孟加拉湾风暴的大气环流特征分析

利用联合台风警报中心和NCEP/NCAR资料,对1945～2008年孟湾风暴期间500 hPa和700 hPa的环流形势进行合成分析,得出:①不同移动路径的风暴与不同特征的大气环流有明确的相互配合关系,孟湾风暴期间,中高纬度为两槽一脊型,风暴向东北或西北移动时贝-巴之间的脊稍弱.②孟湾风暴向东、东北移动期间,脊前西北气流引导冷平流沿青藏高原南下进入云南,促使高原东南侧的低槽切变或横槽切变向南移动进入云南.但印度半岛至孟湾北部的反气旋强弱不同,西太平洋副高强度不同,高原南侧的系统也不相同.前者副高位置偏南偏西,西脊点西伸至92°～97°E间,脊线呈东北-西南走向,位于10°N以南,副高西北侧为偏西气流.这种大气环流特征有利于风暴向东移动.后者副高位置略偏北,西脊点位于108°E附近,脊线位于10°～18°N间,副高外围的西南气流控制孟湾东部至低纬高原地区,滇缅间为西南急流区,这种大气环流特征有利于风暴向东北方向移动.但两者都会给云南造成强降水天气过程.③风暴向北移动时,中高纬度气流较为平直,高原南侧至孟湾北部为低槽区,印度半岛为反气旋环流控制.副高西脊点位于100°～106°间,脊线呈东西走向,位于15°～25...     

初夏孟湾风暴与不同系统相互作用造成云南强降水的环流特征分析

利用1945—2008 JTWC公布的孟加拉湾风暴资料、NCEP/NCAR再分析资料和常规观测资料,对初夏造成云南强降水的孟湾风暴的大气环流特征进行了综合分析,得出:初夏孟湾风暴影响云南强降水时,其中心位于90°E附近,西太平洋副高588 dagpm线偏西,副高中心通常位于110°～120°E间,副高平均脊线位于15°～20°N之间,西脊点位于104°～108°E之间.孟湾风暴导致云南初夏强降水期间的环流特征:中高纬度地区维持北脊南槽的环流结构,印度北部到青藏高原北部为高压脊,高原南部至孟湾北部为低槽区;中南半岛至低纬高原地区为副高外围和槽前的西南暖湿气流控制,为云南强降水提供了充足的水汽和能量.同时,北部的冷平流和切变南下为云南的强降水提供了动力机制,致使云南产生强降水天气过程.低层西南急流的建立和维持是云南暴雨持续性维持的重要原因,孟湾风暴与不同的环流配置,其西南急流的分布也有所不同.     

200701号孟湾风暴路径偏北的原因及对云南的影响

本文应用常规气象探测资料,结合风云卫星、新一代多普勒雷达等非常规探测资料,综合分析了2007年1号孟湾风暴的移动路径和对云南5月中旬降水的重要影响。研究发现,西太平洋副热带高压（以下简称副高）西移到中南半岛,位置偏西,势力强大,并伴随一支深厚的偏南风急流,是孟湾风暴路径偏北、位置偏西的主要原因;通过诊断分析,发现孟湾风暴带来充沛的水汽和有利的辐合条件,加之冷空气的共同影响,造成云南持续大雨暴雨天气。     

印度洋暖池热含量变化对低纬高原汛期降水的影响

 利用美国Scripps海洋研究所提供的1961—2003年的海洋热含量再分析资料、低纬高原148站降水资料和NCEP/NCAR环流再分资料,采用EOF分析、相关分析、合成分析等方法研究了印度洋暖池热含量变化,及其对低纬高原6—8月降水的影响及其可能原因.结果表明,印度洋暖池6—8月热含量变化E0F分析第1模态为全场一致型,解释方差为28%.印度洋暖池热含量与中国低纬高原6—8月降水的关系主要体现为与云南北部和东部等地区的显著正相关,这种相关关系源于前期2—4月,且随时间的推移其影响范围不断扩大,至同期时达到最好.在印度洋暖池热含量偏高年,暖池区持续的加热异常在东侧对流层低层激发出反气旋式环流异常,造成副高西伸,从而在副高外围形成一条自孟加拉湾向低纬高原区域的经向水汽输送带,为低纬高原区域输送大量的水汽,从而造成低纬高原区域降水增多.相反,在印度洋暖池热含量异常偏低时,西南风水汽输送带较弱,水汽输送无法穿越山脉输送到低纬高原区,造成低纬高原汛期降水偏少.
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低纬高原地区不同强度降水日数变化及其与20092011年干旱的联系

