云南2009年秋季特大旱灾大气环流特征分析

利用云南省30个气象站的逐月降水资料以及1961-2009年NCEP/NCAR月平均资料,分析了云南2009年秋季特大旱灾时降水变化特征以及同期的环流特征。从水汽输送特征、西风带异常以及副热带高压等3个方面分析了环流特征。分析结果表明:2009年秋季云南降水是减少的;同期来自孟加拉湾地区、南海地区暖湿水汽减弱,来自内蒙古地区南下的冷空气与由孟加拉湾、中南半岛北部北上暖空气相互作用减弱;云南2009年9-11月份辐合上升水汽输送通量减弱,净获得水汽减少;2009年9-10月份西风带纬向环流增强,而11月经向环流较强,但内蒙古西部、宁夏、四川等地区700～500hPa经向风场减弱;2009年9和10月份副高偏西偏强,云南在副高控制下,辐合上升水汽减少;11月份副高西伸至孟加拉湾地区,偏南风只存在于北纬17.5°以北的孟加拉湾地区,这削弱了孟加拉湾地区向我国西南地区输送的水汽量。综合上述分析,笔者认为水汽通量异常、西风环流异常、西太平洋副热带高压偏西偏强是影响云南2009年秋季降水的重要因素。     

新疆水汽研究若干进展

总结归纳1960 s来新疆水汽研究领域的主要成果,从气候平均讲,新疆水汽主要来自其以西中高纬地中海、里海、黑海、大西洋和北冰洋,冬、春季水汽来自地中海和里海,夏季来自北大西洋和北冰洋,秋季来自黑海和里海;春、夏、冬季降水异常偏多则表现为高、副热带/低纬向中亚区域水汽输送增强然后随西风气流向新疆水汽输送增强,但以由副热带/低纬向中亚区域水汽输送增强为主。1987年夏季降水年代际增多则由于印度洋向中亚和新疆水汽输送年代际增强,同时东亚太平洋型遥相关波列(EAP)的强度年代际加强和向西偏移使得西北太平洋向我国内陆地区的异常水汽输送显著增强,而1987年冬季降水年代际增多则主要由于中高纬水汽向新疆地区输送增加。暴雨过程水汽主要为西风、偏南和偏东输送路径,暴雪过程水汽主要以中纬西风和副热带/低纬向中亚的西南路径为主,短时强降水过程则表现为局地水汽快速聚集。提出了进一步研究问题:新疆大气水分循环系统物理过程认识不足,应用数值模式、轨迹分析方法等开展新疆地区暴雨/雪过程水汽源汇结构、接力输送机制以及主要水汽源地和多尺度汇流通道对降水贡献率等研究不够,卫星、多普勒天气雷达、GPS/met水汽探测仪、微波辐射计等多源探测手段在新疆降水天气监测预警中应用薄弱。这些问题的研究对推进新疆天气预报技术的发展和水资源可持续利用具有重要意义。     

中国1951-2007年农业干旱的特征分析

利用中国1951-2007年农业受旱面积和播种面积资料,分析了我国农业干旱的空间分布、年际变化特征、长期变化趋势、1979年前后的变化和极端农业干旱分布状况。结果表明,华北、内蒙古和西北东部的平均受旱率高、年际变化小,因此这些地区的农业干旱最严重;东北、内蒙古和西北地区的农业干旱有显著加重的趋势;1979年后除长江中下游局部(安徽和湖北)、河南和福建外,其他地区的农业干旱都在加重,极端农业干旱主要分布在内蒙古、西北东部和华北局部地区。     

广东热带气旋及其降水的年际变化特征

采用1951—2005年热带气旋和广东26个测站降水的观测资料，分析了广东热带气旋及其降水的年际变化特征。结果表明：影响广东的热带气旋的个数和年平均强度及其降水均存在明显的年际变化，而且主要有3种空间振荡型态。另外，广东热带气旋降水具有峰值为3年左右周期的显著振荡，该振荡周期在20世纪70年代中期和90年代初期有明显的突变。广东热带气旋降水的年际变化与热带气旋个数的年际变化高度相关，同时跟西北太平洋中高纬40°N-60°N部分区域的台风季节（5—11月份）平均SST年际变化存在显著的负相关。     

