高原夏季西风异常年500 hPa纬向风季节内振荡特征及其与我国降水的关系

利用NCEP/NCAR日平均再分析资料及中国596个测站日降水资料，采用带通滤波、小波功率谱、合成分析、相关分析等方法对青藏高原夏季西风异常年500 hPa纬向风季节内振荡特征及其与我国降水和大气环流的关系进行了分析，结果表明：青藏高原夏季500 hPa纬向风季节内振荡以40～60 d周期为主；该季节内振荡在高原西风异常年份表现出异常的传播特征；且高原西风增强年份，我国30°N~40°N范围内的低频降水与高原低频纬向风几乎为同位相，30°N以南地区的低频降水与高原低频纬向风几乎为反位相，东北地区的低频降水落后于高原低频纬向风约1/4位相；高原西风减弱年份，江淮以北的我国北方大部分地区低频降水与高原低频纬向风几乎同位相，江淮地区的低频降水落后于高原低频纬向风约1/4位相。低频降水与低频环流有较好的配置关系     

西南地区不同地形降水稳定同位素特征及其水汽来源

为阐明西南地区不同地形对于降水稳定同位素的影响以及各个水汽团在地理上的分界线，选取四川盆地、云贵高原、青藏高原东部及横断山脉3个地区共10个研究点作为本次研究的对象，分析了西南地区大气降水中δD、δ18O的时空变化特征，并初步建立了3个地区大气降水线，探讨了降水稳定同位素与温度、降水量及水汽来源之间的关系，并利用HYSPLIT4.9模型分析追踪冬夏半年降水事件的水汽来源及运移路径。结果表明：西南地区降水稳定同位素存在显著的高程效应；δ18O=-0.0028H-3.93,R=0.89，降水中δ18Ｏ和δＤ值表现出由四川盆地-云贵高原-青藏高原东部与横断山脉地区逐渐贫化的趋势，季节变化规律特征为冬半年整体偏重，而夏半年整体偏轻。同时西南地区除昆明与成都地区外，d值整体上表现出夏低冬高的特征，符合我国季风降水影响区域的特点。3处地区大气降水线（LMWL）与全球大气降水线（GMWL）相比，四川盆地、青藏高原东部及横断山脉地区斜率与截距明显偏小，而云贵高原斜率与截距偏大，其主要与水汽凝结时温度、蒸发条件、水汽来源以及输送方式有关。温度效应和降水量效应在不同地区主导性存在差异，四川盆地地区、云贵高原地区、青藏高原东部以及横断山脉地区整体上不存在温度效应，存在显著降水量效应。西南各地区主导型水汽团也存在差异性，通过对不同地区冬夏季风期间主导型水汽团初步分析，受单一性水汽团影响的区域主要分布于西南部与东北部，而受多种水汽团影响的区域主要分布于西北部与东南部；贵阳-安顺一线处于西太平洋水汽团与孟加拉湾水汽团交界处，成都-卧龙-黄龙一线处于西太平洋水汽团与西风带水汽团的交界处。 关键词： 大气降水；稳定同位素；水汽来源；不同地形；西南地区     

夏季南亚高压年代际变化及其对长江中下游降水的影响

夏季南亚高压对我国长江中下游旱涝分布有重要影响,为深入认识长江中下游夏季降水年代际演变规律和机理，提高其短期气候预测水平，利用1960~2015年NCEP/NCAR再分析资料和地面气象站降水资料，分析夏季南亚高压年代际变化及其对长江中下游降水的影响。结果表明：夏季南亚高压强度、面积、南界、东伸脊点、西伸脊点和脊线均存在显著的年代际变化，长江中下游夏季降水也有明显年代际转折，南亚高压脊线与长江中下游夏季降水相关最好，呈显著负相关。夏季南亚高压脊线年代际偏南期，南亚高压偏大偏强，长江中下游高层气流强，且形成发散；副高增强西伸，印度有稳定低压存在，长江中下游处于副高西北侧和西风槽前，盛行西南风，与北方来的偏西气流汇合；低层风场有明显切变和辐合，从孟湾、南海输送来的水汽在长江中下游辐合上升，导致降水偏多。1990s初至2000s初，夏季南亚高压年代际减弱西撤，副高减弱东撤，但由于两个高压减弱程度较小，长江中下游夏季降水仍偏多。     

