北碚区降水时空分布及变化趋势分析

利用北碚区地面气象观测站1961-2010年降水观测资料,运用线性趋势、小波分析和M-K突变检验等方法对北碚区近50年来的降水的时空分布及变化的主要特征进行分析.结果表明,年降水量呈增加趋势,1970年是近50年降水量变化的显著突变点.季节降水变化最显著特点为夏季增加最明显,而秋季为减少趋势;降水的日变化特征是降水主要集中在夜间,大的降水主要出现在后半夜.小波分析得出年降水量变化存在准13～15年的年代际周期和4～6年的短周期,且近年来周期有变短趋势.从空间分布来看,全区年降水量呈现西北部最高、东北部次之,西南部最低的分布状况.年降水与当年7月份亚洲区极涡面积存在最大负相关,而与头年1月份太平洋极涡面积存在最大正相关.     

基于渔捞日志的舟山渔场单拖网渔获量时空特征分析

依据单拖网渔船2010年在舟山渔场进行捕捞作业时渔捞日志所记录的统计数据,开展了总渔获量以及渔获优势种时空分布的研究.结果显示,总渔获量在1～2月产量下降,3～5月产量在持续上升.禁渔期过后,9月产量显著上升,随后10～12月产量先上升后下降.总渔获量空间分布为,春季在30°18′～31°00′N,124°18′～25°18′E范围内渔获量相对较高;秋季渔获量最高分布在30°18′～31°00′N,123°00′～123°18′E之间;冬季在29°00′～30°00′N,125°00′～125°18′E范围内渔获量相对较高.秋季渔获量较春季和冬季明显增加.渔获量随时间变化的趋势大于随空间变动的趋势.渔获物中优势种类包括日本红娘鱼Lepidotrigla japonice、带鱼Trichiurus haumela、小黄鱼Pseudosciaena polyactis,渔获比例分别达到16.88％、7.58％、4.58％.研究结果表明,季节是影响优势种产量的主要因素.带鱼的高产季节为春季,小黄鱼高产则主要出现在春季和秋季,红娘鱼主要集中在春季和冬季.从各优势种产量的空间分布看,舟山渔场单拖网作业带鱼高产区主要分布在29°05′～31°18′N、123°00′～125°13′E范围内;小黄鱼产量主要分布在29°00′～30°34′N、122°34′～125°34′E范围内;红娘鱼产量主要集中在29°00′～31°10′N、123°00′～125°09′E区域内.     

对南海不同区域热带气旋气候特征的分析

利用1949—2015年CMA-STI热带气旋(TC)的最佳路径数据集分析了影响南海及其不同区域的TC频数、强度、源地和路径等气候特征.结果表明:影响南海、南海北部、南海南部热带气旋的年平均频数分别为11个、7.5个和3.0个,其年变化均为单峰型,峰值月分别出现在9月、8月和11月;影响南海中部的TC的年平均频数为6.1个,其年变化为双峰型,主峰出现在10月,次峰出现在7月.在影响南海的TC中,有52%的TC来源于西北太平洋,48%的TC来源于南海;在影响南海北部、中部和南部区域的TC中,来源于西北太平洋的TC频数占比分别为52%、52%、54%,并且西北太平洋生成的TC强度明显强于南海生成的TC强度.在南海的不同区域中,影响南海北部区域的TC强度最强,南部区域最弱.对于影响南海区域的TC,其生成源地主要集中在5°N以北的南海海域和菲律宾以东至150°E和6°~16°N的西太平洋海域;对于影响南海北部到南部区域的TC,其生成源地的纬度依次向南移、经度依次向西移.对于影响南海及其北部、中部和南部区域的TC,其路径移动方向分别集中在WSW-NW、W-NW、W-NW、WSW-WNW扇区,累计频率均在55%以上,对于主导方向,除南部为W方向(频率23.9%)外,其他均为WNW方向(频率均在24%以上).1949—2015年期间,影响南海和南海北部的TC年频数呈显著的减少趋势,减少速率分别达到0.6个/10a和0.5个/10a,南海中部区域的TC年频数呈微弱的减少趋势,而南部区域的TC年频数则无变化趋势.影响南海及其北部和中部区域的TC强度均有显著增强的趋势,而影响南海南部的TC强度则仅有弱的增强趋势.     

西北太平洋生成热带气旋的年代际变化

为了分析热带气旋年代际变化的特征和造成这种变化的原因,利用西北太平洋编号台风资料对1949～2003年55 a的西北太平洋热带气旋特点进行分析,发现西北太平洋生成的热带气旋不管是频数还是生成位置都存在明显的年代际变化,根据热带气旋频数的年代际变化,把研究的55 a分成低频时期(LFP)和高频时期(HFP)分别加以考察.结果发现:热带气旋生成的高低频时期海气条件存在明显的差异,HFP的海温、对流、涡散度和切变条件都有利于西北太平洋热带气旋的生成,而LFP则明显存在物理量场的相反异常.这表示HFP的海气环境相比LFP更有利于热带气旋生成,说明了变化的海气条件是引起热带气旋频数和生成位置年代际变化的主要原因.     

