高原气象
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- 2019 Vol. 38 (2): 0-0.
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论文
- 全球变暖背景下青藏高原夏季大气中水汽含量的变化特征
- 常姝婷;刘玉芝;华珊;贾瑞
- 2019 Vol. 38 (2): 227-236. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2018.00080
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- 利用中国气象局提供的0.5°×0.5°降水和温度的日值资料,联合ERA-Interim、MERRA2(second Modern-Era Retrospective analysis for Research and Applications)和JRA-55(Japanese 55-year Reanalysis)再分析资料以及全球陆面数据同化系统(Global Land surface Data Asimilation System,GLDAS-2.0)资料,研究了全球变暖背景下青藏高原夏季地表气温及降水的变化特征,以及该地区大气中水汽含量及水汽输送特征。结果表明,1979-1998年期间,高原的地表气温呈增加趋势,降水呈减少趋势;而在全球增温减缓期间(1999-2010年),地表气温及降水较1979-1998年期间呈现更为显著的增加趋势。在青藏高原上空,大气中水汽含量在1979-2010年间整体呈增加趋势;然而,进一步分析表明,在此期间由外界向高原输送的水汽逐年降低,尤其在1998年后,由于西南季风强度的大幅减弱,使得外界向高原的净水汽输送量减少得更为显著;青藏高原地表蒸散量的分析表明,自1998年后,高原地表的蒸散量显著增加,成为高原地区大气中水汽增加的主要原因。
- 青藏高原地表非绝热加热模态及其与中国北方环流异常的联系
- 于涵;张杰;刘诗梦
- 2019 Vol. 38 (2): 237-252. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2018.00079
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- 利用青藏高原非均匀下垫面热力输送系数及地表有效辐射的EOF分析结果,计算了2000年以来的高原地表非绝热加热资料,并将1958-2013年地表非绝热加热资料进行重建得到高原地表非绝热加热指数,以表征高原不同气候分区的地表热力状况。根据EOF分析结果将高原分为4个气候区,并从波能传播的角度分析其对中国北方环流异常的影响。结果表明,高原地表非绝热加热指数在西部边缘(气候Ⅰ区),除了冬季为微弱下降趋势以外,其他季节都为微弱的上升趋势;在高原中西部腹地(气候Ⅱ区),四季均为下降趋势;在高原东北部(气候Ⅲ区),除了冬季表现为微弱的下降趋势外,其他季节均为微弱的上升趋势;而在高原东南部(气候Ⅳ区),四季均表现为下降趋势。高原西部边缘地表非绝热加热异常增强时,高原200 hPa上空为波能辐散区,并向东传播,初夏在北方辐合加强,有利于降水,干旱减弱;盛夏在北方地区处于辐散区,加剧干旱。在高原东北部地表非绝热加热异常增强时,该区200 hPa上空为波能辐散区,并向东传播,无论是在初夏还是盛夏,除了东北地区北部,北方其他地区辐合加强,有助于干旱减弱。
- 那曲高寒草地长时间地面热源特征及其气候影响因子分析
- 严晓强;胡泽勇;孙根厚;谢志鹏;王奕丹;郑汇璇
- 2019 Vol. 38 (2): 253-263. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2018.00091
