河套及其相邻区夏半年极端高温的时空变化特征

利用河套及其相邻地区1961-2010年81个气象台站夏半年的逐日最高气温资料,计算了各台站夏半年的极端高温阈值,对极端高温频数的时空特征和变化趋势进行了分析。结果表明:河套及其相邻地区夏半年极端高温阈值呈东南部和西北部高、西南部低的分布;夏半年极端高温频数在地域上主要呈一致性和东南—西北反位相变化;在空间上可分为河套北部区、河套东南区、河套西南区3个异常分区;3个异常分区中,河套西南区夏半年极端高温频数增加趋势显著,河套北部区增加趋势较明显,而河套东南区减少趋势较明显;河套北部区与河套西南区的年际变化趋势相近,1960年代至1980年代偏少、1990年代至2000年代偏多,而河套东南区基本相反;河套北部区与河套西南区10~14 a的周期变化比较显著;夏半年极端高温频数与同期平均气温呈正相关。     

2008年云南滇东北电线覆冰的气象条件

通过对2008年1-2月云南滇东北电线覆冰(雨凇)气象条件的分析,得到:①2008年云南滇东北雨凇持续时间是有气象记录以来最长是的一年,所造成的电线覆冰灾害非常严重的;②雨凇持续时间与ENSO有密切对应关系;③2008年滇东北电线覆冰期间昆明准静止锋异常活跃,是最重要的影响天气系统;④2008年滇东北的电线覆冰是在气温偏低、降水偏小、风速不大(或静风)及空气较为潮湿的气象条件下发生的.电线覆冰的厚度与气温成显著负相关,与风速成显著正相关.     

ENSO与云南蒋家沟泥石流灾害发生的关系

通过分析近40年来出现的ENSO事件对云南东川蒋家沟泥石流活动的影响可知,El Ni(~n)o与LaNi(~n)a对其的影响正好相反,且El Ni(~n)o的影响大于La Ni(~n)a的影响.El Ni(~n)o年,泥石流年发生频次、径流量和输沙量偏少的概率均较大,泥石流活动减弱的倾向明显;La Ni(~n)a年,虽有一定的对应关系,但不如El Ni(~n)o年明显,且影响更复杂一些,总的来说,泥石流年发生频次、径流量和输沙量偏多或持平的概率较大.     

近50年来广东冬季寒害的特征

利用广东省86个地面气象站近50年(1951-2000年)逐日平均气温和最低气温资料,采用针对冬季经济林果的寒害指标,统计分析了近50年冬季寒害的特征.分析得出:(1)广东冬季寒害频数北多南少,各地平均年均1次,其中严重寒害近4成,严重寒害中又以降温型亚类Ⅲ最为典型,占6成以上.(2)寒害过程降温幅度平均达13.6℃,且越往南越大;过程最低气温平均2.6℃,高于冻害临界值0℃;寒害过程降温平均历时4d.(3)寒害分布于10月末至3月底,其中12月到1月累计占85%,月际分布大致呈以1月为峰值的单峰型;亚类Ⅲ12月和2月多于1月,呈双峰分布.(4)1980年是广东冬季气温变化的分水岭,寒害年均综合频数前30年多(160站次),后20年少(96站次).(5)近50年广东冬季寒害年代际变化特征为:50,60,70年代逐渐增强,80年代迅速减弱,90年代有所回升(依然弱于50年代),年代际寒害由强到弱顺序为:70年代,60年代,50年代,90年代和80年代.     

黑龙江省夏季雨日变化及前期环流特征

利用1961-2017年黑龙江省62个台站的雨日资料,采用小波分析、相关系数与趋势系数等方法分析,研究夏季不同级别雨日的气候变化趋势.结果表明,黑龙江省夏季各级雨日变化趋势暴雨、大雨以上日数呈现略增加趋势,而中雨和小雨以上日数呈现略减少的趋势;夏季降水日数平均分布,各级别以上的日数分布中心基本是一致的。用黑龙江省夏季大雨以上日数做代表进行分析,小波分析表明存在20a(年)左右的年代际变化周期,还有9a左右、6a左右和3a左右的年际变化周期;前期北半球500hPa(百帕)环流场特征,初冬季由极地到太平洋距平场"-+-"形式,夏季大雨以上日数易偏多,反之,排列为"+-+"形式,夏季大雨日数易偏少。     

宁夏雷暴灾害的气候特征

利用宁夏20个测站1961-2006年的雷暴观测资料,通过数理统计、滑动t检验和小波分析等方法,对宁夏近46 a来的雷暴灾害进行了分析.结果表明宁夏各地雷暴灾害差异较大,雷暴日数呈明显减少的趋势,每10 a减少23 d;雷暴灾害集中出现在5-9月,而12-20时是雷暴灾害发生的主要时段;雷暴灾害在1983年前后发生了突变现象,年际变化存在着2～4 a的震荡周期,1984年以后又存在着15 a左右的震荡周期,1984年前后宁夏雷暴灾害由偏多期转为偏少期.     