1949—2010年西北太平洋热带气旋时空分布特征分析

利用1949—2010西北太平洋热带气旋最佳路径数据集,分析了西北太平洋热带气旋的时空分布特征,结果发现:1)62a来西北太平洋生成的热带气旋和登陆我国的热带气旋年频次呈下降趋势,热带低压下降的趋势尤为明显;2)热带气旋平均生成位置随着月份变化呈现季节移动规律,纬度上有明显北移趋势;3)热带气旋中心气压低值和最大风速高值主要集中在南海盆地和菲律宾海以东洋面区,热带气旋前移速度分布具有显著纬度地带性.     

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.     

西北春季标准化降水指数及干旱时空特征分析

利用西北5省(区)137个测站的1961-2009年历年春季降水量资料计算标准化降水指数(SPI),统计了西北春季轻旱、重旱、特旱发生的空间分布和时间变化,然后用EOF,REOF,M-K等方法对西北春季SPI时空特征和变化趋势进行了研究.结果表明:新疆北部、甘肃河西及青海中部是干旱的主要发生区域;干旱面积率在1980年以前较高,而1981-1990偏轻,1991-2009缓慢增加.西北春季SPI结构的最明显特征是整个西北表现为一致的旱(或涝)的特征,新疆、青藏高原及西北东部是2个异常中心区,过渡带位于新疆的东部;西北春季SPI异常结构的另一显著特征是,新疆北部及青海南部与西北东部旱涝为反相结构,西北东部的多(少)雨往往对应新疆北部和青海南部的少(多)雨.利用SPI可将西北春季划分为4个旱涝异常区:青海高原区、西北东部区、新疆北部区、南疆区;并由各区代表站的SPI的M-K突变检验得,从1980年代开始,青海高原区春季降水增多,并且趋势十分显著;与其相反的是,西北东部区近年春季降水有减少的趋势;北疆区从1997年开始,春季降水有增多的趋势,而南疆区春季降水增多的趋势不十分显著.     

中国城市空气质量时空分布特征

采用国家环境保护部发布的2014年全国161个城市空气质量指数(AQI)数据,基于克里格插值、三维趋势面等空间分析手段,揭示重点城市空气质量时空分布格局.结果表明:我国AQI时空分布差异明显,季节特征表现为冬季最高,夏季最低,春季略高于秋季;月峰值出现在1月,9月AQI最低;日AQI高值出现在10:00,低值出现在16:00,白天AQI波动较大,夜间较平稳.空间分布呈现出从南向北、从沿海向内陆逐渐升高的趋势,且南北差大于东西差;华北生态地区AQI较高,云贵高原生态地区较低.     

基于客观识别技术的高原低涡近30 a气候特征

根据人工识别高原低涡的基本标准,结合高原气象学和几何学的相关知识,确定并编程实现了一种高原低涡的客观识别标准,利用高分辨率的气候预报系统再分析数据构建了1981-2010年出现高原低涡的客观识别数据集,并在此基础上分析了低涡的气候学特征,结果表明,近30 a客观识别出的全年高原低涡频数总体呈减少趋势,而其气候倾向率则减少4个/10 a;低涡年平均为60.57个.全年客观识别高原低涡无明显突变现象,且具有准4 a、准9 a的周期;低涡源地大部位于西藏阿里西部、改则、双湖和青海扎仁克吾一带,中西部涡为717个,占总数的39.4%;中部涡632个,占总数的34.7%;东部涡468个,占总数的25.7%;近30 a客观识别的高原低涡主要消散地位于那曲东北部、青海格尔木、唐古拉山、沱沱河附近,日喀则、川西高原西北部均有高频消散中心;全年低涡生成频数的高发月为5-8月,该时期生成的低涡总数达1 144个,占全年总数的63.0%.     

4种再分析资料确定的大气边界层高度的差异性

利用1980年1月-2010年12月全球无线电探空数据集(IGRA)计算的大气边界层高度(PBL),对CFSR、CERA-20C、ERA-interim和MERRA2再分析资料确定的PBL进行评估.结果表明, 4种再分析资料分析的PBL的空间分布特征与IGRA的分析结果具有较好的一致性,但再分析资料确定的PBL数值低于IGRA的计算结果; 4种再分析资料与IGRA计算的PBL误差值较小的区域都位于00:00和12:00的对流边界层发展稳定期,且误差主要集中于-40%～-60%.其中MERRA2资料的计算结果误差整体较小,与IGRA的结果最接近, CFSR和ERA-interim的计算结果次之, CERA-20C的计算结果误差最大. 4种再分析资料确定的PBL与IGRA的结果在0°～60°E的欧亚大陆上表现出较强的正相关性,而00:00的CFSR和12:00的ERA-interim的结果与IGRA的计算结果相关性优于其他再分析资料的计算结果 .大气边界层发展充分时再分析资料对PBL的判定不确定性较小,与IGRA计算的PBL误差小,相关性强;大气边界层发展期或衰退期,结果反之.研究PBL的空间分布特征时, MERRA2资料与IGRA的计算结果具有较好的一致性;研究PBL长期变化特征时, CFSR和ERA-interim的计算结果一致性好.     

