基于综合干旱指数的黄河流域干旱多变量概率特征研究

变化环境下,全面掌握干旱演变特征对流域水资源管理具有重要意义。基于黄河流域1952-2012年月降水和径流资料,采用Copula函数和综合干旱指数(MSDI)分析了干旱多属性概率特征及其动态变化,运用交叉小波变换,探究了太阳黑子、大气环流异常因子(AO、ENSO)和植被覆盖指数(NDVI)对黄河干旱的影响。结果表明:(1)MSDI综合了SPI和SRI的优势,能够系统全面地反映流域干旱情况;(2)流域上游和中游部分分区不仅容易受到干旱的侵扰,且干旱风险还在加剧;(3)太阳活动、AO、ENSO以及NDVI都对黄河流域干旱有影响,其中太阳活动不仅直接影响MSDI的变化,也通过影响AO和ENSO间接影响MSDI的变化。     

暴雨泥石流预报程式

论述了暴雨泥石流预报的４个基本原理,即现象可预报性原理、成困分类组合原理、判别因素简化原理和预报决策依据原理。对泥石流时间预报模型作了分类,提出了通过泥石流活动周期与降水量周期叠加,建立泥石流活动性的长期趋势预测模型;通过泥石流活动年数频次与降水量丰欠等级频次组合,建立泥石流活动年份频次的态势预测模型;根据月或旬雨量确定泥石流发生的阈值关系,建立年内月或旬泥石流发生频次的中期预报模型;由短期天气预     

吉林省夏季低温的预测因子研究

为了有效地防御吉林省夏季出现的低温冷害,对夏季低温的预测因子进行了研究。通过概率统计、合成分析和相关分析等方法,对吉林省夏季气温与环流场、海温场、ENSO循环、太阳活动、极涡和西太平洋副热带高压等的对应关系进行了研究,运用几率波的概念,提炼出有预报意义的几率关键区。结果表明,前期环流场和海温场持续异常均会造成吉林省夏季低温;早发型的El Nino事件当年,晚发型的El Nino事件次年,太阳黑子谷值年以及前一年夏末秋初极涡中心纬度偏北、秋冬季副高面积指数偏小,易导致吉林省夏季低温;前一年冬季关键区几率波点数和模型场关键区几率波点数的一致率达40%以上时,吉林省夏季也容易出现低温。     

甘肃天水市冬小麦条锈病发生发展的气象预测

利用1985-2005年天水市3个不同气候区气象、冬小麦条锈病病叶率和严重度等资料分析得出:天水条锈病菌主要在海拔1 300m以上区域潜育越夏,1 900m以下区域安全越冬;该地既有自生菌源,又有来自陕西宝鸡至甘肃陇南徽成盆地和西汉水流域流行区域菌源病菌的随风漂移侵入。锈病菌源量与严重度秋季以中南部山区最大,春季则以中部河谷半山-干旱区最大。统计分析建立了冬小麦条锈病预测预报数学模型,其历史拟合率达85%以上,其中重度半大流行发生年份历史拟合率在90%以上,预报准确率较高,服务效果显著,为冬小麦条锈病发生发展的气象预测预报和科学防治提供了依据。     

安徽省冬小麦单产的时空演变特征及其对ENSO的响应

安徽省是我国最重要的冬小麦生产省份之一,研究其产量的时空演变特征对保障区域粮食安全有着重要意义。依托74个区县1973-2014年间冬小麦单产的逐年序列,采用K-means聚类与气候诊断方法探讨了单产变化特征的区域差异。主要结果如下：（1）基于时序特征指标和K-means聚类分析,安徽省划分为江南、江淮、淮北这3个呈现出不同单产变化特征的子区域;（2）与其他区域相比,淮北地区冬小麦的单产水平更高,且单产的逐年增幅更为显著;（3）淮北地区冬小麦单产呈现出更强的年际变异性和更高的气候致灾风险,但其气候灾损率呈现出显著的下降趋势;（4）与其他区域相比,江南地区的冬小麦气候产量对ENSO指数更为敏感,特别是前期8月份厄尔尼诺-3区的平均海面温度（Nino 3）与来年气候产量之间的负相关性最为显著。     

基于可公度方法的陕西及邻近地区重大自然灾害发生趋势探讨

针对重大自然灾害预测预报的世界难题,在可公度方法的基础上,提出时间对称性观点;进而对陕西及可能影响到陕西的部分全国重大自然灾害进行了趋势研究。研究认为,2010年、2012年、2013年及2019年,陕西及邻近地区有发生重大灾害的可能性。并认为,适应全球变化首先要适应频繁的自然灾害。     

