基于GIS的河北省雪灾致灾危险性评价

为了解河北省雪灾致灾风险水平,通过气候概率分布模式和GIS技术,研究了不同重现期下雪灾致灾强度大小及分布特征,以评估河北省雪灾致灾因子危险性.结果表明:河北省大部分地区积雪深度≥5 cm的年平均日数为6~8 d.全省年平均最大日积雪深度总体表现为西北高、东南低,张家口东北部及承德局部地区可达8.6 cm以上.河北中部地区的年均最大日降雪量相对较低,而北部张家口和承德地区则超过9.1 mm.在张家口—承德交界以及唐山地区,30年一遇积雪深度达44 cm,50年一遇高达66 cm,降雪强度跨度区间为暴雪、大暴雪和特大暴雪,其中特大暴雪高危险区主要在保定以北地区.随着重现期的增加,积雪深度与降雪量的强度与影响范围增大,致灾因子高危险区主要分布在地势较高的河北西部山区和北部张家口承德地区,相对平原而言,山区或坝上等地区气温偏低,持续低温不利于积雪融化.     

环渤海地区云量的时空分布特征

利用环渤海地区69个观测站点2001年6月-2016年12月8次/d的云观测资料,欧洲中期数值天气预报中心ERA-Interim的垂直速度和比湿数据,初步分析了该地区云量的时空分布特征及成因.结果表明,环渤海地区总云量年平均和秋冬季呈南多北少、西多东少的分布特征,春季分布相对均匀,夏季从东南向西北递减;低云量年平均和各季节的空间分布大体相同,其中对流云量北部山区多于南部平原地区,非对流云量从东南沿海向西北内陆递减,北部低云以对流云为主,南部以非对流云为主.总云量的空间分布与上升运动和水汽的空间分布呈正相关;对流云量的空间分布与大尺度下沉运动呈正相关,与水汽呈负相关;非对流云量的空间分布在秋冬季只与水汽呈正相关,在春夏季只与大范围上升运动呈正相关.两个代表站围场站和莒县站的总云量、围场站的对流云量以及莒县站的非对流云量年变化均比较显著,夏季最多,春秋季次之,冬季最少,主要是由垂直上升运动和水汽的年变化引起的.两站总云量全年各季日变化均不明显,对流云量和非对流云量在夏季表现出明显的日变化特征,对流云量在08:00最少,午后对流活动发展,云量增加,至14:00达到峰值;非对流云量夏季峰值出现在05:00,在14:00达到谷值.     

贵州省雾的气候特征研究

利用1961-2004年贵州省84个观测站的天气现象和能见度资料以及9个代表站的地温、气温和相对湿度资料较全面地分析了贵州省雾的空间、时间分布特征。分析表明贵州省雾的空间分布并不具有很强的规律性,全省年平均雾日数为299天,在60天以上的地区比较分散,主要分布在东部、西部边缘及中部地势较高处,年平均雾日数大于100天的有3个站,以毕节地区的大方县为全省之最,有170天。贵州省雾的时间分布具有明显的季节和日变化。尽管每月都有雾出现,但主要集中在冬半年（10月至次年2月）,雾最少时段在5-7月,一天当中早08时发生雾的频率最高;雾的年际变化分析表明贵州省84站平均雾日数呈明显减少趋势,平均每年减少006日。进一步对贵州省9个代表站的气象条件进行初步的统计分析,显示冬季最低气温的逐年升高,年平均每日地温与气温之差、日最高气温与最低气温之差的降低以及年平均相对湿度的减少是造成年平均雾日数呈减少趋势的原因。     

天文选址高空风速特性研究

利用国家气象信息中心气象资料室整编的1951–2008年中国高空规定层月值数据集中的风速要素,研究200hPa高空风速的空间分布与季节变化特征,并选取代表台站研究其风速垂直廓线.结果表明以嫩江为代表的东北北部、和以北塔山为代表的西北北部高空风速较适宜天文观测,可以达到国际优良台站的标准;云南思茅、新疆西部的喀什、藏南定日地区次之;位于年平均高空急流附近的江南华南等地高空风速条件较差.     

