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在人类活动加重气候变暖的背景下， 极端水文气象事件发生概率增加。数值模式作为研究水循环和极端水文事件的有效工具， 已在全球范围内得到广泛应用。为深入理解气候变化背景下全球陆地水循环时空演变规律， 揭示大气-陆面-水文互馈机制， 大气-陆面-水文耦合过程模拟研究已成为国际大气、 水文等学科研究的热点之一。本文首先回顾和梳理了大气-陆面-水文耦合模式的发展历程， 阐明了大气-陆面-水文耦合模式WRF-Hydro（Weather Research and Forecasting Model Hydrological modeling system）的优势， 并系统总结了WRF-Hydro模式的主要敏感性参数分析及模式在对地表径流、 土壤湿度、 能量水分循环以及相关大气和水文过程等方面的应用。最后探讨WRF-Hydro大气-陆面-水文耦合模式未来发展趋势， 提出应着眼于发展有效的尺度转换方案、 完善参数化方案以及开展流域内大气、 水文变量时空分布高分辨率模拟等方面， 以期系统提升耦合模式对大气、 陆面过程及水文过程的刻画能力。
三江源作为“中华水塔”， 是中国重要的淡水之源和生态系统屏障。降水集中度、 季节降水量、 降水频率和降水强度的演变是气候变暖背景下水循环的关键过程， 对植被生长和水资源管理具有重要意义。本研究利用中国气象局1961 -2020年的CN05.1日降水格点数据， 计算了三江源的降水集中度指数（Precipitation Concentration Index， PCI）， 厘清了三江源降水集中度和降水年内分配的演变规律， 研究了季节降水量、 降水频率和降水强度的气候态、 年际变化、 长期趋势以及距平变化。研究结果表明： （1）三江源地区降水集中指数PCI为17.5， 降水具有一定集中性； 整个区域PCI由东南向西北递增， 降水集中度增大； 近60年三江源地区PCI以-1.71%·（10a）-1的变化率减小， 降水的年内分配趋于均匀； 生长季降水分配的减少将影响该地区农业生产和生态系统的维持。（2）近60年不同季节降水量和降水强度整体呈现显著增加趋势， 夏季降水频率减少， 其他季节降水频率增加； 春夏秋三个季节降水强度的增加主导了降水量的增加， 冬季降水频率的增加主导了降水量的增加。冬春季增湿高于夏秋季， 春季降水量和降水强度的增长率为8.09%·（10a）-1和6.94%·（10a）-1， 冬季降雪量和降雪频率的增长率为7.27%·（10a）-1和4.4%·（10a）-1； 长江源区部分地区的旱涝分布趋于极端化， 生态系统的脆弱性加剧。（3）近60年三江源区域平均的降水量、 降水频率和降水强度以每年1.36 mm、 0.024%和0.0056 mm·d-1的数值增加； 降水量、 降水频率和降水强度累积距平整体呈现负距平， 突变年份分别为2003年、 1989年和2003年； 雨季降水频率减小， 降水强度增加， 旱季降水频率和降水强度均增加， 这种变化在近10年尤为剧烈。本研究可以为该地区土壤侵蚀、 农业生产、 水资源管理以及气候变化相关研究提供参考。
利用1961 -2020年青藏高原降雪观测资料和大气再分析数据， 分析了高原冬季降雪特征及其关键环流系统。结果表明： 高原冬季降雪空间分布不均， 表现为西北少、 东南多， 同时降雪年际振荡和年代际变化特征明显， 1988年发生由偏少向偏多的转折。青藏高原冬季降雪一致偏多时， 中高纬呈现类似欧亚南部型（Southern Eurasian， SEA）遥相关的正位相特征， 即欧洲西南部、 阿拉伯海、 东北亚上空位势高度场为显著正异常， 中东地区、 青藏高原上空为显著负异常， 经分析发现， SEA正位相时中东急流增强， 高原南部上升运动明显， 高原东北部和西南侧出现水汽显著辐合区， 为青藏高原冬季降雪异常偏多提供有利条件。与此同时， 北大西洋涛动（North Atlantic Oscillation， NAO）正（负）位相时有利于青藏高原降雪偏多（少）， NAO主要通过SEA型遥相关和中东急流等环流系统来调控高原冬季降雪。
