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1. 东亚与太平洋地区热力差异对东亚季风的影响
许田田 范广洲 张永莉 赖欣 王炳赟
高原气象   
2. 青藏高原冬春积雪异常和中国东部夏季降水关系的诊断与模拟
李燕, 闫加海, 张冬峰
高原气象    2018, 37 (2): 317-324.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2017.00040
摘要314)      PDF(pc) (6637KB)(215)       收藏
使用1980-2010年水平分辨率为25 km的遥感积雪深度资料和0.5°×0.5°降水观测资料分析了青藏高原(下称高原)冬春(12月至翌年5月)积雪异常和中国东部夏季(6-8月)降水的关系,然后通过区域气候模式RegCM4.1在高原冬春季、春季积雪异常强迫下的试验结果进行对比,进一步验证了高原积雪异常影响中国东部夏季降水的机理。遥感积雪深度和格点降水资料诊断分析表明高原冬春少雪,中国东部夏季降水从北向南呈"-+-+"分布;冬春多雪,降水从北向南呈"+-+-"分布。数值模拟试验结果表明,高原冬春积雪异常影响中国东部夏季降水异常,高原冬春少雪,中国东部夏季降水从北向南呈"+-"分布,高原春季少雪,中国东部夏季降水从北向南呈"+-+"分布;高原冬春季以及春季多雪情形下,中国东部夏季降水异常呈相反的空间分布。同时,数值模拟结果表明高原冬春或春季少(多)雪,东亚夏季风偏强(弱),中国东部夏季降水异常。
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3. 影响长江中下游夏季降水的青藏高原水汽抽吸作用和水汽路径的定量化研究
敬文琪, 崔园园, 刘瑞霞, 王业桂, 方涵先, 赵小艳, 马杰
高原气象    2017, 36 (4): 900-911.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2016.00084
摘要301)      PDF(pc) (1040KB)(632)       收藏
基于2008年夏季JICA高原探空资料、1979-2015年ERA-Interim和MERRA再分析资料和中国160站点降水资料,首先评估了两种再分析资料在青藏高原(下称高原)的适用性;其次,提出将高原高低层水汽通量散度差定义为高原水汽抽吸指数;然后,采用合成分析法定义了与长江中下游(MLRYR)夏季降水关系密切的水汽路径有5条:孟加拉湾路径、云贵路径、南海路径、低纬路径和汇合路径,并对其强度进行了定量计算。研究表明:ERA-Interim相对MERRA再分析资料在高原适用性更优。在年际变化上,5条水汽路径与MLRYR夏季降水呈同相位变化。5条路径之间关联密切,构成了两条影响MLRYR降水的反气旋式水汽输送相关链:“南海-孟加拉湾-高原南缘-云贵-MLRYR”和“南海-华南-MLRYR”。南海水汽路径是中国东部地区降水重要的水汽通道;汇合路径是调控MLRYR夏季降水的重要水汽输入通道,而云贵东向路径与整个长江流域的降水呈显著正相关。影响MLRYR夏季降水的高原水汽抽吸作用主要发生在高原南缘。高原水汽抽吸作用可以将低层的水汽抽吸至高层,通过增加长江流域西入的纬向水汽输送间接影响到长江流域的降水。
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4. 青藏高原中部聂荣亚寒带半干旱草地近地层湍流特征研究
杨丽薇, 高晓清, 惠小英, 高娜, 周亚, 侯旭宏
高原气象    2017, 36 (4): 875-885.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2016.00089
摘要280)      PDF(pc) (701KB)(705)       收藏
湍流运动是大气最基本的运动特征,是地气间能量物质交换的主要方式。利用2014年7月18日至8月31日青藏高原中部聂荣观测站的近地层湍流观测资料,分析了该地区近地层湍流统计特征以及近地层通量的日变化特征。结果表明:在不稳定和稳定层结下,风速分量归一化标准差σu/u*σv/u*σw/u*与稳定度参数z/L满足相似理论的“1/3”定律,近中性条件下趋于常数,并表现为σu/u*σv/u* >σw/u*;在不稳定层结下,温度、水汽密度和CO2浓度归一化标准差σT/|T*|、σq/|q*|和σC/|C*|与|z/L|满足“-1/3”定律,在近中性层结下趋于常数,且明显大于青藏高原其他地区。湍流在风速0 m·s-1 < U < 3 m·s-1的环境中发展最为旺盛,垂直风分量的湍流强度较水平风分量更为集中,三个方向的湍流强度基本表现为Iu≈Iv > Iw。夏季潜热通量大于感热通量,CO2通量的日变化以吸收为主,最强达到0.46 mg·m-2·s-1
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5. 青藏高原近30年降水变化特征分析
韩熠哲, 马伟强, 王炳赟, 马耀明, 田荣湘
高原气象    2017, 36 (6): 1477-1486.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2016.00125
摘要271)      PDF(pc) (4571KB)(762)       收藏