青藏高原年日照时数的年代际变化趋势

利用1961~2007年青藏高原68个气象台站日照时数观测资料，通过统计方法分析了近47 a来青藏高原年日照时数的年代际变化趋势，得到以下几点初步认识：青藏高原年日照时数整体上呈现自东南向西北增加的特点，并且其空间变化趋势也存在明显的区域差异。青藏高原东南部、西藏中部和西藏西南部以及青海北部地区年日照时数减少较为明显，高原西部、西藏中东部地区和青海南部年日照时数呈增加趋势；近47 a来青藏高原年日照时数具有明显的年代际变化特征，年日照时数增加区和减少区分别存在12.1和21.1 a左右的时间尺度；增加区在20世纪60年代至80年代年日照时数处于偏多阶段， 90年代至21世纪初日照时数呈明显的减少趋势；减少区则表现为20世纪60年代至70年代年日照时数有所增加， 90年代日照时数开始急剧减少，21世纪初达到最低值。各年代之间年日照时数变化特点同样具有明显的区域差异。     

三峡上游地区一次西南涡暴雨过程中尺度特征诊断和数值模拟

结合高空、地面实况观测数据以及1°×1°NCEP客观再分析资料,对2009年6月28日20时至29日20时(北京时)发生在三峡上游地区的一次区域暴雨过程进行了中尺度特征诊断,结果表明本次过程是东北低涡和副高稳定少动的大尺度环流背景形势下,由于高原低值系统在东移过程中与西南涡结合而产生的强降水天气过程。高原上不稳定能量的扰动和下传为西南涡的产生提供了必要能量条件,高低层的水汽平流和水汽辐合的交汇地带与最强降水带存在较好的一致性。另外,利用WRF中尺度数值模式对该次过程进行了数值模拟,结果显示在同化了地面和高空常规观测资料后,模式模拟效果得到明显改善,模拟降水能够大致体现该次过程的总的降水演变和分布情况,但后期模拟降水偏大。数值诊断结果发现,盆地西部与上升气流相伴的正涡度柱的演变过程与强降水的发生过程密切相关,该因子对于正确预报降水发生时间具有指示意义。     

基于CI指数的湖北干旱及其变化特征分析

利用湖北省71个气象台站1960～2011年地面观测资料，按照国家标准《气象干旱等级GB/T20481 2006》中的综合气象干旱指数CI对湖北省干旱特点及其气候变化特征进行了分析。结果表明：(1)西北部地区全年有近1/3的时间为干旱日，季节变化差异小，是湖北省易干旱地区；中东部地区年干旱日天数相对较少，但集中在7～10月伏秋季，是湖北典型的季节性干旱地区；(2)湖北省中旱以上干旱过程平均1 a一次；重旱过程平均2~3 a一遇，其中西北部地区2 a一遇；而特重旱过程全省平均6～7 a一遇，其中西北部地区为5 a一遇；70%重旱过程出现在伏秋季;(3)全球气候变化背景下，湖北省一般性干旱年出现频率有明显的增加，而大旱年出现频率变化不大；空间上近20 a西北部地区的大旱年出现频率增加明显；中东部地区大旱年呈减少趋势，而一般性干旱年出现频率呈增加趋势；(4)中东部地区中旱过程出现频率近20 a增多较明显，主要反映在7～10月伏秋季，重旱过程呈减少趋势；而西北部地区重旱过程增加，主要表现在11～2月冬闲季和3～6月春夏季     

