长江山区航道雾情等级插值方法研究

根据长江山区航道相邻的5个观测站雾情等级及临近地区的气象要素,采用判别分析法,分季节、不同情景建立中间站雾情等级与其余4站雾情等级的判别方程,实现航道上任意地点雾情等级插值。结果表明：当周边2个站及以上观测到雾情时,目标站大多数实际雾的等级能准确推算出;当周边3个站及以上站没有观测到雾情时,目标站雾情插值基本依赖气象要素判断;春季和冬季雾情等级与气象要素高度相关,判别符合率高,而夏季和秋季空报有雾的概率较大。判别分析法也有一定的局限性,雾情等级空间插值还有待进一步研究     

长江山区航道剖面能见度分析及局地影响因素初探

为了分析三峡航道不同区域能见度基本特征,比较不同垂直剖面、沿江距离对局地能见度的影响,基于中国气象局沿江、剖面布设的12个能见度监测点近3 a观测资料,对比分析了三峡航道涪陵、万州、宜昌3组区域12个监测点的能见度时空分布特征,并对能见度的局地差异做了初步讨论。结果表明：涪陵区雾情对航运安全影响最大,万州和宜昌区其次。涪陵区和万州区雾日的月际变化趋势一致,5、6月和11、12月为大雾高发时期。不同剖面能见度的日变化分析表明早晨至上午时间为大雾高发时段,午后至傍晚前为大雾低发时段。通过能见度与局地因子的关系模型验证,三峡航道能见度局地差异大部分源于监测点的海拔高度及可能的水体影响等,同组区域内,高海拔点、临近水域点平均能见度明显偏低,雾情频次也相对较高     

长江山区航道雾的时空分布特征分析

利用长江航道局布设在长江航道沿线重庆段39个人工雾情信号台近3 a的雾情观测资料,详细分析了重庆段航道雾的时空分布特征,并基于以上雾情及整个长江山区航道（宜宾到宜昌）逐里程的经度、纬度、水道宽度、河面弯曲度、河道变化剧烈度、河道支流岔道等6类地理信息因子,采用神经网络方法模拟了长江山区航道雾情综合指数的地域精细化分布。统计结果显示：长江山区航道雾总体上呈现冬多夏少的季节特点,但也有冬少夏多或四季比较平均的情况存在;大多数雾情形成于0～8时,结束于8～12时,其中大雾开始早、结束晚、持续时间长;重庆段航道雾空间分布差异较大,涪陵的蔺市到丰都段、万州的黄花城分布最多,年均大雾30～50次,最少的安坪至夔峡段年均不到5次。模拟结果表明,利用地理信息因子及神经网络法基本可以模拟出重庆段航道雾情分布状况,此方法推广应用,可获取整个长江山区航道雾情的精细化分布,输出结果与航道雾情资料分析及实地考察调研结果在分布趋势上比较接近,但由于试验存在局部误差收敛及因子选择局限性问题,因此模拟结果还不能完全代表航道雾情的实际分布状况,模拟试验还需更多资料及影响因子加入     

三峡库区航运气象条件分析

利用三峡库区9个沿江测站气象要素,分析了长江航道的(三峡库区段)江面风、水温、能见度资料。就能见度强度和低能见度的时空分布特征、变化情况和航道出现典型低能见度的天气形势进行了研究。结果表明：①该航段的风向风速和水温对航行安全没有明显的影响;②能见度成为影响三峡河道航运极其重要的因素;③三峡库区航道低能见度天气存在比较明显的时空分布差异：冬季较夏季易出现影响航道安全的低能见度天气,重庆到忠县段出现低能见度的机率较大,而万州至巫山段较少出现低能见度现象;④长江航道低能见度在年际间除重庆和忠县外总体有减小的趋势,季节分布中在冬季出现最多,其次是秋季、春季,夏季最少;低能见度现象持续时间大部分在2小时以下;⑤造成长江航道低能见度出现的原因除城市环境外,主要的天气原因是由于盆地受地面冷高压控制,为阴天或阴雨天气,形成雾或雨雾。     

1970~2009年安徽省大雾气候特征分析

为了弄清安徽省大雾时空演变规律,利用安徽地面气象站1970~2009年40a的气象观测资料,对安徽省大雾的气候特征进行了系统的分析。研究发现安徽省大雾具有显著的年代际、季节性和区域性变化特征,结果表明:(1)年代际变化,安徽省雾日数在80年代达到最高,由于城市发展和气候变化的影响,雾日数不断减少。同时,雾生时间年代际变化不大,而雾消时间则不断后延,直接导致雾的持续时间不断增加,40a间雾的持续时间增加将近1h;(2)安徽省大雾四季特征分明,空间分布不均。冬季是安徽大雾的高发期,大雾日数最多,持续时间最长,雾中最小能见度最低,雾的影响最为严重。在夏季,大雾日数最少,持续时间最短,雾中最小能见度最大,雾的影响最弱;(3)空间分布上,皖北和皖南山区雾日数和雾的持续时间都较长,雾中最小能见度都较低。而在中部地区则相反,雾的影响较弱。     