东亚季风区夏季降水受季风影响显著， 不同季风配置通过影响区域水汽输送， 在东亚季风区形成不同的降水格局， 降水格局的变化容易引起旱涝灾害的发生。本文基于经验正交函数（EOF）分析， 利用全球降水气候中心（GPCC）降水资料、 美国国家环境预测中心/大气研究中心（NCEP/NCAR）再分析资料和不同夏季风指数， 分析了1951 -2020年东亚季风区夏季降水格局， 进一步结合相关分析、 水汽通量分析等， 研究了4种夏季风强弱不同配置对东亚季风区夏季降水的影响。结果表明： （1）1951 -2020年东亚季风区降水经历了先减少后增加的变化。EOF分析较好地展现了东亚季风区夏季降水的时空分布， 东亚季风区夏季降水主要表现为南北向“-、 ＋、 -”的三极型分布与南北方降水反相变化的偶极型特征； 东亚季风区夏季降水异常主要发生在三极型降水结构的相位转换上， 其次是偶极型的相位转换； （2）东亚季风区夏季降水异常是东亚季风、 南亚季风、 西风环流以及西太平洋季风等系统共同作用的结果。导致东亚季风区降水异常增加（减少）的季风配置主要为配置1： 西太平洋季风强， 东亚季风和西风弱（配置2： 西风强， 东亚季风和南亚季风弱）； （3）配置1时， 西太副高偏南偏西， 中高纬形成西风槽， 季风区南方季风较强， 容易通过切变线以及抬升作用在季风区中部形成降水， 导致异常降水增加， 配置2时， 西风强劲， 南方水汽动力不足， 无法深入大陆， 造成异常降水减少。本文研究结果为气候变化背景下， 探究东亚季风区异常降水机理提供理论基础， 也为应对区域极端降水事件以及旱涝灾害防治工作提供重要的科学参考依据。
青藏铁路格拉段（以下简称青藏铁路）， 特别是从西大滩至安多穿越550 km多年冻土区的路段， 沿线有着复杂的地形地貌和冻土环境。近年来随着气候变暖和多年冻土退化， 对于建造在多年冻土之上的青藏铁路的维护需求剧增， 为了能充分捕捉青藏铁路沿线地区复杂的地形地貌对局地气候变化的影响， 以期对青藏铁路的运行维护提供理论支持。本文利用铁路沿线站点观测数据， 并以ERA5数据驱动WRF模式进行网格距离为10 km×10 km的动力降尺度模拟。结果显示， 青藏铁路沿线的六个站点自1998 -2020年普遍呈现增温趋势， 增温率最低的站点为0.27 ℃·（10a）-1， 最高为0.56 ℃·（10a）-1； WRF模式对表面气温的模拟在年平均气温结果与观测数据略有差异， 在夏季和秋季的模拟结果较好， 夏季相关系数达到0.95以上， 秋季在0.80以上， 春季和冬季较差； WRF降水模拟的结果显示， Nudging方法有效改进了青藏高原夏季降水的湿偏差， 青藏铁路北段至铁路南段降水逐渐增加， 且在铁路中部降水出现极大值。WRF模式在青藏高原的温度和降水模拟上仍存在着一定的冷偏差和湿偏差， 寻找新的方法或利用高质量驱动数据来驱动模式将可能对青藏高原地区的降尺度模拟结果有更进一步的改善。