贡嘎山亚高山降水稳定同位素特征及水汽来源研究

为揭示青藏高原东南缘贡嘎山地区的大气降水稳定同位素特征和水汽来源,利用贡嘎山东坡亚高山地区2012年5月至10月实测的大气降水稳定氢氧同位素和气象资料,分析了贡嘎山地区的降水线特征、降水稳定氢氧同位素时空分异特征及其与气候因子之间的关系和氘盈余特征,并运用HYSPLIT模型探讨了该区的水汽来源特点。结果表明:贡嘎山亚高山地区大气降水线方程为δD=9.401 9×δ¹⁸O+28.530 3(‰)(R²=0.983 3,p < 0.001),反映了该区湿润、多雨、气温较低的气候特点;该区大气降水稳定氢氧同位素季节变化明显,雨季先降低后升高;降水中氢氧同位素的高程效应显著且存在季节差异;降水稳定氢氧同位素受温度、降水气象因子影响较大,降水量效应显著并且与温度存在负相关关系;后向轨迹模型模拟结合同位素特征分析表明该地区雨季水汽来源较为复杂,主要有西风输送、东部季风和局地水汽内循环3个来源。研究结果可为区域水汽循环和降水特征提供科学依据。     

淮河流域近50年降水异常及其大尺度环流特征

根据国家气象中心整编的全国714站月平均降水量资料，运用REOF分析、Morlet小波分析、差值分析等方法，通过对淮河流域代表站点的选取，分析了1960～2009年淮河流域降水的趋势变化特征、周期特征，以及多雨、少雨年的大气环流异常特征。结果表明：（1）淮河流域年降水总量呈缓慢增长趋势，20世纪80年代初期由负距平转为正距平。冬季和夏季降水量呈显著增长趋势，春季和秋季降水量呈显著减少趋势，80年代前期为降水变化的转折期；(2)淮河流域夏季降水存在准3 a的显著振荡周期和准10 a的次显著振荡周期，同时在60～90年代还存在准6 a振荡周期；（3）淮河流域多雨年，500 hPa经向风偏强且范围广，850 hPa上从孟加拉湾经南海向华东地区的水汽输送明显偏强，在江苏、安徽地区有水汽的正涡度辐合区；少雨年，经向风偏弱，华东地区方向的水汽输送明显减弱；（4）多雨年与少雨年的500 hPa风场差值场、高度场差值场分析表明，多雨年贝加尔湖西部和鄂霍次克海地区阻塞高压活动频繁，东北冷涡异常活跃，副高偏强，3者共同作用使得降水偏多。500 hPa温度场差值场分析表明，多雨年中国东部、华北和东北地区冷空气偏强，同时南方大部分地区暖空气也偏强，冷暖空气共同作用使降水偏多     

闽西北一次暴雨过程分析

本文利用NCEP/NCAR再分析资料、地面、高空常规观测资料,研究了闽西北一次暴雨过程的天气学成因、触发及维持机制。本次暴雨发生在稳定的西太副高暖湿气流与西风带小槽干冷空气交汇的背景下,低层西南急流提供大量水汽并降低了层结稳定度,切变线上的低涡活动触发了暴雨。高空急流带来的高层辐散和低层切变线引起的辐合耦合,产生强烈上升运动,使得暖湿气流抬升凝结成雨。由300h Pa与850h Pa散度差分析,发现其与暴雨的落区和时间有很好的对应关系。不稳定能量分析表明,暴雨发生前,闽西北出现一条假相当位温高能舌,暴雨发生后,随着不稳定能量的释放,高能舌也减弱。     

青藏高原NPP时空演变格局及其驱动机制分析

青藏高原植被生态系统对全球变化的响应较为敏感。该研究引入重心模型等方法分析和探讨了2000～2015年青藏高原NPP时空变化格局及其驱动机理,并定量区分了NPP变化过程中气候变化和人类活动的相对作用。结果发现:(1)2000～2015年,青藏高原NPP年均值总体上呈现从东南向西北递减的趋势。在年际变化方面,近16年青藏高原不同生态子区的NPP均呈现不同程度的增加趋势。(2)近16年青藏高原NPP重心总体向西南方向移动,表明西南部NPP在增量和增速上大于东北部。(3)NPP与降水显著相关的区域主要位于青藏高原中部、青藏高原东南部及雅鲁藏布江流域中下游,而NPP与气温显著相关的区域主要位于藏南地区、横断山区北部、青藏高原中部和北部。(4)气候变化和人类活动在青藏高原NPP变化过程中的相对作用存在显著的时空差异性,在空间上呈现"四线-五区"的格局。研究成果可为揭示青藏高原区域生态系统对全球变化的响应机制提供理论和方法支撑。     

