论文

• 青藏高原东北侧冰雹微物理过程模拟研究
• 康凤琴;张强;渠永兴;冀兰芝;郭学良
• 2004 Vol. 23 (6): 735-742. 
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• 以青藏高原东北侧及毗邻地区诱发冰雹灾害的东移短小切变线天气过程为研究背景,采用中国科学院大气物理研究所三维冰雹云分档模式,用MM5V3中尺度气象模式提供冰雹云模拟研究所需的环境大气状况,模拟研究了冰雹形成和增长的微物理过程。结果表明:模式再现了当时冰雹、大风及暴雨的实况;中尺度水分和动力条件是冰雹形成和增长的重要因素,它们决定了冰雹云的强度和冰雹的大小;冰雹形成和增长过程中的微物理过程决定了冰雹云的消亡,冰雹在空中形成的潜热释放延长了降雹的时间;云中冰雹发生、增长的主要区域和云内上升气流配合良好,是防雹消雹的主要范围。

• 西北地区东部冰雹云的卫星光谱特征和遥感监测模型
• 张杰;张强;康凤琴;何金梅
• 2004 Vol. 23 (6): 743-748. 
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• 根据气象台站的冰雹观测记录,针对冰雹灾害多发的西北地区东部,选取2001-2004年间14次NOAA卫星过境的AVHRR资料,共88个样本数,对冰雹云和其他云的光谱特征进行对比分析。结果表明,雹云的热红外亮度温度的变化基本在245K以下,中红外波段反射率相对较低,基本变化在0.4及以下范围,可见光和近红外波段反射率>0.6。冰雹产生的两个重要条件是高的云光学厚度和大的云粒子有效半径共同发生的区域;西北地区冰雹发生的云顶高度基本在4.5~7km之间。根据雹云的光谱特征,确定雹暴指数及其模型阈值>0.35的冰雹监测方法,多普勒雷达回波和气象站观测结果说明,雹暴指数等多参数结合判别冰雹云效果显著。

• 青藏高原东北边缘冰雹形成机理
• 康凤琴;张强;马胜萍;乔艳君;郭学良
• 2004 Vol. 23 (6): 749-757. 
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• "穴道"理论认为,冰雹云中存在冰雹形成和增长的"穴道"。本文以在青藏高原东北边缘及毗邻地区常诱发冰雹灾害的东移短小切变线天气过程为研究背景,采用三维冰雹云分档模式,用MM5V3中尺度气象模式提供冰雹云模拟研究所需的环境大气状况,模拟研究了各类冰雹形成和增长的过程。结果表明,温度、云中上升气流、水平风速零线和云中各类水成物、各类冰雹质粒的空间分布满足"穴道"理论描述的配置区域是冰雹颗粒含水量的大值范围。同时显示出了小冰粒子( D<1mm)、霰和雹胚(1mm < D <5mm)、小冰雹(5mm < D <10mm),在冰雹颗粒形成初期,在-30~-50℃高空存在另外一个大值区域,两个大值区域中间有明显的分割,表明了两个区域形成的微物理机制不同,证明了冰雹云中的"穴道"是冰雹形成和增长的有效区域,因此"穴道"区域也是人工防雹消雹的主要区域。

• 一次冰雹云演变过程的卫星遥感监测与分析
• 张杰;李文莉;康凤琴;渠永兴;孙旭映
• 2004 Vol. 23 (6): 758-763. 
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• 针对2003年9月21日的一次区域性冰雹云强对流天气过程,结合天气实况、环流场特征和雷达资料,利用NOAA卫星数据,从天气分析、能量转换以及云在可见光、中红外波段的反射特性,分析了冰雹云的演变及特征。结果表明,伴随着大气能量的转换,当日青海湖以北的对流冷云单体在东移过程中,结合了西南部暖舌带来的暖湿气流,午后受地面增温出现了爆发性发展。(1)17:00云团发展最旺盛,云顶温度最低值达到-44℃,并确定冰雹发生的云顶温度临界值为-39.2℃,云顶亮温为221K;(2)冰雹云温度水平梯度介于20~35℃/50km之间,表现为有雹无灾的冰雹强度特征;(3)卫星数据表明,此时雹云与其它云团不同,具有粒子有效半径较大,气溶胶光学厚度也大的特点。

