• CN 62-1061/P
  • ISSN 1000-0534
  • 双月刊 创刊于1982年
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2018年 37卷 2期
刊出日期 2018-04-28

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2018 Vol. 37 (2): 0-0 [摘要] ( 41 ) [HTML 1KB] [ PDF 477KB] ( 71 )
论文
305 刘进军, 傅云飞, 李锐, 王雨, 符玉云, 胡继恒
青藏高原云和大气对被动微波遥感积雪雪深的影响 Hot!
利用AMSR-E(Advanced Microwave Scanning Radiometer-EOS)观测的2002-2011年青藏高原上空大气顶上行微波亮温(TBTOA),经过辐射传输计算,对水汽和非降水云进行订正,推算出相应的高原地表上行亮温(TBSRF)。并用这两组亮温估算了青藏高原地区的雪深SDTOASDSRF。通过个例和近10年统计研究发现,低频18.7 GHz亮温几乎不受影响,而大气顶处36.5 GHz亮温明显高于相应的地表亮温。不考虑这一效应,忽略大气的影响将造成青藏高原雪深反演低估(SDTOA < SDSRF)。这种低估在多个个例中出现,在多年平均尺度上也很显著,不可忽略。直接用大气顶微波亮温反演雪深,将造成绝对误差2~3 cm。在青藏高原雪深较浅的区域,相对误差很大,为50%~80%。而在高原雪深较深的地区,相对误差较小为10%~20%。该误差(SDTOA-SDSRF)和云水路径呈较强的负相关(R=-0.45),敏感性为-0.047 cm·(g·m-2-1,该误差对冰云的敏感性较低,和水汽的相关性更弱。通过与MODIS雪盖产品比较发现,用地表出射亮温反演的雪深SDSRF与MODIS雪盖产品吻合得更好。
2018 Vol. 37 (2): 305-316 [摘要] ( 192 ) [HTML 1KB] [ PDF 10235KB] ( 102 )
317 李燕, 闫加海, 张冬峰
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 Hot!
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。
2018 Vol. 37 (2): 317-324 [摘要] ( 314 ) [HTML 1KB] [ PDF 6637KB] ( 215 )
325 黄晓清, 唐叔乙, 次旺顿珠
气候变暖背景下西藏高原雪灾变化及其与大气环流的关系
利用西藏高原高海拔牧区1979年10月至2013年4月19个气象站逐日积雪资料、月降水量和月平均温度资料,依据积雪深度和积雪持续日数组合的雪灾指标,分析了不同等级雪灾的气候变化特征及温度和降雪对雪灾变化的影响。结果表明,11月至翌年2月是西藏高原雪灾多发期且灾害程度重,全年发生中度以上雪灾的概率大,占总站次的54%;1979年以来雪灾变化总体呈现减少趋势,但存在着年代际变化,即1980-1997年代表现为波动性上升,1998-2007年呈显著减少趋势,此后略有回升,突变点在1999年和2008年;温度与雪灾相关性比降雪更高,温度具有显著增暖而降雪变化不明显,温度对雪灾气候变化起着决定性作用。分析了大气环流系统与雪灾变化关系得出:西风带南支槽活跃和东半球极涡偏强、东亚大槽和副热带高压偏西时雪灾易发生,反之则然;西风带南支槽和东半球极涡的变化趋势及突变点与西藏高原雪灾的变化趋势和突变点非常一致,是西藏高原雪灾变化的一个可能原因。
2018 Vol. 37 (2): 325-332 [摘要] ( 104 ) [HTML 1KB] [ PDF 5125KB] ( 123 )
333 程译萱, 范广洲, 张永莉, 赖欣
青藏高原及周边地区垂直温度梯度特征及其成因分析
