湖北省2008年初低温雨雪冰冻过程气候特征分析

2008年初，湖北省出现了严重的低温雨雪冰冻灾害，直接经济损失高达110亿元以上，有必要对灾害期间的气候特征进行系统、科学的分析和总结。对湖北省76个气象站2008年1月12日～2月3日气温、降水（雪）、日照以及低温持续日数等要素进行时空间差异分析及历史与同期比较，并选取10个代表站历史上所有低温雨雪天气过程，对其过程持续低温日数、最长连续雨雪日数、过程极端低温进行比较分析。结果表明：（1）此次过程的平均气温异常偏低，该省大部为-1～-2℃，比常年同期偏低4～6℃，为各站历史同期最低，其中主要是最高气温异常偏低所致，但极端低温并不低；（2）降雪过程频繁，雨雪量异常偏多；（3）低温冰冻持续时间长，该省大部在16～22 d，位于历史第一；（4）日照异常偏少。持续而稳定的大气环流异常形势是湖北省大范围低温雨雪天气的直接原因。     

2008年低温雨雪冰冻对武汉城市公共交通的影响评估

为了对2008年低温雨雪期间气象条件对城市交通运输的影响给出定量评估,运用天气分析及统计学方法,分析了低温雨雪冰冻期间武汉市主要气候特征,利用2008年初持续低温雨雪期间武汉城市公共交通线路（包括公交车、轮渡、汽渡）逐日停运数据,定义了持续低温雨雪冰冻过程城市公共交通影响度,通过统计分析,找到了关键气象因子、关键期和低温临界指标,建立了气象评估模型。结果表明：在持续低温雨雪冰冻过程中,初发时期是公共交通影响的关键时期之一,影响度与积雪深度关系最密切,在公交车、轮渡、汽渡3种交通工具中,公交车影响度与气象要素的相关最密切,对武汉城市公交车造成明显影响的临界气温是17℃。该结论在实际的气象灾害评估业务工作中进行了运用,效果良好     

南方冰冻雨雪灾害年的环流及气象要素异常的统计分析

利用NCEP/NCAR的2.5°×2.5°格点的逐日再分析资料,通过分析我国南方19个冰冻雨雪灾害年的36个冰冻雨雪天气个例的环流形势,总结了发生冰冻雨雪天气的4种天气类型:北脊南槽型、乌山脊型、横槽南支型和高纬低涡型,后两种天气类型持续时间长、影响范围广,极易造成南方严重的持续冰冻雨雪灾害;进一步分析南方持续冰雪天气的物理量场和要素场特征,结果表明,对流层低层850~700 hPa辐合中心较垂直上升速度中心提前1~2 d出现,预示低温雨雪增强;冻雨严重年份在700 hPa维持大于0℃的融化层,南支槽前的西南急流为雨雪天气提供了水汽和热量输送,这种配置利于冻雨天气的发展和维持。天气类型的建立及气象要素的统计有利于为南方冰雪灾害天气预测预警服务。     

湖北省2009年冬末连阴雨过程特点及影响分析

2009年冬末湖北省出现了历史少见的长达13～19 d的连阴雨天气过程,通过实时监测数据与历史同期比较以及连阴雨极端天气气候事件指标监测,结合影响和灾情资料以及有关行业标准,对这次过程的天气气候特点、发生程度、成因和影响进行初步分析。结果表明：（1）此次连阴雨过程具有出现时间早、持续时间长、雨量大、气温低、寡照的特点,并伴有雷暴、冰雹、冻雨及雨凇等灾害,江汉平原中南部和鄂东连阴雨过程达到极端气候事件标准;（2）连阴雨过程主要是由东亚地区大气环流出现了异常变化或调整引起的;（3）连阴雨对农业、居民生活、交通、商业等产生较严重影响,并诱发局部地区的地质灾害,灾害后续效应在农业病害发生发展上已经显现。     