• 甘肃中部强对流天气多普勒雷达和闪电特征个例研究
• 端木礼寅;李照荣;张强;康凤琴
• 2004 Vol. 23 (6): 764-772. 
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• 利用雷达和闪电资料对2004年5月15日甘肃中部的一次强对流天气过程进行了综合分析。通过分析,得到了冰雹降水的一些中小尺度多普勒雷达特征和闪电与雷雨、冰雹发生、发展的关系。在强对流系统发生、发展的过程中,当回波强度>40dBz时就伴随有闪电发生。冰雹云中存在空间上很靠近的强度梯度和速度梯度大值区;含水量最大值区与强度最大值区相对应;在径向速度图上表现出低层辐合、高层辐散的特征。

• 甘肃永登强对流云的雷达气候学特征分析
• 渠永兴;张强;康凤琴
• 2004 Vol. 23 (6): 773-780. 
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• 利用甘肃永登19年(1971-1985年,1999-2003年)的雷达回波资料,分析了强对流云回波形成及分布特征与甘肃永登地区特殊地形的关系;强对流天气大尺度天气背景和相应的强对流雷达回波的移动、高度、强度和回波谱等特征。结果表明,该区的特殊地形造成气流阻挡并使其折转汇合、垂直运动剧烈加速,使得对流云迅速发展,这是该区对流云形成和分布的决定因素;高空天气形势和对流云结构制约了对流云雷达回波的移动和基本特征。雹云回波谱表明,雹暴对流活动一般均处于旺盛状态,强回波高度和其所处的云内温度是形成雹云的重要条件。

• 西北区冰雹分布及与地温场的相关分析
• 赵红岩;汤懋苍;杨瑜峰;康凤琴;费晓玲;祝小妮
• 2004 Vol. 23 (6): 781-786. 
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• 利用1970-2001年历年1~12月中国西北地区冰雹日数资料,研究了它与3.2m深度的地温场及西北区降水场的关系。结果表明:西北区多雹区与少雹区均呈带状分布,并且山区多雹,平川少雹。进一步分析还发现,年雹日距平图与当年夏季3.2m地温场吻合得相当好,多雹带总与高地温带相吻合,少雹带则与低地温带相吻合。因此,一定深度的地温是控制冰雹多少的重要因子。

• 新疆系统性冰雹天气过程的环流形势及卫星云图特征分析
• 马禹;王旭;郭江勇
• 2004 Vol. 23 (6): 787-794. 
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• 根据1961-2003年新疆90个气象观测站的地面观测资料,统计分析了新疆局地、一般性和系统性冰雹天气过程的气候特征。普查43年历史天气图,将系统性冰雹天气过程分为三种天气类型,并对其进行了物理量合成诊断和环流形势分析。通过对1998-2001年GMS5红外云图的普查,得到新疆438个降雹云团。新疆降雹云团的尺度小、形状不规则、云顶温度较高,强对流云团是冰雹云的主体。

• 中国西北地区冰雹的气候特征及异常研究
• 刘德祥;白虎志;董安祥
• 2004 Vol. 23 (6): 795-803. 
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• 选取西北地区均匀分布的85个地面测站1961-2001年冰雹资料,分析了降雹的空间分布和年、日变化及持续时间。结果表明,西北地区冰雹与地形、海拔高度有密切关系,具有明显的局地性。其自然正交函数分解(EOF),主要表现为干旱区、高原区等空间差异(LV)。旋转自然正交函数分解(REOF)表明,旋转载荷向量场(RLV)反映了8个主要降雹异常类型区。旋转主分量(RPC)揭示了近41年来西北地区冰雹日数时间演变特征:北疆、南疆和秦岭南部年冰雹日数总体呈多雹-少雹-多雹趋势;柴达木盆地和青藏高原东北侧总体呈少雹-多雹-少雹趋势;天山、青藏高原东南部、河套南部总体呈减少趋势。

• 张掖市降雹特征及短期预报
• 殷雪莲;董安祥;丁荣
• 2004 Vol. 23 (6): 804-809. 
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• 通过分析张掖市冰雹发生发展的规律及冰雹天气的特征,归纳出张掖市降雹的天气形势,并据此进行分型,建立了张掖市5~9月份冰雹短期预报方程,在实际预报中进行应用,预报准确率达63%,试报效果较好。