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- 利用中国科学院那曲高寒气候环境观测研究站2002-2015年自动气象塔(AWS_Tower)和2011-2014年涡动相关系统(EC)的观测资料,基于地表能量平衡组合法和涡动相关法计算那曲高寒草地下垫面湍流通量。利用涡动相关法对地表能量平衡组合法计算的感热通量、潜热通量进行校正,并将校正规律外推得到一个长时间连续的地表通量序列,分析那曲高寒草地下垫面感热通量、潜热通量的长时间变化特征以及地面热源与气候影响因子的关系。结果表明,该序列地表能量闭合度在春、夏、秋以及全年接近1,而冬季辐射观测值偏小导致能量闭合度正偏差较大为1.34。近14年中,感热通量在年际变化上呈上升趋势;潜热通量呈显著减弱趋势,造成地面热源呈减弱趋势。地面热源与风速、地表温度、土壤湿度以及净辐射通量资料的关系显著。其中地面热源全年对净辐射通量响应显著,对地表温度在春、秋以及冬季响应显著,与土壤湿度在春、夏以及秋季响应明显,与风速在春季响应特征较为突出。季节变化上,感热通量在4月达到全年最大值,在7月为最小值;潜热通量在7月为全年最大值,在1月为最小值。
- 卫星资料揭示的青藏高原对流层上层温度气候演变趋势特征
- 明绍慧;秦正坤;黄瑜
- 2019 Vol. 38 (2): 264-277. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2018.00120
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- 利用1982-2016年MSU/AMSU-A亮温资料,分析了青藏高原地区对流层上层温度的气候趋势及其演变特征,并利用ERA-Interim和NCEP-R2再分析资料的相应高度大气温度资料进行了对比分析。结果表明,青藏高原地区对流层高层卫星亮温资料总体表现为逐渐增暖现象,这与再分析资料的对应层次大气温度变化有很好的相似性。基于集合经验模式分解方法EEMD的非线性趋势分析表明,青藏高原地区对流层上层亮温的增温首先出现在青藏高原中部,随着时间演变,增温现象逐渐向青藏高原四周扩散,最后在整个青藏高原地区都出现了一致增温现象。相比于NCEP-R2再分析资料而言,ERA-Interim再分析资料300 hPa大气温度的演变趋势与观测亮温有很好的相似性,只是增温现象是首先在青藏高原附近,随着时间推移,增温现象逐步向周边地区扩张,最终整个青藏高原地区出现了整体升温现象。但是NCEP-R2再分析资料则是与上述两种资料的温度演变特征有很大的差异,其300 hPa高度大气温度在前20年表现为明显的降温特征,在最近10年才出现了增温,并逐步向周边地区扩张的现象。
- X波段双线偏振雷达青藏高原观测资料质量分析
- 杜牧云;王斌;肖艳姣;付志康;周伶俐
- 2019 Vol. 38 (2): 278-287. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2018.00085
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- 云团东移研究项目组计划于2018-2019年夏季利用高原综合观测网对高原东移云团进行重点加密观测,通过获得水汽、云、降水粒子相态分布等云降水物理过程的新数据来深入研究夏季青藏高原云团东移引发长江流域暴雨的机理。本文以布设在四川甘孜的X波段双线偏振雷达2017年9-10月开展预观测试验获取的降水资料为例,分析了该设备在高原上的探测性能及观测资料质量。结果表明:预观测试验期间雷达性能稳定,获得的资料质量整体较好;经过订正处理后的雷达数据能客观反映实际的降水特征,可为观测试验的后续开展以及云和降水物理过程参数化方案研究奠定基础。
- COSMIC掩星资料在青藏高原地区的偏差特征
- 余小嘉;杨胜朋;蒋熹
- 2019 Vol. 38 (2): 288-298. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2018.00162