利用中国地面气候资料月值数据集信息化资料中青藏高原地区具有代表性的20个站点所记录的降水日数和降水量资料,采用曼-肯德尔检验分析方法(MK检验)和小波分析的方法对青藏高原地区降水日数和降水量进行了时空分布特征的分析,并对其演变规律进行了初步的探讨。结果表明:在1980-2013年之间,我国青藏高原的年降水量与降水日数的变化趋势相反,即:年降水量随时间的推移而升高,年降水日数则随着时间的推移而减少。从1980-2013年以来的34年间,青藏高原降水日数的波动变化存在8年的周期,其年降水量存在5年和11年的波动周期;青藏高原地区降水分布由西北向东南逐渐增加,且降水日数与降水量在地区分布上呈相同的变化趋势,即降水量多的地方降水日数也大。此外,西藏地区年均降水日数与青海地区相比较大,其年均降水量也大于青海地区。
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6. 高原夏季风对中国夏季极端降水的影响研究
龙妍妍, 范广洲, 李飞, 段炼, 冯琬, 张永莉, 邓伟, 路平平
高原气象    2018, 37 (1): 1-12.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2017.00010
摘要264)      PDF(pc) (8669KB)(1006)       收藏
利用NCEP/NCAR月平均再分析资料和571站逐日降水资料,探讨了高原夏季风对中国夏季极端降水的影响机制。结果表明:(1)高原夏季风强(弱),东北、黄河河套、华南和四川西部地区夏季极端降水偏少(多),长江流域、南疆、青藏高原东侧边缘地区夏季极端降水偏多(少)。(2)中国东部从北向南呈现出明显纬向带状的"-+-"遥相关型相关分布。(3)中高层环流系统特征、中低层风场特征、水汽输送特征和湿位涡特征是高原夏季风对夏季极端降水影响的物理机制。
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7. 大气边界层与风力发电的相互作用研究综述
张双益, 胡非
高原气象    2017, 36 (4): 1127-1137.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2016.00095
摘要263)      PDF(pc) (667KB)(640)       收藏
大气边界层与风力发电的相互作用是近年来的新兴研究热点,具有重要科学意义和高度应用价值。一方面,大气边界层的风切变现象可导致风电机组的输出功率减小、机械载荷增大;湍流现象在低(高)风速段导致机组的输出功率增大(减小),但对机械载荷具有单调增大的影响;大气边界层具有显著的日变化规律,层结状态的改变影响着地面风场的结构和特性,并导致风电机组的输出功率和机械载荷随之发生变化。另一方面,风电机组的叶轮旋转施加了扰动效应,导致下风向的风速减小、湍流增大,并且具有复杂空间分布特征;而大型风电场或风电基地产生的巨大扰动效应可影响和改变边界层的整体结构和特性,并影响局地甚至全球气候环境。
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8. 青藏高原臭氧谷的分布及其与太阳辐射的关系
焦铂洋, 苏昱丞, 郭胜利, 郭栋, 施春华, 李婧媛, 苍中亚, 傅帅
高原气象    2017, 36 (5): 1201-1208.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2016.00106
摘要259)      PDF(pc) (4472KB)(528)       收藏
使用2005-2015年夏季Aura卫星微波临边探测器(MLS)逐日臭氧观测资料,讨论了夏季青藏高原臭氧低值区的三维分布。研究发现,青藏高原臭氧不仅在对流层顶附近存在着臭氧低值区,而且在平流层上层(20~1 hPa)也存在显著的低值区。高原区上空50%以上的臭氧存在于21.5~1.2 hPa的范围内,因此平流层上层高原臭氧低值对高原臭氧谷来说也很重要。使用合成分析法对MLS夏季北半球昼夜臭氧进行研究,结果表明该低值区仅存在于白天。根据高原区平流层上层臭氧模拟数据的集合经验模态分解,得到IMF4的平均频率为0.09,平均周期为11.1年,正好对应太阳活动最强的周期。说明太阳辐射是影响高原平流层上层臭氧低值中心的一个因素。
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9. 盛夏高原季风指数的探讨及其对四川盆地降水的影响
庞轶舒, 马振峰, 杨淑群, 杨小波
高原气象    2017, 36 (4): 886-899.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2016.00027
摘要258)      PDF(pc) (1685KB)(668)       收藏
综合考虑盛夏时期高原环流场与高度场的变化特征,提出了新的高原季风指数。通过相关统计、小波分析等统计方法,与其他高原季风指数进行对比研究,结果表明该指数能较好响应盛夏高原热力的年际变化,反映高原盛夏风场分布特征。在此基础上,利用该指数研究分析盛夏时期高原季风对四川盆地降水的影响。分析结果表明,盛夏高原季风偏强时,对流层中层印度半岛-孟加拉湾地区高度场偏高,西太平洋副热带高压,乌拉尔山阻塞高压,东北亚阻塞高压异常偏强,东亚/太平洋(EAP型)遥相关波列呈“+-+”分布。低层印度半岛-孟加拉湾和西太平洋高压外围的异常反气旋环流,将来自阿拉伯海、孟加拉湾和南海的暖湿气流输送至我国南方地区;乌拉尔山阻塞高压与东北亚阻塞高压之间的异常偏北气流和我国东北地区的异常东北风使北方冷空气南下。冷暖气流汇集于四川盆地,水汽辐合上升运动增强,导致该地降水偏多。
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10. ATMS和CrIS卫星资料同化对青藏高原天气预报的影响
薛童, 管兆勇, 徐建军, 邵旻
高原气象    2017, 36 (4): 912-929.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2016.00087
