1961-2020年ENSO事件下黑龙江省盛夏降水异常大尺度环流成因分析

利用1961-2020年黑龙江省盛夏（7、8月）降水量、NCAR/NCEP再分析高度场和Ni?o3.4 SST资料,采用定义亚洲环流/Ⅰ型,即ACⅠ西风环流指数分析,相关计算、高度场及物理量场合成等方法,分析ENSO事件下盛夏遥相关形势及与降水异常大尺度环流关系。结果表明：春、盛夏Ni?o3.4 SST为暖（冷）位相时,盛夏500 hPa高度场易引起西高（低）东低（高）或两高（低）一低（高）波列形式,ACⅠ环流指数正（负）值明显。揭示出降水异常主要受Ni?o3.4 SST遥相关与ACⅠ环流共同影响。降水偏多,高空200 hPa急流轴位于42°N,急流中心区出口左前方,低层气压降低,利于东北低涡发展;850 hPa风场南支急流和日本海急流输送大量水汽进入低涡;高低纬系统相互作用,北部冷气流与南部季风气流交绥有利于降水加强;黑龙江省区域整层垂直上升气流为多水提供了动力条件。     

用最长连续无降水日建立宁夏的干旱预测概念模型

在相关普查及分析各因子物理意义的基础上,建立了宁夏不同程度干旱预测的概念模型,结果表明,影响宁夏全区不同程度干旱的大气及海洋强信号并不一定是线性关系,与大气及海洋各系统之间的相互配置,特别是高层与低层之间、中高纬与低纬之间、大气与海洋之间、各大气与海洋系统的强、弱之间及相对位置之间的配置等都有着非常重要的关系。     

黑龙江省冬季异常暖气候事件判定及其与环流指数的关系

利用1961-2018年黑龙江省61个站冬季逐日平均气温资料,以连续5 d日平均气温正距平超过1倍标准差为标准,对黑龙江省冬季异常暖事件进行了判断,并按照0.3个标准差将其分为一级、二级、三级异常暖气候事件。分析表明黑龙江省在58年间冬季共发生35次异常暖气候事件,累计天数270 d。异常暖气候事件发生有较明显的周期性变化,1961-1986年和2009-2018年为低发期、1987-2008年为高发期。71.4%的异常暖事件发生在1986年后,说明异常暖事件的频繁发生对1980年代中后期该省冬季气温显著升高有直接贡献。1961-2018年该省冬季发生一级、二级、三级异常暖气候事件分别为9次、10次、16次。研究月尺度同期环流指数异常与黑龙江省异常暖气候事件的关系,发现北半球极涡面积异常偏小、极涡强度异常偏强、东亚槽强度异常偏弱和北极涛动异常正位相与异常暖气候事件发生有较好的对应关系,为今后黑龙江省冬季异常暖气候事件的预测提供了可靠参考。     

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。     

气候异常对交通影响的诊断分析

通过交通与气候关系的诊断分析,从宏观角度提出了气候对交通运输直接影响和间接影响的两种途径,并给出了两种影响的概念模型。     

2003年夏秋季大气环流异常对西北地区降水的影响

根据2003年6～10月西北地区118站逐日降水资料,对该地区、该时段的大气环流及其对该地区降水的影响进行了分析研究.     

异常环流背景下贺兰山地形对8.21特大致洪暴雨的影响分析

利用常规气象观测资料、NCEP再分析资料对2016年8月21日傍晚到夜间贺兰山沿山特大致洪极值暴雨展开研究,分析了异常大气环流形势及其影响,并利用天气研究和预报模式WRF(Weather Research and Forecasting model)进行数值模拟和地形敏感性试验,研究了贺兰山地形对暴雨过程的影响。结果表明:超强厄尔尼诺结束后的盛夏,大气环流形势发展异常,8月南亚高压和副热带高压异常偏强,西北地区东部处于高温、高湿、高能控制,副高的快速进退和冷平流的入侵,触发暖湿不稳定能量强烈聚集与快速释放,导致特大暴雨的爆发。其发生在200hPa高空急流分流区即强辐散区、中空西南气流的高温高湿区、低空偏南急流轴左侧流场最大弯曲处的强暖平流区、850hPa偏东大风速轴南侧的风速辐合区,天气尺度强迫作用相对较弱的环境中,500hPa短波槽与700hPa、850hPa低涡切变线和偏南偏东急流以及地面气旋式切变辐合线共同作用是其发生的主要影响系统。贺兰山地形对特大暴雨的发生有明显的增幅效应,主要是贺兰山地形阻挡与强迫抬升作用,促使低涡切变强烈发展从而影响了降水范围、强降水落区及其中心位置等。     

降水异常对三峡工程建设的影响

利用三峡库区17个站1997年的逐日降水资料,分析了三峡库区1997年的降水特点．结果表明,异常偏少的降水为大江截流成功提供了有利的天气气候条件;同时,从气候学角度指出,大江截流以后的施工期间仍面临着严峻的气候异常风险,应引起有关部门特别注意．     

华北异常干旱气候事件及其对农业影响评估模式的研究

分析了华北地区旱灾的特点;采用降水量距平百分率和干旱指数分别确定了单站及区域于旱等级标准,并对近３７ａ这一地区各年主要干旱事件强度（等级）进行了评定,最后建立了干旱受灾面积和成灾面积评估模式。     

厄尔尼诺事件对黑龙江省春夏季降水的影响

利用实际监测资料,分析了40年中厄尔尼诺(Elnino)现象与黑龙江省降水距平之间的时空变化关系.结果发现,厄尔尼诺现象发生的当年及前一年,黑龙江省以春季4-6月份少雨干旱与夏秋季7,8月份(除厄尔尼诺年前一年的8月份外)多雨洪涝为主要气候特征;在厄尔尼诺年的下一年,春季4,6月份与秋季8,9月份一般具有少雨干旱的趋势.     