利用数值预报系统Weather Research Forecast Model（WRF）与三维变分同化系统Data Assimilation（WRF-DA）， 通过控制方案（Con）、 NOAA-19方案（MHS）和FY-3C方案（MWHS-2）， 研究了FY-3C搭载的Micro-Wave Humidity Sounder 2（MWHS-2）和NOAA-19（National Oceanic and Atmospheric Administration-19）的Microwave Humidity Sound‐er（MHS）微波湿度计资料同化了雅鲁藏布江大峡谷暴雨模拟预报的影响。结果表明： 利用WRF-3DVAR（Three Dimensional Variation）同化MHS与MWHS-2微波辐射资料的模拟， 改善了降水的落区位置， 但MWHS-2试验降水落区更偏北； 同化使得水汽场的落区明显改善， 但相较于落区的改善， 其对强降水量级的改善作用较小。同化增强了700 hPa南北风分量， 加大了研究区域水汽的输送强度， 有利于水汽聚集。同化也改善了温度场， 如700~400 hPa层形成具有不稳定性的垂直温度场结构， 有利于降水产生和发展。总之， MHS试验的模拟结果优于MWHS-2， 主要体现在风场、 温和湿度场。此外， MWHS-2试验的24 h预报均方根误差变化较稳定， 说明该数据更有利于中后期的模拟。
基于NCEP/NCAR月平均再分析资料， 利用EOF分解方法揭示出1960 -2019年7 -8月亚洲大陆上空西风急流变化的两类主要模态， 并利用合成方法研究了两类模态与东亚大气环流异常的联系及其气候效应。研究结果表明， 夏季亚洲大陆上空西风急流变化的第一模态为纬向风以急流轴为界南北的反位相变化， 主要表现为急流整体的南北移动； 第二模态为纬向风以青藏高原为界在东西方向上的反相变化， 主要表现为急流轴的西南（西北）-东北（东南）向倾斜， 该结论不同于以往大多数研究将第二模态定义为急流的强度变化。通过对大气环流异常的分析发现， 急流的南北移动对应南亚高压同步的南北移动以及西太平洋副热带高压范围的变化， 急流向南移动时， 南亚高压脊线偏南， 同时西太平洋副热带高压向南扩张， 急流向北移动时则相反， 该模态主要影响亚洲地区40°N以南的降水异常以及贝加尔湖一带、 东亚和南亚的温度异常。第二模态即纬向风以青藏高原为界的反相变化主要伴随着南亚高压强度的东西振荡， 急流轴呈西南（西北）-东北（东南）向倾斜时， 南亚高压东侧（西侧）位势高度增强， 该模态与西亚高纬度地区、 中亚以及印度半岛的降水异常有关。此外， 第二模态具有一定的特殊性， 可影响整个欧亚大陆的气温， 并呈现双偶极子型的异常分布。
盆地涡是西南涡的一种类型， 是指在700 hPa等压面上生成于四川盆地， 连续有两次闭合等高线的低压或3个站风向为气旋性环流的低涡。它是造成四川盆地降水的主要系统， 而“西南型”盆地涡是盆地涡中发生频率最高、 强度较强的一类。本文利用ERA5（0.25°×0.25°）逐小时再分析资料、 GPM卫星降水资料以及《西南低涡年鉴》等， 探讨了2020年6月26 -28日发生于四川盆地的一次典型“西南型”盆地涡的特征和发生发展机制。结果表明： 此次盆地涡生成于四川盆地西南部， 随后向东北方向移动， 到达四川东北部后转向东行， 进入重庆后消亡， 生命史共计48 h。该盆地涡的形成发展与其位于200 hPa南亚高压东北侧及高空急流入口区右侧的辐散区， 以及500 hPa短波槽前正涡度平流造成低层减压密切相关。700 hPa上四川盆地西南部位于低空急流的左前方， 有利于辐合上升运动的发展和低涡形成。700 hPa盆地涡东北方向的锋生大值区、 低空急流的加强北上以及500 hPa高空槽前西南气流的引导作用， 是低涡向东北方向移动的主要因素。随着200 hPa南亚高压中心东移到江淮上空以及高空急流减弱， 500 hPa短波槽随之东移， 盆地涡位于槽后的负涡度平流区， 垂直方向转为下沉运动， 地面加压， 低涡逐渐减弱消亡。对涡度收支方程各项分析发现， 低空辐合是盆地涡强度增加的主要贡献项， 由低空辐合导致盆地涡正涡度的增加几乎贯穿了低涡整个生成发展阶段。此外高空正位涡大值区的存在、 盆地涡降水的凝结潜热释放等， 也对本次盆地涡的发展和移动起到了重要作用。