摘要253)      PDF(pc) (2704KB)(785)       收藏
利用WRF模式和GSI同化系统同化美国最新一代的ATMS和CrIS卫星资料,探讨卫星辐射资料同化对青藏高原天气要素预报准确性的影响。进行了四组试验模拟,即无资料同化的控制试验(CTRL)和三组同化试验,三组同化试验分别为:只用常规观测资料进行同化(CONV)、常规观测资料和ATMS卫星资料同化(ATMS)、常规观测资料和CrIS卫星资料同化(CRIS)。分析了2015年1月及7月的温度场、相对湿度场和风场的预报能力,除了分析近地表2 m温度场、2 m相对湿度场及10 m风场外,也分析了高地形区域以及低地形区域不同高度层上气象要素的预报能力。结果表明:ATMS和CRIS同化对青藏高原天气要素预报效果改进并不具有普遍性,ATMS同化试验可以有效的增进7月低地形区域的2 m温度场、7月高地形区域2 m相对湿度场以及1月高地形区域10 m风场的24 h、48 h预报能力;CRIS同化对1月高地形区域2 m温度场24 h预报、1月与7月高地形区域10 m风场24 h与48 h预报有改善效果。就垂直分层来讨论,CRIS同化试验不管在哪个高度分层都无法有效地改进模式预报能力,ATMS同化试验则在不同分层、不同变量场有着不一样的预报效果。资料同化后温度场预报主要的误差来源是系统性误差,而相对湿度场和风场在同化后主要误差是由非系统性误差造成的。整体上ATMS同化试验效果优于CRIS同化试验。
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11. 北疆春季降水相态转换判识和成因分析
张俊兰, 彭军
高原气象    2017, 36 (4): 939-949.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2016.00094
摘要251)      PDF(pc) (1151KB)(621)       收藏
2014年4月13-15日北疆出现了大范围雨转雪天气和强降雪过程,给当地工农牧业及人民生活造成严重影响。对这次过程,利用天气学诊断方法,分析了其发生发展过程,并得到此次灾害性天气过程中雨雪相态转换和降水强度的预报指标。结果显示:(1)此次天气过程是在中亚低涡两次生成、发展和减弱过程中出现的。(2)中低层温度变化是预报北疆春季降水相态转换的关键因子和指标,中层温度可区分雪和雨夹雪,T500<-25℃、T700<-12℃可判定为雨夹雪转雪;低层温度可区分雨和雨夹雪,T850<-2℃和T925<2℃时雨转雨夹雪,T850<-4.5℃用来判别雨夹雪转雪。(3)春季北疆沿天山一带和天山山区的降水中水汽凝结起主要作用,中低层水汽冷凝结是影响降水强度的重要因子,水汽条件越好、冷空气越强、凝结厚度越厚、持续时间越长,则降水强度越强,水汽冷凝结强度决定了降水强度的大小。
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12. 冬春季昆明准静止锋与云贵高原地形的关系
段旭, 段玮, 邢冬, 张亚男
高原气象    2018, 37 (1): 137-147.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2017.00032
摘要246)      PDF(pc) (3382KB)(716)       收藏
利用1961-2010年地面气象观测数据、2008年1月10日至2月15日和2013年12月10-20日ERA-Interim 0.125°×0.125°再分析数据以及DEM地形高度数据,研究了昆明准静止锋(Kunming Quasi-Stationary Front,KQSF)位置、云贵高原地形和锋面附近大气要素三者之间的关系。研究结果表明:(1)云贵高原以乌蒙山脉(103°E)分为东、西两部,云贵高原东部地区昆明准静止锋出现的频次为61.5%,西部地区出现频次为38.5%,大部分冷空气被阻挡在了云贵高原东部地区,仅有少部分较强冷空气能越过乌蒙山脉进入云贵高原西部,高原大地形对冷空气的阻滞作用显著;(2)昆明准静止锋的进退与锋面前后地面温压场关系有较好的相关性,锋后冷气团越强、锋前暖气团越弱,锋面位置越偏西,反之越偏东,其相关的显著性主要体现在云贵高原西部,而在高原东部地区,地形作用降低了锋面位置与温压场的相关性;(3)高原地形阻挡作用使冷空气移动速度缓慢甚至停滞而形成准静止锋,抬升作用使局地近地层形成顺时针的次级环流,导致逆温层的出现,一旦冷空气越过高原,抬升作用减弱,逆温层消失;(4)东西风零线能较好地描述锋面位置和冷气团厚度,体现了KQSF呈准南北向和云贵高原地区的冷空气由东向西路径特征;(5)锋后冷高压的位势高度可表示冷气团的厚度,在云贵高原东部锋面位置取决于冷气团的厚度,当锋面到达云贵高原西部后,地形的阻挡作用显著减弱和消失,锋面位置取决于冷暖气团之间势力的强弱对比。
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13. 近53年四川盆地夏季暴雨变化特征分析
陈丹, 周长艳, 熊光明, 邓梦雨
高原气象    2018, 37 (1): 197-206.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2017.00022
摘要240)      PDF(pc) (2178KB)(632)       收藏