济南市降水特征时空演变规律分析

以济南市为研究对象,采用中国区域高时空分辨率地面气象要素驱动数据集中的降水数据,基于Mann-Kendall检验法和Sen‘s坡度法,对济南市各区域1979-2015年城区、山区及平原区域降水特征的时空演变规律进行了分析.结果表明: 1)1979-2015年济南市年平均降水量为643.4mm,丰水年与枯水年常交替出现,年际变化幅度大,年平均降水量呈波动型增长,但增长趋势并不明显; 2)济南市年降水量空间分布呈由西南向东北阶梯型递减的特征,且其分布特征与地形关系密切,南部山区降水普遍大于北部平原地区,空间分布极不均匀; 3)济南市夏季降水集中,约占全年降水量的60%以上,且紧邻主城区的南部山区夏季降水量高达494.6mm,故主城区遭受山洪灾害的风险较大; 4)近37年济南市平原区和主城区汛期降水量呈增加的趋势,山区汛期降水量有所减少,但降水量变化程度不显著.      

2013—2019年福建中北部沿海风的时空分布特征

将沿海各代表站所在区域分为A(港湾)、B(沿岸)、C(海岛)、D(外海)四类,分析福建中北部(福州、宁德、平潭、莆田)沿海风的时空分布特征。分析表明,年盛行风向以东北风为主,其次为西南风; 6～8月的盛行风向为西南风,其余月份都为东北风。南北向对比,时最大风速、日最大风速、时极大风速、日极大风速的平均值和5个分位值以及日极大风≥8级和≥10级的大风日数都呈现南大北小的分布特征,长乐南部到莆田(以下简称南部)一带沿海风力明显大于福鼎到长乐中部沿海(以下简称北部)的风力。东西向对比,北部区域的上述风速特征值都呈现东大西小的分布,但南部区域海岛站的部分特征值大于浮标站;北部区域≥8级的大风日数最多为外海的浮标站,南部少数海岛站≥8级的大风日数多于浮标站;南、北两个区域≥10级大风日数的大值区都在海岛站。日极大风≥8级和≥10级的大风频数都呈双峰型分布,4～6月都是低谷阶段;≥8级大风多发于10月～次年2月,≥10级大风主要出现在下半年。南部全部代表站、北部C类站、D类站和部分B类站全年都有≥8级大风,北部A类站和部分B类≥8级的大风集中在夏季。多数站≥10级大风集中于7～10月,但南部的部分海岛站冬季≥10级大风频数比7～10月更高。     

承德地区滑雪运动适宜性分析

利用承德市9个国家气象站1991年至2021年逐日气象数据，采用气象统计学、层次分析、GIS空间分析等方法，分析适宜滑雪、适宜造雪、降雪量和气象灾害等日数的时空分布特征，得到承德市滑雪运动适宜性区划。结果表明：年平均适宜滑雪日数围场最多，承德县最少，滑雪黄金期为12月到次年2月，适宜滑雪日数呈东北向西南递减；年平均适宜造雪日数围场最多，宽城最少，适宜造雪日数由北向南递减；明显降雪主要集中在11月至次年3月，整体呈围场、隆化、滦平和兴隆组成的带状区域较大，其他地区较小的分布特征；滑雪气象灾害指数整体呈东南高西北低，丰宁最低，仅为3.4；承德市滑雪适宜性均为一般适宜及以上，其中适宜及以上等级面积约为30 084.5km²，占承德总面积的76.1%，主要包括围场、隆化、丰宁小部、滦平、市区小部、兴隆大部、宽城东部、平泉、承德县北部，其中围场中部为很适宜，面积约为797.1km²。     

陇南山区近40年大风气候特征及其对农业生产的影响与灾害风险区划

从陇南市1971-2010年大风资料分析得出,陇南市大风一年四季均可出现,尤以4～8月出现频数最多,占总次数的80％,20世纪70-80年代为大风多发时期,进入90年代以后大风日数明显减少,结合人口、GDP、耕地比等资料,利用ArcGIS软件,得到大风灾害危险性图层,再与承灾体易损性评价、灾害的孕灾背景进行叠加、合并以及等级划分操作,最后得到大风灾害的风险评估及其区划,结果表明:白龙江流域、西汉水流域和白水江流域大风危险性等级最高,年平均大风日数大于6d;礼县西北部、两当县东北部和南部、文县南部和北部高海拔区大风危险性等级最低,年平均大风日数小于1d.武都区白龙江流域、西和县北部、成县东北部、徽县西部、文县中部部分乡镇为大风高风险区;康县、宕昌东部和西南部、礼县西部、两当东北和东南部为大风低风险区.     