全球变暖背景下长江三角洲夏季高温时空演变研究

基于国家气候中心提供的2000站逐日地面气温资料，运用高温日数、平均高温度数以及日最高气温这3个指标刻画1961~2015年长江三角洲（简称长三角）地区的夏季高温时空演变，并在对上述指标进行突变检测的基础上，比较其转折前后的夏季高温空间分布特征。结果表明：（1）长三角夏季高温指标在2000年左右存在气候突变，2000年以后夏季高温日数和强度出现显著上升；（2）较之2000年前，2000年后的高温度日数的分布型更为集中，前三个EOF模态解释方差均有所上升，EOF1分布较为相似，EOF2不再呈现带状分布，EOF3局地性特征减弱；（3）2000年后的长三角夏季高温日数增长明显，年平均高温日数达到20 d以上的区域向北扩展至32°N附近，向东扩展至往浙江东部沿海；年平均高温日数达到30 d以上的区域更扩展至31°N以南、121°E以西所有地区，高温日数最多可达近50 d；（4）2000年后高温度日数呈明显增加，从2000年前的10~20℃·d增加到20~50℃·d，以30~31°N一带增长最为显著。浙江中部和南部地区在2000年后高温日数增长明显，但高温强度增长较弱；安徽东部、浙江北部和上海地区高温日数和强度均增长明显。     

上海崇明岛近三年PM_(2.5)浓度变化特征与气象条件的关系

利用2011年1月~2014年2月上海崇明岛地区颗粒物(PM_(2.5)、PM_(10))的连续监测资料,研究了PM_(2.5)总体分布、季节变化、日变化及浓度频率分布规律,初步分析了逆温、相对湿度、风向风速等气象要素对颗粒物浓度的影响。结果表明:2011~2013年该地区PM_(2.5)平均值分别为24.7,33.6和28.3μg/m~3,均低于PM2.5的年平均浓度限值35μg/m~3,细粒子污染程度较轻。PM_(2.5)浓度日变化幅度不大,呈微弱的单峰型分布,9∶00左右达到一天中的最大值,15∶00左右达到最小值。PM_(2.5)浓度的季节分布特征明显,呈现出冬季春季秋季夏季,一般情况下5月份PM_(2.5)月均浓度值最高,8月份浓度最低。PM_(2.5)日平均浓度有57.9%达到国家空气质量一级标准,有93.4%达到国家空气质量二级标准,超标率为6.6%。对PM_(2.5)与各气象要素进行分析后发现:PM_(2.5)质量浓度在逆温层结稳定、风速小、高湿以及近地面盛行西北到西风这样的静稳天气条件配合高空西北方向上的外来污染物输送,容易造成高浓度的PM_(2.5)污染。     

安徽省近50年雷暴的时空变化特征及影响因素

利用安徽省78个气象台站1961～2009年逐日雷暴资料，统计出历年各站雷暴日数并建立时间序列，通过趋势分析、EOF分析、小波分析、MK突变检验等方法对安徽省近50年雷暴的时空变化特征及影响因素进行分析。结果表明：安徽省雷暴日数存在显著的减少趋势；空间分布为南部多于北部，山区多于平原；季节分布为夏季最多，春季次之，秋季相对较少，冬季很少出现雷暴；初雷日期推迟而终雷日期提早，雷暴期有缩短趋势；安徽省所有台站的雷暴日数均在减少，其中江淮之间西南部及皖南南部减少的幅度最大；雷暴日数EOF展开前3个模态累积方差贡献达987%，第一模态为全省一致型，第二模态为南北相反型；雷暴日数存在10~12年和2~3年左右的周期，在1976年存在一次显著突变；雷暴的时空变化与大气环流、纬度、地形、季节等因素有关     