利用1980-2015年ERA-Interim全球0.25°×0.25°月平均再分析温度场、风场、垂直速度场资料,分析了青藏高原(下称高原)上空垂直温度梯度(TG)特征及其成因。结果表明:(1)高原主体地区温度随高度升高而降低的程度要比周边地区大,东西两侧的温度随高度升高而降低得慢;(2)对流层中下层高原边缘陡峭地形区的TG变化程度比周边地区大,对流层中上层各层TG呈水平均匀分布;(3)非高原地区温度随高度升高而降低的程度略大于高原地区;在冬春季,两个区域的TG对外界因素变化的反应都很灵敏;(4)初步成因分析显示,对流层中下层高原边缘地区,非绝热加热(冷却)作用越强时,TG越小(大),温度随高度升高而降低的程度就越小(大);对流层中上层,高原部分区域非绝热加热(冷却)作用越强,TG越大(小),温度随高度升高而降低的程度越大(小);在高原整层大气中,非绝热加热(冷却)作用是引起温度随高度升高而降低得慢(快)的主要因素。
2018 Vol. 37 (2): 333-348 [摘要] ( 155 ) [HTML 1KB] [ PDF 34440KB] ( 164 )
349 刘晓婉, 彭定志, 徐宗学
雅鲁藏布江流域NDVI对高程与降水的相依性研究
地形起伏与降水分布不均是植被空间分布差异的主要成因。西藏自治区雅鲁藏布江流域具有显著的高程差异,研究以NDVI和相应的降水及高程数据,统计分析NDVI随高程变化的分布规律,并结合滑动t突变检验与Pearson相关分析对其分布形态进行诊断。结果表明:(1)NDVI对高程具有高度依赖性,基本呈现随高程增加而线性减小的变化规律,NDVI随高程变化的减幅约-0.000 18 m-1,其中3 003 m以下和5 843 m以上区域内NDVI值随高程增加呈线性下降形态,而高程在3 003~5 843 m的样点NDVI实际值偏离拟合值较大;(2)3767 m与5 051 m高程界线将月NDVI分成0.65~0.88、0.17~0.49和0.09~0.24三个值域;(3)三个高程带内植被总体可被划分为2-5月、6-9月、10月至次年1月三个生长时期;(4)高程5 051 m以上区域内NDVI总体呈增加趋势,高程3 767~5 051 m区域内NDVI于6-9月呈下降态势,其余月份均表现为增加形态,而高程3 767 m以下区域内NDVI总体为下降趋势;(5)除32%的样点NDVI主要受高程影响外,51%样点NDVI受降水影响较大(主要分布于3 003~5 843 m之间的区域,尤其是高程位于4 010 m以上的区域),二者相关系数达0.7以上;还有17%样点NDVI受其他因素控制。
2018 Vol. 37 (2): 349-357 [摘要] ( 72 ) [HTML 1KB] [ PDF 2876KB] ( 84 )
358 严晓强, 胡泽勇, 孙根厚, 谢志鹏
那曲高寒草地上四种地表通量计算方法的对比 Hot!
利用中国科学院那曲高寒气候环境观测研究站2013年9月至2014年8月自动气象站(AWS)和涡动相关系统(EC)的观测资料,基于空气动力学法、地表能量平衡组合法、总体输送法以及涡动相关法,计算了高寒草地下垫面的湍流通量,并对不同方法计算结果间的一致性和差异性进行了分析。结果表明,不同方法计算的湍流通量特征具有明显的差异。地表能量平衡组合法满足能量平衡关系,但在早晨和傍晚层结转换期间,计算的湍流通量出现异常不稳定值;空气动力学法计算的湍流通量在整个观测期与涡动相关法计算的湍流通量相关性最高,但在大气稳定度参数接近0,计算结果不稳定;总体输送法计算的通量数据在地气温差为负值时发散明显,但该方法原理简单,适合在只有常规观测项目的业务气象站或在气象观测项目不全的野外台站使用。空气动力学法和地表能量平衡组合法与涡动相关法的湍流通量的平均偏差相对较小,而总体输送法平均偏差相对较大。研究方法和结果除了为这些方法的使用提供参考外,也为建立长时间通量序列提供了一个较为合理的依据,有助于深入了解高原地气相互作用。
2018 Vol. 37 (2): 358-370 [摘要] ( 199 ) [HTML 1KB] [ PDF 10205KB] ( 76 )
371 王静, 祁莉, 吴志伟, 施晓晖, 何金海
多套土壤湿度替代资料在青藏高原的适用性分析
目前,仍没有一套公认的能够很好的描述高原土壤湿度变化特征的替代资料,为此利用收集到的多套观测资料作为参考,分别对各种替代资料在高原的适用性进行了评估。结果表明:(1)观测资料表明,高原的土壤湿度在表层、中层、深层的变化具有较好的一致性,表层与中层、中层与深层的土壤湿度相关系数均在0.8以上。(2)卫星反演资料SSM/I RETRIEVALS在各个站点与观测值的相关系数都为正,在高原东南部、中部、北部相关系数都在0.5以上,且标准差与高原东南和中部的观测标准差较为接近,适用于高原的大范围地区,是研究青藏高原土壤湿度多年变化特征的一套较好的替代资料。(3)春季高原土壤湿度的空间分布具有南部边缘较大、由东南向西北递减的特征,大部分地区的土壤湿度具有明显的线性增加趋势;去除趋势后,高原东、西各有一个均方差大值区,东、西关键区内的土壤湿度从春到夏都具有较好的持续性,可以作为预测我国夏季降水的重要因子。