采用国家和省级气象站降水观测资料、 欧洲中期天气预报中心ERA5再分析资料和美国国家环境信息中心地形高程数据等， 详细分析了2022年7 -8月黄河中游持续强降水过程的极端性特征和形成机制。结果表明： （1）研究时段黄河中游共出现11轮强降水过程， 具有持续时间长、 累计雨量大、 降水时间间隔短、 强降水落区重叠性高等特点； 18个站点累计降水量的标准化距平超过2.5， 多次降水过程中最大雨强超过50 mm·h-1， 表现出显著极端性特征， 且8月降水的极端性强于7月； 强降水雨带分布和黄河中游地形特征密切相关。（2）7 -8月亚洲中高纬度贝湖附近高度场标准化距平达-2.5~-1.5（8月超过-3.5）， 低槽较常年同期异常偏强； 强降水过程中副高西脊点呈西进状态， 7月副高脊线和北界南北摆幅较大， 副高的每一次南北摆动与来自贝湖的冷空气结合， 引发一次次强降水过程； 8月副高脊线和北界缓慢南退， 摆幅较小， 持续性强降水形成于副高边缘。（3）8月水汽输送来自孟加拉湾、 南海和东海， 整层水汽通量积分标准化距平达2.5以上， PWAT维持40~60 mm， 其标准化距平在内蒙古南部和晋陕区间北部均为2.5~3.5， 局部3.5以上， 水汽条件明显强于7月。（4）黄河中游上空存在上干冷下暖湿的不稳定层结， 中低层36°N以北形成锋生， 北部整层出现上升运动， 垂直速度标准化距平达-2.5~-0.5， 异常偏强， 与强降水落区对应。（5）8月锋生函数分析表明， 黄河中游北部降水发生前及发生时均有锋生， 锋生值增减与降水强弱变化趋势一致； 变形项对总锋生贡献大， 倾斜项对总锋消贡献大； 降水强度大的过程， 锋生伸展高度较高， 强度小的过程锋生高度较低， 锋生值相对较小。
2018年浙江梅雨降水异常偏少， 梅雨期平均环流特征欧亚中高纬度为“两槽一脊型”， 西太平洋副热带高压（以下简称西太副高）偏东偏北， 东亚高空急流偏北， 浙江以南缺少低空急流的支持， 不利于形成持续降水。6月上、 中旬水汽输送不足、 南北气流辐合较弱、 东亚高空急流偏南、 南海夏季风偏强、 印度季风偏弱是梅雨开始偏晚的重要原因。梅汛期主要形成了三次降水过程（过程I、 过程II和过程III）和一次降水间歇过程， 过程I和过程II表现为南北气流辐合型降水， 过程III为台风降水。系统分析了与不同过程相对应的大尺度环流及其演变特征， 发现由于冷空气活动偏弱、 南海夏季风偏强、 西南水汽输送偏弱， 过程I的强度强于过程II。在环流分析基础上， 进一步挖掘与浙江梅雨有密切关联的海洋、 大气和陆面信号， 发现对该年梅雨异常偏弱有重要指示意义的前兆信号为冬、 春季Ni?o关键区海温指数为正异常且北太平洋中部海温呈现负异常、 冬季西南印度洋海温为正异常、 春季喀拉海-巴伦支海海冰偏少、 4 -5月南半球环状模指数和北极涛动指数分别处于正位相和负位相。基于浙江梅雨序列， 依托相关系数和同号率两个指标筛选出从前冬到春季稳定维持或有所增强的气候信号， 利用多元线性回归、 多因子综合判别、 联合诊断三种方法分别构造可冬季发布和春季发布的梅雨预测模型， 发现线性模型整体上能够较好地预测梅雨降水距平， 特别是对降水偏少情形指示意义突出。
