1961—2017年郑州夏季降水日变化规律分析

利用郑州气象站1961—2017年逐小时降水资料,采用平均小时降水量、降水频次、降水强度、降水贡献率、降水发生率、降水历时及强降水等级等指标,分析了57年郑州夏季6—8月降水日变化规律.结果表明:①郑州夏季降水量和降水强度的日变化表现出明显的凌晨、傍晚和上午10时"三峰"结构,主峰出现在傍晚18时;而降水频次表现出凌晨1时至上午9时的单峰结构.②夏季降水量和降水强度日变化在上午10时呈现的峰值是由8月份降水贡献的,6—7月在该时段并未表现峰结构.③郑州各历时降水发生率随降水历时的增加呈对数递减趋势,而贡献率则呈先降低后增加的趋势.④郑州降水以1～5 h短历时为主,频发于傍晚和清晨前后,贡献率则以7～24 h历时为主,频发于凌晨下半夜至早晨.⑤强降水频发于凌晨和傍晚,三级频次最多,二级次之,一级最少;降水贡献率则相反.     

中国地面气温和降水变化未来情景的数值模拟分析

利用加拿大CCCM a模式,对中国地面气温和降水进行了模拟分析,结果表明:①CCCm a模式能较好地模拟中国区域地面气温的空间分布特征;②从A2和B2情景的预估结果来看,地面气温的增加在空间分布上是不均匀的,大体的情形是内陆增温大于海洋,北方增温大于南方。降水量总的变化趋势也是不断增加的,降水量的增加主要青海西藏一带,华南地区在21世纪末期降水量会有所减少;③模拟结果还表明,未来中国区域的地面温度是持续增加的,即使从1990年开始采用了减少温室气体排放的措施,其后的增温趋势依然很明显,直到21世纪中期,才能明显的看出采取减少温室气体排放的措施对缓解增温趋势的效果。     

中国降水场的时空分布变化

 分析了全国160个气象观测站51a(1951-03～2002-02)的月季降水量距平场的时空分布变化规律得出:我国降水空间分布的主要类型是南北分布;统计降水量的时间尺度越大,则降水量的空间分布尺度也越大;冬季降水的空间分布尺度比夏季大;夏季降水空间分布的年际变化比冬季大;春、夏季的降水空间分布变化具有较为显著的正相关关系;春季降水空间分布具有2.4～3.0a的显著周期存在,冬季降水空间分布也具有2.3～2.8a的显著周期存在.     

MM4模式和陕西春季降水模拟试验

介绍了有限区域的中尺度数值模拟ＭＭ４的结构,物理过程等,用ＭＭ４模式对陕西省春季透雨和暴雨过程进行模拟试验,证明了ＭＭ４模式在陕西春季大降水预报中的可用性。     

郑州市夏季降水的变化特征

利用1955—2011年郑州市夏季降水日逐分钟降水量,对郑州市降水日的降水量及其场次的年内和年际变化进行分析.结果表明:郑州市1981—2010年夏季降水量场次及其降水量平均分别为42.7场和8.4 mm,二者均有显著的变化趋势,气候倾向率分别为-2.2场/10a和0.56 mm/10a.郑州市场次降水平均持续时间和实际维持时间具有显著的线性相关关系.不管用场次降水量最长持续时间与其对应降水量的关系,还是利用场次最大降水量与其对应持续时间的关系,均表明随着时间的延长,降水量的数值会增加,反之依然.     

北京地区地面风场的数值模拟研究

利用区域大气模拟系统RAMS(RegionalAtmosphericModellingSystem),对北京地区2002年7月8～10日的地面风场进行了模拟,并将结果与同期的实际地面风场进行了对比。对比结果表明,结合高分辨率地表植被类型资料与地形资料,RAMS模式可以很好地再现北京地区地面风场的时空变化特征。     

2015年北京、上海和拉萨PM2.5浓度日变化和日际变化分析

分析2015年北京、上海和拉萨3个城市PM_2.5浓度的时间序列, 讨论PM_2.5浓度的季节变化以及各城市PM_2.5浓度日际变化与日变化的相对重要性。从长期来看, 3个城市冬季PM_2.5浓度普遍大于夏季; 从短期来看, 北京和上海PM_2.5浓度主要呈现日际变化, 天气系统的影响远大于日变化。北京冬季PM_2.5浓度在一定程度上也呈现日变化, 但在夏季不明显; 上海在冬季和夏季都不呈现日变化; 拉萨的情况则相反, 当地的天气系统比较稳定, 日际变化不明显,PM_2.5浓度主要受日变化影响,PM_2.5浓度的日变化呈现明显的“双峰”现象。     