2018 Vol. 37 (2): 371-381 [摘要] ( 96 ) [HTML 1KB] [ PDF 12613KB] ( 65 )
382 除多, 边巴次仁, 扎珠, 德吉央宗
SR-50A超声雪深仪在西藏高原的适用性研究
为满足应急气象服务需求,2013-2014年在西藏自治区强降雪和雪灾易发及重点积雪区域气象站安装了4套SR-50A超声波雪深观测系统,首次实现了西藏高原雪深自动观测和数据实时传输。利用12:30加密和08:00(北京时)常规人工雪深观测数据对4个站SR-50A雪深观测数据进行了评估和对比分析。结果表明:(1)SR-50A与人工观测的平均雪深偏差范围在±2 cm之内。雪深越大,平均均方根误差越小,观测精度越高。SR-50A传感器更为适合雪深较大地区的积雪监测。(2)SR-50A对西藏高原的雪深具有较好的监测能力,与人工观测雪深具有较好的一致性,4个观测点的线性相关系数在0.81~0.97,呈现极为显著的线性关系。(3)大风、局地太阳光照条件、气温和地表特征等因素通过风吹雪和融雪引起观测场内积雪分布不均匀,加之仪器是固定点观测,人工观测是观测场内3个点的雪深平均值,这些是SR-50A与人工观测雪深差异较大的主要原因。
2018 Vol. 37 (2): 382-393 [摘要] ( 76 ) [HTML 1KB] [ PDF 5970KB] ( 78 )
394 苏东生, 胡秀清, 文莉娟, 赵林, 李照国
青海湖热力状况对气候变化响应的数值研究
湖泊对气候变化非常敏感,是气候变化的指示器。青藏高原湖泊众多,但由于观测数据的缺乏,目前对全球变暖背景下高原湖泊热力状况的研究依然不足且多为短期研究。利用中国科学院青藏高原研究所(ITPCAS)开发的中国区域高时空分辨率地面气象要素驱动数据集、MODIS地表温度数据、青海湖浮标观测数据,分析了Freshwater Lake Model(简称Flake模式)在青海湖的适用性,揭示了青海湖热力状况对气候变化的响应。结果表明,Flake模式能够很好的模拟出青海湖的热力状况,但对夏季与秋季的湖表面水温(特别是夜间)模拟偏高,部分是驱动数据误差造成的,修正驱动数据后模拟效果得到改善。对1989-2012年Flake模拟的湖表面温度与ITPCAS数据不同驱动要素之间的年际变化趋势与相关性进行分析,发现青海湖表面温度呈现上升趋势,与气温、向下长波辐射有较好的正相关性,而与风速负相关。内部热力状况的模拟结果显示,青海湖混合层温度基本全年呈上升趋势,其中5、6月及12月增温最显著;湖泊底层温度在5月以及12月的两次季节性翻转时期呈上升趋势,在6-10月湖水分层期呈下降趋势,分层期湖泊上层温度升高会加强湖水层结稳定性,使湖水混合减弱,导致底层温度下降。
2018 Vol. 37 (2): 394-405 [摘要] ( 94 ) [HTML 1KB] [ PDF 7848KB] ( 83 )
406 罗雄, 李国平
一次高原切变线过程的数值模拟与阶段性结构特征
利用非静力中尺度数值模式WRF并结合NCEP-FNL分析资料、常规气象观测资料、FY-2F卫星TBB数据以及CMORPH降水资料,对2014年6月29日至7月1日的一次高原横切变线过程进行了数值模拟并分析了其演变过程中降水、热力、水汽和动力的结构特征。结果表明,WRF模式较成功地模拟了此次高原切变线过程的降水量和落区。在高原切变线活动期间,不同阶段结构特征存在明显差异。切变线附近通常对应TBB < -20℃的云区;随着切变线的发展,TBB值降低,在云区内有多个TBB < -60℃的对流活动中心,对应主要降水期;在切变线减弱阶段,TBB值升高,降水趋于结束。高原切变线存在"南暖北冷"的热力结构,在切变线发展维持阶段呈现高层稳定、低层不稳定的垂直分布特征;高原切变线也是水汽的聚集带,水汽通量散度的转变对高原切变线的发展具有一定指示作用。在切变线初生阶段和维持、发展阶段,垂直方向上存在正涡度中心和辐合中心,呈现对流层低层正涡度和高位涡中心相耦合的动力结构;气旋式切变有利于高原切变线上正涡度的维持;散度场上的低层辐合、高层辐散的结构特征有利于切变线上垂直上升运动的发展;高原切变线上的辐合带先于正涡度带开始减弱、消失是高原切变线减弱的一种特征信号。