东亚季风活动对黑龙江省夏季旱涝灾害的影响

用１９５１年１月到１９９７年７月间海平面气压值计算了夏季风（４～９月）和冬季风（１０月到次年３月）的季风指数。夏季风指数为负（正）值,表示季风强（弱）;冬季风指数为正（负）值,表示季风强（弱）。季风活动具有２３．３年和１１．７年长周期和２．６个月短周期的振荡特性。６,７,８月季风指数与同期黑龙江省降水关系密切,季风活动越强降水越大,雨涝严重。这种季风与降水的天气形势在前２个月,即４,５月份就已显示出明显的相似特征和季风指数增强的特征,这可以作为黑龙江省夏季将有较大降水的强信号。     

极端灾害天气对港口锚地的影响研究——以河北秦皇岛港为例

当前全球变暖趋势愈发明显,极端天气出现的概率以及强度都不断提升。诸多极端天气都影响了沿海地区的发展。以河北秦皇岛港口为例,采用综合干旱指数、EMD分解、回归分析等方法,探讨秦皇岛港区的极端天气灾害特征及其对港口锚地的影响。研究结果表明:1秦皇岛港区历年干旱发生频率约为48%,春季干旱发生频率在45%左右,四季中春旱发生频率最高。近60年以来,秦皇岛港区的干旱持续时间和干旱强度虽存在明显的年际波动,但线性变化趋势不明显。2秦皇岛港区年降水量总体来说振幅逐渐变小,而平均周期由短变长。暴雨序列与年降水量序列周期对应关系较好,准6年周期是秦皇岛港区暴雨灾害的主周期。3极端天气因子中高温天数、年均降水量以及大雨天数为主要影响因子,会影响秦皇岛港货物吞吐量,且均与吞吐量呈负相关。     

暴雨和高温天气对地质灾害的影响机理研究

传统非稳态非饱和渗流地质灾害的影响机理研究方法,通过非饱和土力学方法分析滑坡体在降雨条件下的动态稳定性,未全面监测滑坡地质灾害发生前期的降雨和温度情况,无法有效分析地质灾害的影响机理。提出暴雨和高温天气对地质灾害的影响机理研究方法,采用日综合降雨量值和温度值作为判断地质灾害的预警依据,分析不同滑坡灾害预警等级的日综合降雨量和温度,耦合地质灾害影响机理模型,综合考虑地质灾害前期降雨量、降雨强度、温度、地貌以及生态环境对地质灾害的影响,准确分析暴雨和高温天气对地质灾害的影响机理;通过地质灾害预报预警流程,实现地质灾害的预报预警。     

基于IIM的干旱灾害对黑龙江省玉米供应链的级联影响研究

为研究干旱灾害对黑龙江省玉米供应链的级联效应,以1998-2017年黑龙江省每年5-9月玉米生长期的降雨量月平均值代表各年不同的干旱程度,通过拟合降雨量-玉米产量方程给出了干旱灾害对玉米产量影响的规律,考虑由于供应链节点间的相互依赖性而存在的级联效应,把干旱灾害对玉米产量的影响作为触发供应链网络级联效应的初始扰动事件,采用不可运作投入产出模型(Inoperability Input-Output Model,IIM)和有序加权平均(Ordered Weighted Averaging,OWA)算子相结合的方法,通过评估当干旱导致供应短缺时玉米供应链上各节点的不可运作性,研究干旱灾害对黑龙江省玉米供应链的级联影响。结果表明,因干旱导致的玉米产量下降不仅给玉米生产者(农户)造成了损失,还通过级联效应将这种损失传递至整个供应链网络,给供应链上的所有节点均造成了不同程度的不可运作性。与其他节点的相互依赖程度越强,则受到干旱灾害导致的供给短缺的影响越严重,造成的不可运作程度与经济损失也越大。     

两种类型的厄尔尼诺事件对大气环流及黑龙江省低温洪涝灾害的影响

厄尔尼诺事件按发生时间可分为：春季型和秋季型,按发生源地又可分为东部型和西部型。它们都有在春季阿留申低槽发展向西摆动,到夏季控制我国东北地区的特征。这种形势下,对黑龙江省灾害天气的影响主要看副高的变化。春季型副高弱,北界偏南脊点偏东则有低温发生;副高强,北界偏北脊点西伸则有高温洪涝灾害。秋季型由于乌拉尔低槽和阿留申低槽于夏季在东北汇合加强,易造成低温多雨。东部型的天气过程与秋季型基本相似,也易发生低温。西部型天气过程与其它型差异较大,在夏季东亚区维持一脊一槽型,如副高强脊点偏西有洪涝;如副高北界偏南则低温多雨,副高偏北则高温洪涝。由此,利用厄尔尼诺的类型及大气环流变化就可提前预报低温洪涝灾害。