青藏高原对非洲北部降水影响的模拟研究

利用耦合模式CESM1.0, 研究青藏高原地形对非洲北部降水的影响。敏感性试验结果表明, 去掉青藏高原地形后, 首先, 大气环流迅速做出调整, 出现自热带大西洋向东北方向至北非的水汽输送异常和自印度洋向西至北非的水汽输送异常, 造成北非大气水汽含量增加和水汽辐合增强, 降水增多。然后, 当海洋环流调整到准平衡态时, 北大西洋海表温度降低, 南大西洋海表温度升高, 地表大气温度也发生相应的变化。在南北温度梯度的影响下, 原本由热带大西洋向北非的水汽输送发生转向, 导致北非的水汽含量减少和水汽辐合减弱, 使得降水比前一阶段减少。即便如此, 在没有青藏高原的试验中, 当海洋环流调整到平衡态时, 北非大部分区域水汽辐合仍然强于有青藏高原的真实地形试验, 区域平均降水也增多。结果表明, 青藏高原的隆升可能在一定程度上加剧了北非的干旱化。     

华南大尺度空中水资源时空演变特征

用1958—2004年NCEP／NCAR再分析资料和中国160站月降水量资料分析了华南年平均大尺度大气水汽汇的时空变化.结果表明：华南地区年平均水汽汇的主要变异区在华南中、东部地区以及华南西南地区、华南中、东部的年平均水汽汇与该地区的年平均降水一样，存在增加的气候变化趋势，而该地区的蒸发量则有减少的趋势。华南西南部的年平均水汽汇则以年际变化为主。华南中、东部以及西南部的水汽汇偏强（弱）时，东亚沿海上空水汽输送异常强（弱）导致这些地区的垂直积分的水汽通量辐合的增强（减弱）。     

基于地基GPS的暴雨水汽输送分析研究

利用地基GPS大气可降水量资料、常规气象资料和美国国家环境预报中心(National Cholesterol Education Program.NCEP)资料分析了2005年8月22-24日云南一次暴雨期间的水汽输送过程,分析了云南地基GPS立体布局的重要性.结果表明,GPS遥感的大气可降水量与探空观测结果有高度的一致性;地基GPS探测可以获得大气可降水量高频变化的信息;暴雨期间水汽输送主要集中在850～600 hPa之间的各层;立体布局的地基GPS网是监测西南水汽通道的有力手段.     

青藏高原对全球大气温度和水汽分布的影响

利用耦合的气候模式CESM, 定量研究青藏高原对全球大气温度和水汽分布的影响。通过对比采用真实地形的参考实验(Real)和去掉青藏高原的敏感性实验(NoTibet)发现, 去掉青藏高原会使北半球大气变冷、变干, 对南半球的影响不明显。北半球中高纬度从地表至平流层均有强烈降温, 地表的降温中心在北大西洋, 年平均降温幅度达5ºC, 高空的降温中心在100 hPa的平流层, 年平均降温幅度达2ºC。北大西洋和南亚地区湿度减少, 南大西洋和东非地区湿度增加。北半球变冷主要是海洋向北经向热量输送减少的结果, 一方面增强了北半球的经向温度梯度, 导致Hadley环流增强, 加强了中低纬地区向北的大气热量输送, 部分补偿了海洋向北减少的热量输送, 维持了北半球中低纬度的能量平衡; 另一方面, 使得北半球中高纬度蒸发作用减弱, 大气中水汽含量减少, 北半球变得寒冷干燥。初步的研究表明, 青藏高原对北半球气候有重大影响, 影响范围可达北半球高纬度地区。     

2011年3月川西高原一次区域暴雪过程分析

利用0.5°×0.5°的ECWMF再分析资料，常规气象资料，应用天气分析和诊断方法，对2011年3月20日川西高原北部的暴雪天气过程进行系统分析.结果表明：东路和西路冷空气合并使得暴雪区冷空气强度达到寒潮标准，极锋急流偏强是造成此次暴雪重要原因之一；青藏高原南侧局地水汽在偏西风的输送下到达川西高原，成为此次暴雪的主要水汽来源.由于是非典型的水汽输送，所以整个暴雪期间湿层都较薄.此次过程水平运动和垂直运动对锋生都起到了同等重要的作用.     