• VIL在识别冰雹云中的应用及估测误差分析
• 付双喜;安林;康凤琴;李宝梓;李照荣;何金梅
• 2004 Vol. 23 (6): 810-814. 
• 摘要 ( ) PDF (254KB) ( )
• 介绍了兰州CINRAD/CC(3830)多普勒雷达体扫描资料中垂直累计液态含水量VIL产品资料的生成技术及其估测误差分析,并结合甘肃中部地区降雨和降雹实测资料,提出了VIL(3km×3km)识别冰雹云的判别指标,有益于CINRAD/CC(3830)多普勒雷达在甘肃人工防雹增雨作业中有效应用。

• "5.26"甘肃局地强对流天气过程综合分析
• 王锡稳;陶健红;刘治国;张铁军;伏晓红;张静
• 2004 Vol. 23 (6): 815-820. 
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• 利用天气图、FY-2卫星云图和兰州新一代天气雷达的基本产品,详细分析了2003年5月26日甘肃强对流天气的环流背景、影响系统、回波演变过程,进一步揭示了强对流发生时,环境流场、物理量场及雷达回波的特征。

• 甘肃省主要农作物水分供需特征研究
• 杨兴国;刘宏谊;傅朝;马鹏里;王润元;杨启国
• 2004 Vol. 23 (6): 821-827. 
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• 采用FAO-PM公式,计算了甘肃省主要农作物的需水量,并分析了它的时空变化特征及不同气候区的水分供需状况。结果表明,甘肃省主要农作物需水量自东南向西北方向增加,最大值在极端干旱的安西及敦煌一带,为515mm;最小值在徽县及成县盆地一带,为282mm。农作物全生育期日需水量呈单峰型。由于气候变化,导致农作物需水量呈波动减少趋势。对于雨养农业区,考虑到土壤水库的供水作用后计算的农作物水分供需特征更接近于实际状况,虽然玉米的需水量大于小麦,但由于其关键需水期和最大需水期与降雨时段相吻合,其水分供应状况反而优于小麦。而对于灌溉农业区,虽然目前的地表水资源总量上可以满足其流域内作物需水量,但实际已挤占了生态用水,导致水分供需矛盾突出。

• 陇中黄土高原夏季地表能量平衡观测研究
• 杨兴国;张强;王润元;马鹏里;杨启国;刘宏宜
• 2004 Vol. 23 (6): 828-834. 
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• 利用2003年6~8月的实际观测资料,分析了陇中黄土高原夏季地表通量特征。在春小麦下垫面,无论晴天或阴天,能量主要消耗于农田蒸散。在裸地下垫面各能量通量表现出同样的变化特征,但由于降雨量的增加,导致潜热占净辐射的比例比春小麦地的还高。在晴天或阴天地气之间能量传输引起土壤温度变化的深度,主要出现50cm以上,其日变化均呈现准正弦曲线形式,50cm以下的土壤温度不存在日变化。在半干旱区云和降水对地表辐射和能量平衡造成的影响不容忽视。波文比在日出以后逐渐增大,到正午达最大值;春小麦下垫面时的波文比大于裸地时的值,两者的极值分别是1.01和0.75。

• 北极涛动与我国北方强沙尘暴的关系
• 宋连春;俞亚勋;孙旭映;孙国武
• 2004 Vol. 23 (6): 835-839. 
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• 使用1954-2003年北极涛动指数、500hPa纬向环流指数和沙尘暴等气候观测资料,针对我国北方春季沙尘暴年际和年代际变化趋势,分析了以北极涛动为代表的大气环流异常变化的气候特征,揭示了其与我国春季沙尘暴相关的事实。结果表明:近50年北极涛动指数表现出由负位相向正位相转变的趋势,当冬季(12月~2月)北极涛动为负位相时,相应的纬向环流指数为负距平,中高纬度西风气流偏弱,有利于极地冷空气向南输送,西伯利亚高压偏强,我国北方春季易多发区域性沙尘暴;反之则不易发生区域性沙尘暴。