2018 Vol. 37 (2): 406-419 [摘要] ( 136 ) [HTML 1KB] [ PDF 31463KB] ( 156 )
420 赵大军, 姚秀萍
高原切变线形态演变过程中的个例研究:结构特征
利用逐6 h 1°×1°的NCEP/NCAR FNL资料、中国气象局地面降水实况数据和青藏高原低涡切变线年鉴图集资料,分析了2010年7月16-17日S1019高原切变线由竖切变线转变为横切变线的形态演变过程中动力、热力结构特征及其演变。结果显示,在动力结构特征方面:在其生成发展期,高层200 hPa受南亚高压控制,中低层相对涡度大值区在范围和强度上均出现迅速发展特征,垂直方向上呈现"干湿相间、冷暖相间"的斜压结构特征。在其减弱消亡期,高层200 hPa南亚高压有所减弱,中低层相对涡度大值区发生断裂,大值区主体随西风槽和西南涡逐渐移出高原地区。在热力结构特征方面:在其生成发展期,高层300 hPa附近呈明显的"暖心"和"湿心"结构特征,伴随着降水的发生发展,视热源Q1和视水汽汇Q2在垂直方向上均加强,Q1的大值中心从400 hPa抬升至300 hPa,Q2的大值中心从300 hPa下降至600 hPa。在其减弱消亡期,高层总体偏湿偏冷,当降水趋于结束,视热源Q1和视水汽汇Q2均迅速减弱。
2018 Vol. 37 (2): 420-431 [摘要] ( 101 ) [HTML 1KB] [ PDF 7711KB] ( 97 )
432 程海艳, 余晔, 陈晋北, 姚惇, 解晋, 李江林
大气红外探测器(AIRS)温、湿廓线反演产品及边界层高度在黄土高原的验证
利用黄土高原地区加强观测期探空资料和大气红外探测器(Atmospheric Infrared Sounder,AIRS)反演的温度、相对湿度廓线资料,评估了AIRS反演产品在黄土高原的适用性,以及利用AIRS温度廓线计算边界层高度的可行性。结果表明,各种边界层高度计算方法相关性显著,平均高度差异一般不超过200 m;Richardson数临界值的选取对确定边界层高度的影响不大。AIRS反演的大气温度和相对湿度均能很好地反映环境温湿的变化;温度平均偏差在±1 K以内,均方根误差一般不超过2 K;AIRS反演的地面气温误差相对较大,平均偏差和均方根误差分别为-1.68 K和3.32 K,并且会影响边界层高度的确定;AIRS相对湿度平均偏差在±10%以内,均方根误差不超过20%。利用Parcel法估计的边界层高度结果显示,根据AIRS反演的温度廓线确定的AIRS边界层高度低于利用探空观测资料确定的边界层高度,但能较好地再现边界层高度的变化,在没有探空数据时,可以用AIRS反演的温度廓线确定边界层高度。
2018 Vol. 37 (2): 432-442 [摘要] ( 71 ) [HTML 1KB] [ PDF 1000KB] ( 89 )
443 李宏毅, 肖子牛, 朱玉祥
藏东南草地下垫面地气通量交换日变化的数值模拟
利用2013年5月21日至7月9日藏东南地区草地下垫面的边界层观测数据,分别从典型晴天和长时间平均的角度,评估了中尺度模式WRF对藏东南草地下垫面在南亚季风爆发前后的感热、潜热、地表土壤热通量和地表辐射平衡各分量日变化的模拟能力,对比分析了模拟结果与边界层观测数据的异同点。对典型晴天少云状况的个例模拟和整个时段的平均结果分析均表明,模式对感热通量和潜热通量的日变化具有较好的模拟能力,感热比潜热的模拟效果好,在夜间感热和潜热的模拟效果好,而白天感热和潜热的模拟值大于观测值。典型晴天天气下的向下短波辐射和净辐射的模拟值与观测值基本一致,而向上短波辐射的模拟值在白天大于观测值。长时间平均的向下短波辐射、向上短波辐射和净辐射的模拟值在夜间也与观测数据基本一致,但在白天模拟值比观测值明显偏大。晴天个例和长时间模拟的向下长波辐射和向上长波辐射的模拟值在日循环整个过程中较观测值均偏小。长时间模拟的地表土壤热通量在早上和晚上低于观测值,而在白天高于观测值。虽然平均的结果分析和晴天个例的结果是类似的,但由于晴天个例没有降水过程的干扰,因此晴天天气状态下的分析结果更能一致地反映出这一地区的日变化特征。