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- 利用2007-2013年COSMIC(Constellation Observing System for Meteorology,Ionosphere,and Climate)掩星RO(Radio Occutaion)资料和欧洲中期天气预报中心ECMWF(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts)分析资料,研究了COSMIC RO探测的大气折射率及其反演的温度和水汽在青藏高原及其周边地区的偏差特征。结果表明,在夏季和秋季,高原,西南季风区和东部平原地区,大气折射率在对流层里均存在系统性的正偏差,其中高原偏差最大,在夏季可达0.7%。冬季和春季,大气折射率在青藏高原对流层中下部有小的正偏差,而在西南季风区和平原地区对流层中下部有明显的负偏差。温度和水汽是折射率的反演产品,折射率的正偏差对应着温度的负偏差和水汽的正偏差。因此夏季高原地区的温度和相对湿度偏差可达-0.5℃和7%。同时,夏季在西南季风区对流层顶出现了11%的相对湿度偏差。对流层下层折射率的负偏差和低层大气多路径效应有关,折射率正偏差和大气中的云水有关。对流层顶附近的相对湿度偏差,则是由于ECMWF模式结果不精确所引入的。
- 移出与未移出青藏高原的高原低涡涡源区域的地面加热特征分析
- 郁淑华;高文良
- 2019 Vol. 38 (2): 299-313. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2018.00086
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- 利用1998-2016年NCEP/DOE逐日的日平均地面感热通量和地面潜热通量、MICAPS历史天气图资料、青藏高原低涡切变线年鉴,对高原低涡涡源区与高原地面加热特征进行统计分析,对比研究了移出青藏高原的高原涡(移出涡)、未移出青藏高原的高原涡(未移出涡)的涡源与高原地面加热的季节变化特征,及移出涡、未移出涡涡源区的地面加热特征及高原地面加热与低涡生成的相关性。结果表明,高原涡、未移出涡、移出涡的涡源分布季节变化特征相似,由冬到春到夏,初生区域逐渐扩大,由夏到秋到冬正好相反,不同的是移出涡涡源区明显比高原涡、未移出涡小,初生中心位置的季节变化也不同;高原地面感热、地面潜热、地面热源分布的季节变化特征相似,由冬到春到夏经历了明显增强的过程,由夏到秋到冬经历了减弱的过程,不同的是热源的快速增强、减弱程度及其发生季节差异大,地面潜热由春到夏增强特别明显,这与移出涡生成个数的明显增加相一致;未移出涡、移出涡春、夏、秋季主要涡源区所处的地面热源值域不同,移出涡夏季的值比未移出涡高,移出涡生成对高原区域地面热源依赖要比未移出涡强一些;夏季移出涡、未移出涡的涡源区都处在与高原地面热源正相关区内,它们与地面潜热的显著正相关区比高原地面感热的大,尤其是移出涡,高原地面潜热在高原涡生成中有重要作用,对移出涡生成影响更大。
- 动能空间尺度分解及其在高原切变线的分析应用
- 罗潇;李国平
- 2019 Vol. 38 (2): 314-324. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2018.00106
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- 应用NCEP FNL(1°×1°)全球分析资料和动能的空间尺度分解方法,对2014年8月25-27日一次高原切变线过程进行了能量诊断分析。结果表明:低层扰动动能的增幅与高原切变线的发生发展密切相关,在切变线的生成阶段至成熟阶段,扰动动能增加为切变线的发生发展提供了能量保障;平均动能变化大体与扰动动能呈相反趋势,在切变线生成阶段和发展阶段,中低层平均动能随时间减小。在影响动能变化的各因子中,斜压转换项贡献最大;在切变线生成阶段,低层平均动能与扰动动能间的转换对扰动动能变化影响明显。背景场和扰动场的相互作用使得扰动动能增大而平均动能减小,构成动能的降尺度串级,这种能量串级转换有利于中尺度的高原切变线生成。
- 利用Ka波段毫米波雷达功率谱反演云降水大气垂直速度和雨滴谱分布研究
- 马宁堃;刘黎平;郑佳锋
- 2019 Vol. 38 (2): 325-339. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2018.00127