利用1960-2012年川渝逐日降水资料、NCEP/NCAR再分析资料和Hadley海温资料,借助小波变换、合成分析和相关分析等方法,讨论了四川盆地夏季暴雨的时空变化特征,分析了盆地西部和东部暴雨异常时的水汽输送、大气环流和海温异常情况。结果表明,四川盆地暴雨频数和暴雨量在东、西部呈相反变化,盆地西部暴雨呈减少变化,东部呈增加变化,暴雨量和暴雨频数存在十分显著的正相关。盆地西部暴雨量在20世纪60年代和80年代偏多,90年代出现显著减少的变化,21世纪初也明显偏少,20世纪60年代、80年代中期至90年代末主要为显著的6~7年年际周期振荡;盆地东部暴雨量在60年代和70年代明显偏少,80年代、90年代以及21世纪初明显偏多,20世纪70年代初至90年代初主要存在显著的8~9年年际周期振荡和14~15年的年代际周期振荡。副热带高压(简称副高)偏北偏强,有利于西太平洋水汽输送至盆地西部地区,中高纬度槽线发展引导冷空气南下与副高西南侧的暖湿气流在盆地西部汇合,导致盆地西部暴雨偏多;副高偏南,西太平洋水汽向盆地东部输送较多,贝加尔湖西部多阻塞形势,冷空气南下有所偏东,使得冷空气和暖湿空气在盆地东部汇合,导致盆地东部暴雨偏多。西太平洋暖池偏强(弱),ENSO冷(暖)事件时,四川盆地西部暴雨偏多(少);盆地东部暴雨与海温的关系明显弱于西部,主要表现为负相关。
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14. 基于HYSPLIT4的一次新疆天山夏季特大暴雨水汽路径分析
姚俊强, 杨青, 毛炜峄, 韩雪云
高原气象    2018, 37 (1): 68-77.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2017.00031
摘要233)      PDF(pc) (10470KB)(514)       收藏
利用新疆维吾尔自治区105个观测站气象资料、NCEP/NCAR再分析资料,引入拉格朗日混合单粒子轨道模型(HYSPLIT_v4),定量分析了2004年7月17-21日新疆天山山区特大暴雨的水汽输送情况。结果表明,2004年7月17-21日暴雨降水主要以天山山区为主,暴雨过程的水汽主要来自700 hPa,水汽输送路径有3条,其中偏北路径有2条,另1条为偏西路径;暴雨的水汽源地主要有3个,其中超过50%的水汽来自阿拉伯海以北-里海-巴尔喀什湖地区的水汽输送贡献,其次是波罗的海-北冰洋沿岸地区,占到26%,而鄂霍次克海以东地区为21%;伊朗高压北抬与欧洲脊东移形成的乌拉尔脊叠加是暴雨过程的主导系统,中亚低涡东南移动形成强降水。同时,对流层高层的副热带西风急流和低层的偏东低空急流对强降水的水汽输送和辐合有重要影响。
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15. 山东省南部一次极端特大暴雪过程诊断分析
胡顺起, 曹张驰, 陈滔
高原气象    2017, 36 (4): 984-992.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2016.00134
摘要232)      PDF(pc) (1078KB)(606)       收藏
为了更全面地认识鲁南地区历史极端暴雪发生发展的机制,利用常规探空和地面观测资料、FY-2E长波辐射资料(Outgoing Long-wave Radiation,OLR)和NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料,采用天气动力学分析方法,对2015年11月23-24日出现在山东省南部极端特大暴雪过程的成因和动力结构演变特征进行分析。结果表明:(1)此次降雪发生在回流形势下,对流层中层强西南低空急流、切变线及低层强东北风共同作用,造成异常强暴雪天气。(2)低层西南急流把水汽输送到鲁南地区,并在暴雪区上方产生强的水汽辐合中心,为本次特大暴雪提供了有利的水汽条件。(3)高低空急流耦合,高空槽前正涡度平流使得低层减压,产生上升运动,有利于暴雪发生发展。(4)西南低空急流与偏北风在鲁南上空辐合,是强降雪主要集中在该地区的重要原因。(5)强冷空气降温使得雨快速转雪,降雪持续时间长,导致强降雪发生。(6)OLR特征分析表明,OLR 3 h平均低值中心与3 h最大降雪中心存在明显的负相关关系。研究鲁南地区极端暴雪特征有助于提高该地区灾害性天气的预报能力,对防灾减灾有着重要意义。
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16. 世界干旱气候研究动态及进展综述(Ⅰ):若干主要干旱区国家的研究动态及联合国的贡献
钱正安, 宋敏红, 吴统文, 蔡英
高原气象    2017, 36 (6): 1433-1456.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2017.00075
摘要226)      PDF(pc) (1394KB)(790)       收藏
为回顾和评述过去70年来世界干旱气候的研究动态及进展,本综述系列文章(Ⅰ)首先从横向评述了世界若干主要干旱区国家的研究动态和联合国专业机构的贡献。其要点如下:(1)20世纪世界出现了两大干旱事件,即20世纪30年代美国的"沙尘暴干旱"和1968-1999年的北非持续干旱。它们灾情重,警示作用强,推进了世界干旱气候研究。(2)作为当今世界科技强国,美国的干旱气候研究起步早,在干旱气候的每一分支领域都起了引领作用,特别是在干旱指数和判据的提出和应用、干旱气候成因及气候模式的模拟方面。(3)中国作为发展中大国,中蒙干旱区是世界独特的中纬度干旱区,我国的干旱气候研究起步虽晚,但中国西北地区水流输送\,西北干旱气候成因及中蒙地区春季沙尘暴等方面的研究也取得了令人鼓舞的成果。(4)其他国家如澳、英、日本及联合国等也对世界干旱气候研究、遏制全球增暖及应对全球气候变化等方面作出了重要贡献。
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17. 青藏高原夏季降水日变化特征分析