基于CMIP6模式预估中亚降水时空变化特征

基于1951—2010年英国东英吉利大学（East Anglia）气候研究中心降水资料来检验第六次国际耦合模式比较计划（Commentary on the Coupled Model Intercomparison Project Phase 6,CMIP6）模式资料中22套模式降水资料对中亚地区年平均降水的模拟能力,并挑选最优的一批模式资料来预估中亚未来降水的时空分布特征。结果表明：在2021—2060年不同排放情景下,多模式集合平均与历史值之差的降水气候态分布与1951—2010年间降水气候态分布特征明显不同,而均方差的分布特征基本相似,在春季和冬季,中亚未来降水趋势均体现出北部降水增长,南部降水减少的分布特征。未来中亚春季和冬季平均降水量在大部分地区始终出现变多趋势,不同排放情景下预估降水长期趋势变化的结果表明,中亚春季和冬季整体降水增长或减少趋势的强度均大于以往降水变化的强度。     

干旱与半干旱区一年生植物水势对模拟降水变化的响应

植物水势可以反映和度量植物水分状况.通过测量叶片水势,可以掌握植物受水分胁迫程度,以及植物对水分的敏感程度.以内蒙古干旱与半干旱区2种藜科一年生猪毛菜类植物:猪毛菜(Salsola collina)、雾冰藜(Bassia dasyphylla)和2种禾本科一年生小禾草类植物:虎尾草(Chloris virgata)、冠芒草(Pappophorum boreale)为研究对象,模拟5 mm、20mm、70 mm和150 mm四种降水量水平,通过监测叶片水势来研究一年生植物水势对降水量变化的响应.研究表明,一年生猪毛菜类植物比一年生小禾草类植物对降水更敏感,一年生小禾草类植物比一年生猪毛菜类植物更抗旱.一年生猪毛菜类植物表现出以相对较高的水势来延迟脱水的干旱适应方式,一年生小禾草类则表现出更多以较低的水势来忍耐脱水的干旱适应方式.     

用区域气候模式对1951—2000年我国夏季降水的模拟

为了检验区域气候模式对我国夏季降水的模拟能力,利用高分辨率区域气候模式RegCM3对1951—2000年的夏季中国区域降水进行了数值模拟。初始值及边界值取自美国国家环境预测中心(NCEP)和国家大气中心(NCAR)的全球再分析资料。每年的模拟积分时段从5月1日开始到9月1日结束,但是每年降水量的分析只使用6—8月的模拟结果。主要结论如下:(1)从全国平均总降水量看,该区域模式的模拟结果与观测比较接近,明显好于NCEP的降水资料,但模拟的降水量空间分布不理想;(2)从降水量距平的空间分布来看,该区域模式对我国的东北夏季降水的模拟结果明显好于全国其他地区,黄河中下游最差;(3)从时间分布上看,该模式模拟能力呈现出明显的年代际变化,20世纪60年代及90年代模拟较好,也比较稳定,70年代及80年代的模拟能力呈大起大落不稳定状态;(4)模式未能模拟出70—80年代我国降水偏少的观测事实,说明模式对我国夏季降水年代际变率的模拟能力不足。     

Diurnal variations of summer precipitation in Beijing

Climatic characteristics and secular trends of diurnal variations of summer precipitation in Beijing are studied using hourly self-recording rain-gauge data during 1961-2004. The results show that both rainfall amount and rainfall frequency present high values from late afternoon to early morning and reach the minima around noon. Two separate peaks can be identified in the high value period, one in the late afternoon and the other in the early morning. Taking the rainfall duration into account, it is found that the rainfall during late afternoon to midnight mainly comes from the short-duration rainfall events （an event of 1-6 hours in duration）, while the rainfall during midnight to early morning is accumulated mostly by the long-duration rainfall events （an event that lasts longer than 6 hours）. In the recent 40 years, the summer precipitation in Beijing has been considerably restructured. The total rainfall amount of short-duration events has increased significantly, while the total rainfall amount of Iong-duration events has decreased.     