对CMIP5模拟北半球纬度带平均降水量的订正研究

基于气候漂移和多重线性回归的订正方法,对第5次国际耦合模式比较计划26个模式的历史时期(1956-2005年)北半球月平均降水进行了订正,对未来(2006-2060年)的月平均降水进行了订正和预估.选取英国东英格利亚大学提供的CRU降水数据集作为评估模式订正效果的参考资料.结果表明, CMIP5模式结果的集合平均在青藏高原以南、格陵兰岛南部以及南海沿岸、南美洲北部的降水模拟值偏低,而高估了索马里、阿赞德高原、亚洲中部和北部、北美洲西部和北部.相较于观测结果, CMIP5模拟的低纬度纬向平均降水被整体低估,中、高纬度带上模拟值整体偏高.订正后,历史时期降水分布、纬向平均降水量的时间序列与CRU观测结果有较好的一致性.利用上述方法对未来RCP4.5排放情景下的预估场进行订正后,沿非洲的阿赞德高原、欧洲、东南亚北部和中国长江中下游、密西西比平原,未来55 a的年平均降水量比历史时期降水量减少30 mm左右;南美洲的赤道以北、印度半岛北部、阿拉伯半岛地区的未来平均降水量同比增加50 mm.北半球未来55 a的暖季,东西伯利亚西部、蒙古高原、墨西哥南部平均降水量比历史时期明显减少,格陵兰岛东北部地区的冷季降水同比增加.     

开封市近30年强对流天气变化及环流形势特征

利用1981—2010年开封地区五个地面观测站观测资料,对强对流天气包括短历时强降雨、雷雨大风、冰雹、龙卷的气候特征进行统计分析.结果表明:强对流天气出现次数由多到少依次为短历时强降雨、雷雨大风、冰雹、龙卷.开封短历时强降雨自西南到东北逐渐增加,一年中主要出现在4—9月,7、8月为短历时强降雨多发期,极值出现在1996年7月26日开封站,雨量为170.7 mm/h.雷雨大风西部多,东部少,一般出现在每年的春季到夏季,6—7月为雷雨大风高发期.冰雹北部多,南部少,除了冬季外,其他季节均会出现,4—7月为冰雹的多发期.开封龙卷的发生为小概率事件,有记录的龙卷风只有2次,分别出现在春季和夏季.     

川渝盆地主汛期短时强降水事件日变化特征研究

利用四川盆地和重庆地区1980-2012年主汛期（5-9月）基本站小时降水观测资料,分析了短时强降水事件降水量、频次和强度的日变化特征,研究了短时强降水事件日峰值位相和空间分布特征,事件极值降水日变化和持续时间等分布特征,得出以下主要结论：1）川渝盆地短时强降水事件开始时间的日变化上（01：00-24：00时,北京时间,下同）,表现为“V”型结构下典型夜间峰值位相特征;结束时间的日变化上,表现为多个峰值型结构分布.强降水事件持续时间的日变化上,频次和降水量均呈双峰型结构,频次极大峰值出现在3 h,而强度上随着持续时间的延长,呈现逐渐增加的趋势;2）短时强降水事件极值开始时间空间分布上,极大频次和极大降水量出现在20：00-01：00时内,主要分布在盆地南部和西部大部分地区;日峰值频次结束时间主要发生在20：00-01：00时和08：00-13：00时两个时段内,主要分布于盆地南部、中部和西部大部分地区;3）短时强降水事件极值降水的日变化上,降水量和频次呈现单峰型结构,白天多为短时间（2~4 h）强降水事件出现极值,而傍晚开始至第二天清晨,持续2~10 h强降水事件出现极值均有发生;强降水事件极值降水持续时间日变化,1~24 h内呈单峰型结构,峰值出现在2 h.     