根据低纬高原地区19612011年逐日降水量台站观测资料,利用趋势分析、小波分析等统计诊断方法对低纬高原地区不同强度降水的时空分异特征进行研究,结果表明:低纬高原地区降水事件以小雨和中雨为主,其日数占总降水日数的90 %以上,产生的降水量也达到总降水量的60 %以上.小雨和中雨量级降水日数与低纬高原总降水日数及总降水量的U型分布特征较为相似,但大雨及暴雨量级降水日数与总降水日数的空间分布差异明显.伴随着全球增暖,低纬高原地区东部小雨及中雨量级降水事件发生频率显著减少,导致低纬高原东部地区的总降水量呈现明显减少的趋势.而低纬高原西部地区,各量级降水日数变化趋势在空间上存在较大差异,各量级降水日数对总降水量贡献相互抵消,导致低纬高原西部地区总降水量变化趋势不明显.对造成20092011年连续严重干旱的各等级降水频次贡献进行分析,结果表明中雨量级降水频次异常偏少在此次严重干旱事件的发生、发展中起决定性作用.     

台风异常年份的低纬大气环流特征

本文着重研究台风异常年份的台风季节前期的低纬大气环流特征。选取1971年为台风出现得特早又特多的年份,1973年为台风出现得特迟又较少的年份,对这二年台风季节前期低纬大气环流特征进行了比较。发现4—5月份西太平洋上热带辐合带与副热带高压的位置强度,沿海至青藏高原南侧的东风带建立迟早及其强度范围等等在1971年与1973年均有显著不同。     

WRF_TopoWind模式对中国低纬高原高山风速模拟的适用性研究

使用WRF 3.6.1+最新的TopoWind方案(简称WRF_TopoWind),对地处低纬高原的滇东、滇西高山风速进行模拟,将模拟结果与所在区域的测风塔70 m高度风速进行对比,检验其对低纬高原高山风速模拟的适应性.经分析发现,从全年模拟效果来看,滇东风速变化趋势模拟得较好,而滇西的风速值模拟精度较高;从季节模拟效果来看,冬季最好,春、夏次之,秋季模拟效果比较差;有降水过程时,多数季节模拟效果比较差,无降水过程时,多数季节模拟效果比较理想;WRF_TopoWind基本适应于低纬高原的高山风电场选址、风能资源评估等工作和研究.     

“94.6”与“94.7”华南致洪暴雨的对比分析

对比分析了１９９４年６月和７月华南地区两场造成建国以来最大灾害的致洪暴雨,它们具有不同的空间特征和影响系统．“９４６”暴雨期间副高位置偏南,暴雨是中低纬系统相互作用的结果;“９４７”暴雨期间副高位置偏北,暴雨主要是由低纬热带系统作用所造成     

中期数值预报产品对一次初夏孟湾风暴强降水的预报检验

应用欧洲数值预报中心数值预报产品对2004年云南丽江第1场区域性强降水过程进行主要影响系统的预报效果检验,同时取水汽通量、垂直速度及K指数3个中国T213数值预报的物理量产品对这次过程作进一步的预报检验,结果表明:造成强降水的孟湾风暴及冷空气活动,欧洲中心可提前5天较准确地预报出,T213上述3个物理量场也有一定的预报效果.     