计晓龙, 吴昊旻, 黄安宁, 赵卫, 吴阳
高原气象    2017, 36 (5): 1188-1200.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2016.00119
摘要224)      PDF(pc) (22140KB)(570)       收藏
利用2008-2014年逐小时空间分辨率为0.1°的全国自动站观测降水资料和CMORPH卫星反演降水融合资料,研究了青藏高原(下称高原)夏季降水日变化特征,并探讨了不同持续时间和等级降水对降水量日变化的影响。结果表明,整个高原地区夏季降水量和降水频率的日变化表现出明显的凌晨和傍晚的双峰结构,而降水强度的双峰结构却不太明显。进一步对各分区降水日变化特征的分析发现,高原中西部降水日变化特征与整个高原地区的一致,而高原北部(东部)地区降水量和频率的日峰值出现在傍晚(午夜-凌晨)。降水持续时间对降水量日变化有显著的影响,高原夏季降水量日变化的双峰特征是由短时(1~3 h)和长持续性(6 h以上)降水共同作用造成的,午夜-凌晨(傍晚)的降水日峰值主要是由于长持续性(短时)降水所引起。分析不同等级降水量日变化特征发现,高原北部地区小-大雨(暴雨)的降水量日峰值基本出现在下午(午夜),而高原中西部不同等级降水量的日变化基本都呈现出傍晚和午夜-凌晨的双峰结构,高原东部地区不同等级降水量的日变化形式较一致,日峰值出现在午夜-凌晨。
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18. 青藏高原地表感热通量变化特征及其对气候变化的响应
解晋, 余晔, 刘川, 葛骏
高原气象    2018, 37 (1): 28-42.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2017.00019
摘要223)      PDF(pc) (22874KB)(597)       收藏
选取中国气象局在青藏高原(下称高原)地区常规气象观测站点中85个资料连续性较好的站点资料,基于CHEN-WENG感热交换系数方案计算了1981-2014年地表日均感热通量,并用M-K检验法分析了季节平均感热通量和年均感热通量的年际变化特征,结合经验正交函数法EOF(Empirical Orthogonal Function)、Pearson相关法,分析了年均感热通量的时空演变及异常分布特征以及不同地区站点感热通量与气候因子的相关性。结果表明,1981年以来,高原地表感热通量无论在年尺度还是季节尺度上的年际变化都表现为先下降后上升的趋势,其中春季和冬季由下降转变为上升的年份早于夏季和秋季,且夏季上升的幅度是四季中最弱的;1981-2003年间感热通量下降主要与地气温差和平均风速的减小有关,而2004-2014年间感热通量的上升主要与地气温差的显著增大有关。空间上,各站点感热通量的上升或下降并不同步,但存在一定的相互联系,感热通量上升的站点主要位于青海省;感热通量与各气候因子的相关性有明显的时空差异,整体上受地表温度影响显著,与地表温度变化呈正相关;与降水、日照时数、风速等气候因子的相关性在年尺度上存在较大的空间差异,在季节尺度上,感热通量与气象因子的季节相关性较好,尤其是夏季,感热通量与降水呈反相关,与日照时数、风速和气温呈正相关,其次是春季,秋、冬季相关性较差。
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19. 两种垂直风廓线的对比及应用Ⅱ:不同降水条件下风廓线特征
方德贤, 董新宁, 周国兵, 吴钲, 张勇, 黄安宁
高原气象    2017, 36 (4): 971-983.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2016.00091
摘要219)      PDF(pc) (2101KB)(604)       收藏
利用2013年重庆多普勒天气雷达(SA)和风廓线雷达(TWP8-L)观测的垂直风廓线数据,对晴空、弱降水、一般性降水和强降水四种不同天气条件下垂直风廓线特征及其演变情况进行了分析。结果表明:(1)风廓线雷达的探测高度随降水增加逐渐增加;(2)晴空天气条件下,边界层(1 km以下)风向存在明显的日变化,夜间以偏东气流为主,白天以偏南气流为主,高空(3 km以上)为一致的偏西气流,风速较小;(3)弱降水天气条件下,边界层风向以偏东气流为主,相对较为杂乱,高空与晴空一致,中高层(1~3 km)以偏南气流为主;(4)一般性降水天气条件下,低层与弱降水较一致,而高空出现较一致的西南气流,有利于水汽输送,同时垂直切变具有较好的单一方向性,较有利于对流的发展和维持;(5)强降水天气条件下,风廓线雷达和多普勒雷达观测的垂直风廓线较为一致。降水前期风向随高度的增加逐渐由偏东气流转为偏西气流,有利于对流的触发;降水期间风切变具有很好的单一方向性并在中低层出现低空急流区,有利于对流系统的维持,同时西南气流厚度加深,也有利于水汽的输送;降水结束期风速减小,中低层风向也逐渐转为偏北气流,对流系统逐渐消亡。
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20. 云南极端气象干旱指标的研究
郑建萌, 黄玮, 陈艳, 周建琴
高原气象    2017, 36 (4): 1039-1051.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2016.00067
摘要217)      PDF(pc) (805KB)(655)       收藏