基于WRF模式热带气旋对西南低涡暴雨作用数值试验研究

基于WRF模式,利用发生在远距离“天鹅”台风作用下的西南低涡暴雨个例,通过修改台风动力风场,分析了不同数值试验中西南低涡降水系统对台风系统的响应。结果表明：在“天鹅”台风作用下,增强了水汽和不稳定能量的输送,导致了长时间强降水的发生;不同的台风动力风场作用下,西南低涡的移动路径具有明显的不同,降水也具有明显的区域性局地差异;在增强（减弱）台风倒槽动力风场环流作用下,低涡系统中心偏西（东）偏北（南）,相应地,低空急流输送带偏东（西）,进而导致中低层水汽和不稳定能量输送偏东（西）,以及中低层辐合带空间位置偏东（西）,进而对区域性降水空间位置产生影响,导致了降水区域局地性差异,表明远距离台风对西南低涡环流系统具有重要影响     

基于TES数据的亚洲大气水汽中δD空间分布特征研究

基于TES反演的大气水汽及水汽中HDO数据，对亚洲大气水汽中δD在垂直和等压面上的分布特征进行了分析。在垂直方向上：多年平均显示δD值在对流层由低空向高空逐渐降低，最小值出现在80~100 hPa的对流层顶，进入平流层后则随高度升高而增加；约从500 hPa至对流层顶，等值线非常平直；在500 hPa以下的对流层中低层，等值线则存在着波动。在等压面上：δD值的多年平均纬向分布明显，表现出随纬度增加而减小；在低纬地区的同纬度，δD值由海洋向大陆递减。δD的季节差异则显示在中纬度地区的亚洲大陆，ΔδD为正值且自西向东正值的分布范围、大小均逐渐减小；在低纬和高纬地区，ΔδD值则均为负值；在同纬度地区,海洋上的ΔδD明显小于陆地。另外，发现平流层的等压面上，δD的多年平均、季节差异均表现出与对流层相反分布的特点     

无锡市酸雨变化特征及气象条件影响研究

基于无锡市2008~2011年酸雨观测资料，利用功率谱分析、后向轨迹和聚类分析方法，研究了无锡市酸雨的变化特征，分析了气象因素对酸雨的影响，探讨了1 500 m高度的气团移动路径特征。结果表明：2008~2011年，无锡市酸雨pH值呈现逐年递增趋势，而且酸雨逐月pH值、逐月弱酸雨和强酸雨频率分别存在不同的周期性变化；酸雨酸性随降水量增加表现为先增强后减弱，但夏季降水与酸雨pH值的相关性并不显著；春季相对湿度与酸雨pH值呈现显著负相关，夏季气温则与酸雨pH值呈显著正相关；各季节1 500 m高度的轨迹存在一定差异，春冬季无锡市受内陆气团影响为主，夏秋季西太平洋水汽输送作用明显。总体而言，江浙赣和西太平洋是无锡酸雨前体物的主要来源地     

近47年中国夏季日降水变化特征分析

以中国596个气象台站1961~2007年的夏季逐日降水资料为基础，分析了近47 a中国夏季降水长期趋势和年代际变化特征。采用面积加权平均法得到夏季全国和8个区的降水量、降水频率、降水强度序列。按小雨、中雨、大雨及暴雨降水强度分类，探讨了不同强度降水在我国降水变化中的贡献。结果表明：中国总体夏季除降水频率呈减小趋势外，降水总量、降水强度都呈增加趋势；西北西部在8个区域中的变化相对显著。降水量的增加是小雨级别降水频率和中雨以上级别降水强度增加共同作用的结果；东北、华北、西北东部降水减少主要是小雨降水频率减少的结果；长江中下游和华南降水量增加主要是大雨、暴雨降水频率和暴雨降水强度增加共同作用的结果；西南降水减少主要是小雨降水频率减少的结果。各区及全国夏季降水量、降水频率和降水强度大多在90年代有所增大，在2000年后又有所减小。与1970年代末的气候跃变相对应，各区及全国降水频率、降水强度的跃变均发生在1970年代末或1980年代初。〖     