云南雨季的开始及其季风环流特征

地处低纬高原的云南省,位于青藏高原的东南侧,南接中南半岛,东南临南海,西南频孟加拉湾,属于典型的季风气候区。从降水的时间分布来考虑,云南的雨季和干季特别分明。由于每年夏季风来得早迟不一,故造成云南雨季的开始也有早迟之分。雨季开始的早迟对云南农业生产的影响是很大的。因此,近几年来有不少气象工作者从季风环流的角度来研究云南雨季的开始。有的认为“印度西南季风环流建立后,我国降水过程增多,西南及长江流域雨季开始”。有的又认为“云南雨季开始与孟加拉湾西南季风的爆发关系密切,而与印度西南季风的爆发没有关系,其水汽几乎完全由孟湾西南季风所输送”。     

影响云南的孟加拉湾风暴TBB特征分析

统计19952010年东北方向登陆影响云南省的孟加拉湾风暴,根据降水强度及降水落区,将10个个例分为区域性降水、全省性降水来加以研究.对孟加拉湾区域(80～100E)云顶亮温资料(TBB)进行纬向平均,通过分析云顶亮温的纬向平均时间演变图,发现TBB低值中心位置、强度与云南省降水有一定对应关系,对于区域性降水,当-30 ℃TBB低值中心在20~22N附近,滇西及滇西北降水为大雨局部暴雨;对于全省性降水,当-40 ℃TBB低值中心位于14~18N附近,-40 ℃线的南北纬向宽度大于4,另外20~30N区域的纬向TBB平均值低于-10 ℃,云南省降水以大雨局部暴雨为主.另外对于全省性降水,在降水产生前12~24 h的纬向TBB平均时间演变图中,若低值中心北侧的-30 ℃线的纬度为XN,云南省的强降水区域位于(X+5)N以南地区.     

基于平流层环流变化的夏季长江下游强降水频数气候预测模型

采用相关分析方法,研究了6~8月长江下游强降水频数与前期冬季12~2月全球50 hPa纬向风的关系;并研制了基于KLM滤波的夏季长江下游强降水频数气候预测模型。结果表明,存在3个显著的相关区:北极附近,北太平洋中纬度和南半球高纬度地区。用这些前期12~2月全球平流层关键区的纬向风建立KLM预测模型进行预测试验,发现它对近10年6~8月长江下游地区强降水频数的变化具有较好的预测能力,明显优于多变量的线性回归预测;其中与北极附近和南半球高纬度地区平流层纬向风相关稳定,而与北太平洋中纬度纬向风的相关存在一定程度的不稳定。基于平流层环流变化的夏季长江下游强降水频数KLM模型可以为短期气候预测业务预报提供重要参考。     

热带低频振荡对云南5月旱涝的影响

通过统计合成的方法,挑选出云南5月降水的多(少)年,分别对云南5月降水多(少)年时,热带低频振荡MJO的强度和位相变化对其降水的影响研究发现,当强MJO持续位于第4~6位相时,是造成云南5月降水偏多的有利条件,其它位相的强MJO对云南5月降水的影响不大.但MJO对云南5月降水多(少)年的影响具有明显的年际变化,所以对MJO在第4~6位相时云南5月降水变异的2个典型年份作进一步研究,发现孟加拉湾的西南水汽输送的早迟以及热带MJO引发的中南半岛附近对流北传是否活跃也是影响云南5月降水多寡的重要条件.     

华北地区百年气候变化规律分析

通过对比研究华北地区的范围,综合整理了相关华北地区的气温与降水变化规律,发现华北地区气温存在空间上由南向北降低,由沿海向内陆增高,再由内陆向山区降低;在时间上两个降温期两个升温期,即1880~1919年为第一个降温期(Ⅰj);1920~1950年为第一个升温期(Ⅰs);1951~1970年为第二个降温期(Ⅱj);1971年至今为第二个升温期(Ⅱs).并分析了气温地域性差异的主要原因是南北纬度的跨越、地形的非均一性和海陆位置的差异.而华北的夏季降水则存在空间上南部(东南部)降水多,北部(西北部)降水少,山区降水普遍多于平原,燕山南麓、胶东丘陵的南部沿海和鲁中山地的东南部均因地处夏季风的迎风坡,雨水集中,多暴雨,而背风坡、山间盆地则雨量较少;在时间上则可分为1880~1898年和1949~1964年的丰水期,1899~1947年和1965~1999年的枯水期.而影响华北夏季降水的原因可分为低纬和中纬地区海陆热力差异和北半球中高纬地区的大气环流异常.     