利用京津冀99个国家气象站1961 -2020年3 -5月日气温数据， 应用MK趋势检验等方法， 分析倒春寒发生频次、 持续天数和站次比时空分布规律， 基于信息扩散理论评估不同等级倒春寒风险概率。结果表明： 近30年99个国家气象站共发生2570次倒春寒， 轻度最多， 重度最少。发生频次上， 轻度和中度由北向南递减， 重度自东北向西南递减， 4月轻度、 中-重度和发生总次数均最多， 年际变化呈下降趋势， 其中3 -5月和5月显著下降。总持续天数上， 轻度和重度由东北向西南递减， 中度呈南北高、 中间低的格局。各站轻度平均持续天数相差不大， 中度和重度则差异明显， 平均持续天数随着等级的增大而跃增。年均倒春寒持续天数为6.9 d·a-1， 呈下降趋势， 降幅为1.5 d·（10a）-1。88.9%的站点持续天数呈年际下降趋势， 35个站显著下降， 南部比北部降幅更大。3 -5月和5月站次比年际下降趋势显著， 4月轻度和中-重度站次比均最高， 各月轻度站次比均远高于中-重度。倒春寒风险随着等级升高呈阶梯式降低， 轻度2年一遇以下约占34.3%的站点， 主要在北京、 石家庄、 邢台和邯郸等地； 中度5~10年一遇和10年一遇以下的站点约占90%， 前者集中在京津冀南北两端， 后者大多位于京津冀中部。研究区重度倒春寒风险均较低， 高达97.0%的站点为25年一遇以下。
中国地面自动站观测系统的建设日趋完善， 目前已建成六万多个自动气象观测站点。严格的质量控制是自动站资料有效应用的前提条件， 然而如何分辨高分辨率自动站资料中的局地小尺度天气信息和错误资料导致的局地变化特征一直是自动站质量控制的难点。本研究在分析地面温度空间尺度特征和误差分布特征的基础上， 建立了仅依赖观测资料的EOF（Empirical Orthogonal Function）地面温度观测质量控制方法。研究利用2022年1月和5月的地面自动站温度观测资料， 进行了质量控制试验， 并对比了质量控制前后自动站观测资料和CRA40（CMA's global atmospheric Re-Analysis）资料中的地面气温差异特征。结果表明： 建立的观测资料自主质量控制方法可以有效地识别错误观测资料， 很好地避免了背景场误差、 陡峭地形和局部天气变化对质量控制的影响， 质量控制后的自动站温度与CRA40资料的地面温度差异明显减小， 空间相关性也有明显提高， 证明质量控制能够有效剔除错误资料并提高自动站资料的空间连续性。
为改善东南亚低纬高原区（LLHSA）降水模拟的性能， 提高降水预报准确性， 本文采用大气环流模式WRF（4.2版）和海洋分量模式NEMO（3.4版）， 用耦合器OASIS3-MCT进行桥接， 得到区域海气耦合模式WRF-OASIS-NEMO（WON）。大气和海洋分量模式都配置成相同的Arakawa-C网格， 水平空间分辨率设为0.25°， 耦合频次设置为逐小时， 便于模拟海洋和大气环流相耦合的中尺度运动特征。为评估WON模式的模拟性能， 选取2020年8月16 -18日的强降水过程为例， 与单独WRF模式的模拟效果进行比较分析。WON和WRF模式模拟的降水大值区位于高原东北部和中西部地区， 平均日降水量约为20 mm·d-1， 与观测事实基本相符。WON模式改善了WRF模式在高原南部降水偏多而在高原西北部降水偏少的模拟偏差。WON模式改善了降水动力条件的模拟效果， 在高原中南部气旋式环流增强， 在高原西侧反气旋式环流增强， 进而改善了WRF模式在高原南部周围降水偏少， 高原西北部降水偏多的模拟偏差。WRF和WON模式均能再现垂直螺旋度的发展特征， 即在对流层中低层为正垂直螺旋度发展， 而在对流层高层为负垂直螺旋度发展。两个模式在雨带西部400 hPa高度层附近垂直螺旋度模拟偏强， 而在600~700 hPa高度层上垂直螺旋度模拟偏弱。WON模式相对于WRF模式的改进区域主要集中在雨带中西部地区。本次强降水的水汽来源包括孟湾的西南水汽输送和中国南海的偏南水汽输送。WRF模式和WON模式均能较好地重现相关水汽通量特征。WRF模式在孟湾北部水汽辐合偏强， 而在中国南海水汽向北输送偏弱。WON模式主要改善了WRF模式在中国南海水汽输送偏弱的模拟偏差。WON模式改善降水模拟效果的主要原因是孟湾海表热通量交换导致孟湾中低层大气偏冷偏干， 大气对流活动减弱， 在孟湾北部形成的低层反气旋偏差改善了本次强降水过程动力条件和水汽条件的模拟效果。
