高原西部积雪的融化要迟于高原东部积雪,高原西部积雪效应的持续性较强。另外,高原西部多雪对高原东部积雪存在正的反馈作用,高原东部积雪的增加进一步加大了整个高原积雪的异常,因此,高原西部积雪偏多对后期环流的综合影响明显大于高原东部积雪偏多的影响。

• 青藏高原异常雪盖和ENSO的多尺度变化及其与中国夏季降水的关系
• 彭京备;陈烈庭;张庆云
• 2005 Vol. 24 (3): 366-377. 
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• 对青藏高原积雪和热带东太平洋Nino3区海温进行小波分析,讨论它们的年际和年代际变化。在年际变化中,积雪的主要周期是准两年振荡和准6~7年振荡,海温的主要周期是ENSO振荡和准两年振荡。积雪的年代际变化存在准10~12年和准22~24年振荡,海温存在准14~16年和准34~35年振荡。此外积雪和海温均在20世纪70年代后期发生了一次年代际气候跃变现象。积雪由少雪期向多雪期转化,海温从冷水期演变成暖水期。本文还建立了青藏高原积雪和Nino3区海温与中国夏季降水各时间尺度的相关模型。不同时间尺度的积雪、海温和降水的相关场具有不同的地域特征。它们在有的地区相互加强,有的地区相互减弱。积雪和海温的年代际气候跃变与中国夏季降水的相关程度在某些地区高于年际变化。个例分析表明,利用青藏高原积雪和Nino3区海温多时间尺度变化可以较好地拟合出中国夏季降水的年际和年代际变化。所以在做中国夏季降水预报时,不同因子、不同尺度的作用应当分开考虑。

• 03.7梅雨锋暴雨的中尺度模拟和诊断分析
• 张冰;胡隐樵;傅培健
• 2005 Vol. 24 (3): 378-386. 
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• 利用中尺度模式MM5研究了2003年7月4~5日(简称 "03.7")的梅雨锋暴雨过程,该模式对这次暴雨过程有很好的模拟能力。应用假相当位温密集区定义锋面,梅雨锋锋生比暴雨早12h出现。此次暴雨过程中,急流发展比暴雨要早2h左右。低空急流的增强,负散度绝对值加大,促使低层强烈辐合,是本次暴雨的触发机制,而涡度的增强则是系统发展的结果。暴雨期间,对流层低层是平均湿位涡负值区,湿对称不稳定。然而,850hPa上湿位涡的弱正值区随暴雨中心(雨量>20mm·h^-1)同步东移,说明其中心为湿对称弱中性。

• 热带地区100hPa东风气流的气候效应(Ⅰ):与华南气候的关系
• 徐忠峰;钱永甫
• 2005 Vol. 24 (3): 387-395. 
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• 利用NCEP/NCAR再分析资料、西太平洋副热带高压(下称西太副高)指数距平资料,分析了热带地区100hPa东风强度与华南气候之间的关系。结果表明:(1)冬季东风强度与同期及3月份华南降水存在显著的负相关关系。合成分析表明,弱东风年冬季华南地区700hPa为西南风距平,有利于孟加拉湾的暖湿空气向华南上空输送。(2)前期秋冬季节平均东风强度与区域平均的华南夏季气温之间存在很好的相关关系,相关系数达到-0.617。合成分析发现,弱东风年夏季西太副高偏强,位置偏西,使得华南地区在强副高控制之下,多为晴空少云天气,气温偏高。

• 南美闪电活动的时空分布特征及其与东太平洋海温的关系
• 熊亚军;郄秀书;郭凤霞;袁铁;周筠珺
• 2005 Vol. 24 (3): 396-403. 
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• 利用1995年6月-2003年2月LIS/OTD卫星闪电资料和NOAAExtendedReconstructedSST海温资料,采用EOF和SVD分析技术,对南美闪电活动的空间异常特征、时间变化规律及其与东太平洋海温的关系进行了分析。EOF分析结果表明,其前两个载荷向量可以较好地反映南美闪电整体异常结构,即全区一致型和南北反相型。在El Nino期间,南美闪电并未出现全区一致性的显著异常。南北反相型的空间异常结构则与Nino 3区的海温变化有密切联系。SVD分析发现,20°~30°S,110°~130°W和10°~5°N,160°W~180°区域的海温异常和南美秘鲁及巴西东部的闪电活动有很好的相关关系。

• 北极涛动的纬向对称结构
• 杨小怡;郭品文;胡跃文
• 2005 Vol. 24 (3): 404-409. 
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• 运用NCEP/NCAR再分析月资料,分季节研究了北极涛动的纬向结构,以及与之相对应的纬向平均纬向风和经圈环流异常的空间结构特征,并初步探讨了北极涛动的维持机制。结果表明,北极涛动在水平方向上主要呈纬向对称的环形模态,且这种结构在冬季北极涛动的活跃期表现更为显著;而夏季纬向对称型随季节风带的北移和极涡的减弱,其节点也相应向极地移动。与北极涛动纬向对称型相联系的纬向平均纬向风在冬季表现为明显的偶极型,向上延伸到平流层;而夏季这种形态明显减弱,并只限于对流层中。与冬、夏季北极涛动纬向对称型相对应的平均经圈环流异常均表现为增强的费雷尔环流和哈得来环流,这种形势有利于北极涛动形成正反馈机制,使之得以长期维持。