场次降水与日降水差异对比

基于我国中东部18个气象站逐分钟降水数据,整理得到日降水与场次降水资料,统计日降水与场次降水的对应关系,并对比不同级别降水量的差异;同时,基于全国811个气象站08:00-20:00与20:00-08:00逐半日降水数据,按气象站(20:00-20:00)与水文站(08:00-08:00)2种日界标准整理出2套日降水资料,分析降水日界对日降水资料的影响.结果表明:大部分场次降水过程发生在同1日或者跨1日;场次降水量均值、90百分位、95百分位以及最大值4个指标的计算结果分别为日降水对应指标的1.2、1.2、1.3和1.5倍;将日降水资料计算得到的10、20、50、100a一遇重现期降水量分别乘以转换系数1.39、1.42、1.44和1.45,可与基于场次降水资料计算所得结果相当.气象站和水文站降水日界对大暴雨及其以下级别雨日数无显著影响,但对特大暴雨级别,气象站雨日数显著多于水文站;长江流域、珠江流域及西北大部,气象站标准重现期日降水量普遍大于水文站标准,而东南沿海地区、华北北部和东北北部,水文站标准重现期日降水量普遍大于气象站标准.      

太湖湖风个例分析

利用太湖周边19个气象站及太湖中尺度通量观测网4个涡动通量观测站逐时风向、风速及温度的数据,以及苏州市6 min一次的风廓线雷达观测数据,对太湖2012年6月7日湖风的风、温及边界层高度特征进行了分析。结果表明,由于北岸及东岸存在苏州、无锡等城市,城市热岛环流与湖风环流相耦合,北岸和东岸湖风产生时间早于西岸和南岸。在湖风旺盛发展时刻,北岸及东岸的风向偏转速度大于南岸及西岸。湖风环流的垂直高度变化显著,在湖风发展最旺盛的14:00,湖风边界层高度可达550 m。     

祁连山北麓出山径流对气候变化的响应

祁连山是甘肃省河西走廊的地表径流发源地,每年平均从其北麓向南部的河西绿洲输送68．86％10^8m^3的径流量,因此,祁连山区北麓出山径流的变化对河地区的社会和经济发展有着举足轻重的作用,根据祁我与河西走廊平原区有关水文气象台站最新的降水、气温和径流观测资料,分析了该区域近50年来气候变化的特征及与全球气候变暖的关系、出山径流对抉变化的响应以及其未来的变化趋势,结果表明,祁连山区与河西走廊平原区近几十年来气温变化总的呈上升趋势,与全球增温存在着某种程度的一致性,但山区气温的变化幅度一般大于走廊平原区,其中又以祁连山中段地区温度升幅为最大,全球增温对河西内陆干旱区气候与出山径流的影响有着明显的地域性差异。受此影响,祁连山北麓东部地区出山径流呈明显的下降趋势;中部地区出山径流的增加趋势不是十分明显;西部出山径流在降水量与气温同时上升的情况下,呈明显的上升趋势。     

极端温度事件区域性的分析方法及其结果

根据1961-2002年42年中国站点的日最高、最低温度资料,运用累积频率的阈值统计方法,分析了我国东部地区极端高温、极端低温以及全国的温度日较差极端事件的区域性特征.本研究中的极端温度事件的区域性指的是,当某单站发生极端温度事件的同时,全国其余各站也发生同一种极端温度事件的概率分布,即成片发生极端温度事件的区域尺度.对每个研究站点均可寻找出一个与基准站同时发生极端温度事件的高概率站群,近似地用面积指数来表征站点群的区域大小,以此衡量成片发生极端温度事件的区域大小.结果指出:我国东部地区的极端高温、低温事件的面积指数的大值区分布较为一致,我国华南地区、江淮地区、华北地区和东北地区的面积指数的大值区分别集中在江西省和湖南省的南部,江西省北部和长三角地区,陕西省和山东半岛以及内蒙古东北部和黑龙江南部.即说明,无论是极端高温事件还是低温事件,上述地区的区域敏感性均较高,同时发生极端高温(低温)事件的区域尺度较大.四个区域的区域平均的差异表现为:在极端高温事件中,江淮地区的面积指数最大,华北地区的最小.在极端低温事件中,华南地区的面积指数最大,而江淮和东北地区的最小.同时,对温度日较差的极值事件分析可知,极端高值事件...     