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- 利用中国气象科学研究院2016年华南云降水试验中Ka波段毫米波雷达探测一次层状云降水过程,开展了云内大气垂直速度和雨滴谱的反演研究,并与地面激光雨滴谱仪和微降水雷达的测量雨滴谱结果进行对比分析。首先,采用小粒子示踪法从功率谱密度中反演大气垂直速度以得到静止空气条件下的功率谱密度,进而利用粒子下落末速度-粒子直径关系反演出雨滴谱,最后进行标准化的Gamma分布拟合。研究表明:(1)云降水从零度层到地面1 km,主要由下沉气流主导,近地面大气浮游粒子和直流干扰造成的晴空杂波会影响雷达的功率谱分布;受动态范围限制,回波强度过饱和现象会影响近地面大气垂直速度的反演结果;(2)毫米波雷达CR、微雨雷达MRR和地面雨滴谱仪测量回波强度存在一定差异,MRR相较于CR与地面雨滴谱仪测量偏差较小;在稳定降水时CR和MRR功率谱密度对比较为一致;(3)CR和MRR反演雨滴谱对比实验中,雨滴谱反演对大气垂直速度十分敏感,大气垂直速度的变化,会使CR反演雨滴谱随着高度增加数浓度量级变大、粒子平均半径变小。CR反演的雨滴谱与MRR反演结果基本一致,验证了CR功率谱反演雨滴谱方法的可靠性;(4)CR与地面雨滴谱仪雨滴谱拟合参数的对比表明,CR大气垂直反演的雨滴谱与地面雨滴谱相比粒子平均直径Dm较小,数浓度则较为一致。
- 新疆夏季对流性降水时空分布特征及成因分析
- 蒋慧敏;刘春云;贾健;赵德龙;冯静洁
- 2019 Vol. 38 (2): 340-348. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2018.00087
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- 利用1979-2016年ERA-Interim再分析数据对新疆地区夏季对流性降水的时空分布特征及环流成因开展了研究。结果表明:(1)新疆夏季降水主要集中在山区,对流性降水占总降水的比例在50%上下,在大部分盆地地区,对流性降水占比达70%以上;(2)对流性降水EOF第一模态表现为塔里木盆地西侧山区和伊犁及天山北麓的反相位变化,这种分布在21世纪00年代以前存在5年和10年左右的周期,而从1995年开始出现突变。而大范围降水塔里木盆地南侧山区和天山区域是同相位的空间型分布;(3)水汽条件和层结不稳定条件的差异共同作用导致了塔里木盆地西侧和伊犁两个地区夏季对流性降水反相位的变化。
- 中国西南夏季降水预测的统计降尺度建模分析
- 舒建川;蒋兴文;黄小梅;伍清
- 2019 Vol. 38 (2): 349-358. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2018.00078
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- 利用BP-CCA方法并结合当前国际先进气候预测模式结果,探讨了如何建立对西南夏季降水具有较高预测技巧的统计降尺度模型及其可预报性来源。结果表明,将热带区域海表温度作为预测因子的降尺度模型的预测能力优于亚洲区域和热带区域500 hPa位势高度作为预测因子的模型。对模型可预报性来源的分析表明,热带区域海表温度作为预测因子的降尺度模型的预测能力年与年之间的差异主要受热带海表温度EOF第二模态的影响。该模态表现为在热带东南印度洋及西太平洋区域有正载荷值,而在热带中东太平洋区域有负载荷中心,其与影响西南夏季降水的菲律宾和海洋大陆西部对流有较好的相关,并且ECMWF和NCEP业务气候预测模式对其有较好的预测能力。
- 汛期西南涡暴雨的数值模拟研究
- 程晓龙;李跃清;徐祥德;衡志炜
- 2019 Vol. 38 (2): 359-367. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2017.00078