近50年夏季西北暴雨特征和水汽轨迹分析

采用中国西北地区19602009年68月常规气象观测站24 h（20:0020:00）降水资料和NCEP/NCAR（2.5×2.5）19602009年再分析逐日4次的850,700,600,500 hPa位势高度、比湿q和U,V风场资料.在分析西北地区降水概况的基础上,通过NOAA HYSPLIT₄水汽轨迹模型和常规诊断分析方法,对2005年7月12日降水过程进行了分析,结果表明:中国西北地区暴雨的主要特点是降水频率低,降水频数有明显的年际变化特征;降水时间相对集中,主要集中在7月和8月;降水持续时间短,且降水时间持续2天（包括2天）以上的过程性降水次数有明显的年代分布特征.西北地区降水的环流形势主要以西低东高型和偏南气流型为主.利用HYSPLIT后向轨迹模型,对2005年7月12日降水过程向前360 h追踪水汽输送轨迹,发现水汽主要来自偏南气流;但是,不同等压面上水汽轨迹并不总是一致的,降水量越大,不同等压面上的水汽输送轨迹越趋于一致.通过物理量的诊断分析,表示水汽来源的水汽通量分布与后向轨迹模型给出的水汽来源一致.因此在本个例中,后向轨迹模型可以作为判断降水过程中水汽来源的方法之一,并且此次降水过程伴随强烈的上升运动和对流层中下层的强辐合及高层的辐散气流.     

一次由西南低涡引发的我国南方特大暴雨的综合分析

2008年6月10～14日我国南方出现了一次区域性的强降水过程,给江河、水库的防汛工作带来了极大压力。该文利用常规观测资料和NCEP再分析资料,诊断分析了此次强降水过程发生的大尺度环流形势以及西南低涡在此次暴雨过程中的作用。其结果表明：（1）此次强降水发生期间,中高纬度经向环流明显,主要表现为“两槽一脊”型,有利于冷空气不断南下;（2）在中低层流场图上分析出了“鞍”型场的环流配置,西南地区上空低层不断聚集由西南气流输送的大量暖湿空气,而在高层有干冷空气侵入,从而导致西南低涡强烈发展、东移以及强降水的发生;（3）本次西南低涡初期具有暖性结构,暖平流使中低层增温增湿,加大了大气层结的不稳定性,从而引起上升运动和凝结潜热释放,促使低涡强烈发展;（4）影响此次强降水的水汽来源有三支：一支来自孟加拉湾的水汽输送,另一支来自中印半岛和南海的水汽输送,第三支是西风带的水汽输送。     

1994年前汛期广东区域水汽输送分析

分析了１９９４年前汛期广东区域大气水汽与水汽输送,指出了这段时期水汽含量和水汽输送特征,水汽通量散度时空分布及变化,水汽突变（主要由高空湿层增厚引起）与夏季风建立和“９４６”暴雨的发生的关系．观测研究表明,在暴雨期,在时间尺度上水汽散合是短周期的,在垂直方向上有多个水汽无辐散层．     

江淮地区大气中平均水汽含量特征及变化趋势

利用NCEP／NCAR1948～2003年再分析格点资料,研究江淮地区大气中水汽含量的时空分布特征及变化趋势,对比分析了旱涝月份江淮地区大气水汽含量的特征、结果表明水汽含量是形成旱涝的一个内在条件.     