影响滦河流域降水空间分布的多元环境因子作用机制

为定量评估环境因子对降水空间分布的影响,实现统计降尺度环境因子的科学选取,针对现有方法存在无法避免线性假设、无法保证多自变量共线性免疫和无法有效探索因子间交互作用对降水分布影响的问题,采用地理探测器的定量分析方法,以滦河流域为研究对象,从因子探测、交互探测和生态探测3个方面探究了环境因子及其交互作用对降水空间分布的影响。结果表明：因子探测中,在年、季、月和旬时间尺度上,经度、纬度、坡度、坡向、NDVI、高程的影响力均超过1%,能够直接影响降水的分布,其中纬度、经度和高程对降水分布的影响最为显著;交互探测中,除2月高程-坡度及7月上旬NDVI-经度外,其余交互作用均达到增强的效果,且所有因子交互结果的影响力均超过10%,相较于单因子有较大幅度的提升;生态探测中,不同环境因子对降水分布的影响差异显著。     

贵州降水混沌特性的空间分布及影响因素

贵州地区旱涝灾害频发,为深入研究贵州地区降水特征,运用0-1测试方法对贵州省33个雨量站不同时间尺度下降水序列值进行了混沌识别及降水混沌特性的空间分布特征研究,并研究高程与纬度对贵州降水混沌特性的影响。结果表明:贵州地区降水在旬、月、双月与季尺度下均具有明显的混沌性,且随时间尺度的增大而降低;降水混沌特性的空间变化特征总体上呈东北高西南底的特点,反映出贵州北部地区与西南部地区的降水特征具有明显差异,且气候条件是决定降水混沌特性变化的主要因素;高程与降水混沌特性负相关,在双月、季尺度下的相关系数分别为0. 68、0. 74;纬度与降水混沌特性呈正相关,在双月、季尺度下相关系数分别为0. 43、0. 49。该结果可为研究降水系统的时空变化规律提供参考。     

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.     

孟加拉湾风暴Akash和Nargis对比分析

利用常规气象观测资料,对比分析2007年5月第1号孟加拉湾风暴Akash和2008年5月第1号孟加拉湾风暴Nargis的移动路径、环流背景和垂直速度场.结果表明:2007和2008年的第1号孟加拉湾风暴是2007年5月和2008年5月造成云南首场全省性强降水天气过程的主要影响天气系统;2次孟加拉湾风暴的移动路径不同,导致云南强降水分布也不同;西太平洋副热带高压的强弱与孟加拉湾风暴引导气流的建立有密切的关系,对孟加拉湾风暴的移动路径和云南强降水分布有直接的影响.     

基于主成分回归分析的环境因素与学生身高关系的研究

为探讨环境因素对学生身高的影响,对30个城市2010年18岁汉族男女学生身高平均数与相应城市的海拔高度、地理纬度、经度和2010年前18年的年降水量、年平均气温、年平均湿度、年日照时间和年人均GDP等环境指标进行相关分析和主成分回归分析.结果显示:不同纬度、经度地区的城市18岁汉族学生身高的差异明显;除海拔高度外,另7项环境指标与学生身高具有相关关系,但环境指标间相关程度较高,独立性差,存在共线性问题;环境指标主成分分析提取了2个主成分,分别代表气象因素和社会经济因素;用其得分建立了与城市18岁男、女学生身高的主成分回归方程,并将其转换为与原环境指标之间的线性回归方程用于推测2010年和2005年18岁学生的身高,推测精度高.因此,身高与海拔高度无相关,与纬度、经度、年日照时间和年人均GDP呈正相关,与年降水量、年平均气温和年平均湿度呈负相关;若城市的这些环境指标已知,即可预测其学生的身高.