2018 Vol. 37 (2): 443-454 [摘要] ( 71 ) [HTML 1KB] [ PDF 2987KB] ( 87 )
455 董敏, 吴统文, 左群杰, 高守亭
气候系统模式对南亚高压气候特征的模拟比较研究
应用国家气候中心气候模式(BCC_CSM1.1)CMIP5和AMIP试验结果对模式模拟南亚高压的能力进行了评估。结果表明,BCC_CSM1.1模式对作为北半球高层大气环流活动中心的南亚高压有较好的模拟能力。它能够模拟出南亚高压的气候平均状态、季节变化,对南亚高压脊线的位置、高压中心的位置及其季节变化也有较好的模拟。模式存在的主要问题是高度场和南亚高压强度的模拟结果较观测明显偏弱;模拟的脊线位置在冬半年要比观测略偏南;模拟的南亚高压中心在某些月份与观测有出入,例如,5月南亚高压中心的模拟较观测偏西,夏季南亚高压的双中心的位置与实际也略有差异;模拟的南亚高压强度偏低与多种因素有关。比较耦合模式与单独大气模式模拟的南亚高压强度发现,在给定观测海温的条件下,模拟的误差减小13%~15%。因此可以认为耦合模式的误差大部分来自大气分量。海洋模拟的改进虽然对总体的模拟结果有所改进但贡献不大;比较T106和T42两种分辨率的模式对南亚高压进行模拟结果发现,分辨率的提高明显减小了南亚高压及全球100 hPa位势高度场的模拟误差。为验证地形强迫对模拟结果的影响,进行了改变青藏高原地形高度的试验,结果表明青藏高原地形高度对南亚高压的强度有明显的影响,高原高度升高将会促使南亚高压及更大范围的高层位势高度场增强。因此,正确给定高原地形这一模式的下边界条件,对模拟结果的改进有重要作用。
2018 Vol. 37 (2): 455-468 [摘要] ( 76 ) [HTML 1KB] [ PDF 31400KB] ( 67 )
469 周宁芳, 贾小龙
NCEP CFSv2对北半球夏季中高纬阻塞高压的预测检验
利用1999-2010年共12年NCEP CFSv2(NCEP Climate Forecast System version 2)每天4个时次对未来45天预测的回报数据,检验了CFSv2模式对北半球夏季(6-8月)中高纬乌拉尔山区域(10°E-70°E)和贝加尔湖-鄂霍次克海区域(110°E-180°E)阻塞高压及其与之相联系的东亚气候的预测能力。分析结果显示,CFSv2可以较好的模拟夏季北半球阻塞高压发生频率的纬向分布特征,但随着预测时效的增加阻塞发生的频率不断降低。CFSv2对两个区域阻塞预测的命中率在7天时效内为50%左右,接近2周之后基本上没有技巧。CFSv2对区域阻塞事件的预测技巧要低于区域阻塞的技巧,贝加尔湖-鄂霍次克海区域阻塞事件的技巧略低于乌拉尔山区域。CFSv2对阻塞爆发和结束的预测超过7天左右,基本没有预测技巧,对乌拉尔山区域阻塞结束日的预测技巧要低于阻塞爆发日的预测技巧。CFSv2在可用的预测时效内可以较好再现与区域阻塞相联系的环流形势以及东亚地区气温、降水异常的分布特征,尤其是夏季乌拉尔山和鄂霍茨克海地区发生阻塞时我国长江流域及其以南地区降水容易偏多的特征。
2018 Vol. 37 (2): 469-480 [摘要] ( 62 ) [HTML 1KB] [ PDF 19504KB] ( 47 )
481 康延臻, 靳双龙, 彭新东, 杨旭, 尚可政, 王式功
单双参云微物理方案对华北“7·20”特大暴雨数值模拟对比分析
在2016年7月19-21日华北特大暴雨过程初步分析的基础上,采用中尺度数值模式WRF3.6.1中16种微物理参数化方案对该过程进行了数值模拟,并分为单参和双参两组对结果进行评估分析。结果表明,该过程为伴随低涡发展的强对流降水,持续时间长、范围广、总量大。大部分微物理方案对降水的分布模拟效果较好,能够再现此次特大暴雨过程;随模拟时间延长,方案间的差别变大,且单参方案对各量级降水的模拟差别比双参方案显著,方案间雨水混合比、固态水凝物以及垂直速度的差别均大于双参方案,整体效果不如双参方案。综合来看,SBU_YLin方案对于此次特大暴雨过程模拟效果最好,对降水量级和落区的模拟都接近实况。
2018 Vol. 37 (2): 481-494 [摘要] ( 112 ) [HTML 1KB] [ PDF 17380KB] ( 80 )
495 马申佳, 陈超辉, 何宏让, 李湘, 李毅
基于BGM的对流尺度集合预报试验及其检验 Hot!