玛曲地区5-10月水汽通量及强降水水汽来源分析

利用玛曲常规站1967-2008年24 h (20:00-20:00)降水资料、NCAR/NCEP月平均再分析资料,用NOAA HYSPLIT_4(混合单粒子拉格朗日积分)水汽轨迹模型,统计分析了玛曲地区5-10月的平均水汽输送通量和强降水水汽主要来源轨迹.结果表明玛曲地区5-10月水汽主要存在于400 hPa以下,各...     

蒸发互补关系的区域变异性

为了研究蒸发互补关系的区域变异性,该文引入了水汽压-温度(p-t)状态空间.在蒸发互补关系中,湿润环境蒸散发量通常采用Priestley-Taylor(P-T)公式进行计算.研究表明:大气环流和洋流将热量和水汽由低纬度向高纬度输送,导致P-T公式中的参数α随纬度增高而增大;海陆之间的大气运动将水汽由海洋输送到陆地,导致α随着离海洋距离的增加而减小.这与中国108个流域的水文气象数据所揭示的规律是一致的.     

2003年夏季江淮特大暴雨成因分析

利用全球NCEP／NCAR资料,采用诊断分析方法,对2003年夏季6月29日～7月4日发生在淮河流域的特大暴雨过程成因进行了分析,结果表明：暴雨出现与大气环流异常以及水汽输送、西南季风的异常偏强有关;暴雨区的水汽来源于阿拉伯海至孟加拉湾及北太平洋至中国南海地区。     

光学方法测定大气水汽总量的探讨

介绍一种测量大气水汽总量的方法和仪器。仪器测量出通过大气的太阳（或月亮）光谱水汽吸收带带心（吸收带心波长取９３５ｎｍ，参考波长８８９ｎｍ）的剩余强度Ｒ，按相关式Ｒ＝０．５９求出测量程上大气的水汽总量Ｗ，垂直气柱上的水汽总量Ｗ０由Ｗ０＝Ｗ／ｍ求出，ｍ为观测方向对应的大气光学质量．仪器观测结果和气象部门的探空资料符合得较好，平均误差为５７％．     

1997～1999年亚洲季风区夏季水汽输送的差异分析

 利用ECMWF的水汽和风场资料,对东亚、东南亚和印度季风区1997～1999年各年夏季(6～8月)300～1000hPa气层间的水汽输送及其差异进行了计算分析.结果表明:①水汽输送的经向通量,在印度尼西亚-中国南部-日本南部为向北(正)的通量,从1997年到1999年夏季经向通量是由弱变强再变弱,而在澳大利亚北部-印度尼西亚则是由强变弱再变强;②水汽输送的纬向通量,1997年夏季正输送的东西范围比1998年和1999年夏季要广,但南北范围较窄;③中国东南部、南海到日本东部海域的负水汽平流在1998年夏季最大;④风场散度引起的水汽通量散度,在阿拉伯海和孟加拉湾1998年夏季最小,在东亚和西太平洋地区这3年变化很大.     

西北地区空中水汽输送时变特征及其与降水的关系

利用西北地区25个气象观测站1964～1998年的降水量等多个气象要素资料以及1980～1998年西北地区高空风场资料,分析了西北地区空中水汽分布及其输送的年代际变化特征,并探讨了与降水量变化的关系.结果表明:西北地区上空对流层内的水汽含量具有区域差异,在西北地区东部和西部水汽较丰富,而西北地区中部水汽含量极少,这与西北地区降水的地理分布基本一致;西北地区对流层整层的水汽含量从20世纪60～80年代初有下降趋势,而在20世纪80年代中期以后又开始出现显著增加的趋势.在年际变化上,降水的变化趋势与水汽的变化趋势在部分年份里存在一定差异,这主要因为降水是由多种因素决定的;西北地区水汽输送主要以纬向为主,且水汽输送两个大的通道对应降水的极大值中心;全球变暖对西北地区空中水汽分布有一定影响.     