• 近140年中国、北半球和全球气温的标度律
• 江田汉;邓莲堂
• 2005 Vol. 24 (3): 410-414. 
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• 运用非趋势波动分析方法,有效地消除数据中噪声和非平稳性质的影响,研究全球、北半球和中国近140年气温变化的长程幂律相关性。结果表明:全球气温、北半球气温和中国气温都有由交叉点划分的两个标度不变区域,可能对应两个不同的物理机制。其一,都可以表现出正长程相关的性质,而且全球气温的持续性最强,北半球次之,中国气温最弱;其二,全球气温和北半球气温还可以有几乎是1/f噪声性质的变化,中国气温则可表现出介于1/f和布朗噪声之间的行为。

• 中国北方干旱区感热及潜热的异常特征
• 惠小英;王澄海;左洪超;董文杰
• 2005 Vol. 24 (3): 415-421. 
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• 通过对1949-1999年逐月NCEP/NCAR感热通量和潜热通量再分析资料的分析,发现在我国北方干旱区感、潜热通量的年际变化存在着2~3个敏感区,分别位于西北和华北及内蒙一带。其中以东部的华北-内蒙区最为显著。代表上述两个地区通量的平均年际变化表明,在20世纪60年代后期,感、潜热通量存在一个突变;进入70年代以后,上述两个地区的感热通量保持在一个较高的水平上,潜热通量的变化则呈现出相反的变化。

• 中国日降水量与其占有面积的函数关系
• 程炳岩;顾万龙;李云;丁裕国
• 2005 Vol. 24 (3): 422-427. 
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• 根据中国近40年逐日降水观测资料,分析了大范围空间域上不同等级日降水量与其占有面积的函数关系。研究表明,几乎每一年任何一天中国区域的不同等级日降水量场的统计分布都呈明显的左偏态型。利用负指数分布和Weibull分布的概率密度函数(PDF)拟合实测降水资料的结果表明,后者拟合效果优于前者。负指数分布型可能仅适用于同一天气系统控制下的一次降水过程或较小的区域范围,在更大的区域内(如中国区域),由于构成降水的多种天气系统在同一日相互叠加,可能用Weibull分布更适合。

• 1987-2002年辽宁中部城市群大气污染物变化特征分析
• 马雁军;崔劲松;刘晓梅;张菁
• 2005 Vol. 24 (3): 428-435. 
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• 根据1987-2002年辽宁中部城市群(沈阳、鞍山、本溪、抚顺、辽阳)的主要大气污染物(TSP、PM₁₀、SO₂、NO_X)的现状监测值,分析了辽宁中部城市群大气污染的现状及污染程度。结果表明:城市群的主要大气污染是TSP、PM₁₀和SO₂;冬季是城市群大气污染最严重的季节,夏季大气污染最轻;5个城市16年来TSP、PM₁₀和SO₂呈逐年下降趋势,NO_X的年际变化趋势不明显;城市群大气污染最严重的城市是本溪,其次是鞍山、沈阳、抚顺、辽阳。

• 气候因素对宁夏中北部沙尘暴频率影响的模拟研究
• 李艳春;赵光平;李艳芳;郑广芬;丁仲录
• 2005 Vol. 24 (3): 436-441. 
• 摘要 ( ) PDF (340KB) ( )
• 利用宁夏中北部地区6个气象站多年气象资料,分析了月平均风速、土壤湿润度、地面温度及下垫面风蚀沙化系数对沙尘暴频率的影响,计算了各气候因素对本地沙尘暴频率的影响指数,建立了适合宁夏中北部地区的沙尘暴频率的定量模型,并利用气候影响指数对沙尘暴频率进行拟合,取得了比较理想的效果。

• 1997-1999年黄河上游玛曲地区人工增雨生态效应的检验
• 德力格尔;汪青春;周陆生;孙安平;徐维新;祁如英;刘蓓
• 2005 Vol. 24 (3): 442-449. 
• 摘要 ( ) PDF (339KB) ( )
• 以牧草产量、归一化植被指数为生物指标,探讨了人工增雨生态效应检验的思路和方法,并以黄河上游玛曲地区1997-1999年人工增雨作业为例,进行了实际的计算。结果表明,玛曲地区人工增雨对提高牧草产量、增加植被覆盖度具有正效应,牧草产量平均增加两成多,植被覆盖度增加显著;初步估算,1998年玛曲地区人工增雨的草场经济效益投入产出比为1:9.7。

• 中国Q矢量分析方法的应用与研究
• 岳彩军;寿亦萱;姚秀萍;寿绍文;漆梁波;施红
• 2005 Vol. 24 (3): 450-455. 
• 摘要 ( ) PDF (282KB) ( )
• 对自20世纪80年代以来国内关于Q矢量分析方法的应用及研究工作进行了较系统的总结,也具体给出了每一种Q矢量的计算表达式及以其散度场作为强迫项的ω方程的计算表达式,对每一种Q矢量分析方法的特点给予了简单介绍和说明,最后也提出了对未来Q矢量分析方法应用与研究的设想。

• 新一代天气雷达与强对流天气预警
• 俞小鼎;王迎春;陈明轩;谭晓光
• 2005 Vol. 24 (3): 456-464. 
• 摘要 ( ) PDF (1076KB) ( )
• 简要介绍了对流风暴的分类、对流风暴的强弱和强对流天气的多普勒天气雷达识别和预警技术,以及新一代天气雷达对强对流风暴预警水平的改进。