豫西丘陵地形对冰雹灾害落区的影响分析

利用三门峡市新一代多普勒天气雷达2006--2009年冰雹个例资料,结合豫西山区地形特征,分析了豫西丘陵地形对冰雹灾害的时空分布特征与落区的影响,结论如下：豫西地区每年都会发生雹灾多次,对当地经济作物危害很大;最早产生冰雹灾害的月份为5月,最晚为10月,其中以6月产生次数最多;冰雹灾害产生时间多在午后到傍晚,集中时段是在14—16时,傍晚之后的18—22时也有一个弱的峰值,而每日的6-12时没有产生过冰雹灾害．冰雹灾害影响范围比较小,最大直径（影响范围内两点间最大距离）一般不超过50km,大多数雹暴的雷达初始回波出现在降雹点的西北部,少数出现在降雹点的东北部、西南部或西部．豫西大部分地区都可能产生冰雹灾害。但在丘陵地形的影响下,有2个较集中的地带,一个在渑池县境内,另一个在卢氏县中北部到灵宝市南部地区．冰雹灾害落区均分布在山体的迎风坡上,且都在河流沿岸或附近．基于以上结论总结得到豫西山区冰雹灾害预报预警的重要着眼点及方法．     

江西省三类强对流天气环境物理量对比分析

利用2001—2010年89个国家级地面观测资料和NCEP 1°×1°再分析资料,分别从水汽条件、动力特征、0℃层和-20℃层的特征高度以及大气不稳定条件等方面,对江西省三类典型的强对流天气(冰雹、雷暴大风及短时强降水)的特征进行统计分析,从而给出江西省地区这三类强对流天气过程主要预报物理量的分布特征及阈值区间,为江西省精细化的强对流天气预报提供参考指标。结果表明:1三者对比,强降水具有更深厚的"湿"对流特征,冰雹多具有上干下湿的"干"对流特征;2低层辐合、高层辐散条件中,短时强降水高于冰雹和大风,表现为短时强降水低层辐合中位数为-17×10-5s-1,高层辐散中位数为14×10-5s-1,对应冰雹和大风低层辐合都为-14×10-5s-1,高层辐散都为10×10-5s-1;风垂直切变值,冰雹最大,大风次之,强降水最弱,具体表现为500 h Pa到1 000 h Pa风速差中位数冰雹为18 m/s,大风为17 m/s,强降水为11 m/s;3不稳定条件方面,冰雹的对流有效位能、抬升指数以及850 h Pa与500 h Pa温差中位数分别为2 651 J·kg-1;-6℃、26℃,远远强于强降水的735 J·kg-1;-2℃、23℃,大风对应中位数为1 924 J·kg-1;-5℃、25℃,介于冰雹和强降水之间;4特征高度0℃层和-20℃层冰雹最低、大风次之、强降水最高,4 800 m和7 700 m可以作为0℃层和-20℃层冰雹和强降水的分界线。当对应高度大于该值时有利于强降水的出现,小于该值有利于冰雹的出现;5不稳定条件和动力条件具有互补关系,两者中其一出现极有利条件时,在江西省的实际预报业务中,就要考虑强对流天气的发生,当一条件异常偏大(很有利条件),另一条件不是很有利情况下,也有可能出现强对流天气。     

2011年春末夏初枯水期间长江河口盐水入侵

全球气候变化导致的长江流域枯水事件近几年趋于增多.2011年春末夏初长江中下游发生干旱,4、5和6月大通径流量分别比多年月平均值分别下降了33.4%、50.6%和50.3%.观测资料表明,4月崇西水文站大部分时间盐度大于0.45(饮用水标准),北支倒灌盐水从崇西水文站到南门大约需要2 d,到宝钢水库需要3~5 d,宝钢水库出现2 d和4 d不宜取水时间,青草沙水库出现5 d和4 d不宜取水时间.5月中下旬北支永隆沙仍被高盐水占据,崇西水文站盐度超标达到7 d,青草沙水库不宜取水d数达到8 d.6月4-7日大潮后中潮期5个观测潮周期内东风西沙水库约有一半时间盐度大于0.45,陈行水库和青草沙水库取水口盐水均低于0.45,但随时间逐渐升高,盐份主要来源于北支倒灌.长江河口盐水入侵一般发生在12月和来年的1-3月,4-6月随着径流量的增大盐水入侵消失.气候变化产生的枯水事件加剧了长江河口盐水入侵、严重影响了非盐水入侵期水源地取水安全.