青藏高原四季降水变化特征分析

利用青藏高原87个地面气象台站41年（1960～2000年）的月降水资料,并在Arcgis 9.0中通过Kriging插值方法对少数站点的缺测值进行了插补,用线性回归方法研究了高原四季降水量的变化趋势及区域上的差异。为了保证本研究的完整性,对高原年降水也做了相应分析。结果表明：（1）高原冬春两季降水量呈显著增加趋势。冬季雅鲁藏布江下游、春季高原东北部为降水减少区,高原其他区域均表现为增加;夏秋两季降水量基本保持不变,但夏季高原中部和川西降水减少,高原南部和北部降水表现为增加;秋季高原中部、南部降水增加,川西降水减少。（2）高原年降水呈显著增加趋势。在区域上高原南部大致以东经102度为界,该线以东降水减少,以西降水增加,且降水增加区域表现出随纬度的增加而递减的特征。高原中部、北部的年降水基本保持不变或微弱增加。     

基于OMI数据的京津冀地区对流层NO2浓度遥感监测

为了解京津冀地区对流层NO2垂直柱浓度的时空变化，利用Aura卫星上OMI传感器反演获取2005~2016年对流层NO2垂直柱浓度数据进行分析。结果表明：京津冀地区的NO2垂直柱浓度空间分布呈现出从中部和东南平原地区向西北坝上高原地区逐渐降低的趋势,并且发现，京津冀地区的12 a的年均季节空间分布与NO2柱浓度年均空间分布趋势相似；京津冀地区NO2柱浓度月均值呈现出以每年为一个周期的波浪形变化，年均增长率为2.66%。2005~2010年京津冀地区的NO2年柱浓度值处于上升趋势，2014~2015年NO2浓度急剧下降，2016年又开始上升。京津冀地区NO2柱浓度值有季节差异，大体上呈现秋季、冬季高于春夏两季，冬季最高，夏季最低。利用线性拟合发现，京津冀的地面监测NO2柱浓度值和OMI传感器获取的NO2柱浓度值整体上显著相关且相关性很高。 关键词： 对流层NO2浓度；OMI数据；时空变化；京津冀地区     

1961~2013年长江三角洲地区霾日季节特征及变化分析

选取长江三角洲146个观测站1961~2013年的地面观测资料,分析了霾日季节性的年际、年代际长期变化及空间分布规律。结果表明,长江三角洲霾多发时段随年际增长逐渐由冬季蔓延至春季,秋季和夏季。长三角平均霾日的季节变率从60~70年代的72.5%~78.5%,80年代跌至61.2%,到90年代跌至55.3%,而在本世纪的13 a低达52.3%,体现了长三角霾日变化季节性的年代际特征,即近53 a季节差异在不断减小,霾趋于常年化发生。霾日季节性的空间分布及年际变化特征还表明:近53 a长三角霾日呈持续上升趋势,1980年以前的2个年代增长缓慢,并维持低霾日水平,尽管1980年以后仍然增长缓慢,但维持多霾日的较高水平。霾日高发区域主要集中在南京-镇江一带、上海西南部地区、湖州-杭州-绍兴-金华一带、宁波西北部地区,高值中心依次为金华西北部兰溪市的70.2 d,江苏南京市的 40.0 d,上海金山的38.0 d以及宁波余姚市的35.5 d。长三角中部的霾日年增长率整体低于南部和北部地区,江苏中部及南部、浙江南部及东部沿海、安徽东南部地区是霾日年际增长高值区。长三角霾日年际变化趋势以夏季增长率最高,其次是秋季、春季,冬季霾日年际变化趋势普遍增长率最低,近53 a来长江三角洲大部分地区出现了霾日季节性差异变小的季节性变异特征。