东北地区夏季旱涝的区域特征及水汽异常输送

应用东北地区91个站46a的夏季逐日降水资料和相应的NCEP／NCAR逐日水汽输送资料，通过旋转正交经验分解法分析了该区夏季旱涝的区域特征，并进一步研究了各分区旱涝年的水汽异常输送特征。结果表明，东北地区的夏季降水异常具有明显的区域特征，大致可分为6个独立的区域。分别分析了各区域旱涝年与降水正常年水汽输送的差异，发现各区域旱涝年的异常水汽输送路径和关键区均存在明显的不同，且旱涝年异常水汽输送并不是简单的反位相。     

东北地区干旱强度频率分布特征及其环流背景

考虑到气候变暖对干旱加剧的可能影响,利用1951-2007年中国东北地区17站的月降水量和气温资料,定义了表征该地区各站干旱强度的指数.在此基础上分析了干旱强度的周期变化和频率分布特征,以及夏季干旱强度变化与同期水汽输送异常的联系.结果表明,东北地区干旱强度变化具有显著的2～3年的周期变化.近57年来东北地区的干旱变化经历了4个气候阶段,近期的1996-2007年是近57年来干旱发生频次最多的时期,平均每年有4.1月会出现不同程度的干旱,发生干旱的频率为34%.东北地区夏季发生干旱的频率最高,达34.5%, 春季次之,为32.25%, 秋季为27.5%, 冬季发生干旱的频率最小.夏季蒙古高压增强,副热带高压偏弱,位置偏南,同时西风带水汽输送和孟加拉湾西南水汽输送异常减弱,是导致东北地区夏季发生干旱的主要环流背景.     

中国黄土高原气候系统主要特征

分析了气候系统变化,结果表明:黄土高原气候系统中岩石圈和大气圈相互影响;大气系统中降水量具有很明显的地域和季节性,降水年际变率大,时间变化上降水呈减少趋势,平均每年减少2.5mm左右,下降速度高原东部明显快于西部,年降水存在2～4年左右的年际振荡;年、季气温的年际变化全区以一致变暖为主,高原中部变化幅度大于周边,气温上升速度年平均气温为0.26℃/10a,冬季升温最快,夏季升温最慢;干旱频繁、暴雨较多.     

广西春旱的时空分布特征及成因分析

利用广西具有气候代表性的32个站点1961-2007年逐日降水量资料,引入季节无雨日作为划分干旱的标准,采用EOF分析等方法,分析了广西春旱的时空分布特征;并用NCEP再分析资料、NOAA海温资料、国家气候中心的74项环流特征量资料等,对广西春旱的成因进行了分析。结果表明:从时间变化看,广西春旱的趋势变化不明显,主要以年际、年代际变化为主,从空间分布看,广西春旱以全区一致性型为主要空间分布型;在春旱年,广西上空对流层低层出现偏南-西南气流距平强辐散异常,伴随有明显的水汽通量辐散异常,同时东亚大槽偏弱,阿留申低压明显减弱,中纬度大陆高压减弱,中高纬环流平直,不利于冷空气南下华南;广西春旱年前冬阿留申低压明显增强,大陆高压也增强,冷空气活动频繁,当前冬印缅槽偏弱时,广西春季发生干旱的可能性较大。     

地球自转速率年代际周期分量的时变特性

利用日长的年均值序列计算了1800～2002年间地球自转速率的年代际周期分量的参数，用小波变换方法分析了主要的年代际周期分量随时间的变化，发现它们均具有时变的特征。文章认为，在研究地球自转与地球物理现象和自然灾害现象的关系时，应特别注意地球自转变化的周期分量的时变性。     