东南亚低纬高原是全球陆气耦合的热点地区之一， 其陆气相互作用对气候、 水文和环境均具有重要的影响。本研究采用均匀抽样方法， 结合WRF模式中多参数化方案， 开展了48组数值模拟试验， 通过优选参数化方案组合， 对该地区陆气耦合强度及其相关变量进行了模拟评估。研究表明： （1）从48组模拟试验集合中可发现， 对于近地面或地表的气温、 比湿、 向下长波、 向上长波和土壤温度， 集合模拟能力较好； 对于近地面或地表的风速、 降水、 感热通量、 潜热通量、 向下短波和向上短波， 集合模拟可较好反映各变量的变化特征； 但是对于地表的土壤湿度， 集合模拟能力较差。对于近地面或地表的风速、 降水、 潜热通量、 向下短波、 向上短波、 土壤温度和土壤湿度， 不同组合间模拟差异较小； 但是对于地表的感热通量， 不同组合间模拟差异较大。（2）根据等权重平均Taylor评分获得的最优参数化方案组合可以提升对于近地面或地表的气温、 比湿、 向下短波、 向上短波、 向下长波、 向上长波和土壤温度的模拟能力， 但对于近地面或地表的风速、 降水、 感热通量、 潜热通量和表层土壤湿度提升效果不明显。（3）最优参数化方案组合可以合理地反映陆气耦合的空间特征和时间变化， 但模拟的耦合强度较参考值偏弱， 主要与潜热通量和向下短波辐射模拟能力较差有关。
根据欧洲中期天气预报中心（ECMWF）提供的ERA5再分析资料、 美国地质调查局与加州大学共同开发的气候灾害组融合站点（CHIRPS）月平均降水资料， 以及全球降水气候项目提供的全球降水气候数据集（GPCP）月平均降水资料， 利用统计诊断方法研究了冬季环球遥相关（circumglobal teleconnection， CGT）对东南亚低纬高原地区同期降水年际变化的影响。相关分析的结果表明， CGT呈现方差贡献大致相当的两个主要模态， 垂直方向上呈现相当正压结构， 水平方向上的四个异常中心分别为位于地中海附近和印度半岛附近的负异常中心， 以及位于阿拉伯半岛附近和东南亚低纬高原附近的正异常中心。CGT第一模态与东南亚低纬高原冬季降水呈现显著的正相关关系， 在年际时间尺度上， 当冬季CGT处于正位相时， 欧洲西部、 阿拉伯半岛西北部、 阿拉伯海和东南亚低纬高原分别为异常“反气旋、 气旋、 反气旋、 气旋”控制。异常气旋东侧的西南风将增加孟加拉湾和中国南海进入东南亚低纬高原的水汽输送， 并在东南亚低纬高原地区辐合上升， 最终促使东南亚低纬高原地区冬季降水偏多； 反之， 当冬季CGT处于负位相时， 欧洲西部、 阿拉伯半岛西北部、 阿拉伯海和东南亚低纬高原为异常“气旋、 反气旋、 气旋、 反气旋”控制。异常反气旋东侧的东北风减弱了由孟加拉湾和中国南海进入东南亚低纬高原的水汽， 加之东南亚低纬高原处于异常辐散下沉区， 最终导致东南亚低纬高原地区冬季降水偏少。东南亚低纬高原12月、 1月和2月的降水与同期CGT之间也呈现显著的正相关关系， 联系两者的关键物理过程与整个冬季的一致。典型个例分析的结果进一步验证了相关分析所揭示的环球遥相关影响东南亚低纬高原冬季降水年际变化的关键物理过程。