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- 利用西南区域数值预报模式系统SWCWARMS,结合全国汛期高空加密观测资料,对2013年6月29-30日的一次西南涡暴雨过程进行数值模拟和敏感性试验。结果表明,与控制试验相比,同化试验模拟的降雨与实况更为接近,并成功模拟出四川东部的强降雨中心,对于西南涡的模拟,同化试验西南涡出现时间更早,强度更强。并且,通过两组试验初值差异对比发现,同化试验初值在四川盆地对流层中低层表现出更强的低压,更强的涡度以及更强的旋转风扰动,四川盆地西部边坡也存在更强的上升气流,这都有利于西南涡的发生、发展。另外,同化汛期高空加密观测资料对强降雨中心单站的预报改进也较明显。因此,加强汛期加密气象观测,有利于揭示西南涡的发生、发展及其降雨天气影响,也有助于提升数值预报业务技术水平。
- 一次甘肃天水强冰雹的雷达回波特征及成因分析
- 王研峰;黄武斌;王聚杰;黄玉霞;段伯隆;杨勇
- 2019 Vol. 38 (2): 368-376. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2018.00077
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- 利用常规气象观测资料、天气雷达以及NCEP FNL再分析资料,对2017年5月18日下午天水一次强冰雹天气的雷达回波结构演变特征和成因进行了详细分析。结果表明:(1)降雹对流单体低层反射率因子呈现出明显的"V"型缺口,最大回波强度出现在低层,为63 dBz。反射率因子垂直剖面呈对流单体有界弱回波区和其上的回波悬垂,相应的径向速度垂直剖面呈中低层径向风有明显的辐合特征,高层转为辐散,尤其风暴顶附近。(2)对流单体发生在对流层中层河套地区至甘肃河东东部低涡及其附近冷区和河西中部高压脊及其东北部冷池和低层甘肃与宁夏交界处冷性低涡分别为干冷空气入侵和暖湿气流辐合抬升提供有利条件的环境背景下;较高CAPE值和低CIN值有利于强对流天气发生;对流层中低层深厚的上升气流,中层下沉气流和0℃层以上强气流上升有利于对流单体水汽输送以及生成、发展和维持;距地高度2600~2900 m的0℃层为大冰雹落地提供了环境条件。(3)冰雹临近预警的雷达参数化指标为最大反射率因子达55 dBz,VIL最大值和VIL密度分别达25 kg·m-2和2.3 g·m-3。
- 1960-2014年淮河流域极端降水发生时间的时空特征
- 潘欣;尹义星;王小军
- 2019 Vol. 38 (2): 377-385. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2018.00076
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- 利用淮河流域25个分布相对均匀站点的逐日降水资料,借助线性趋势、圆形统计、EOF分析等方法对1960-2014年流域的极端降水发生时间的时空特征进行分析。研究表明:(1)淮河流域极端降水发生时间主要集中在7月中下旬,并表现出明显的年际振荡。流域平均的极端降水发生时间表现出提前趋势,但未达到0.05显著性水平。发生时间集中程度随年份上升,上升趋势达到了0.05显著性水平。综合分析表明,流域7月份发生极端降水的可能性增大。(2)流域极端降水发生时间在空间上由西南向东北逐渐推迟,大部分站点发生时间呈微弱提前的趋势,该分布规律与梅雨和台风的影响有关,而提前趋势与20世纪90年代以来我国主雨带的年代际北移有关。(3)流域极端降水发生时间的EOF分析结果显示,第一模态空间典型场呈"西北-东南"反位相分布;第二模态空间典型场呈一致性分布,分别揭示了流域极端降水发生时间在空间上的分异特征和近似一致性分布特征。
- 不同降水卫星数据反演降水量精度评价——以雅鲁藏布江流域为例
- 刘江涛;徐宗学;赵焕;何璟嫕
- 2019 Vol. 38 (2): 386-396. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2018.00092
