高原气象

第27卷 第5期 2008-10-28   

论文

  • 利用MERIS和AATSR资料估算黄土高原塬区蒸散发量研究
  • 刘蓉;文军;张堂堂;刘远永;李振朝
  • 2008 Vol. 27 (5): 949-955. 
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  • 基于陆面能量平衡原理, 通过对搭载在欧洲空间局环境卫星(Environmental Satellite, ENVI-SAT)上中分辨率影像光谱仪(Medium Resolution Imaging Spectrometer, MERIS)2005年6月7, 11和27日的遥感观测资料进行大气纠正等预处理后, 得到估算瞬时蒸散发量所需要的地表反照率和植被覆盖度等值, 并利用分裂窗法和ENVISAT上搭载的先进的沿轨迹扫描辐射计(Advanced Along-TrackScanning Radiometer, AATSR)的观测资料进行了地表温度的反演, 进一步估算出黄土高原塬区午间瞬时净辐射、感热通量和土壤热通量。结合与卫星遥感观测资料同期研究区域气象站的太阳辐射、气温、日照时数和风速等气象要素资料, 充分考虑到植被冠层和陆地表面对蒸散发量的不同影响, 发展了一个可以估算陆面潜热的简化模型, 并将瞬时蒸散发量转化为日蒸散发量。对卫星遥感估算的潜热通量, 利用黄土高原塬区陆面过程野外观测试验(Loess Plateau land surface process field Experiments, LOPEXs)的地面通量观测资料进行验证, 结果表明: 二者最大相对差异为10.9%, 最小相对差异为4.8%, 并对差异误差产生的原因进行了分析和探讨。
  • 青藏高原夏季风强弱年波包传播特征分析
  • 肖天贵;李江林;李湘;彭骏
  • 2008 Vol. 27 (5): 956-966. 
  • 摘要 ( ) PDF (2247KB) ( )
  • 采用1996-2005年NCEP/NCAR 600 hPa逐日再分析资料, 利用高原季风指数定义和波包传播的诊断方法(WPD), 研究了高原夏季风强弱年(1998年和1997年)不同发展阶段的波包传播特征。研究表明, 在高原夏季风开始前, 都存在着季风的加强期, 期间高原地区都有来自乌拉尔山-巴尔喀什湖地区向东传播的波包和来自阿拉伯海、阿拉伯半岛地区向西传播的波包。当乌拉尔山向高原地区的波包传播减弱, 高原地区波包传播主要来自西太平洋地区时, 高原夏季风爆发。在高原夏季风爆发后, 存在着季风的加强期、维持期和减弱期等不同阶段。季风加强期间, 强年(1998年)主要是从西太平洋地区向西传播到高原的波包值, 而弱年(1997年)西太平洋地区几乎没有向西传播到高原的波包; 季风维持期间, 强年(1998年)表现出高原地区波包大值区向四周频散的趋势, 而弱年(1997年)反映出与强年(1998年)相反的特征, 高原地区有来自阿拉伯海、阿拉伯半岛地区和西太平洋地区传播来的波包; 季风结束减弱期间, 乌拉尔山地区的波包值再次向东传播影响到高原地区。最后分析波包强中心对应着天气系统扰动能量的中心, 并且与天气系统也有较好的对应关系, 波包强中心的传播常常与槽脊的移动相联系。
  • 新疆年降水量的时空变化特征
  • 辛渝;陈洪武;张广兴;张新;卢戈;博力健
  • 2008 Vol. 27 (5): 993-1003. 