三峡水库对区域气候影响的数值模拟分析

利用中尺度数值模式MM5V3模拟了三峡水库建成后,由于下垫面变化对区域气候的影响,并探讨了三峡水库的建成是否为引发社会广泛关注的高温干旱和低温雨雪冰冻灾害等极端天气的主要因素。研究表明:三峡水库的建成对当地气温具有海洋性效应,库区附近春季温度变低,夏季在水库下游气温升高、上游则气温降低,而冬季则以升温为主;春季降水变化主要位于库区沿线的南部山区,增雨带和减雨带相间分布,夏季降水量在三峡库区中上游地区和附近的山区呈增加趋势,在库区下游及附近地区降水呈减少趋势,冬季降水量减少,主要集中在大坝附近地区到三峡（巫山）段;春季库区的相对湿度增加,幅度多在05%～10%,夏季相对湿度的影响也存在正负两种效应,大坝上游库区附近相对湿度增加,大坝下游地区相对湿度降低,冬季变幅不大;三峡水利工程不是干旱、低温雨雪冰冻等极端天气出现的主因,它对极端天气事件的影响并不明显。〖     

上海高温和低温气候变化特征及其影响因素

基于上海11个气象站逐日最高、最低气温、降水资料和西太平洋副热带高压(简称副高,下同)环流指数,分析了上海夏季高温和冬季低温的气候变化特征及其影响因素。结果表明,1873～2007年,上海高温日数表现为少-多-少-多的年代际变化,低温日数则表现为多-少的年代际变化。2001～2007年,上海年均高温日数、各级高温过程数和高温过程日数都最多,低温日数、低温过程数和低温过程日数都最少。1960～2007年,上海每年高温日数与当年夏季副高面积和强度指数显著正相关,低温日数与当年冬季副高面积和强度指数显著负相关。降水对上海极端气温有一定的缓解作用,上海高温日数与夏季降水量弱显著负相关,低温日数与冬季降水量显著负相关。上海高温过程数受城市化影响较大,其时间变化具有明显的城郊差异,低温过程数则受城市化影响较小。     

中国南方7省冰冻天气时空分布规律研究

利用我国南方7省1951～2008年112站逐日气象资料,采用极差标准化数据处理技术,设计了可反映我国南方地区冰冻天气时空分布的综合指标体系。指标体系定义了冰冻日、单站冰冻天气过程、综合冰冻指数及区域持续性冰冻过程,并基于综合冰冻指数分位数,对冰冻天气过程进行了分级。给出了发生区域持续性冰冻过程年度的冰冻起止时间和地理分布范围,通过对冰冻日、雨凇雾凇日、冰冻指数及其重现期等项目分析,揭示了我国南方地区冰冻天气时空分布规律,主要有：（1）我国南方地区发生区域持续性冰冻灾害天气最严重的前5位分别为2008、1955、1984、1964、1957年度,其中2007～2008年度最严重。1951～2008年冰冻日数和冰冻指数减小明显;（2）贵州是我国南方地区冰冻天气最为严重省份,其次为安徽、湖南和湖北。冰冻天气与海拔高度相关性较好,海拔越高,冰冻越严重;（3）我国南方地区的冰冻天气,贵州和湖南南部地区以冻雨为主,其他地区以降雪为主。经评估分析,综合冰冻天气指数具有时间和空间可比性,可较好地描述大范围冰冻天气的时空分布规律     

湖北省2008年初低温雨雪冰冻灾害特点及影响分析

008年初,湖北省出现了自1954/1955年冬季以来最严重的低温雨雪冰冻灾害,直接经济损失高达110亿元以上,分析评估此次灾害的基本特点及对各行各业的影响,可为今后抗御类似灾害提供依据。结果表明：①此次灾害影响范围广,受灾人数多,损失重,第三、四场雪使危害迅速加剧,后续效应强、时间长;②影响行业可分为交通、电网及供电系统、通讯、农业、林业、企业和市政设施、居民生活、湖泊结冰等8大类,并可细分为24小类,涉及社会和人们生活的众多方面,足见影响面之广,危害之重;③影响因子以低温、冰冻（道路结冰、电线覆冰）、雪压等为主,另外还有大风、雪雾、湖泊封冻、冰雪融化等;④由于降雪及低温持续时间长、雪量大,对农林业危害严重;由于电力、〖JP2〗通讯、建筑设施以及道路结冰严重,对电网、电力供应、交通安全以及社会公众生产、生活等造成极大的影响。〖     