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- 利用多种定量指标和分类指标,评估PERSIANN-CDR(Precipitation Estimation from Remotely Sensed Information using Artificial Neural Networks-Climate Data Record)和TRMM 3B42 V7(Tropical Rainfall Measuring Mission 3B42 V7)两种降水卫星产品在雅鲁藏布江流域的反演精度,并首次在雅鲁藏布江流域使用降水量体积分类指标对卫星数据的适用性进行评价。结果表明:(1)降水卫星数据的偏差主要表现在微量和重度降水的偏差上,两种降水卫星数据总是高估了弱降水,低估了强降水,PERSIANN降水卫星要比TRMM降水卫星对降水数据偏离程度小;(2)PERSIANN-CDR降水卫星数据与地面实测数据的相关系数为0.663,偏差为0.845,TRMM 3B42 V7降水卫星数据与地面实测数据的相关系数为0.666,偏差为0.579。只考虑定量指标的评价体系,两个降水卫星数据的精度差异相对较小;(3)PERSIANN-CDR卫星数据在各站点的各分类指标数值范围均比TRMM 3B42 V7卫星数据的指标数值范围大,PERSIANN-CDR卫星数据对降水事件和降水量的反演精度要高于TRMM 3B42 V7卫星数据。考虑降水量分类指标的评价指标体系比单纯使用传统定量指标评价降水卫星数据更能有效地反映出降水卫星对资料稀缺的高寒地区地面降水特征的捕捉能力。
- 甘肃省霜冻日期时空变化特征及影响因素
- 马尚谦;张勃;刘莉莉;史晓婷;杨文义;杨梅;焦文慧;魏怀东;崔艳强;黄浩;罗鸿东
- 2019 Vol. 38 (2): 397-409. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2018.00132
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- 在全球变暖背景下,全面掌握甘肃省霜冻日期的变化规律,有利于提高霜冻灾害的预警能力,保护区域环境,促进气候资源合理开发。使用0 cm地面最低温度资料,采用线性倾向估计法得到霜冻日期的气候倾向率,利用Mann-Kendall法和滑动t检验法探测霜冻日期的突变时间,构建霜冻站次比表征霜冻的影响范围,利用标准差方法计算霜冻日期的稳定性,采用Hurst指数法预测霜冻日期的未来趋势,结合相关系数法分析霜冻日期的影响因素。研究表明:(1)初霜冻日期、终霜冻日期、无霜冻日数发生突变的年份分别为2002,1996和1999年。(2)霜冻日期年际变化幅度为无霜冻日数>初霜冻日期>终霜冻日期;河西变化幅度整体高于河东,对全省霜冻日期变化的贡献较大。(3)全省霜冻日期稳定性顺序为初霜冻日期>终霜冻日期>无霜冻日数,河西霜冻日期稳定性好于河东。(4)初霜冻日期、终霜冻日期、无霜冻日数分别遵循"北早南迟,西早东迟"、"北迟南早,西迟东早"、"北短南长,西短东长"的空间分布规律。(5)在未来,初霜冻日期推迟,终霜冻日期提前,无霜冻日数延长,但变化幅度略有差异,无霜冻日数>终霜冻日期>初霜冻日期;河西终霜冻日期提前达到全省平均水平,无霜冻日数或超过河东。可知,霜冻日期的迟早、长短、稳定性,是由初、终霜冻日期、海拔以及经、纬度综合作用的结果,主导因素显著性差异较大。无霜冻日数的延长,是由初、终霜冻日期稳定性变差所致。
- 初始场与云微物理参数方案在飑线数值模拟中的对比研究
- 张弛;王咏青;廖玥;沈新勇;李小凡
- 2019 Vol. 38 (2): 410-420. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2018.00084
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- 采用CM1模式以200 m的高精度水平网格距对一次东北冷涡下的飑线过程进行模拟,采用1 km的水平网格距进行对比试验探究网格距的影响,并通过探空资料的替换与修改研究不稳定能量和垂直风切变对飑线发展的影响。研究表明,水平网格距增大主要使系统演变减缓,强度也有一定的减弱;初始场的不稳定能量减小会使飑线减弱明显,直至无法生成;垂直风切变对飑线的形成影响较小,主要改变了飑线的结构,没有垂直风切变时形成的飑线更为松散。最后的敏感性试验研究了7种云微物理参数方案对飑线内水粒子分布的影响,发现不同的云微物理参数方案会使水粒子的含量和分布出现变化,进一步影响固、液态的降水,飑线模拟采用的NA方案高层冰和雪含量最高,但由于雨和降落到地表的雹、霰含量低,使得累计降水量最小。