湖北省近年11次典型霾过程的气象要素和大气环流特征分析

利用湖北省85个气象台站2004~2013年逐日能见度资料,结合站点比例和持续天数,确定冬季典型霾过程。利用地面气象要素资料和美国国家环境预测中心及国家大气研究中心(NCEP/NCAR)再分析资料数据,采用合成、相关和t检验方法,分析了霾过程发生时的气象要素和对流层中低层大气环流特征。结果表明,地面气象要素中相对湿度和最高气温与霾现象关联最佳;东亚大陆海平面气压降低、季节性北风的减弱和中国东部500hPa的高压异常等因子为霾过程的维持提供了气象条件。线性回归结果表明,地面气象要素和大气环流对霾天气都具有重要的影响。典型霾过程超过3/4的方差可以由这两种气象条件解释。     

岷江上游山区聚落生态位地理特征与驱动因子间关系研究

山区聚落生态位反映聚落在山地垂直方向上所处的空间位置及人类生活所能利用的资源空间,是当地居民长期适应山地自然环境的结果。基于岷江上游各民族山区聚落生态位和气象、社会、地形驱动因子的空间分布,借助冗余分析,构建山区聚落生态位地理特征与驱动因子间的多水平贝叶斯模型,定量刻画聚落生态位的民族属性对山区聚落生态位地理特征与驱动因子间关系的影响。结果表明:(1)影响研究区域内1 667个与各民族聚落生态位地理特征的驱动因子有显著差异,海拔和坡度对前者影响较大,海拔、坡度、干季和湿季湿度、距河流距离对后者影响较大,且海拔对两者的影响程度都最大,海拔和坡度地形驱动因子与干、湿季湿度和距河流距离间的相关性较弱。(2)干、湿季湿度气象驱动因子对藏-羌聚落生态位地理特征影响较大,距河流距离和距县城距离社会驱动因子、海拔和坡度地形驱动因子对藏族聚落生态位地理特征影响较大,这与藏族聚落生态位的分布面积和个数有关。(3)民族类型对聚落生态位地理特征指标与气象因子干季湿度间关系的影响最大,对聚落生态位地理特征指标与地形因子坡度间关系的影响最小。岷江上游山区聚落生态位地理特征与驱动因子间关系的研究,为量化山区聚落生态位与山地环境的关系提供了有效的数据支撑。     

人类活动对嘉陵江流域泥沙负荷的影响

河流泥沙负荷是人类活动影响下侵蚀产沙的重要反映。选择人类活动对嘉陵江流域泥沙负荷变化影响较大的7个表征变量,通过应用SPSS150进行通径分析,结果表明：抑制土壤侵蚀的各个因子作用大小依次为：新修塘库、农村劳动力转移、累计治理面积、森林覆盖率、农村用电量、公路通车里程及旱地比例。对嘉陵江河流泥沙负荷减少的直接贡献由大至小分别为：新修塘库、农村劳动力转移、累计治理面积、农村用电量、旱地比例、公路通车里程及森林覆盖率。各影响因子的间接作用由大至小分别为：森林覆盖率、公路通车里程、农村用电量、累计治理面积、旱地比例、农村劳动力转移及新修塘库.     

武汉市灰霾天气特征分析及基于支持向量机的能见度预报

利用武汉市2013年灰霾日气象数据和空气质量数据对灰霾天气特征及其影响因子进行了综合研究,获得了武汉市灰霾天气的主要影响因子,并使用支持向量机对灰霾日能见度进行了多因子综合预测。实验表明,支持向量机模型在短期预报中,±1 km、±2 km、±3 km误差范围内预报正确率分别达到733%、867%、967%,平均绝对误差在1 km内,实现了灰霾能见度高精度预报,优于多种预报模型。在第2、3天±3 km误差范围内的能见度预报准确率都达到90%,中长期预报能力较强,模型性能稳定     

气候变化下汉江上游林地植被生态需水量的时空演变

研究气候变化下林地植被生态需水量的时空变化,对于保护涵养水源的林地植被系统,合理规划管理流域水资源有着重要作用。以汉江上游流域11个气象站点1971~2010年的气象资料为依据,采用结合[1]土壤含水量与植物类型修正蒸散发量得到植被生态需水量的方式,从时空角度定量研究了在生长季4~10月份流域林地植被生态需水量及其趋势性变化,并且分析了生态需水量对各气象因子变化的敏感性程度。结果表明:汉江上游流域林地植被多年平均生长季生态需水量为6.915 8×109 m3,整体上呈现非显著性增加趋势,在空间分布上具有明显的地带性特征。生态需水量对不同气象因子有不同程度的敏感性:最高温度水汽压太阳辐射风速最低温度,生态需水量对各气象因子敏感程度的地带性分布特征还与各区域的纬度、海拔、植被类型和下垫面情况有关。     

