气候变化情景下华北地区干热风的时空分布特征

 干热风是影响华北地区冬小麦生长发育及产量形成的重大农业气象灾害之一。本文利用区域气候模式PRECIS生成的A2和B2情景下华北地区的逐日气象数据,分析了2011—2050年共40a的干热风日数及分异规律。结果表明,在PRECIS的预测中,高排放A2情景下的干热风日数为6.5d,呈中西部偏高南北两侧及沿海偏低的趋势。除最南端的个别地方外,大多数区域的干热风日数呈增加趋势,增加最大速度为0.145d/a;中低排放B2情景下干热风日数为6.0d,区域分布趋势与A2情景的类似,也呈中西部偏高南北两侧及沿海偏低的趋势。B2情景下,平原西南一带的干热风呈轻微下降趋势,东北部则呈小幅增加的趋势,但幅度小于A2情景。本研究对未来气候变化情景下干热风农业气象灾害的变化趋势进行了分析,以期为区域未来的防灾减灾工作及相关政策的制定提供参考。     

2012-19 科技新闻媒体关注指数排行榜

 干热风常发生于小麦开花及灌浆期,是影响华北平原冬小麦生长发育及产量形成的重大农业气象灾害之一,危害严重的年份可使小麦减产10%—20%左右。干热风的区划和预测预警等相关研究早已开展,基于灾害时空分布特征对灾害进行区划,是开发建立农业气象灾害监测预警模型的重要前提；而准确及时的干热风监测预警信息,可以为抵御灾害赢得宝贵时间,最大程度地降低损失。如何进一步做好干热风的分区区划和预测？研究者们一直在不断开拓新的思路和方法。     

1990--2010年神农架林区气候变化特征分析

利用1990-2010年神农架林区国家气象站点的气象数据资料,对林区近21年的平均气温、最高气温、最低气温、雨日数、大雨日数、降水量、干旱指数进行分析．结果表明,近21年神农架林区的平均气温呈上升趋势,以春季最为显著;最高气温趋势与平均气温趋势基本一致,全年、春季、夏季及冬季均呈上升趋势,而秋季最高气温有所下降;最低气温亦呈上升趋势,其中冬季最低气温倾向率低于全年水平,春季、夏季和秋季最低气温倾向率高于全年水平;雨日数及大雨日数均呈增加趋势;降水量全年倾向率为正,春夏2季亦为正,秋冬2季则为负;干旱指数各年均〉1,且有变大的趋势．     

近50年黄淮海平原极端降水时空变化及其对农业的影响

气候变化下由极端降水引起的农业灾害频发,严重威胁我国的农业生产和粮食安全.以黄淮海平原63个气象站点逐日降水数据为基础,分析了1963-2012年降水事件频次和强度的时空变化、年际变化趋势的时空变化,并采用Pearson相关系数揭示极端降水对农业的影响.结果表明:(1)从空间分布来看,大雨总量、暴雨总量和大雨日数均呈现自东南向西北递减的特点,大雨强度的空间分布相对较均匀;山东省的暴雨雨量分布特征与总体不一致,自西南向东北递减.(2)从时间变化来看,大雨日数、暴雨日数和暴雨强度减少趋势均不显著,大雨强度上升趋势不显著.各指标年际变化趋势空间分布差异较大,呈增加趋势的站点少于呈减少趋势的站点.(3)从对农业的影响来看,河南省农业水灾面积与极端降水指标存在显著的正相关,降水日数的影响程度大于降水强度;冬小麦单位面积产量与全年和生育期内大雨日数和大雨总量均存在显著负相关;冬小麦单位面积产量与5-6月降水总量和降水强度呈显著正相关,与极端降水指标和连阴雨指标均呈显著负相关,不同降水指标对冬小麦产量的负效应表现为大雨>连阴雨>暴雨.     