三峡水库对区域气候影响的数值模拟分析

利用中尺度数值模式MM5V3模拟了三峡水库建成后,由于下垫面变化对区域气候的影响,并探讨了三峡水库的建成是否为引发社会广泛关注的高温干旱和低温雨雪冰冻灾害等极端天气的主要因素。研究表明:三峡水库的建成对当地气温具有海洋性效应,库区附近春季温度变低,夏季在水库下游气温升高、上游则气温降低,而冬季则以升温为主;春季降水变化主要位于库区沿线的南部山区,增雨带和减雨带相间分布,夏季降水量在三峡库区中上游地区和附近的山区呈增加趋势,在库区下游及附近地区降水呈减少趋势,冬季降水量减少,主要集中在大坝附近地区到三峡(巫山)段;春季库区的相对湿度增加,幅度多在0.5%～1.0%,夏季相对湿度的影响也存在正负两种效应,大坝上游库区附近相对湿度增加,大坝下游地区相对湿度降低,冬季变幅不大;三峡水利工程不是干旱、低温雨雪冰冻等极端天气出现的主因,它对极端天气事件的影响并不明显。     

基于RS和GIS的2008年长江中下游雪灾监测——以湖北省为例

2008年1月中旬至2月初,我国长江中下游地区出现了大范围持续低温、雨雪、冰冻天气气候事件,造成了特大积雪灾害。以湖北省为例,基于RS和GIS技术对这次雪灾进行了动态的监测评估。利用连续多天的卫星遥感资料和积雪深度观测资料,在GIS的支持下,计算归一化差分积雪指数（NDSI）,提取积雪分布信息,并根据不同海拔高度,确定了积雪深度的NDSI分层阈值,实现了3层积雪深度(0～10、10～20 和20～30 cm)的判识。针对积雪区内不同的土地利用类型,统计了不同深度的积雪面积。结果表明：湖北省近90%面积被雪覆盖,其中江汉平原、鄂东北和鄂东南等地雪灾最为严重,部分地区积雪深度在20 cm以上;水田、旱地等农业用地以及湖泊、水库、河渠等水系积雪最为严重,居民点用地也有较大范围的积雪,居民生活受较大影响;2月2日以后积雪面积逐日减少,到2月8日,积雪基本融化。在上述研究基础上形成了基于RS和GIS的长江中下游积雪监测的业务流程.     

1959～2008年湖北省暴雨的气候变化特征

利用湖北省17个气象站1959~2008年逐日降水资料,采用克里格插值法、线性趋势、累计距平、滑动平均及Mann Kendall、复Morlet小波函数等方法分析湖北省暴雨的空间分布规律和时间演变特征。结果表明：湖北省存在以鄂东南和鄂东北为两个暴雨高值高频中心、鄂西北为低值低频中心的多中心分布特征,整体呈现出从东南向西北递减的地域分布,且大暴雨高频区、特大暴雨多发区和暴雨极大值区均出现在鄂东地区。时间演变趋势上,近50年来湖北省暴雨日数呈弱的增长趋势,暴雨量经历了偏少 偏少 偏多 偏多 偏少的年代际变化过程,异常暴雨年中暴雨日数偏多年较偏少年出现的频率高,全省暴雨日数和暴雨量在1978年发生突变,且存在9 a和5 a的周期振荡,而各分区暴雨日数均表现出显著地8~10 a的年代际周期特征     

上海高温和低温气候变化特征及其影响因素

基于上海11个气象站逐日最高、最低气温、降水资料和西太平洋副热带高压(简称副高,下同)环流指数,分析了上海夏季高温和冬季低温的气候变化特征及其影响因素.结果表明,1873～2007年,上海高温日数表现为少-多-少-多的年代际变化,低温日数则表现为多-少的年代际变化.2001～2007年,上海年均高温日数、各级高温过程数和高温过程日数都最多,低温日数、低温过程数和低温过程日数都最少.1960～2007年,上海每年高温日数与当年夏季副高面积和强度指数显著正相关,低温日数与当年冬季副高面积和强度指数显著负相关.降水对上海极端气温有一定的缓解作用,上海高温日数与夏季降水量弱显著负相关,低温日数与冬季降水量显著负相关.上海高温过程数受城市化影响较大,其时间变化具有明显的城郊差异,低温过程数则受城市化影响较小.     