- 鄂尔多斯高原地区明清时期气象灾害特征研究
- 奚秀梅;段树国
- 2019 Vol. 38 (2): 421-427. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2018.00082
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- 气象灾害的发生往往具有一定的气候变化背景,对历史时期的气象灾害的研究是研究当时气候变化的一种途径。通过对鄂尔多斯高原地区文献资料的搜集整理,运用统计分析和小波变换,分析了该地区明清时期干旱、风沙、霜雪、冰雹、洪水等气象灾害的频次和周期特征,探讨了当时的气候特征。结果表明,鄂尔多斯高原地区明清时期旱灾发生频次最高;各类气象灾害都有随时间而增多的趋向。15世纪后期至16世纪初期、17世纪中期至18世纪中期、20世纪初期是各种气象灾害的多发阶段。各类灾害短周期一般为3~9年,中周期一般为17~21年,长周期一般为28~42年。鄂尔多斯高原地区明清时期的气候分为两个阶段:1368-1659年为暖湿期,1660-1911年为冷干期,以冷干为主,并经历了以下次一级的气候波动:暖湿→暖干→暖湿→冷干→冷湿→冷干。在气象灾害群发期,伴随着环境的恶化。
- 藏北高原那曲地区不同下垫面地表粗糙度的变化特征研究
- 刘啸然;李茂善;胡文斌
- 2019 Vol. 38 (2): 428-438. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2018.00083
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- 利用2008年、2010年和2012年藏北高原那曲地区MODIS卫星数据和站点大气湍流观测数据,分别应用Massman反演模型和一种确定地表粗糙度的独立方法,计算并分析地表粗糙度的时空变化特征并对反演模型进行验证,分析Z0m存在着明显的季节性变化特征。2-8月伴随冰雪消融与植被生长,Z0m逐渐增大,站点Z0m最大可达4~5 cm。9月至次年2月由于高原季风的衰退期等原因,Z0m逐渐减小,站点Z0m减小至1~2 cm。异常年份的降雪是Z0m明显低于常年的主要原因。依据Z0m的由小到大可以将下垫面分为冰雪类、稀疏草地类、茂盛草地类、城镇类4类,其中茂盛草地类和稀疏草地类分别占区域62.49%和33.74%,为主要类别,其Z0m年变化分别在2~6 cm和1~4 cm之间。两种计算方法得出的结论相关性较好,由于平均滑动作用,反演资料较实测计算结果偏小。整体而言,利用卫星数据反演算法计算的Z0m是可行的,并可应用于改进陆面模式参数,提高模式模拟的准确性,能更好的揭示区域的热通量交换。
- 高寒沙区生物土壤结皮覆盖区凝结水组分分析
- 成龙;贾晓红;吴波;李元寿;赵雪彬;周虹
- 2019 Vol. 38 (2): 439-447. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2018.00089
- 摘要 ( ) HTML PDF (4519KB) ( )
- 凝结水作为干旱半干旱地区重要的组分,对生物土壤结皮具有重要的生态学作用。为阐明高寒沙区青海共和盆地生物土壤结皮表层5 cm凝结水水汽来源,利用2017年5-9月自制微渗仪对土壤表层5 cm不同类型生物土壤结皮(苔藓结皮、藻类结皮、物理结皮)和流沙凝结水进行了观测。结果表明:高寒沙区凝结水量随结皮发育程度变化呈增加趋势,表现为:苔藓结皮>藻类结皮>物理结皮>流沙;生物土壤结皮覆盖区凝结水量显著大于流沙凝结水量,即生物土壤结皮有利于凝结水的产生;凝结水主要由吸湿水和大气水汽凝结水与土壤凝结水两部分组成;观测期间,不同类型结皮日土壤凝结水量无显著性差异;吸湿水量和大气水汽凝结水总量显著高于土壤凝结水量(P < 0.05);随时间的变化,吸湿水和大气水汽凝结水与土壤凝结水对凝结水的贡献率呈波动性变化;吸湿水和大气水汽凝结水贡献率主要集中在65%~80%,土壤凝结水贡献率主要集中在20%~35%。