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.     

近50年洮河干流径流量分布特征及变化趋势分析

根据洮河干流4个水文站1956-2009年的逐月径流量资料,从不均匀性和集中程度等方面分析了径流量年内分配的变化特征,并采用Mann-Kendall非参数检验方法分析了流域月、年径流量变化的趋势性.结果表明:洮河干流径流量在枯水季节和丰水季节相差较大,年内分配极不均匀.从时间上来看,1980年以后各水文站径流量的不均匀性和集中程度有所缓解,径流量的集中期有提前的趋势.从空间上来看,洮河流域下游比上游具有更高的不均匀性和集中度,说明越向下游径流量年内分配越不均匀.另外,不均匀性和集中度的相对变化幅度整体有升高趋势.1980年以后洮河干流各月径流量普遍减小,汛期减少尤为明显,且上游枯水期减少趋势大于下游,下游汛期减少趋势大于上游,春、夏季减少趋势大于秋、冬季.洮河干流径流量的年际变化较为剧烈,1980年以后洮河干流年径流量明显减小,且下游减少趋势大于上游.其中,下巴沟、岷县、李家村、红旗站年径流量分别以每年0.14×108,0.28×108,0.35×108,0.37×108m3的速率递减,递减量分别占多年平均径流量的0.91%,0.84%,0.88%,0.81%.     

中国西南地区近50年夏季降水的气候特征

利用中国西南地区103个气象观测站1961年1月1日-2010年12月31日的逐日降水量资料,采用旋转经验正交函数分解、突变分析、小波分析等方法对该地区近50年夏季降水的空间异常分布、演变规律、突变及周期特征进行了诊断分析.结果表明:西南地区近50年夏季降水标准化距平场可以划分为七个分区,并根据夏季降水的年代际变化特征将其归为五种类型,即明显增加型、缓慢增加型、平缓变化型、缓慢减少型和明显减少型.近50年夏季降水量在川东渝北和川西高原地区明显增加,而四川盆地则明显减少;贵北渝南和贵南桂北地区呈南北相反的缓慢增加(减少)趋势,云南地区呈东西相反的平缓减少(增加)趋势.夏季降水突变点多集中在20世纪70年代、90年代和21世纪初.且都存在一个准14年尺度的变化周期.     

朝鲜冰雹的气候特征分析

利用朝鲜1981-2010 年95 个地面观测站的冰雹观测记录, 分析朝鲜冰雹的气候特征。结果表明, 朝鲜的冰雹主要分布在北部山区、中部山区和西部平原地区, 年平均冰雹日数在上述地区分别达到4, 1.5 和1 以上。年平均冰雹日数分布表现出明显的季节变化, 春季主要集中在中部山区和北部山区, 年平均冰雹日数达到0.4; 夏季主要出现在北部山区, 年平均冰雹日数达到0.8; 秋季南移至西部平原和东部沿海地区, 年平均冰雹日数达到0.4。朝鲜的冰雹发生时刻具有明显的日变化特征, 平壤站冰雹最大值出现在13:00LT (当地时)。在研究的时间段内, 朝鲜全国72 个台站的年平均冰雹日数出现显著的下降趋势, 6 个台站的年平均冰雹日数明显上升, 主要分布在北部的两江道。另外, 对平壤观测站的零度层高度(FLH)、归一化对流有效位能(NCAPE)和垂直风切变(VWS)进行分析, 探讨平壤地区冰雹频数下降的原因。     

2013—2018年南平市夏季短时强降水特征分析

利用南平市275个自动站2013—2018年夏季(7—9月)逐小时降水资料、同期邵武探空资料及ECMWF1°×1°再分析资料,统计分析夏季短时强降水的时空分布特征,同时对影响天气系统进行分类,并分析不同天气型的物理量特征。结果表明,南平市夏季短时强降水的频数年际变化大,其日变化呈单峰型,午后到上半夜最易发生短时强降水,峰值出现在17时,易发地段主要集中在东南部及西北部;影响系统主要分为副高型、冷槽型、暖切型及热带低值系统型,其中副高型出现次数最多,同等条件下,热带低值系统型天气最易发生短时强降水,副高型天气最不易发生短时强降水。     