青藏高原季风变化及其与中国北方春季沙尘暴的关联

利用1948—2003年的逐H600hPa2.5°×2．5°NCEP／NCAR再分析资料和1957—2003年中国北方地区春季沙尘暴日数资料，计算了反映青藏高原地区季风特征的高度场指数序列，分析了青藏高原高度场指数的年代际变化。结果表明：近56年来，高原季风指数总体呈现冬季风减弱、夏季风增强的变化趋势；高原季风的变化与我困北方地区春季沙尘暴的多寡密切相关，高原冬季风偏强的年份，我国北方地区春季沙尘暴偏多，而高原冬季风偏弱的年份，我国北方地区春季沙尘暴偏少。     

2008年江苏持续性降雪中的水汽和动力抬升机制分析

2008年1月下旬江苏省出现了历史罕见的持续性暴雪过程,研究发现,降雪量的大小与低空急流的日变化相对应,暴雪过程中700 hPa西南急流对水汽的输送起着重要的作用,作为大尺度天气系统,700 hPa急流的加速发生在降雪量增大之前,其值阈大小与6 h降雪量之间没有对应关系,急流减弱在暴雪结束以后;降雪的发生和发展与南北风的增大和冷暖平流有关,低层偏北风作为冷垫对暖湿气流的抬升和水汽的凝结起到了一定的作用;江苏降雪过程中水汽主要来源于700～500 hPa,低层东风气流对黄海南部的水汽输送非常有限;强降雪的发生与700 hPa水汽通量散度相对应,水汽通量散度辐合增大,降雪量增大;在降雪过程中垂直运动对降雪量的大小有很好的指示意义。     

广东2010年5月一周两次暴雨过程的对比分析

2010年5月中旬,广东省在一周之内连续遭受了两次区域性暴雨过程,其频次之高、雨量之多、强度之大为历史同期所少有。对这两次暴雨过程从水汽输送、动力结构、大气稳定度和雷达特征等方面进行了对比分析。结果表明:两次暴雨过程的环流形势及影响系统不同,水汽输送和辐合强弱与暴雨范围有密切关系,降水强度不但受大气不稳定度影响,动力触发更可能是引发强降水的关键因素;产生暴雨的飑线通过吸收合并其移动前方和沿近地层辐合带新生单体得以维持和发展,飑线上的HP型超级单体是产生降水峰值的主要载体。     

黑龙江省公路雪冰基本特征与灾害防治对策

黑龙江省冬季降雪不多,但在寒冷和强风条件下,容易产生风吹雪,使某些地点形成较深的积雪,阻塞交通.风吹堆积下的积雪在低温下形成密实坚硬的硬深霜.涎流冰是冬季影响山区交通的另一个主要因素,它的各个部位呈现出间歇性增厚的特征,是涌出水在各处反复交替流动、冻结的结果.随着经济发展,交通流量增加,正常降雪将会产生越来越大的影响和危害,必须给予足够的重视.因此,在雪冰减灾战略对策上,应逐步推广使用防滑汽车轮胎,建立较为完善的公路雪冰清除服务体系,并辅以必要的工程措施.     

一次雷暴天气发生发展的水汽图和红外云图特征分析

通过MTSAT的水汽图和红外云图,结合天气图、NCEP资料、地闪实况资料和探空数据对在高空急流影响下的暗区雷暴实例进行了对比分析。结果表明:暗区雷暴在卫星云图上表现为经过白天太阳辐射对晴空区(水汽图暗区)近地面的加热作用,大气不稳定能量增加,在一定条件下,午后强雷暴时常发生发展于高空急流左侧的晴空区中;而在水汽图上,高空急流与水汽图上的干区、湿区间有明显的联系,而这些联系又与强雷暴的发生发展有密切的关系,是雷暴发生发展的重要条件;在雷暴云发展过程中,地闪时空分布在卫星云图上有着明显的对应。     