  • 摘要 ( ) PDF (1381KB) ( )
  • 根据新疆1961-2005年88个气象站点的年降水量资料, 采用气候趋势系数、Kendall-τ检验、REOF/RPCA、Morlet小波分析以及交叉谱分析等方法, 分析了新疆年降水量的变化趋势, 并对年降水量场进行客观分区。新疆年降水量场可划分为6个子区域: 北疆西部及北疆沿天山型、中天山及吐鲁番盆地型、南疆西部型、北疆北部及东天山型、塔里木盆地型、南疆东南部型。在此基础上, 研究了新疆年降水量变化的区域特征和年代际、年际变化的多时间尺度的周期特征, 并分析了各子气候区平均年降水量变化之间的相关关系。结果表明, 新疆大部分区域最干旱时段在1960-1970年代。1980年代以来, 除沙漠盆地外, 新疆年降水不同程度地呈现出显著增加趋势。新疆各子气候区平均年降水量的年代际或年际周期变化并非均相同, 而且具有显著的6年准耦合振荡。北疆西部沿天山与中天山在多个频域段上具有显著的耦合振荡, 其次是与北疆北部及东天山也具有较好的耦合振荡, 与南疆西部具有显著的5, 6年的反位相耦合振荡, 与塔里木盆地仅在6年周期中具有显著的反位相耦合关系。除6年的耦合振荡外, 新疆年降水量自然气候分区的异常变化大多从北向南, 从西向东依次出现。
  • 亚洲中部干旱半干旱区近100年来的气温变化研究
  • 王劲松;陈发虎;张强;靳立亚;李静;金明;陈建徽
  • 2008 Vol. 27 (5): 1035-1045. 
  • 摘要 ( ) PDF (922KB) ( )
  • 利用亚洲中部干旱半干旱区1961-2003年共计69个站的气温实测资料, 并通过EOF展开的延长插补方法, 将研究区的气温序列延长到1901年, 进而分析了这一区域近100年来的气温变化。研究表明, 该区域气温的一致性变化占主导地位, 同时存在东部季风区、中亚、蒙古高原和塔里木干旱区等4个主要温度变化分区, 均表现出显著的增暖趋势, 其代表站近100年来线性拟合的增温率分别为0.19, 0.16, 0.23和0.15℃/10a, 研究区平均增温率为0.18℃/10a, 冬季达0.21℃/10a, 远高于北半球、全球和我国的增温率, 但与青藏高原增温率相近。除20世纪10年代和50年代外, 研究区气温变化主要取决于冬季温度的变化。研究区近100年来的气温变化经历了70年代以前的相对缓慢升温和以后的显著升温过程, 且增温率越来越大。亚洲中部干旱半干旱区的气温变化过程与我国东部地区显著不同, 没有出现明显的20~40年代暖期, 整个升温过程由6次明显的锯齿状的升温-降温变化过程(即20, 40, 60, 80, 90年代和本世纪初气温变化过程)构成, 升温阶段持续时间较长, 幅度较大, 而降温阶段时间短, 幅度小, 但不论升温还是降温过程, 其变化幅度均大于我国东部和全球平均。
  • 植被状态指数监测西北干旱的适用性分析
  • 管晓丹;郭铌;黄建平;葛觐铭;郑志海
  • 2008 Vol. 27 (5): 1046-1053. 
  • 摘要 ( ) PDF (811KB) ( )
  • 利用1982-2003年22年逐月GIMMS 8 km分辨率的NDVI数据和西北地区138个气象台站同期月降水数据, 分析了植被状态指数(VCI)对西北地区历史干旱的监测能力。根据西北气候和植被类型的特点, 选取雨养农业区、灌溉农业区和青藏高原高寒草原区为典型研究区域, 研究了VCI对不同地区气象干旱的监测能力, 并对VCI监测干旱的适应性进行分析。结果表明: VCI可以较好地反映西北大部分历史干旱的空间分布及其演变特征。对于不同的气候区域, VCI监测干旱的效果存在一定的差别。对于西北东部的雨养农业区, VCI能够较好地反映降水的盈亏对植被影响, 是监测这一地区干旱的有效指标; 在西北区西部的灌溉农业区, VCI基本不能反映这一地区降水的多寡, 不能作为这些地区气象干旱监测的指标; VCI也不能反映青藏高原高寒草原区降水的亏缺, 不能作为监测这些地区气象干旱的指标; 在极涡干旱的戈壁、沙漠地区VCI会出现虚假的高值。
  • 城市化对北京地区气候的影响
  • 李书严;陈洪滨;李伟
  • 2008 Vol. 27 (5): 1102-1110. 