全球变暖背景下极端降水变化率与气温的响应关系

以中国整体为研究区,基于1960—2013年520个气象站逐日降水和气温数据,选取极端降水变化率(α)和饱和水汽压变化率(β)2个指标,定量分析了极端降水与全球变暖之间的内在联系.结果表明:全球变暖背景下我国整体上极端降水呈现增加的趋势,α和β分别为6.4%·℃-1和9.3%·℃-1,且α更接近理论值(约7%·℃-1),β与平均气温存在指数定量化关系.在此基础上,根据平均气温的不同将我国划分为9个对照组,进一步分析其空间差异,结果表明:α和β在空间上存在显著的正相关关系(r=0.63),具体表现为平均气温较高的地区,α和β值也较大.证明了饱和水汽压随温度的变化率可以从大尺度上解释极端降水增加的空间变化特征.     

1965-2013年黄土高原地区极端降水事件时空变化特征

基于黄土高原地区52个气象站点1965-2013年逐日降水数据,辅以一元线性趋势分析、相关分析、Mann-Kendall检验及反距离加权插值(IDW)等方法,本文分析了黄土高原地区极端降水事件时空变化特征.结果表明:1)时间上,持续性指标和强度指标中除降水强度(SDⅡ)外均呈现减小的趋势;绝对指标和相对指标中除R10 mm降水日数(R10 mm)外,其他指数均呈现增加的趋势,但均未通过0.05显著性水平检验.2)空间上,就持续性指标来看,连续无雨日数(CDD)增加趋势最大的位于区域Ⅲ,连续降水日数(CWD)和年降水总量(PRCPTOT)在区域Ⅱ的北部的增幅最大;强度指标中,1d最大降水量(RX1 day)和5d最大降水量(RX5 day)在区域Ⅱ的中部和北部增幅最大,SDⅡ增幅最大的地区主要集中在区域工和区域Ⅱ的北部地区;绝对指标中,R10 mm、R20 mm降水日数(R20 mm)和R25 mm降水日数(R25 mm)的趋势变化呈由南向北增加的趋势;相对指标中,异常降水日数(R95p)和极端降水日数(R99p)增幅最大的地区主要集中在区域Ⅱ.3)CDD与经度、纬度呈显著的负相关,年降水总量(PRCPTOT)、R10 mm和R25 mm与纬度呈显著正相关,其他极端降水指数与经纬度和海拔高度的相关性不显著.4)主成分分析的结果表明2类极端降水指数的总贡献率达到80.73％,除CDD外,其他极端降水指数与PRCPTOT均具有良好的相关性,且均通过了0.01显著性水平检验.5)Hurst指数结果表明黄土高原地区CDD、SDⅡ、R10 mm、R20 mm和R25 mm极端降水指数变化均呈反向变化特征,其他极端降水指数呈同向变化特征.     

湛江近海全日分潮的数值模拟

通过采用二维水动力学数值模式和高分辨率的自适应曲线网格,模拟湛江附近海域主要全日分潮K1和O1分潮,比较了潮汐调和常数的模拟值和实测值,并给出K1和O1分潮的同潮图及涨憩、落憩、涨急、落急等各时刻流场,揭示了全日潮波的运动规律。     

Climate change in China in the 21st century as simulated by a high resolution regional climate model

Climate change in the 21st century over China is simulated using the Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics (ICTP) Regional Climate Model version 3 (RegCM3). The model is one-way nested within the global model CCSR/NIES/FRCGC MIROC3.2_hires (Center for Climate System Research/National Institute for Environmental Studies/Frontier Research Center for Global Change/Model for Interdisciplinary Research on Climate). A 150-year (1951-2100) transient simulation is conducted at 25 km grid spacing, under the Intergovernmental Panel on Climate Change Special Report on Emissions Scenarios (IPCC SRES) A1B scenario. Simulations of present climate conditions in China by RegCM3 are compared against observations to assess model performance. Results show that RegCM3 reproduces the observed spatial structure of surface air temperature and precipitation well. Changes in mean temperature and precipitation in December-January-February (DJF) and June-July-August (JJA) during the middle and end of the 21st century are analyzed. Significant future warming is simulated by RegCM3. This warming becomes greater with time, and increased warming is simulated at high latitude and high altitude (Tibetan Plateau) areas. In the middle of the 21st century in DJF, a general increase of precipitation is found in most areas, except over the Tibetan Plateau. Precipitation changes in JJA show an increase over northwest China and a decrease over the Tibetan Plateau. There is a mixture of positive and negative changes in eastern China. The change pattern at the end of the century is generally consistent with that in mid century, except in some small areas, and the magnitude of change is usually larger. In addition, the simulation is compared with a previous simulation of the RegCM3 driven by a different global model, to address uncertainties of the projected climate change in China.     