基于GIS的湖北省水稻生产潜力研究

使用GIS技术,以分县（市,区）为基本单位研究湖北省近年水稻生产状况。综合气象资料、地形数据、水稻作物生长发育规律和适应性气候指标,划分出湖北省水稻适宜性种植区域;根据各县（市、区）区域水稻实际生产数据,分早、中、晚稻划定出水稻生产的高、中和低产区域;测算湖北省水稻光温生产潜力为 17 000~22 000 kg/hm2,光温生产潜力可利用度为3306%~7830%。按照农业气候资源的相似性和农业气候利用一致性原则研究表明：湖北省水稻综合生产潜力为31742万t。该研究结果和建立的数据库为更好地指导和规〖JP2〗划湖北省水稻种植、生产和实施系列高产科技工程项目提供了依据和参考。该研究方法,能够扩展用于粮食作物种植区划和农业区划研究     

湖北省农地利用碳排放时空特征与脱钩弹性研究

基于化肥、农药、农膜、农用柴油、翻耕、稻田6个主要方面的碳源,测算了湖北省1995~2009年及其地、市、州2008年的农地利用碳排放量。结果表明：（1）自1995年以来,湖北农地利用碳排量总体呈现“上升-下降-上升”的三阶段特征,其碳排放强度变化轨迹与此基本一致。（2）区域差异明显：农地碳排放总量,江汉平原、鄂东北地区高,鄂西、鄂东南地区较低;农地碳排放强度,总体呈现东高西低的特征,即鄂东>鄂中>鄂西。进一步运用Tapio脱钩模型对湖北省农地利用碳排放与农业经济发展间的脱钩关系进行了研究,发现以弱脱钩和强脱钩为主,可见近些年来农地利用碳减排取得了一定成效     

利用高分辨率气候模式对湖北未来气候变化的模拟与预估

利用高分辨率区域气候模式CCLM对湖北省降水和气温的模拟数据,对比分析了基准期(1961~2005年)的模拟结果和同期CN05.1的观测数据,并对RCP4.5情景下的未来(2006~2050年)气候进行了年尺度和季节尺度的预估。结果表明:(1)CCLM区域气候模式较好地模拟了湖北气温的演变趋势及其空间分布格局,对降水的时空波动模拟与同期CN05.1在降水时空变化上的匹配度较弱;(2)RCP4.5情景下,2006~2050年湖北T、T_(min)、T_(max)呈上升趋势。四季气温呈一致上升的趋势,冬季的上升速度最快,对年尺度上T、T_(min)、T_(max)上升的趋势贡献最大。(3)RCP4.5情景下,2006~2050年湖北T、T_(min)、T_(max)呈全区一致上升的格局。其中增幅最大的区域均集中于汉江湖北段北部。春季T、T_(min)、T_(max)增温大值区位于西北山地区;夏季中部平原区T、T_(min)、T_(max)相较于其他区域增幅较大;秋季西南山地区T和T_(max)较其他区域增温较高,T_(min)的增温大值区位于汉江湖北段北部;冬季鄂东南丘陵T相较于其他区域增幅较大,汉江湖北段北部T_(min)增温较大,西南山地T_(max)增温较大。     

湖北省降水变化分析

全面分析了湖北省７２个气象台站自建站有观测记录以来的降水资料后,发现全省降水差异较大,分布不均;不同年代之间降水变化亦存在一定的差异。东部和江汉平原６０,７０年代偏少,８０,９０年代偏多,鄂北,三峡河谷和鄂西南５０,７０和９０年代偏少,６０,８０年代偏多,全省平均为７０年你偏少,８０年代偏多。１９８０年以来东部地区降水偏多,降大雨以上的日数增多,西部地区则相反。     

湖北省旅游景区大气负氧离子浓度分布特征以及气象条件的影响

通过利用湖北省气象服务中心在全省27个旅游景区内建设的30个大气负氧离子自动监测站数据,对湖北省旅游景区大气负氧离子浓度分布特征及气象条件对负氧离子浓度的影响进行了分析。研究表明:湖北省旅游景区的大气负氧离子资源十分丰富,西部山区高于东部平原地区,整体呈现从东向西、从北向南逐渐增加的趋势,鄂西南地区为全省大气负氧离子最为丰富的地区,负氧离子浓度夏季最高,冬季最低,秋季略大于春季。从3月开始,负氧离子浓度逐月增加,至8月达到最大值,后又逐渐减小。凌晨和上午的负氧离子浓度要大于下午和晚上,夜间呈逐渐上升的趋势。大气负氧离子浓度晴天最大,阴天小于晴天,而雾霾天和小雨天负氧离子浓度均较小;中雨以上降水、闪电活动与负氧离子浓度呈正相关。