  • 摘要 ( ) PDF (1132KB) ( )
  • 利用北京地区20个气象站36年(1970-2005年)的逐日雨量、平均风速和冬季08时平均温度资料, 对北京城市化进程中城市气候变化趋势进行了分析。结果表明,(1)36年来热岛效应呈现强度逐渐增强、面积逐渐增大、由单一向多个热岛中心演变的趋势, 2000-2005年热岛强度最大达2.11℃, 城区冬季的平均增温率为0.298℃/10a。(2)城市化发展使得北京地区降水量呈现不均匀分布态势。20世纪70年代城市西部降水较多, 东南部降水少; 80年代整个城区处于少雨区; 90年代城市西部、南部降水少, 东北部是大雨量区。2000年以后降水较少区域自城区逐渐朝东南方向扩展。(3)不断增高、密度不断加大的建筑物对气流的阻滞作用使得城区平均风速呈减少趋势, 城区的平均风速70年代是2.49 m·s-1, 80年代是2.32 m·s-1, 90年代是2.16 m·s-1, 2000-2005年是2.28 m·s-1, 平均风速递减率为0.05 m·s-1·(10a)-1。(4)人口密度的对数与气温呈线性相关, 相关系数为0.65; 城区面积与温度呈线性相关, 相关系数为0.6387。
  • 毛乌素沙漠东部边缘一次雹暴三维结构的观测分析
  • 井喜;井宇;李明娟;屠妮妮;贺文彬;杜继稳;张人禾
  • 2008 Vol. 27 (5): 1119-1130. 
  • 摘要 ( ) PDF (3236KB) ( )
  • 利用新一代天气雷达和MICAPS提供的实况资料(包括用实况资料计算的其它物理量), 对2006年7月27日发生在榆林市西北部部分乡镇的一次雹暴天气过程进行了连续的监测和分析。诊断分析表明: 当日08:00, 大气层结是稳定的, 但925 hPa湿正压场上生成从东南方向伸入雹区的窄的强对流不稳定舌; 雹暴发生前2 h, 雹区地面邻近上游生成中β尺度能量比高值中心和反映弱冷空气活动的中β尺度能量比低值舌; 雹暴的发生也伴随雹区对流层低层大气湿斜压性的增强、边界层温度出现跃升等现象; 中尺度纬向次级环流圈的形成, 为雹暴的发生、发展和维持提供了动力条件。雷达反射率因子分析表明, 强冰雹狂风是由超级单体风暴引发的, 超级单体风暴是由中β尺度小钩状回波和由干侵入引发的新生中γ尺度强对流单体在钩状区合并而形成。超级单体风暴具有独特的动力学特征: 除了伴随一个持久深厚的中气旋外, 对流层低层入流急流持续时间长达50 min, 钩状区近地层出现未曾见过或罕见的(由强下沉气流产生)中β尺度环形辐散区和环形辐散区向外扩展的特征。在0.5°仰角速度场, 雹暴区气流经历了由径向辐合、气旋性辐合、气旋性旋转、再到径向辐合的演变过程。
  • 山东半岛一次强暴雨的分析和数值模拟
  • 周淑玲;吴增茂;闫丽凤
  • 2008 Vol. 27 (5): 1149-1160. 
  • 摘要 ( ) PDF (2777KB) ( )
  • 利用T213资料、常规观测资料和多普勒雷达资料, 对2004年8月5日发生在山东半岛东部的一次大暴雨过程进行了数值模拟和分析, 在模拟结果比较成功的基础上, 利用细网格模拟资料重点分析了高、低空急流和850 hPa低压与暴雨的关系, 以及山东半岛地形的动力作用。结果表明: 暴雨强回波从南向北传播时强度逐渐增强, 反映了中尺度对流系统的结构和发展; 对流云团首先在低空急流中心左前方生成, 与副热带高压边缘的西南暖湿气流有关, 中尺度高空急流是伴随对流由强高空出流而形成, 高、低空急流的耦合作用有利于强对流天气的维持和发展; 在副热带高压西侧边界层激发出一个中β尺度低压, 该低压形成后与暴雨区相伴移动, 且移动路径与山东半岛东部地形分布有关, 山东半岛地形对西南暖湿气流阻挡和绕流的动力作用是导致威海附近强暴雨的原因之一。