基于增长模繁殖法,考虑对流尺度高度非线性特征和精细化预报要求,对一次强飑线天气过程进行了集合预报试验,引入概率匹配平均法对集合预报结果进行对比分析,并通过偏差和公平技巧评分对降水进行了预报效果检验。试验结果表明,BGM法应用到对流尺度集合预报中能够生成代表大气不确定性的快速增长扰动。集合预报结果相比控制预报更加准确,传统集合平均对较小降水强度的预报更加准确,概率匹配平均法对大量级降水的预报能力明显占优。降水评分检验表明,集合平均对小量级降水的预报技巧最高,概率匹配平均法对极端降水事件的预报技巧有明显优势。对流尺度集合预报能够提高降水预报技巧,并对高影响对流天气事件的预报有指导意义。
2018 Vol. 37 (2): 495-504 [摘要] ( 108 ) [HTML 1KB] [ PDF 18210KB] ( 61 )
505 薛小宁, 邓小波, 刘贵华
基于卫星资料的青藏高原卷云特性研究
青藏高原(下称高原)地区是中国气候的敏感区,为准确认识其上空的卷云特征,利用MODIS的MYD06二级云产品数据,对高原地区卷云的概率分布、云顶高度、粒子有效半径以及光学厚度进行了统计分析。结果表明:(1)卷云在3月和4月出现概率最高,10-12月出现概率最低。在全年中,卷云概率分布为双峰型,1-4月为一个高峰期,7-8月为另一个高峰期;两个低值期出现在5-6月和9-12月。(2)6月和10月卷云云顶高度的概率分布会产生显著的变化。卷云云顶高度平均最大值出现在7-8月,最小值出现在12月。(3)卷云的粒子有效半径主要分布在5~40 μm之间,15~25 μm间概率最大。卷云粒子尺度平均最大值出现在8-9月,最小值出现在12月至次年2月。(4)卷云的光学厚度主要分布在0~40之间,0~10间概率最大。卷云光学厚度最大值出现在8-9月,最小值出现在12月至次年2月。
2018 Vol. 37 (2): 505-513 [摘要] ( 85 ) [HTML 1KB] [ PDF 3204KB] ( 80 )
514 李娅, 郭建侠, 曹云昌, 周粲, 陈一枝
FY-2G云量产品与地面观测云量对比分析
为推动地面云观测自动化,利用2015-2016年全国范围内不同时段FY-2G卫星观测云覆盖率和总云量反演产品与同时段地面气象站人工观测总云量资料进行对比分析,评估卫星观测与地面人工观测的一致性和偏差。结果表明,FY-2G卫星观测云产品较地面观测偏低,总云量较云覆盖率偏低明显。定义晴天、少云、多云、阴天四种不同云量等级,进一步分析卫星数据,结果显示不同云量等级下云覆盖率与总云量与地面人工观测的一致性和偏差有所不同,晴天和少云状态下总云量产品一致性较好,阴天时云覆盖率一致性较好。从分布上分析发现西部和西南部观测偏差较大,且根据云量等级呈现不同的状态。因此在云观测自动化布局中,卫星观测不能完全替代地面云量观测。地面观测应在西部和西南部,以及天气状况较为复杂的区域加强观测。
2018 Vol. 37 (2): 514-523 [摘要] ( 90 ) [HTML 1KB] [ PDF 10459KB] ( 54 )
524 许东蓓, 苟尚, 肖玮, 孟丽霞, 沙宏娥, 狄潇泓, 石延召
两种类型短时强降水形成机理对比分析——以甘肃两次短时强降水过程为例