1951-2012年西安地区旱涝灾害演变特征及其与多事件的相关性研究

旱涝灾害演变规律的研究对区域灾害预警与应对意义重大。基于西安地区1951-2012年近62年的实测降雨量资料,用Z指数法判定其旱涝等级,结合频率分析法、滑动平均法、小波分析法研究了旱涝灾害的演变规律,在此基础上探讨了气温变化、太阳黑子数与ENSO事件对西安地区旱涝灾害的影响。结果表明:62年来西安地区旱涝灾害发生频繁,"旱涝并存、旱涝急转"现象明显,且旱涝灾害往往交替发生。旱涝灾害演变在全时间尺度上存在5~7年和53年的显著周期,且呈暖湿化的趋势。旱涝灾害的演变与太阳黑子数目、ENSO事件强度均呈正相关关系,且太阳黑子的极大、极小值年份前后和ENSO事件发生年份是旱涝灾害多发年份。     

基于状态空间模型的中国粮食产量波动的影响因素研究

粮食丰歉直接影响居民消费与生活质量,而粮食生产受到播种面积、化肥、自然灾害等多种因素的影响。利用逐步回归方法研究发现,在影响粮食生产的10个因素中,播种面积、化肥施用量、自然灾害成灾面积对其生产的影响最大。通过协整检验、误差修正模型分析发现这三种因素与粮食生产之间存在长期与短期关系。状态空间模型表明在不同时期播种面积、化肥施用量、自然灾害成灾面积对其生产的影响存在差异。     

陕西MCC特征分析及预报与减灾对策研究

运用卫星云图、常规观测资料对发生在陕西的中尺度对流复合体(MCC)的环流形势、水汽输送等特征进行分析。结果表明:陕南出现的MCC约占全省总数的80%,多形成于傍晚至凌晨。陕西出现MCC时,200h Pa有着相似的环流形势,均出现在南压高压的东北侧、副热带高压西北侧边缘偏南暖湿气流区域;对流层中低层,甘南-四川东部地区都有低涡或切变配合;地面图上四川东部及陕西南部多为稳定少动的热低压,影响MCC的冷平流多经甘肃东部入侵陕西境内,增强了对流中低层的低涡斜压性进而触发对流。云图特征显示:陕西MCC以对流单体发展加强形成的居多,这类MCC多出现在陕南强降水过程中,具有稳定少动、北伸不明显的特征;也有对流云团合并、冷锋云前部暖区新生对流云团发展加强形成的MCC,该类MCC北伸、东移相对明显。云顶亮温(TBB)显示:陕西MCC的强降水出现在TBB梯度最大一侧,最大小时降雨量与TBB的最低时段对应较好。上述特征对研究陕西致洪暴雨的预报、预警及防灾减灾服务具有很好的借鉴作用。     

与ENSO现象有关的全球灾害性天气气候现象

本文概述了与ENSO现象有关的全球灾害性天气气候现象及其对经济等方面的影响。     

西安市汛期降水变化特征及驱动机制研究

变化环境下城市内涝灾害事件频发,已严重威胁城市居民生命财产安全,汛期降水强度大、持续时间长、影响范围广,是城市内涝主要致灾因子,通过分析城市汛期降水变化特征并进一步揭示其驱动机制,可为城市防洪减灾与水资源管理提供参考。本文采用Mann-Kendall检验、累积距平和连续小波变化等方法分析西安市1951-2017年汛期降水变化特征,采用交叉小波和小波相干揭示太阳黑子、大气环流异常指数北极涛动(AO)、南方涛动指数(SOI)、厄尔尼诺(ENSO)、太平洋年代际振荡(PDO)、北大西洋振荡(NAO)对西安市汛期降水变化驱动机制。结果表明:西安市汛期降水量主要集中在中雨和大雨。汛期降水总量、小雨和暴雨降水量均呈减少趋势,日降水量、中雨和大雨降水量呈增加趋势。汛期降水总强度、日降水强度、月降水强度和不同等级降水的强度均呈增加趋势。汛期降水集中度Q指数呈增加趋势,降水日数减少,汛期降水有更为集中的趋势。汛期降水量存在1958和2002年两个突变点,并且有7-9年的显著周期。AO和太阳黑子对汛期降水的影响最为显著,其次为SOI、NAO和ENSO,PDO的影响相对较弱。AO、SOI、PDO和NAO对汛期降水主要存在正向驱动,ENSO对汛期降水主要为负向驱动。1975年之前太阳黑子对汛期降水有正向驱动,1975年之后则为负向驱动。     

我国小麦白粉病发生流行的长期气象预测研究

确定了影响我国小麦白粉病发病流行的9项关键环流特征因子指标,其中4项较好地表征了我国小麦白粉病发病面积轻、偏轻、偏重、重4个级别的气候特征.以关键环流特征因子距平为预测因子,建立的上年10月初、当年4月初制作预报的2个全国小麦白粉病发病面积距平预测模式历史拟合效果较好,对2004年的外延预报准确率分别达87.5%和98.2%.通过分析关键大气环流特征因子对我国小麦白粉病发生流行的可能影响机制,发现前期关键环流特征因子对我国小麦白粉病的发生流行具有很好的气候背景指示效应.     