风浪流共同作用下海上风电基础与海床的动力响应分析

我国近海风资源丰富,但由于海洋环境条件的复杂性,开发利用近海风资源的规模和效益受到很大的制约;而风、波浪和海流等作为近海主要环境荷载对近海风机的正常运行起到决定性作用。采用谐波叠加法模拟得到近海风电场的风荷载时程,利用Morison方程和非线性波浪理论推导了波浪荷载和波流荷载的计算公式,最后根据Turkstra准则将风浪流荷载进行叠加组合,建立风浪流荷载共同作用下海上风电基础与海床动力相互作用的三维有限元计算模型。基于此模型,针对不同荷载组合条件下风机塔筒的水平位移、竖向应力以及基础的水平位移、桩身弯矩、桩身剪力等进行了动力分析,同时对风浪流荷载共同作用下桩基础周围海床的超孔隙水压力响应进行了计算分析,讨论了不同的荷载参数对海床超孔隙水压力的影响。结果表明:风荷载对风机塔筒顶端水平位移、塔底应力影响较大,波流荷载对风机基础顶端水平位移、桩身弯矩、桩身剪力影响较大,而波浪荷载则对海床孔隙水压力影响较大。可取最大风荷载和最大波流荷载叠加波浪荷载时程的组合为最不利组合方式。     

雷静电作用下储气库安全危害分析

为保障能源储备安全,探究雷电和静电对储气库安全的影响。根据雷电和静电理论,构建储气库雷静电概率模型,分析雷静电对储气库的影响。考虑天然气扩散的特殊性,选取高斯烟羽模型预测气体扩散范围,并结合闪火后果准则对闪火危害范围进行分析,构建CCPS-BST模型对爆炸危害范围预测,分析风速及大气稳定度对三种危害后果的影响。结果表明,雷静电会增加储气库泄漏后发生闪火和爆炸的概率,气体扩散范围和闪火后果沿主导风向呈梭形分布,蒸气云爆炸后果由中心向四周扩散,三种危害范围都与风速和大气稳定度呈相反的变化。研究结果可为多因素下储气库安全分析研究提供参考,为降低灾害后果和维护储气库的日常安全提供了理论依据。     

城市复杂地表TM温度反演及其与MODIS产品的比较

在利用决策树模型将城市复杂地表分为植被、建筑物、水体、裸土等4类进行地表比辐射率估算和利用MODIS近红外数据反演大气水分含量的基础上,采用Jimenez-Munoz单通道算法进行了城市复杂地表TM温度的反演,并将反演结果与EOS MODIS地表温度产品进行了比较分析.结果表明:(1)基于地表信息分类提取后的地表比辐射率和MODIS反演的大气水汽含量得到的地表温度接近于实际状况;(2)反演结果与EOS MODIS地表温度产品对比发现Landsat TIM的陆表温度均值和标准差高于EOS MODIS的陆表温度产品.     

风电自动发电控制策略可行性分析

为应对大规模风电并网运行带来的诸多不利因素,在传统水、火电机组有功控制技术的基础上,综合风电运行特点,研究分析了计划曲线跟踪、限时段控制等多种风电有功控制策略,并且成功实现了宁夏首次风电联网有功闭环控制。研究结果表明:风电有功控制策略有较强的可行性,能够为电网接纳大规模风电运行提供关键技术支撑。     

超大跨度渡槽脉动风频率特性分析

贵州龙场渡槽是我国目前最大的拱跨渡槽,其脉动风频率特性分析对设计工作具有极其重要的指导作用。计算了龙场渡槽在有水、无水工况下的前20阶自振频率,分析了相应的振型;采用极值Ⅰ型概率分布函数,计算得到龙场渡槽所在地的50年一遇最大设计风速为17.6m/s;针对1986～2010年间的3次强风风速和50年一遇最大设计风速,计算了龙场渡槽所在地典型高程处的脉动风功率谱密度。研究表明:在同一高度,随着年平均最大风速的增加,功率谱密度最大值逐渐增大,其对应的频率也在增大;对于同一风速,随着高度的增加,功率谱密度的最大值逐渐增大,其对应的频率也在增大。通过比较龙场渡槽自振频率与脉动风功率谱密度显著值所对应的频率,认为龙场渡槽在上述风速下不会发生共振现象。     

中国黄土高原地区的风蚀灾害及其防治

对我国黄土高原地区的风蚀情况及其严重危害作了简要阐述，指出坚持实施水土保持综合治理是防治风蚀灾害的根本途径，并对防治工作对策提出若干建议．