• 甘肃河西走廊春季强沙尘暴与低空急流
• 汤绪;俞亚勋;李耀辉;张存杰
• 2004 Vol. 23 (6): 840-846. 
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• 使用NCEP/NCAR全球再分析网格点资料(2.5°×2.5°纬度/经度)和我国区域性沙尘暴过程历史资料,分析了春季大气环流特征及低空急流与甘肃河西走廊春季强沙尘暴的关系。结果表明,在东亚中纬度高空维持纬向强急流锋区的情况下,极易造成甘肃河西走廊春季强沙尘暴的低空急流产生。揭示了沙尘暴形成的大尺度环流动力影响因子的事实,指出可将产生这种低空急流特征的西风带大型环流的调整过程,作为甘肃河西走廊春季强沙尘暴天气的预警信号,而低空急流的位置及强度又可作为沙尘暴强度及沙尘暴发生和影响区的预报指标。

• 我国高原干旱气候区作物种植区划综合指标体系研究
• 邓振镛;李栋梁;郝志毅;龚建福
• 2004 Vol. 23 (6): 847-850. 
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• 在高原地区建立以气象、地理位置、经济效益等不同指标类型和权重系数的干旱气候作物生态适生种植区划综合指标体系,并以定量标准进行5级作物生态适生种植区划等级的划分。该综合指标体系具有实践性、经验性、客观性和应用性的特点。

• 河西走廊东部近50年沙尘暴气候预测研究
• 李岩瑛;俞亚勋;罗晓玲;马兴祥;张爱萍;王汝忠
• 2004 Vol. 23 (6): 851-856. 
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• 应用甘肃省河西走廊东部武威市5站(乌鞘岭、古浪、永昌、凉州区、民勤)近50年月、年气象资料和沙尘暴个例,详细分析了沙尘暴产生的气候背景和气候影响因子。在分析二十多种气象要素的基础上,做出沙尘暴不同时间、不同范围的日数和强度预报方程。研究表明:河西走廊东部的沙尘暴是武威市北部干旱气候、丰富的地表沙源与大风天气相互作用的结果;沙尘暴日数与该市中北部冬春季的气温、年降雨量和大风日数有关;沙尘暴强度与武威市前期的干旱、异常增温、强大风日数有关。

• 长江中下游梅雨量与西北地区东部夏季降水的联系
• 王晓芳;谢金南;罗哲贤
• 2004 Vol. 23 (6): 857-864. 
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• 应用1951-2000年长江中下游梅雨量资料及全国160个站1951-2000年历年降水量资料,分析了长江中下游梅雨量与西北地区东部夏季降水量之间的联系。结果表明:梅雨量偏多年份,西北地区东部夏季降水正常或偏旱;梅雨量偏少年份,西北地区东部夏季降水偏多。梅雨特多(少)的合成流型与西北地区东部特征的干旱(多雨)流型相对应。并用MM5模式数值研究了多(少)梅雨年500hPa高度场演变的不同特征及其与西北地区东部降水的联系。

• 中国西北区东部伏秋异常干湿年环流的对比分析
• 刘德祥;董安祥;白虎志
• 2004 Vol. 23 (6): 865-874. 
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• 对西北区东部典型伏秋干、湿年成因进行了动力诊断,得出典型伏秋干年500hPa高度场上西北区上空为正距平区,风矢量场表现为反气旋加强区,垂直速度为下沉运动区,比湿为负距平,赤道东太平洋区(5°S~5°N,170°E~120°W)海温为正距平区,黑潮区和西风漂流区海温均为正距平,白令海为正距平;而典型伏秋湿年则相反。表明西北区东部伏秋干年和湿年北半球500hPa环流、比湿、风矢量、垂直速度场和赤道海温场具有近乎相反的异常特征。这是形成西北地区东部伏秋干湿年的重要物理原因。这些结果作为短期气候预测的气候背景有重要的参考意义。

• 青藏高原东北侧7月少雨流型的研究
• 王金花;马镜娴;谢金南
• 2004 Vol. 23 (6): 875-883. 
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• 根据青藏高原东北侧9个代表站1951-2000年历年7月的降水量资料,确定了5个多、少雨年。再用NCEP/NCAR再分析格点资料,分别求出850,700,600,500,200,100,70,50和30hPa共计9个层次上多、少雨年份7月月平均合成位势高度场。计算了500hPa合成高度场与其余各个层次合成高度场流型的相似性度量以及各个层次的东亚北风指数。结果表明:20世纪80年代提出的500hPa层次上高原东北侧"西正东负"少雨流型的特征在850~70hPa整层大气中仍然存在。同时,7月少雨流型与平流层低层70,50hPa前期环流特征之间也存在联系,这些结果可供西北干旱形成研究和干旱预测业务参考。