汶川8.0级地震前后陕西地震活动的变化

在陕西地质构造和地震活动背景的基础上,通过对汶川8.0级地震前后陕西地震活动的分析,认为汶川地震对陕西地区的促震作用明显,对陕西未来地震趋势的影响不容忽视,需加强监测预报和抗震设防工作.     

1961-2000年干旱对我国冬小麦产量的影响

假定在目前条件下的冬小麦作物品种、耕种措施和土壤特性不变,利用WOFOST作物模型,模拟了1961-2000年干旱对我国冬小麦产量的影响。模拟结果显示:1961-1980年干旱对我国冬小麦产量影响较为严重,干旱使整个麦区冬小麦平均减产4．6%,使北方麦区冬小麦平均减产12%。1981 -2000年,干旱对冬小麦产量的影响明显减轻。总体上,1961-2000年虽然冬小麦生育期内降水量持续减少,但干旱对冬小麦产量的影响没有加重的趋势。通过分析发现,我国北方地区冬小麦生育期内的降水和干旱与产量并没有显著相关关系,但春季降水和干旱则与产量显著相关,揭示了我国北方春季降水量对冬小麦产量影响的重要性。     

引汉济渭工程水源区与受水区的丰枯遭遇及动态变化

量化调水工程水源区与受水区的不同等级丰枯遭遇,揭示其动态变化及驱动因素,对工程调水方案的制定与优化意义重大。然而,以往丰枯遭遇的研究主要关注全序列静态结果,忽视了其动态变化。基于此,文中以引汉济渭工程为研究对象,通过Copula函数构建水源区与受水区不同时间尺度（年、汛期、非汛期）的二维联合分布模型,定量分析9种组合事件的丰枯遭遇规律,揭示不同组合事件的动态演变特征,并将基于Copula的似然比率法与小波相干结合探究丰枯遭遇动态变化的影响因子。结果表明：（1）在不同时间尺度下,黄金峡-华县和三河口-华县联合区的丰枯异步性大于丰枯同步性,具有较强的丰枯补偿特性,且2个联合区对调水的有利影响（概率约0.62）远大于不利影响（概率约0.38）,在理论上保证了供水的可能性;（2）工程水源区与受水区丰枯遭遇的联合概率普遍呈上升趋势,且黄金峡-华县联合区发生丰枯遭遇的概率比三河口-华县联合区大;（3）丰枯遭遇的动态变化与遥相关因子关系密切,北极涛动对年和汛期的丰枯遭遇变化具有主导作用,非汛期时丰枯遭遇的变化主要由厄尔尼诺现象主导。     

西江年最高水位的神经网络预报模型

对西江洪水发生的特征进行分析表明，洪水发生频率高，具有明显阶段性特征，并与流域面雨量密切相关。利用前期环流场、海表温度（SST）场及环流特征量资料选择初选预报因子，然后对初选预报因子作EOF分解构造综合预报因子，结合人工神经网络方法建立了西江年最高水位预报模型，并对预报模型进行独立样本试验。结果表明，该预报模型对历史样本拟合精度高，试报效果明显好于传统的逐步回归模型，可在汛期预测业务中应用。     

黑龙江省霜冻的气候变化特征和预报指标

利用1970-2008年地面最低气温和历史天气图资料,对黑龙江省初、终霜冻的天气气候特征进行了分析,并探讨了出现霜冻的环流形势特点,总结出黑龙江省出现霜冻的三种天气学模型:①超极地路径型;②西方路径型;③西北路径型。给出了霜冻的时空分布特征以及对预报有用的一些预报指标,对霜冻预报业务有参考作用。     

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。     

热带海—气的相互作用与地球自转—用天文方法预测ENSO事件

本文介绍了热带海洋、大气的相互作用,着重描述了它们与地球自转年际速率变化的关系和物理过程的联系,以及用天文观测的日长变化资料预测ENSO事件的方法和尝试.     

洞庭湖区旱涝灾害加剧的气象成因

利用洞庭湖区及湖南四水流域、长江上游地区气象观测资料和各类指标资料,基于统计方法,开展洞庭湖区旱涝加剧气象成因分析,得出如下结论:我国主雨带位置的年代际变化直接影响到洞庭湖区雨水资源的丰枯变化,进而影响到旱涝趋势的变化;东亚夏季风和赤道中东太平洋地区海表温度异常通过对我国主雨带位置的影响来影响洞庭湖区水资源的丰枯;气候变暖背景下洞庭湖各流域雨水资源向丰枯同步转变,易使洞庭湖洪水形成顶托之势或水资源来源枯竭,导致旱涝灾害加重;洞庭湖各流域枯水季节雨水资源减少加重洞庭湖区枯水季节缺水程度。