中国大气中的潜热平均输送及源、汇分布

本文采用了全国约100个探空站1960—1969年10年平均资料,计算和分析了我国大气中(从地面到100mb,共11层)全年和各月潜热平均纬向和经向输送,潜热合成输送方向和输送量以及潜热的辐合、辐散(源、汇)的分布特征。主要结果如下: 1.我国大气中潜热输送的来源主要是三个方向:(1) 来自孟加拉湾和印度洋的西南气流;(2) 来自大西洋和北冰洋的西北气流;(3) 来自我国南海(包括东海)的偏南气流。 2.全年整层大气潜热输送量最大的地区在长江以南的两湖平原地区和西南横断山区及云南一带,纬度为24—27°N的范围内。 3.潜热输送与我国环流特征及季风进退有密切的关系。不同气流组成的潜热输送交汇线与我国的干、湿气候分界线很一致。 4.我国全年潜热辐合量零值线大致沿纬度32～34°N,潜热源、汇的分布与我国降水量的分布特征很一致。     

库姆塔格沙漠大降水环流分型及不同环流型典型天气过程分析

利用1960-2014年最靠近库姆塔格沙漠的4个气象观测站的逐日降水资料、2.5°×2.5°的NCEP/NCAR再分析资料和1°×1°的FNL再分析资料,在库姆塔格沙漠大降水500 hPa环流分型的基础上,运用物理量场诊断分析方法对不同环流型的典型大降水过程进行诊断分析,并运用HYSPLIT后向轨迹模型追踪其水汽来源.结果表明:大降水的500hPa环流型可分为低涡切变型、新疆低槽型和贝加尔湖至新疆横槽型;大降水的水汽路径主要分3支:西风气流携带的来自大西洋、里咸海和极地北冰洋的海源水汽,沙漠南侧西南气流携带的来自印度洋-孟加拉湾的暖湿水汽,华中一带东南气流携带的来自孟加拉湾-南海和西太平洋的暖湿水汽;库姆塔格沙漠上空区域平均水汽通量随高度增加而递减,各层中以700 hPa水汽通量最大.大降水期间垂直上升运动强,为大降水的发展和维持提供动力条件.     

绿洲对其临近荒漠大气水分循环的影响——敦煌试验数据分析

利用"我国西北干旱区陆-气相互作用试验\\"2000年5～6月在甘肃敦煌进行的野外观测资料,分析了西北干旱区临近绿洲的荒漠戈壁大气湿度特征,并根据它们在不同风向下的表现揭示出了绿洲对其临近荒漠戈壁大气水分输送的影响.研究了在绿洲影响下大气的逆湿和负水汽通量与风向和大气稳定度的关系,说明大气逆湿和负水汽通量的出现不一定完全相关,小时平均量有时表现出负梯度输送的特征,并且给出了负梯度输送出现概率的日变化以及大气稳定度对负梯度输送的影响.     

河南省夏玉米生长季洪涝灾害的环流背景及水汽输送特征

采用1°×1°NCEP再分析资料及地面、高空实况观测资料,分析了2000年以来发生在淮河上游河南境内的4次持续性暴雨过程的大尺度环流背景和水汽输送特征.结果表明:淮河上游持续性暴雨有纬向型和经向型两类,以纬向型居多.两类暴雨的持续与副热带高压及长波槽脊的稳定维持密切相关,两类暴雨均发生在亚欧环流为两槽两脊的大尺度环流背景下(槽、脊位置不同),北方南下的冷空气与副热带高压外围的暖湿气流长时间交汇于淮河上游上空,致使该地区暴雨持续;4次持续暴雨过程的水汽来自于南海、孟加拉湾或东部海面,东边界和南边界是水汽的主要流入边界.     

豫北旱区一次转折性降雪天气过程分析

利用欧洲中心再分析资料、NCEP再分析资料、常规观测资料和加密观测资料,对2011年2月9—10日豫北初雪过程进行分析,结果显示:导致华北大部、黄淮等地降水偏少,发生气象干旱的主要原因是北方冷空气势力强而南方水汽输送条件差;该次降雪过程是受高空短波槽和地面倒槽共同影响所致.