根据云南降水和蒸发的气候特征,剔除区域内降水多、蒸发小的站点,用剩余101个站1961-2012年的气象资料研究云南区域极端气象干旱标准。分析表明,云南气温与蒸发呈显著正相关关系,可用气温作为蒸发变化的表征量。进而提出了用修正的降水气温均一化指数IS作为云南气象干旱指数。利用滑动3个月的IS指数序列和IS累加强度作为指标,检测出云南1961-2012年的十次极端气象干旱事件为1962/1963年、1968/1969年、1978/1979年、1980年、1983年、1987年、1992年、2003年、2009/2010年、2011/2012年的干旱过程。对这10次干旱过程分析及其与相关文献的对比表明,将这10次干旱过程作为云南极端气象干旱事件是合理的。
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21. 中国小时风速数据集研制及在青藏高原地区的应用
赵煜飞, 张强, 余予, 杨贵
高原气象    2017, 36 (4): 930-938.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2017.00001
摘要216)      PDF(pc) (737KB)(633)       收藏
基于记录2400余个国家站建站至今的地面风自记观测数据文件,与2001以来自动站小时风速数据进行拼接整合,形成中国2400个站点从建站以来的逐小时风速序列;同时结合历史风速资料信息化特点,参考我国小时风速数据特性研制质量控制方案,完成中国逐小时台站观测风速数据集的研制。20世纪50年代,只有少部分地面观测站采用风自记观测,主要分布在我国东北、华北、江南等地区。风自记站数在70年代以后增加较快,逐渐接近地面观测站数。2004年以后,所有地面观测站均实现了风的逐小时观测。经分析,全国76.3%台站平均缺测率小于7%。2005年自动站开始自动观测后,正确率高于95%;可疑率在1969年和1970年最高,分别为0.21%和0.18%;错误率在1991年、1998年、1997年和2004年相对偏高,分别为0.013%、0.005%、0.001%、0.001%。利用研制的逐小时风速数据集,对青藏高原地区各季节风速日变化进行分析应用,结果表明:春季风速较大,各小时平均风速均高于其他三个季节。青藏高原东部(西部)地区在16:00(14:00)(如无特别说明,均指北京时)风速较大,06:00(06:00)风速较小。东部地区16:00风速明显大于西部地区14:00风速,分别为3.75 m·s-1和2.90 m·s-1。19952015年春季,东部峰时风速序列与平均风速都显示为减小趋势(通过0.01的显著性检验);青藏高原西部峰时风速与平均风速序列无显著的变化趋势。
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22. 湖南省雷暴大风的时空分布和变化特征
许霖, 姚蓉, 王晓雷, 欧小峰
高原气象    2017, 36 (4): 993-1000.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2016.00088
摘要216)      PDF(pc) (717KB)(605)       收藏
利用1971-2010年湖南94个地面气象观测站雷暴大风观测资料,采用气候倾斜率、M-K突变检验、小波分析等统计方法分析了雷暴大风事件的变化趋势和振荡周期,并初步探讨了其成因。此外,利用2001-2010年NCEP再分析资料,选取典型站点对其不同区域动力、热力参数进行了对比统计分析,对于正确认识湖南地区雷暴大风的形成机制及其预报预测具有重要意义。结果表明:近40年来出现雷暴大风事件次数总体呈减少趋势,特别是20世纪90年代后雷暴大风次数显著下降;雷暴大风主要出现在夏季,且大部分地区雷暴大风主要集中出现在午后到傍晚时段;湖南省雷暴大风次数在1990年前后出现突变,小波分析表明存在着2~3年、3~5年、6~7年的短周期和11~12年的长周期,其中2~3年和3~5年的变化周期具有相对稳定和全域性特点。分析雷暴大风发生时表征大气热力不稳定的参数发现,不同区域的雷暴大风发生的热力不稳定条件东西向之间存在一定差异,且湘西高于湘东;动力不稳定条件南北向之间存在一定差异,湘南高于湘北;上下层水汽差存在山区高于湖区的特点。
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23. 江淮切变线研究的回顾与展望
姚秀萍, 孙建元, 马嘉理
高原气象    2017, 36 (4): 1138-1151.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2017.00015
摘要215)      PDF(pc) (606KB)(562)       收藏
江淮切变线是中国东部特有的天气系统,与梅雨期降水密切相关,为江淮流域地区夏季降水最主要的天气系统。为了提高夏季中国东部降水的预报能力,深化对江淮切变线认识和研究,本文较为系统地回顾了江淮切变线的相关研究,包括江淮切变线的定义、分类、结构、形成发展机制、影响作用、与其他天气系统相互作用以及研究技术手段等方面,并梳理其研究成果,从经典定义和预报业务实际出发,指出江淮切变线结构的多样性和多尺度特性。同时,在回顾研究成果的基础上,展望了在多源大气探测资料不断出现的当今,江淮切变线值得进一步深入研究。
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24. 近55年来中国西北地区降水变化特征及影响因素分析
刘维成, 张强, 傅朝
高原气象    2017, 36 (6): 1533-1545.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2017.00081
摘要207)      PDF(pc) (12761KB)(489)       收藏