• 华西秋雨的气候特征及成因分析
• 白虎志;董文杰
• 2004 Vol. 23 (6): 884-889. 
• 摘要 ( ) PDF (337KB) ( )
• 在分析华西秋雨气候特征的基础上,设计了综合考虑秋季降水量和降水日数的秋雨指数,并进行了EOF和REOF分解以及秋雨主要影响因素分析。结果表明:第一模态反映了长江中上游以北地区与以南地区降水相反的形势,第二模态反映了华西降水的一致性;REOF将华西秋雨可分为6个气候区。华西秋雨的变化趋势表明,1960年代到1970年代初期、1980年代初期为相对多秋雨期,1970年代中后期、1980年代中后期到20世纪末华西秋雨相对较少。21世纪开始又出现了较明显的华西秋雨现象。西太平洋副热带高压、印缅槽、贝加尔湖低槽是华西秋雨的主要影响系统,当贝加尔湖、印缅槽深且副热带高压强时,有利于华西多秋雨;反之,则秋雨不明显。

• 青藏高原及邻近地区的气候特征
• 白虎志;董文杰;马振锋
• 2004 Vol. 23 (6): 890-897. 
• 摘要 ( ) PDF (443KB) ( )
• 利用中国710个站(青藏高原72个站)的气温和降水资料,分析了青藏高原的气候特征及与中国区域气候异常的联系。结果表明:中国多雨日区域随季节分布大致可以分为华南区、华南-青藏高原东南部区、青藏高原区以及华西区共5个区域,多雨日区自东向西移动。青藏高原东南地区降水特征呈双峰型,西北呈单峰型;西南部存在明显的"高原梅雨"、伏旱和秋雨。林芝地区的遥相关分析表明:冬季温度与青藏高原同期温度为正相关,与我国其它大部分地方为负相关;夏季降水与青藏高原南部和长江中下游地区同期降水为正相关,与高原北部同期降水呈反相关关系;冬季温度与黄河到长江流域之间区域夏季降水呈反相关关系。

• 近40年来甘肃省降水的变化特征
• 林纾;陆登荣
• 2004 Vol. 23 (6): 898-904. 
• 摘要 ( ) PDF (328KB) ( )
• 利用1960-2003年甘肃省59个测站逐日降水资料,研究了甘肃省四季和年降水量及雨日的气候变化特征。结果表明,平均年降水量和雨日的空间分布非常相似。河西和白银市的年降水量的趋势系数为正,省内其它地区为负;河西大部和甘南部分地区的年雨日的趋势系数为正,省内其它地区为负。线性倾向估计的结果表明,年降水量线性倾向值的零线基本以黄河为界,河西在增加,河东在减少,减少最明显的区域在徽县和康县盆地;雨日增加主要在河西西部偏南地区、沿祁连山的大部分地区及临夏以及甘南等海拔相对较高的地区,中部和陇东南的雨日在减少。雨日增多的地方降水量也在增加,反之亦然。全省年降水量和年雨日在1990年代均为低谷,而在21世纪初又都有上升趋势。降水量突变在1990年代中期;雨日突变河西在1960年代后期,河东在1970年代后期和1990年代中期。冬季降水量及雨日表现全省性大范围的增加趋势,秋季降水量及雨日亦呈全省性减少趋势;而春、夏季的降水量及雨日变化趋势则是地区性的。

• 青藏高原东北侧夏季降水异常与澳大利亚东侧海温异常的关系研究
• 王遂缠;李栋梁;王谦谦
• 2004 Vol. 23 (6): 905-911. 
• 摘要 ( ) PDF (425KB) ( )
• 利用青藏高原东北侧地区15个地面观测站1960-1999年逐月降水资料和全球SSTA资料,采用相关分析,发现青藏高原东北侧夏季降水与澳大利亚东侧海温存在显著而稳定的负相关关系。在此基础上选取了海温影响(165°~175°E,31°~21°S)进行分析。结果表明:青藏高原东北侧夏季降水与前一年1~3月关键海区SSTA及其分布型存在较好的对应关系,关键海区SSTA是影响青藏高原东北侧夏季降水异常的主要因子之一。