恩施州气象站雾日变化趋势及原因分析

选取恩施州8个国家气象站1960~2015年地面气象观测资料,利用相关、线性倾向估计、M-K突变检验等方法对该地雾日变化趋势进行分析,并对雾日变化原因进行初步探寻。结果表明:2000~2015年恩施州各站雾日空间分布较1960~1999年发生了较大变化,SW-NE向带状大值中心被切断,出现了NW-SE向的雾日小值分布带;近56年除宣恩年雾日持续减少外,各站年雾日均在20世纪60、70年代突变后增多,20世纪末期减少并于2012年再次突变,州西南部最先增减、西北部其次、东部最慢,特别是近16年来年雾日显著减少,州北部站点(–40~–20 d·(10 a)~(–1))减少比南部(约–4 d·(10 a)~(–1))快;各站雾日变化和风速均呈负相关,和相对湿度均呈正相关,而气温和降水对不同站点雾日变化的影响则存在差异;近16年恩施州低山山地(恩施、来凤、宣恩、建始)雾日减少主要和气温升高、风速增加有关,中山山地(咸丰、利川)雾日减少主要与相对湿度减少有关。     

基于MODIS AOD数据的南京市大气能见度估算

以南京市为研究区,利用MODIS气溶胶产品数据(MOD04L2)获取研究区气溶胶标高数据,结合地面气象站点能见度观测数据,构建研究区不同季节能见度估算模型,估算南京市2013年能见度时空分布。研究结果表明,研究区能见度模型估算值与实测值总体趋势较为一致,分季节模型能见度估算均值相对误差为14.3%;南京市2013年能见度年均值为6.07km,大致呈现出由市区向周边郊区逐渐升高的趋势;研究区不同季节能见度差异明显,夏季能见度显著高于其他3个季节,在该季节全市能见度均值达到9.93km,约为其余3个季节均值的2倍左右,气候状况与经济社会发展布局是影响研究区能见度时空差异的主要因素。     

近53年宜昌市霾的演变特征及气象因子诊断

利用1955～2007年宜昌地面观测站相对湿度、能见度资料,2001～2007年08时高空探测规定层气温资料,在对霾记录进行订正处理的基础上,研究了霾天气的气候特征以及霾与地面风向风速、地面气压场、地面气温、连续不降水日数以及高空逆温层、等温层的关系。结果表明,宜昌霾天气从70年代中后期开始迅速增加,从80年代至今每年的霾日数基本在125 d以上;冬季和初春是宜昌霾天气多发的季节,尤其是1、12月几乎有一半的时间会出现霾;5～9月降水季节由于雨水的冲刷作用,宜昌霾天气出现的较少;气压场的减弱、地面气温的增加等气象因子有利于霾天气的出现;连续无降水日数比较多的月份,对应地该月的霾日一般也比较多。同时,研究也初步揭示了近些年宜昌霾日增多除了与城市工业快速发展、生态环境遭到破坏,从而使滞留在空气中的污染物增多有关外,还与宜昌静风多、风速小,低空常存在逆温层、等温层的气候特点,以及宜昌的盛行风方向多化工企业这些因素有关.     

2014年1月沪渝高速公路汉宜段一次大雾个例分析

对2014年1月29~31日发生在沪渝高速公路湖北武汉—宜昌段(简称汉宜高速公路)的封路大雾过程气象要素进行分析。结果表明:(1)此次持续大雾过程发生时,近地层有逆温,地面处于高压底部前端的均压场,中纬度维持偏西气流,为大雾的形成和发展提供了有利的环流背景场条件;大雾消散后,地面处于冷高压控制;2)大雾造成的高速公路封路、解封前后,气象要素发生了较明显的变化。这些分析结果,对汉宜高速公路的大雾预警预报具有较好的指示意义。     

长江中游城市群太阳辐射长期变化特征及其与气象要素的关系研究

基于长江中游5个气象辐射站点1961年以来的每日太阳辐射成分及其他气象观测数据,应用线性回归、相关分析、Pettitt突变检验等方法,探讨了近半世纪以来长江中游城市群太阳辐射的变化特征,指明地面接收太阳辐射的突变年份,并分析了太阳辐射与相关气象要素的关系。结果表明:近53年来长江中游地面接收太阳总辐射呈现先下降("变暗")、后上升("变亮")的趋势,该区域的辐射变化与全球范围内的"变暗"及"变亮"的变化趋势是一致的。日照时数与太阳辐射呈现较为显著的正相关性,相关系数r为0.63;而降水量则与太阳辐射呈现负相关性,相关系数r为–0.41。太阳辐射的这种突变变化也直接导致了气温的变化,在"变暗"阶段,太阳辐射与最高气温、气温日较差呈现出显著的正相关性,相关系数分别达到0.61和0.82,但其与最低气温、平均气温的相关性则不显著;在"变亮"阶段,太阳辐射与最高气温、气温日较差、平均气温呈现出正相关性,相关系数分别为0.56、0.62以及0.46,但其与最低气温的相关性则不显著。