利用1961-2015年中国西北地区128个站的降水观测资料和NCEP再分析资料,分析了年、季降水量与降水日数变化总趋势及其区域分布特征,并采用与平均温度、气候指数相关性来分析和讨论其所受的影响因素。结果表明:(1)西北中西部年降水量呈增加趋势,增加趋势位于0.1%·(10a)-1~10.0%·(10a)-1;西北东部年降水量呈减少趋势,减少趋势均小于5%·(10a)-1;春季、夏季和秋季西北西部大部分地区降水量是以增加趋势为主;东部主要为减少趋势,但是在冬季几乎所有站点的降水量呈增加趋势;(2)西北西部降水日数以增加趋势为主,东部地区降水日数以减少趋势为主,大部分站点年降水日数在冬季呈现增加趋势,其他季节则基本表现为西北西部增加、西北东部减少;(3)河西走廊西部、青海高原边坡、西北东部年降水量与年平均气温呈负相关,青海高原年降水量与年平均气温呈正相关,西北地区大部分年降水日数与年平均气温呈负相关;(4)北疆、南疆和西北东部37°N以南地区年平均降水量变率与年平均温度变率呈现负相关,且相关系数较大,而其余地区为正相关;(5)西风带影响西北大部分地区年降水量,东亚季风和南亚季风主要影响西北地区中北部和南部的年降水量。
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25. 青藏高原新增探空资料同化对南疆夏季降水预报的影响
于晓晶, 杜娟, 王敏仲, 徐洪雄, 何清
高原气象    2018, 37 (1): 13-27.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2017.00034
摘要207)      PDF(pc) (49730KB)(465)       收藏
利用第三次青藏高原大气科学试验中青藏高原西部新增3个探空站(狮泉河、申扎、改则)的探空资料,基于中尺度数值(WRF)模式和GSI同化系统,选取2015年夏季南疆两次不同类型(南亚高压双体型和单体型)的强降水过程进行同化敏感试验,以初步评估新增3个站探空资料同化对南疆夏季降水预报的影响。从初始场物理量的增量场来看,同化高原3个站探空资料对两次过程的初始场均有一定改进,对南亚双体型过程的改进较显著,这可能与其偏南气流及上下游效应较强有关。中、高层物理量的增量中心均出现在高原中、西部,分别对应申扎和狮泉河两站,并向周边地区逐渐减小,南疆地区表现为弱的正或负增量。虽然高原探空资料均在600 hPa以上,通过动力调整对低层物理量也有一定影响。同化后低层的散度和湿度增量中心出现在高原西南侧,南疆地区变化较小。随着模式时间积分,各高度上的物理量和降水影响系统调整效果逐渐显著,总体使得200 hPa副热带长波槽有所加深、南疆上空的偏南急流得到加强,500 hPa低值系统强度有所减弱,850 hPa的散度和湿度在南疆地区均有显著调整,但低层散度和湿度在南疆西部强降水中心调整相对较小。从降水预报结果来看,同化高原3个站探空资料后,对两次过程的小量级降水评分显著提高,即对降水落区预报能力有所提高;但对强降水中心结果影响不大,即对局地性强降水的预报能力仍有所欠缺。
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26. 高原涡诱发西南涡伴行个例的环境场与成因分析
高文良, 郁淑华
高原气象    2018, 37 (1): 54-67.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2017.00020
摘要207)      PDF(pc) (49140KB)(571)       收藏
利用NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料、历史天气图、青藏高原低涡切变线年鉴,分析了1998-2013年持续高原涡诱发西南涡结伴而行的观测事实,并对一例持续高原涡诱发西南涡的长时间伴行过程进行天气、诊断分析。结果表明,在持续高原涡与西南涡共同活动过程中,两涡移向较一致的多数是由持续高原涡诱发的西南涡过程造成的,它们的移向多为向东或东北移;持续高原涡诱发的西南涡是在500 hPa上东亚环流经向度减弱,在处在切变流场中的高原涡的环流东南部-西南气流下空生成的;伴行的西南涡受高原涡活动影响大,高原涡加强会影响西南涡加强;高原涡对西南涡的诱发作用是由高原涡移出高原,其伴随的正涡度向下伸,与对流层低层盆地内气流的气旋性弯曲所伴的正涡度叠合,使盆地内气旋性涡度加强而诱发西南涡生成的,西南涡区上空正涡度平流随高度增加的强迫上升作用是高原涡诱发西南涡的又一重要因素;高原涡与西南涡伴行是与高原涡区、西南涡区的正涡度平流及高原涡区、盆地涡区上空正涡度平流随高度增加的强迫上升作用密切相关的。
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27. 新疆北部一次暖区暴雪过程锋面结构及中尺度云团分析
刘晶, 李娜, 陈春艳
高原气象    2018, 37 (1): 158-166.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2017.00008
摘要206)      PDF(pc) (11165KB)(648)       收藏
通过对2014年1月29-30日北疆北部地区出现强降雪过程中常规资料、NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料及卫星红外云图的分析研究。结果表明:(1)500 hPa极锋锋区偏西急流与中纬度西南急流交汇,锋区在巴尔喀什湖附近加强并东移进入北疆偏北地区,为此次暴雪天气的发生提供有利的环流形势;高低空急流耦合明显,在地形强迫和锋面抬升下垂直上升运动再次得到增强,是暴雪发生的有利动力抬升条件;(2)中低层暖锋锋生,锋区随高度向东北倾斜,暖湿气团强盛并沿底层冷楔爬坡,推动冷气团向北移动,暴雪区位于暖锋锋区前沿处;(3)巴湖附近带状云系中不断有中尺度云团生成、合并和消亡,暴雪区与中尺度云团边缘TBB等值线梯度大值区有较好的对应关系。