利用"2014·06·18"和"2013·06·19"两次短时强降水过程的实况资料及NCEP 1°×1°再分析资料,对比分析了发生在甘肃省中南部地区相同季节、相似气候背景下的不同类型短时强降水过程实况特征、天气形势配置、动力热力特征、云图及雷达特征。结果表明:两次过程雨强均较大,但"2014·06·18"降水过程分散性强、持续时间短,且伴随冰雹、雷暴大风等多种强对流天气,而"2013·06·19"降水过程区域性强、持续时间长。前者是发生在中低层冷暖空气强烈交汇,并伴有明显温度锋区和锋生,地面有冷锋活动形势下,是斜压锋生类短时强降水。后者是发生在低层强烈发展的暖湿平流中,暖湿平流对建立热力不稳定起了主导作用,是暖平流强迫类短时强降水。不稳定指数显示前者不稳定能量大于后者,且存在一定的对流抑制能量,有利于强对流的发展。暖平流强迫类短时强降水湿层厚度高于斜压锋生类,而斜压锋生类短时强降水高层垂直风切变表现得更强。"2013·06·19"暖平流强迫类短时强降水云图特征为沿暖湿气流迅速发展北上的带状云系。"2014·06·18"斜压锋生类短时强降水则表现为与低空"人"字形切变相对应的逗点云系,云系的发展变化与形势场变化密切相关,是降水落区及其发展变化的重要原因。雷达反射率因子显示"2013·06·19"是积状云为主的混合性降水回波,回波梯度小,质心低。"2014·06·18"是层积云中分散着块状对流单体回波,回波梯度大,回波质心发展较高,回波强度可发展到很强。当50 dBz强反射率因子核心区接近8 km高度,达到-20℃层高度,回波顶高也达到12 km时,有冰雹产生。
2018 Vol. 37 (2): 524-534 [摘要] ( 164 ) [HTML 1KB] [ PDF 30873KB] ( 126 )
535 李培都, 司建华, 冯起, 赵春彦, 王春林
1958—2015年敦煌及周边地区极端降水事件的时空变化特征
敦煌阳关南临祁连山,每年汛期都会受到来自肃北、阿克塞和当地洪水的影响,2~3年就有一场特大洪灾,同时洪水携带的泥石流不仅污染了当地赖以生存的唯一水源,还造成水资源的严重破坏。基于敦煌及周边邻近1958-2015年6个气象站点全年逐日降水资料(祁连站资料为1958-2013年),采用Manner-Kendall突变检验、小波分析和Kriging插值等方法分析了敦煌及周边地区地区极端降水事件的变化趋势、周期特征及空间分布特征。结果表明,极端降水频次除了马鬃山呈现减少趋势外,敦煌、瓜州、酒泉、玉门和祁连均呈现增长趋势,极端降水频次的年倾斜增率分别为-0.063,0.127,0.072,0.138,0.104和0.638 d·(10a)-1;在极端降水强度突变分析中,UF统计量呈倒"V"型变化趋势,即发生了先增加后减少的变化趋势,发生变化的时间点为1980年左右;根据极端降水强度小波方差分析可知,在研究时段内敦煌、瓜州、酒泉、马鬃山、玉门和祁连控制极端降水强度的主控周期有53,22,36,56和58年时间尺度,日最大降水量、极端降水总量和极端降水强度都呈现出从西到东的梯度增加趋势空间分布特征。
2018 Vol. 37 (2): 535-544 [摘要] ( 87 ) [HTML 1KB] [ PDF 10741KB] ( 80 )
545 段圣泽, 张英华, 顾宇
冬季厄尔尼诺对酒泉2016年夏季降水的影响
利用中国气象局国家气候中心160个站点逐月降水资料和西太平洋副热带高压相关指数资料、中国气象局国家气象信息中心2 479个国家级地面站逐月降水资料、美国NCEP/NCAR资料、美国CPC Oceanic Niño Index及美国NOAA的ERSST V4海表温度资料,通过对本站降水量和大气环流形势的分析,对厄尔尼诺事件与酒泉地区2016年夏季降水之间的关系进行了相关研究。结果表明:(1)2016年是2015/2016年超强厄尔尼诺事件达到峰值之后的衰减年,受此事件的直接和间接影响,2016年夏季中国各地均出现了不同程度的旱涝灾害,总体来讲涝重于旱。地处中国西北内陆腹地的酒泉地区对此事件也表现出了较强的响应,2016年夏季降水较常年同期明显偏多。(2)酒泉夏季降水量与当年冬季Niño3.4指数呈正相关,冬季厄尔尼诺事件强度越强,更有利于当年夏季酒泉地区降水。(3)2015/2016年厄尔尼诺事件对2016年夏季酒泉地区上空的水汽条件及上升运动均有影响,更充足的水汽条件以及更强烈的上升运动最终导致了降水的明显偏多。