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。     

山西东南部地区近40年寒潮气候特征分析

利用1969-2008年山西东南部地区11个地面气象站的气温资料,应用对比分析和小波分析方法,对寒潮分布特征进行了综合分析,结果表明:(1)山西东南部地区的寒潮发生时段为9月至次年5月;最早平均为9月13日,最晚平均为5月18日;24h寒潮发生次数较多的是1月和4月,48h寒潮发生次数较多的是1月、10月和12月,5月和9月寒潮出现较少;总体上平川多于山地,峡谷多于盆地。(2)寒潮总次数存在明显的7～8a和14a的周期变化;寒潮结束期和开始期分别存在10a和7a的周期,而且两者的20a周期也较为显著。(3)随着气候的变暖,寒潮次数、寒潮开始期和结束期分别呈现出减少、推后和提前的趋势。     

云南春末夏初干旱的气候特征

利用云南124个测站1961-2005年4-5月的月降水量及气温资料,采用EOF方法及离散功率谱方法,分析了云南4-5月的降水总量及平均气温的时空变化特征及其变化周期,得到了如下结论:(1)降水场与温度场具有相似的空间分布特征,全省一致性分布型.这种分布型存在明显的年际变化特征,500hPa环流差异明显.(2)全省平均降水量与平均温度具有明显的年际变化特征.1963年是近45年中的降水最少年,2004年则是降水最多年.1969年是近45年平均气温最高年,1990年则是气温最低年.(3)全省平均降水量与平均温度也具有明显的年代际变化特征.20世纪60和90年代高温低湿;70和80年代低温高湿;2001年以后转入高温高湿.2005年春末夏初的干旱就是发生在高温高湿气候背景下的较为异常的气候事件.(4)降水量存在明显的2～3年左右的年际变化周期,同时也存在明显的15年的年代际变化周期.平均气温2～5年左右的年际变化较为明显,而较长时间的年代际变化周期较弱.     

长江流域旱涝灾害特征研究

利用长江流域地区(1956-2007年)148个站点全年的逐日降水资料,采用Z指数作为旱涝指标,对长江流域地区旱涝的转化规律及其时空变化特征进行了探讨,结果表明:长江流域降水量具有明显的年际变化,夏季和年降水量的变化趋势一致;春季的降水周期较夏季具有明显的周期性,从研究的时段内看,春季降水周期为17 ～21年为主,夏季以10～ 15年为主周期;旱涝灾害发生的频率与降水量、暴雨出现的频数呈现正相关,旱涝空间分布上存在一定的结构性,干旱大都发生在长江上游地区(四川和云南的一部分地区)以及湖北部分地区,洪涝主要发生于长江中下游地区,特别是在湖南、安徽、湖北等地.     

西北太平洋热带气旋的时空分布特征分析

西北太平洋是世界上热带气旋(TC)发生频率最高、强度最强的一个海区,因此对西北太平洋TC进行气候分析是很有意义的.根据1945-2006年JTWC的数据资料对西北太平洋的热带气旋时空分布特征进行了统计分析,得到TC活动的一些最新概况.从时间分布特征上来看:TC频数呈增加趋势,有两个上升阶段,两个下降阶段;台风和强台风与TC的变化趋势大致相同,但自2000年至今有上升趋势;在季节上分布上,热带气旋,台风和强台风频数存在时间上的延迟现象.从空间分布特征来看:TC源地在0°～30°N范围内,纬向发生高频区轴线位于12.6°N,经向对应于南海海区和菲律宾以东及关岛附近洋面有两个峰值;TC强度越强,其发生高频区纬向轴线向赤道方向移动,而经向轴线向东移动;南海海区不是强台风的高发区;台风和强台风源地高频区经向轴线在145°～155°E之间移动;纬向轴线在6°～14°E之间移动,强台风的源地高频区经向轴线始终位于台风轴线的东侧,而纬向轴线位于其南侧.     

1994～1999年西北太平洋热带气旋活动时空分异研究

采用西北太平洋热带气旋年鉴数据(1949～1999年),进行了统计分析,然后以每次热带气旋的中心位置资料,建立起1.×1.经纬度的热带气旋路径频数分布图,从季节、年际变化全面分析了西北太平洋热带气旋的时空变化规律.结果表明(1)1949年到1999年,西北太平洋热带气旋活动频繁,20世纪60年代是热带旋多发期,70年代后期以后逐渐减少;而从年内的变化来看,7,8,9,m,这4个月热带气旋发生的次数占绝大多数;(2)热带气旋频数的分布大体以中国南海地区、菲律宾群岛以及马里亚纳群岛附近这3个密集区为中心,向各个方向呈辐射状减少;(3)热带气旋频数空间分布存在着明显的季节变化,而年际变化不明显.     