日光温度不同光温环境对西葫芦光合效率日变化的影响

研究了日光温室西葫芦植株冬季（秋冬茬）,春季（冬春茬）经弱光温度历程后的光合效率日变化,并通过通径分析探讨了两季节主要外界环境因子对植株光合效率的影响大小。结果表明：冬季西葫芦叶片净光合速率日变化在3种较弱光温水平下,一天中均表现为单峰曲线,峰值出现在一天中光照最强的14：30左右,春季西葫芦在3种较强光温水下平呈双峰曲线。两季节总的趋势表现为,相同时间,相同遮光处理水下平春季净光合速率始终要高于冬季,通径分析表明,冬季3种较弱光温水平下Pn对温度的敏感程度高于光强强度的,而在春季较强光温水平下,光照强度对Pn的直接及间接作用均最大。     

1998-2020 年三峡库区最大 1 h降水的时空变化特征

以年、月最大1 h降水强度及其发生时间为指标,采用趋势检验、周期分析、经验正交函数和降水过程综合强度评估方法,分析了1998—2020年三峡库区最大1 h降水的时空变化特征。结果表明：库区年最大1 h降水发生时间有每隔约10 a前移至汛前的现象,主汛期7月最大1 h降水强度有8 a的循环周期;与2010年以前比,2010年后的库区强降水落区表现出自上游向坝址迁移的走势;若最大1 h降水强度相近,则降水持续时间长、覆盖范围广的降水过程,综合强度更高,对防洪安全影响更大。     

BCC_CSM气候模式对中国区域500 hPa气候要素模拟能力的检验

以NCEP/NCAR的1948?2005年逐月再分析资料为实况场,利用标准化均方根误差、相关系数等方法对BCC_CSM模式模拟中国区域500 hPa不同季节的位势高度场、温度场、相对湿度场、风场等气象要素的能力进行检验.结果表明:1)位势高度场的标准化均方误差在中国区域的不同季节均小于1,对应相关系数均通过显著性水平α=0.05的显著性检验;2)温度场的标准化均方误差在中国区域不同季节均小于1,对应相关系数除了夏季的中国南方外均通过显著性水平α=0.05的显著性检验;3)相对湿度、经向风与纬向风在中国区域夏、秋、冬三个季节的标准化均方根误差都比较小,实况纬向风场与模拟纬向风场全年相关性都比较好,相关系数在中国绝大部分地区能通过显著性水平α=0.05的显著性检验;4)模式模拟出了中国不同地区各个气象要素的年内变化,除中国西南地区的经向风外,各气象要素实况场与模拟场的相关系数均通过水平α=0.05的显著性检验.     

Inter-decadal variations,causes and future projection of the Asian summer monsoon

The present paper presents a concise summary of our recent studies on the Asian summer monsoon, with highting decadal and inter-decadal scales. The studies on the long-term variations of the Asian summer monsoon and its impacts on the change in the summer precipitation in China are reviewed. Moreover, recent changes in the Asian summer monsoon and summer precipitation in East Asia （including Meiyu precipitation） are discussed. Finally, the future changes of the Asian summer monsoon are also pointed out in this paper.     

Diurnal and monthly variations of carbon dioxide flux in an alpine shrub on the Qinghai-Tibet Plateau

Long-term flux observation is an efficient approachto collect CO2 emission or assimilation data in an ecosys-tem. In cooperation with a series of international coopera-tion programs including those sponsored by IGBP (Inter-national Geosphere-Biosphere Program), WCRP (WorldClimate Research Program), IHDP (International HumanDimension of Global Environment Change), GCTE(Global Change and Terrestrial Ecosystem) and LUCC(Land Use and Land Cover Change), a lot of researchwork conce…