2018 Vol. 37 (2): 545-552 [摘要] ( 90 ) [HTML 1KB] [ PDF 17490KB] ( 144 )
553 余予, 任芝花, 孟晓艳
中国结冰现象序列的建立及气候变化分析
基于全国2 400余个国家级地面站1954-2015年观测的天气现象提取得到结冰现象序列,进行了气象要素内部一致性检查,特别是对中国1981年前部分台站由于简化观测任务不记录结冰现象,和部分台站漏记该现象的情况进行了检测和质控。结果表明,1954-1979年间共有662个台站累计6 328年实际未观测和记录结冰现象,1981年前有839个台站累计1 453年存在明显漏记结冰现象情况。基于质控后数据统计表明,1961-2015年全国年结冰日数呈减少趋势,约为-1.5 d·(10a)-1。基于我国35°N以北708个地面台站,统计了1971-2015年结冰期变化。北方平均结冰期为149天,且呈现下降趋势,约为-2.1 d·(10a)-1。288站结冰期显著减少,且155个台站的结冰起始日期推迟,141个台站的结冰终止日期提前。
2018 Vol. 37 (2): 553-559 [摘要] ( 115 ) [HTML 1KB] [ PDF 7104KB] ( 90 )
560 张立杰, 李健
基于SPEI和SPI指数的西江流域干旱多时间尺度变化特征
利用1959-2016年西江流域34个国家气象站的月降水和月平均气温资料,计算了西江流域近57年来不同时间尺度(1个月、3个月、6个月和12个月)的标准降水指数(Standardized Precipitation Index,SPI)和标准降水蒸发指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI)。在此基础上,对比分析了干旱的时空演变特征及干旱指数的表征差异。结果表明:(1)在12个月尺度上,近57年来西江流域大部分地区干旱强度呈现极显著的加重趋势,干旱频率也呈现极显著的上升趋势。(2)在3个月尺度上,西江流域春旱和秋旱较为频繁,影响范围广,而夏旱和冬旱频率低,影响范围小。在12个月尺度上,2000年以后,干旱频率最高,影响范围也更广。(3)干旱频率高、易旱区范围最广的时期为20世纪80年代,其次分别为20102016年、20世纪60年代和21世纪00年代,在20世纪70年代和90年代易旱区影响范围较小,干旱频率较低。在12个月的尺度上,SPEI和SPI指数旱涝评价结果整体比较接近。(4)在1个月、3个月和6个月的尺度上,SPEI指数整体上低于SPI指数。尤其在冬季和春季各月SPEI指数远远低于SPI指数。
2018 Vol. 37 (2): 560-567 [摘要] ( 93 ) [HTML 1KB] [ PDF 2919KB] ( 122 )
568 翟丽萍, 农孟松, 赖珍权, 祁丽燕, 刘日胜
广西“4·20”暖区飑线的形成及结构
为深入了解暖区飑线的形成机理,利用多种观测资料对2016年4月20日暖区飑线过程的环境条件、形成及飑线的结构进行深入分析。结果表明:(1)高空槽前滞留的冷温槽利于产生强的对流不稳定,飑线发生前期低层强烈暖湿平流对建立静力不稳定起主导作用;(2)探空显示广西南部的环境条件更有利于对流的强盛发展和组织化加强;(3)近地面冷池出流与低层环境风场相互作用是飑线发展和维持的主要机制,飑线朝着其前方1 h负变压中心发展。此次飑线是具有前导对流线和尾随层状云区的飑线系统,以离散性传播为主。
2018 Vol. 37 (2): 568-576 [摘要] ( 113 ) [HTML 1KB] [ PDF 20137KB] ( 169 )