1949～1999年西北太平洋热带气旋活动时空分异研究

采用西北太平洋热带气旋年鉴数据 (1949～ 1999年 ) ,进行了统计分析 ,然后以每次热带气旋的中心位置资料 ,建立起 1°× 1°经纬度的热带气旋路径频数分布图 ,从季节、年际变化全面分析了西北太平洋热带气旋的时空变化规律。结果表明 :(1) 1949年到 1999年 ,西北太平洋热带气旋活动频繁 ,2 0世纪 6 0年代是热带旋多发期 ,70年代后期以后逐渐减少 ;而从年内的变化来看 ,7,8,9,10 ,这 4个月热带气旋发生的次数占绝大多数 ;(2 )热带气旋频数的分布大体以中国南海地区、菲律宾群岛以及马里亚纳群岛附近这 3个密集区为中心 ,向各个方向呈辐射状减少 ;(3)热带气旋频数空间分布存在着明显的季节变化 ,而年际变化不明显。     

黑龙江省冬季异常冷气候事件判定及其与环流指数的关系

以连续5 d日平均气温负距平超过1倍标准差为标准，对黑龙江省冬季异常冷气候事件进行了判断。经普查，黑龙江省1961-2018年冬季共发生52次异常冷气候事件,累计天数427 d。1961-1986年为高发期，平均年发生1.35次，次均天数为8.7 d；1987-2008年为低发期，平均年发生0.32次，次均天数为9d；2009-2018年为较高发生期，平均年发生1次，次均天数为5.9 d。在异常冷气候事件低发期，发生次数较少，但每次事件持续时间更长。最近10年异常冷气候事件发生较多，但每次持续时间较短。以0.3个标准差作为等级划分标准，1961-2018年该省冬季发生一级、二级、三级异常冷气候事件分别为13次、17次、22次，其中一级多发生在1986年前。为了揭示异常冷气候事件发生的天气气候机制，分析了该事件与月尺度同期环流指数异常的对应关系。北半球极涡面积异常偏大、极涡强度异常偏强、东亚槽位置异常偏西和AO异常负位相与异常冷气候事件发生有较好的对应关系，尤其是12月、1月的北半球极涡面积，12月东亚槽位置，1、2月东亚槽强度和2月AO，为研究该省异常冷气候事件的形成机理和预测提供了参考。     

一次极端降水过程中不同相态降水过程的锋生特征对比研究

2015年1月8日夜间~10日,云南出现暴雨和暴雪并存天气,是1961年以来1月最极端的一次降水过程,利用NCEP/NCAR再分析资料,对不同相态降水过程中锋生作用及其伴随的次级环流特征进行对比分析,探讨强雨雪产生机制。结果表明,孟加拉湾至滇南的水汽输送偏离气候平均度达3σ,滇南锋区中心强度为-5×10-5K·m-1,异常冷暖气流在云南交汇造成此次强雨雪天气。进一步地锋生函数分析表明,2015年初强雨雪中,暴雨前期低层水平辐合及上升运动加剧,使降水出现峰值,此后水平变形场(主要是切变变形)的增长,使锋生作用维持,但强度明显减弱;对于暴雪而言,第一次降雪峰值的形成主要是倾斜项作用;第二次降雪峰值的形成则主要是水平变形项中的伸长变形增长和倾斜项作用。次级环流上升支处的强上升运动为强雨雪天气提供了有利的动力条件。     

北京2012、2013年汛期暴雨响应行为的对比研究

基于气象数据和报刊信息,构建了2012、2013年北京汛期逐日降水及响应行为序列。对比分析结果显示:2012年降水呈极端性,响应行为多(包括15类),可划分出灾害管理的4个阶段,响应次数最多、频次最高的分别是灾后恢复和灾中应急阶段,并没有形成灾前预防的模式,响应峰值期与暴雨致灾-内涝成灾期一致,但在时序上呈现"滞后"到"超前"的变化;2013年多小型降水,响应行为少(仅4类),在汛期内出现次数均衡,与降水量基本无关。     