• 东亚夏季风期间水汽输送与西北干旱的关系
• 王宝鉴;黄玉霞;何金海;王黎娟
• 2004 Vol. 23 (6): 912-918. 
• 摘要 ( ) PDF (351KB) ( )
• 利用西北(区)168个测站1961-2000年6~9月月平均降水与温度资料,采用EOF、REOF方法分析了近40年降水异常特征,同时利用同期NCEP/NCAR月平均再分析资料,分析了强(弱)夏季风年西北区水汽通量场的特征及夏季风西北影响区的净水汽通量。结果表明:西北区6~9月降水可分为7个气候异常区;东亚夏季风对我国降水的影响主要位于100°E以东的地区;东亚夏季风西北影响区降水的水汽来源于南风水汽通量;强夏季风年,到达东亚夏季风西北影响区的水汽通量显著增加,该区降水偏多,弱夏季风年则反之。

• 东北亚近100年降水变化及未来10~15年预测研究
• 张存杰;李栋梁;王小平
• 2004 Vol. 23 (6): 919-929. 
• 摘要 ( ) PDF (581KB) ( )
• 利用中国北方22个站点降水观测资料,检验了英国东英格兰大学气候研究中心的CRU05降水资料的可信度,与同类资料相比,该套资料具有较高的时间和空间分辨率。分析发现,20世纪中国东部地区和20世纪中后期西部地区的降水资料具有较高的可信度。利用这套资料分析了东北亚地区近100年降水变化规律,发现中国北方年降水量普遍存在3年、10年和30年左右的周期振荡,20世纪的几个主要干旱时期和多雨时期是由于降水的年际变化和年代际变化共同影响的结果,特大干旱都是发生在降水年代际变化的少雨时期和年际变化的少雨时期同时出现的阶段。将东北亚降水划分为10个主要区域,即中亚及北疆区、华北及西北东部区、蒙古中北部区、河西走廊及蒙古西部区、黑龙江东部区、大兴安岭西部区、中亚北部区、南疆及柴达木盆地区、东北南部区和阿尔泰山北部区。分析还发现,中国北方的干旱半干旱区不是孤立的,它与蒙古干旱区和中亚干旱区连在一起。在主要振荡周期分析的基础上,对中国北方未来10~15年降水变化趋势做了预测研究。

• ENSO循环对西北地区夏季气候异常的影响
• 李耀辉;李栋梁
• 2004 Vol. 23 (6): 930-935. 
• 摘要 ( ) PDF (300KB) ( )
• 利用陕、甘、宁、青、新五省(区)分布均匀的89个测站近40年的夏季降水和气温资料,分析了ENSO循环在不同位相时西北地区夏季降水和气温的异常特征。结果表明,西北地区夏季气候在ENSO循环不同位相的异常特征各不相同。ElNiño发展年,我国青藏高原东侧地区的降雨稀少,气温偏高,容易发生干旱,而新疆则以低温多雨为主;ElNiño次年,青藏高原东侧及北疆地区降水偏多,气温偏低。LaNiña年我国西北地区的气候特征类似于ElNiño次年,但异常的范围更大,异常程度更加明显。西北地区夏季降水在ElNiño发展年的异常强度较次年和LaNiña年明显,而气温则相反,即在ElNiño次年和LaNiña年的异常要强于ElNiño当年。无论是降水还是气温,青海东部、甘肃中部、宁夏和陕北是夏季我国西北地区对ENSO影响反映最强烈的区域,新疆地区则有其自身特点。

• 近40年北疆年积雪日数变化的CEOF分析
• 董安祥;郭慧;王丽萍;梁天刚
• 2004 Vol. 23 (6): 936-940. 
• 摘要 ( ) PDF (247KB) ( )
• 通过1961-2001年间北疆年积雪日数的CEOF分析,研究了40年来北疆年降雪日数的时空变化特点。结果表明:北疆年积雪日数场有波动特征。第一种类型为南-北一致偏多(偏少)型,空间位相相近,并有6.4年和3.6年的周期。第二种类型为西南-东北一致偏多(偏少)型,空间位相相近,并有6.4年的周期。第一复主分量的时间位相和第二复主分量的时间振幅峰值年可用于年积雪日数的预测。