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28. 三种风场再分析资料在辽宁省海岸带的比较与评估
敖雪, 翟晴飞, 崔妍, 周晓宇, 易雪, 沈历都, 赵春雨, 林蓉
高原气象    2018, 37 (1): 275-285.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2017.00029
摘要204)      PDF(pc) (6703KB)(561)       收藏
利用1981-2015年辽宁省海岸带20个气象站常规观测资料与同期ERA-Interim、JRA-55和CFSR三种再分析资料进行对比分析,讨论了风速场再分析资料在辽宁省海岸带的适应性问题。结果表明,三种再分析资料与观测资料的大风相关性均通过显著性检验,ERA资料相关性最好,但ERA的最大小时风速明显较观测资料偏小。三种再分析资料在空间上的偏差有明显的不均匀性,绥中、兴城一带偏差较小,旅顺口站偏差较大;CFSR资料最大小时风速的偏差绝对值小于1的站点最多,适用性较好;ERA资料的大风次数与观测资料最为接近,且14:00(北京时,下同)最大小时风速和大风次数的偏差均较08:00偏小。三个海区最大小时风速平均绝对误差的差别不显著,基本在1.5~3 m·s-1之间,而大风次数的误差较显著,渤海海峡误差相对较大,黄海北部次之,渤海北部误差最小,其中CFSR资料的风速平均绝对误差最小。观测的最大小时风速和大风次数呈显著减少趋势,JRA和CFSR资料呈缓慢减少趋势,而ERA资料呈增加趋势;ERA和JRA资料的年代际曲线波动平稳,不能表现出观测资料的年代际变化趋势,CFSR资料与观测值最为接近,但是变化趋势较观测资料缓慢。在长期变化趋势空间分布上,CFSR资料的可信度相对较好,JRA资料次之,ERA资料差别较大。
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29. 中国两级阶梯地势区域冰雹天气的环境物理量统计特征
曹艳察, 田付友, 郑永光, 盛杰
高原气象    2018, 37 (1): 185-196.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2017.00044
摘要202)      PDF(pc) (4281KB)(594)       收藏
通过时空匹配2002-2010年逐年3月1日至9月30日中国海拔3 km以下地区671个国家站逐时冰雹观测资料和NCEP(National Centers for Environmental Prediction)FNL(Final Analysis)资料,以海拔1 km作为分界线划分为两个阶梯区域(简称两级阶梯,并把两个区域分别简称为一级阶梯和二级阶梯),对表征中国两级阶梯冰雹天气的水汽、热力和动力环境条件进行了统计分析。考虑气温0℃层高度对形成冰雹天气的影响,首先用0℃层高度对样本进行过滤,然后对两级阶梯冰雹天气的环境物理量特征进行统计和对比分析。结果表明,两级阶梯冰雹环境的水汽、热力和不稳定能量差异显著,一级阶梯冰雹往往出现在具有更不稳定的层结结构、更多不稳定能量、更多水汽含量以及更强的垂直风切变环境中。一级阶梯冰雹的整层可降水量集中在15~41 mm,二级阶梯则集中在6~30 mm,无冰雹出现在整层可降水量超过56 mm的环境中。两级阶梯超过50%的冰雹均出现在最有利抬升指数为负值的不稳定环境中,最优对流有效位能分布则表明,超过75%的冰雹均出现在具有一定不稳定能量的环境中;但当最有利抬升指数大于2.8℃时,两级阶梯均不会出现冰雹天气;两级阶梯超过50%的冰雹均出现在强的垂直温度递减率环境中。多物理量的高概率密度区更显著地揭示了两级阶梯冰雹天气所需的物理量分布差异。这些结果为两级阶梯冰雹天气的主客观潜势预报提供了客观的统计基础和依据。
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30. 东北地区典型暴雨个例的水汽输送特征分析
马梁臣, 孙力, 王宁
高原气象    2017, 36 (4): 960-970.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2016.00078
摘要200)      PDF(pc) (803KB)(677)       收藏
利用NCEP 1°×1°的GDAS资料同时引入基于拉格朗日方法的轨迹模式(HYSPLIT v4.9),选取了东北地区2009年6月27日至7月1日的冷涡暴雨个例、2010年8月19-22日切变暴雨个例、2013年8月14-17日气旋暴雨个例和2012年8月27-30日的台风暴雨个例,模拟计算了四个个例的水汽输送通道以及不同源地的水汽贡献。结果表明:四个暴雨个例的水汽输送通道基本有两支:一支是南海或西太平洋的海上水汽输送,另一支是西北气流的水汽输送。不同天气系统造成的典型暴雨个例的水汽输送特征各有差异。冷涡暴雨个例中,42.1%的水汽贡献来自于西太平洋和南海附近,鄂霍次克海附近的水汽亦有一定的补充,西北气流和海上水汽各约占50%;切变暴雨个例和气旋暴雨个例水汽输送较相近,以西太平洋和南海的水汽输送为主体,西北气流水汽比重减少,另外切变暴雨有局地水汽的贡献;台风暴雨个例中,北太平洋和黄海、渤海水汽是本次台风暴雨水汽主要来源。降水量的大小和分布的密集程度与海上水汽的贡献率密切相关。
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