海南航天发射场非台暴雨气候特征与成因概念模型

暴雨是影响海南省文昌市新一代航天发射场卫星发射试验任务的主要灾害性天气之一,将给试验任务带来不可预测的灾害。利用海南省文昌市气象站1970-2010年的逐日降水资料、NCEP/NCAR全球再分析格点资料,结合影响海南省的7类天气系统(冷空气偏东下冷锋过境、冷空气偏西下冷锋过境、副热带高压、变暖高压脊、南海低压槽、西南低压槽、越南低压槽),统计分析了近41 a来海南省文昌地区各类天气系统影响下非台暴雨天气过程的气候特征及成因概念模型。结果显示,发射场区非台暴雨的年发生频率呈弱上升趋势,年发生次数有所增加。非台暴雨各月发生次数分布呈现明显的"准双峰"特征,主峰区为9-10月,次峰区为5-6月。非台暴雨的时间主要集中在每年的汛期4-10月。高度场、风场及水汽场等均能较好地表征非台暴雨发生时刻的形成机制。     

1961-2018年中国风速均值和极端值的时空演变特征

基于1961-2018年中国545个气象观测站点的日值平均风速、最大风速和极大风速数据,采用多种数理统计方法,从气候态特征、长期变化趋势、年际波动特征和1990年前后的差异特征诊断气候变暖背景下近58年来中国风速均值和极端值的时空演变特征。结果表明:(1)1961-2018年中国平均风速具有南低、北高的空间分异特征,而最大风速和极大风速则呈现东南低、西北高的空间分异特征,且两者的空间相关系数达0.71(n=15 642),通过了0.01显著性水平的检验。平均风速、最大风速和极大风速在1991-2018年相比1961-1990年整体以偏小为主。(2)中国平均风速、最大风速和极大风速年代距平从1960年代至2010年代逐渐由正距平为主演变为负距平为主,且1960、1970和1980年代以正距平为主,而1990、2000和2010年代以负距平为主。(3)1961-2018年中国平均风速、最大风速和极大风速均以减少趋势为主,并具有区域性和次区域性特征,其中后两者的空间相关系数达0.75(n=15 642),通过了0.01显著性水平的检验。最大风速和极大风速在1990年前后的趋势差异具有较高的空间一致性。(4)1961-2018年中国平均风速在西部地区波动相对较大,最大风速和极大风速的波动特征具有空间相似性,空间相关系数达0.57(n=15 642),通过了0.01显著性水平的检验。平均风速、最大风速和极大风速在1991-2018年相比1961-1990年波动偏大的地区明显多于偏小的地区。     

2021/2022年云南冬季异常气候特征及成因分析

基于云南省124个站点逐月气温和降水资料以及美国国家环境预报中心和国家大气研究中心(NCEP/NCAR)再分析资料,运用数理统计方法,分析了2021/2022年冬季云南气候异常的成因,得到(1)2021/2022年冬季,中低纬度地区维持北非槽、阿拉伯半岛脊、孟加拉湾槽的波列,有利于阿拉伯海、孟加拉湾、西太平洋和南海的水汽向云南境内输送,造成云南整个冬季降水偏多。(2)前(后)冬中高纬度的环流变化是造成冬季气温前暖后冷的直接原因。从前冬到后冬中高纬度欧洲大陆槽明显减弱北抬,西西伯利亚附近的脊增强,易形成阻塞高压;地面西伯利亚高压增强,东亚冬季风也明显增强。相应地冷空气从少而弱到频发并偏强,气温从明显偏高到显著偏低。(3)2021年12月到2022年2月东亚副热带急流从偏弱逐渐变为偏强,而极锋急流从偏强逐渐变为偏弱,导致冬季风逐渐增强,影响南下冷空气,致使云南冬季气温发生了前暖后冷的季节内异常变化。(4)云南上空整个冬季皆存在异常水汽辐合,水汽辐合抬升有利于降水生成。两个主要水汽输送通道一个是从阿拉伯海经孟加拉湾进入云南;另一个是从西太平洋海域经南海、中南半岛和孟加拉湾进入云南。     

太阳活动与异常地球物理现象

本文分析了近400年(1610—1984)太阳黑子数与异常地球物理现象的关系,发现在太阳黑子极弱期多发生埃尔尼诺事件和火山大爆发事件。运用关键年分析方法,分析了太阳黑子数多、少年的关键年与三大洋上台风的关系,表明:西北太平洋和澳大利亚海域的台风在关键年多年(或少年)之后都显著偏多(或偏少);北太平洋暖流区和赤道东太平洋东端海域的海温,在多年的关键年及前后1年两者趋势相反,前者显著偏高、后者偏低,在少年的关键年,前者在前3显著偏高,后者在后4年显著偏高。同时,还发现埃尔尼诺事件、火山爆发的关键年也与三大洋台风有类似的关系;通过计算太平洋海温与三大洋台风的相关性,证明它们均具有海温超前2年的最佳相关期及3块最好的相关区,即北太平洋暖流区、赤道东太平洋和加利福尼亚寒流区。