运用国家站观测资料、 全球气候再分析资料和数值模式敏感性试验数据， 对哀牢山两侧夏季总降水量差异及其影响云南省夏季气候的主要季风系统-东亚夏季风和印度夏季风的关系进行了分析。结果表明： 哀牢山主脉西侧夏季总降水量明显大于主脉东侧。比较哀牢山主脉两侧的5组国家站观测数据显示， 哀牢山主脉南部夏季总降水量差异高于北部夏季总降水量差异， 并且哀牢山主脉北部两侧夏季总降水量差异与主脉南部两侧夏季总降水量差异呈现出一定的负相关性。5组站点夏季总降水量差异整体与东亚夏季风指数呈负相关关系， 与印度夏季风指数呈正相关关系。哀牢山两侧站点夏季总降水量差异与季风交界面指数的相关性要高于其与单一东亚夏季风或印度夏季风的相关性。通过分别选取季风交界面指数正负异常年， 并交换风场或水汽边界条件设计数值模式敏感性试验， 定量探究两支季风的相对强弱对于哀牢山两侧站点夏季总降水量差异的贡献。结果表明， 两支季风共同控制的异常风场是造成哀牢山两侧夏季总降水量差异的主要原因。相比之下， 季风带来的水汽条件差异对于哀牢山两侧的夏季总降水量有着相近的影响， 对于夏季总降水量差异变化的贡献较弱。
中南半岛国家春季存在大量的生物质燃烧活动， 生成的气溶胶会通过大气环流影响我国西南地区大气辐射收支， 探究其对大气加热率的影响可为研究它对天气和气候的影响提供依据。基于MERRA-2再分析数据中逐时的气溶胶和晴空下的辐射通量等资料， 首先分析其时空特征， 其次利用EOF、 合成分析等统计方法， 讨论中南半岛气溶胶光学厚度（AOD）、 地表气溶胶直接辐射强迫（ADRF）的时空演变特征及其与大气短波加热率的关系。结果表明： （1）在3 -4月生物质燃烧季节， 中南半岛与云南省均存在AOD极大值， 它们的时间序列变化趋势具有较高的一致性， 主要表现为老挝和越南北部地区AOD中心值超过1， 受其影响云南省的AOD由北向南逐渐增强。（2）3 -4月中南半岛生物质燃烧AOD与总AOD的高值中心一致， 说明该区域气溶胶主要来源于生物质燃烧， 老挝北部存在高达28 kg·m-1·d-1的生物质燃烧气溶胶的水平通量散度， 能将气溶胶向东北方向输送至中国。（3）地表ADRF与AOD时空分布存在较高的一致性， 3 -4月老挝和越南的北部地区同样存在地表ADRF高值中心， 其值可达-36 W·m-2。EOF第一模态中， 印度东北角与我国西藏东南部交界处、 老挝、 越南和泰国地区均为正位相区域， 主要在3 -4月出现极大值， 2017 -2018年间极值减弱， 2019年再次增大。云南省地表ADRF时间变化趋势与中南半岛变化一致。（4）地表负ADRF和大气短波加热率的统计关系为： 地表的净辐射通量减少越多， 低层大气吸收短波辐射造成的加热越大， 表明大气内气溶胶截留的短波辐射通量越多， 该现象在700 hPa上最为明显， 尤其是3 -4月。
基于2020年云南125个站逐日MCI指数和区域性气象干旱过程监测评估标准， 分析了4 -6月区域性气象干旱的时空分布特征， 并从高低层大气环流分布研究了其发生的成因。研究表明： （1）2020年4 -6月发生了两次区域性气象干旱过程， 一次是4月1 -25日云南西南部有重度以上强度的气象干旱， 另一次是5月9日至6月30日全省性、 持续时间长的严重气象干旱。（2）2020年4月1 -25日500 hP高度场在乌拉尔山和东亚东部为低压槽区， 巴尔喀什湖至贝加尔湖一带为高压脊区， 在中高纬度形成“负-正-负”波列， 有利于西伯利亚冷空气堆积南下影响云南， 但低纬度地区为带状正异常高度场控制， 云南区域700 hPa风场为南风异常， 所以冷空气主要影响云南东部。低纬度地区阿拉伯海-孟加拉湾-南中国海高度场偏高， 不利于西南暖湿气流向云南输送， 云南区域70%的水汽输送轨迹来自西风带。因此云南西部降水偏少、 气温偏高， 发生了区域性气象干旱过程。（3）5月9日至6月30日南亚高压季节性转换偏晚， 孟加拉湾区域季风环流建立偏迟。季风建立前， 云南区域水汽输送轨迹均来自西风带， 比湿以负距平为主。季风建立后， 云南区域水汽输送轨迹97%来自印度洋， 比湿以正距平为主， 但500 hPa中高纬度环流分布不利于冷空气南下影响云南， 同时云南区域为10 gpm以上正距平的高度场控制， 下沉运动加强， 水汽输送与辐合上升运动对应关系不好， 所以发生了全省大范围的气象干旱。