1952-2012年蚌埠市雷暴气候统计特征研究

利用蚌埠市1952-2012年雷暴资料,采用气候倾向率、保证率、Mann-Kendall突变检验和Morlet小波分析等气候诊断方法,分析蚌埠市近61a雷暴的气候变化趋势、初终日分布、突变和周期变化特征.结果表明:蚌埠市雷暴日数年际变化较大,平均雷暴日数总体呈略下降趋势,夏季雷暴日数下降趋势最明显;雷暴有很强的季节性,集中出现在4-9月份,以7月份出现最多;雷暴初日普遍在3月中旬,终日普遍在9月下旬,雷暴初终日年际间差异大;雷暴日数呈先升后降的气候变化趋势,显著突变年份是1980年;雷暴日数年际和年代际变化存在2-4a、10-12a以及准16a振荡周期.     

中国西北干旱区极端气温的时空变化特征

利用1961-2010年西北干旱区107个气象台站观测资料,基于气候学统计方法,分析西北干旱区50年来极端最高、最低气温的时空变化特征和规律.研究表明:西北干旱区极端最高、最低气温呈非对称性增长,极端最低气温增暖趋势明显高于极端最高气温,从而导致极差呈减小趋势,天山山区尤其显著.西北干旱区极端最高气温暖中心分布于准噶尔盆地和塔里木盆地;极端最低气温在空间分布上表现出一定的近纬向分布特征,温度梯度变化显著.20世纪末期至今,西北干旱区极端最高、最低气温均呈现明显的增暖趋势;极端最高气温在1997,2000年出现异常偏暖现象;极端最低气温1967年出现异常偏冷现象,比多年均值偏低3.9?C.     

湖南省1961-2010年降雨侵蚀力时空变化特征研究

为准确定量评估和认识湖南省区域降雨侵蚀力的时空特征,利用1961～2010年湖南省21个雨量站的逐日降雨数据,采用降雨侵蚀力简易计算模型计算出不同地区的降雨侵蚀力,并通过反距离加权内插方法进行空间插值得到湖南省多年平均降雨侵蚀力的空间分布和年内季节分布,基于变差系数和气候倾向率两个指标分析了降雨侵蚀力的年际变化特征。结果显示：1）湖南省多年平均降雨侵蚀力在5 510.65～12 526.14 MJ?mm/(hm2?h?a)之间变化,具有明显的地域差异性,高大山脉地区的降雨侵蚀力明显高于其他地区。空间分布整体趋势是由西北、东部、南部向中部递减,在西北部、东部和南部边缘较大;侵蚀高值区分布在安化站、南岳站,低值区集中在东北部的南县站和西南部的武冈站;2）季节差异性显著,降雨侵蚀力集中在3-8月,侵蚀高值中心逐月由东南向西北移动,低值中心由西向东移动;3）气候倾向率和变差系数分别在-132.09～499.81 MJ?mm/(hm2?h?a)/10a和0.257～0.403之间变化,降雨侵蚀力年际变化总体上呈现线性增加并有向北转移的趋势,变差系数在空间分布上大致呈南北高南中间低的特点。研究结果可为湖南省的水土保持、农业和生态保护,以及灾害控制等工作提供科学决策依据。     

福建沿海热带气旋的时空分布特征及其影响分析

基于福建省1945—2019年登陆型及影响型热带气旋数据资料,对福建沿海地区热带气旋的活动规律、时空分布特征及灾害损失情况进行统计分析. 发现登陆型热带气旋频数年际分布呈现“增-减-增”的变化趋势,而强度年际分布呈现相反趋势. 影响型热带气旋频数整体呈现减小趋势,预计未来几年继续减小. 福州市为登陆次数最多的城市,且登陆强度呈现标准正态分布. 从防灾角度出发,热带气旋由海域向陆域移动过程中,强度逐渐减小,且严重灾情在北部出现的频数较南部高.     

天津港大雾天气气候特征分析

利用1980—2017年气候资料,结合区域自动站观测资料,对天津沿海地区大雾天气气候变化规律进行分析。结果表明:近年来大雾发生频次呈北多南少的分布特征,大雾天气日数呈减少趋势,但时数呈上升趋势,反映出连续性大雾或长生命史大雾天气这种极端天气事件的频率有所增加。雾的日变化特征呈单峰类型,峰值集中在早晨06:00～08:00,且各季有所不同,春秋季集中在早上06:00～07:00,夏季较早,集中在04:00～06:00,冬季稍晚,集中在07:00～08:00,午后14:00～19:00为少雾时段。各强度雾中,大雾频次最多,年平均5.2 d,其次为强浓雾年平均4.4 d,浓雾和特强浓雾频次较少;持续时长为6～12 h的雾出现频次最多,占28.7%,其次是时长为0～3 h的雾,占27.8%。