深入理解气候变化和人类活动对植被变化的驱动机制对于生态保护和可持续发展有重要的科学意义。本研究基于MOD17A3/NPP产品数据， 采用线性趋势分析、 Mann-Kendall显著性分析、 Hurst指数和二阶偏相关分析， 探讨云南省2001 -2021年植被NPP的时空分布特征和未来持续性以及植被NPP与气候条件的关系。采用偏导趋势残差法分离和量化气候变化和人类活动对植被NPP的影响。结果发现， 空间上， 2001 -2021年云南植被NPP年均值南高北低。不同植被类型NPP值（单位： gC?m-2）从大到小依次为： 林地（1106.7 gC?m-2）、 灌木（964.4 gC?m-2）、 农田（946.6 gC?m-2）和草地（878.8 gC?m-2）。植被NPP随海拔上升先增后降。 （2）在研究时段内， 植被NPP年均值为1020.8±30.7 gC?m-2， 最小值和最大值分别出现在2010年（950.0）和2019年（1062.1）。植被NPP呈显著增加趋势， 增加率为2.1 gC?m-2?a-1（p<0.05）， 增加和显著增加的面积分别占研究区总面积70.0%和26.3%。不同植被类型NPP的增加率（单位： gC?m-2?a-1）从大到小依次为： 草地（4.1 gC?m-2?a-1）、 农田（3.5 gC?m-2?a-1）、 灌木（2.8 gC?m-2?a-1）和林地（1.3 gC?m-2?a-1）。Hurst指数均值为0.60， 植被NPP未来变化趋势持续增加和由减少转为增加的面积占总面积的55.5%和9.3%， 表明大部分地区植被NPP未来仍将持续增加。（3）2001 -2021年云南省平均气温显著增加， 降水和太阳辐射波动减少。大部分地区植被NPP与气温、 降水和太阳辐射正相关， 气温对植被NPP的影响大于降水和太阳辐射。（4）气候变化和人类活动对云南植被NPP变化的相对贡献率分别为27.1%和72.9%， 正贡献的面积分别占研究区总面积的59.4%和64.6%， 相对贡献率>60%的面积占比分别为12.7%和73.4%。大部分地区人类活动对植被NPP的影响大于气候变化。云南植被改善主要受气候变化和人类活动的共同作用的影响， 植被退化则主要受人类活动主导和两者共同作用的影响， 生态保护、 恢复工程对云南植被改善有着显著的促进作用。
为揭示云南省烤烟适宜种植区对气候变化的响应情况， 以烤烟在云南省的实测分布数据以及相关环境变量数据为基础， 运用最大熵（MaxEnt）模型， 研究历史时期云南省烤烟适宜种植区的分布特征， 并分析未来气候变化条件下云南烤烟适宜种植区的变化情况。结果显示： （1）按环境变量对云南烤烟种植的贡献率大小排序， 影响云南烤烟种植的主导环境变量依次为5月平均降水量、 最热季节平均温度、 土壤质地分类、 土壤碳酸盐含量， 4项的累计贡献率达到80.9%， 且总体上气候变量对云南烤烟种植的影响高于土壤变量。（2）历史时期， 云南烤烟适宜种植区主要分布在曲靖、 昆明、 楚雄、 昭通、 大理、 保山、 临沧、 玉溪东部、 红河中北部、 文山西北部等地区， 其余丽江南部、 普洱中部亦有零星分布， 适宜种植区的总面积达23.82×106 hm2， 占全省面积的60.44%。（3）在RCP4.5和RCP8.5排放路径下， 烤烟适宜种植区面积呈现不同程度的增加趋势， 分别增加到28.28×106 hm2和26.09×106 hm2， 分别占全省面积的71.76%和66.19%， 总适宜种植区的质心（几何中心）沿偏东偏北方向迁移， 且这种迁移主要是由高适宜种植区质心的迁移引起。