北部湾海雾气候特征及变化初步解释

利用广西北部湾典型地面气象观测站数据,全面分析广西北部湾地区轻雾、大雾的年际、年代际、逐月变化规律;并在此基础上利用气温和相对湿度多个气候因子分析北部湾海雾气候特征变化的可能原因。结果表明:广西北部湾地区多数站点轻雾发生频次呈增加趋势,其发生频次经过不同次数和幅度的波动。总体来说,多数站点轻雾20世纪70年代前为降低趋势,70年代后为增加趋势;各站点轻雾年代际变化规律波动较大。北部湾地区多数站点大雾发生频次呈减少趋势,较之于轻雾而言,其波动更频繁,周期更短。多数站点20世纪80年代前为增加趋势,80年代后为减少趋势;各站点大雾年代际变化规律波动也较大。各站点轻雾、大雾主要集中发生在每年在1~4月和12月,这5个月轻雾出现概率达53.9%~83.3%、大雾出现概率达80.1%~98.4%。北部湾地区温度的升高和大气湿度的降低是其轻雾日数增加和大雾日数减少的可能原因。     

1959～2012年夏季珠三角地区高温热浪的时空 分布特征及其城市热岛效应的影响分析

本文采用珠三角地区9个观测站点1959-2012年夏季(6-8月)逐日02h、08h、14h、20h的温度资料研究珠三角地区夏季高温热浪天气日数和强度的时空分布特征,以及暖夜日数的历年变化趋势,并分析了2000-2012年夏季广州市城市热岛效应对高温热浪天气的影响。研究表明：1)珠三角地区高温热浪日数及强度的时空分布特征相似,空间分布上呈从北向南递减趋势,时间分布上20世纪60年代到80年代呈减少趋势,80年代开始呈增加趋势,21世纪之后大幅增加,并在2007年达到峰值;2)珠三角地区暖夜日数呈增加趋势,且高值区分布与高温热浪日数和强度的分布相似,均发生在90年代末以后;3)1980-2012年夏季广州站各项要素的增加速度均为最快,说明城市热岛效应对广州市区的高温热浪(暖夜)的强度和持续时间均有增强作用;4)2000-2012年夏季广州市6次高温热浪过程中,城区的暖夜日数占总日数的78.6%,郊区的暖夜日数占总日数的14.2%,说明城市热岛效应对城区高温热浪期间夜间温度的影响比白天更为突出。     

华中地区近50年高温事件及大气环流成因分析

基于中国气象局信息中心整编的1960-2009年逐日地面最高气温的站点资料及NCEP/NCAR再分析资料,分析了华中地区85个站点的年平均高温日数和高温日平均最高气温的时间、空间变化,同时分析了高温日大气环流特征.结果表明:年平均高温日数和高温日年平均最高气温在时间分布上呈现增暖的趋势,在20世纪60-80年代中期呈降低趋势,之后呈现上升的趋势,尤其在2000年之后,表现得更加明显.年平均高温日数(＞35℃)和年平均高温日数(＞ 37℃)在空间分布上均呈现扩大趋势,部分地区年平均高温日数(＞ 35℃)增加10天,但是高温日(＞40℃)年平均气温呈弱下降趋势.从大范围高温事件的环流形势来看,7月与8月西太平洋副热带高压脊线北抬至25°～35°N之间.8月586线经向变化,西伸至90°E,100 hPa南亚高压发展强大.由此,在对流层中、上层两个高压系统相互配合,并且二者高度场均呈现强大的正距平,这便是形成华中大范围极端高温事件的大气环流形势场.     

基于MCI的河南干旱时空变化特征分析

利用1971～2018年河南110个气象站点逐日逐日气温和降水量等资料,根据《气象干旱等级》干旱标准,计算得到各站点近48年逐日气象干旱综合指数（MCI）。基于MCI指数分析了历年平均干旱日数、各等级干旱年平均干旱日数、各季节平均干旱日数和干旱站次比的年变化、季节变化特征。结果表明：近48年来河南年平均干旱日数整体趋势自南向北逐渐增加,轻旱、中旱等级干旱年平均日数呈北多南少趋势,春季、夏季和冬季平均干旱日数呈北多南少趋势;近48年来干旱站次比的变化范围较大,区域性干旱在该地区出现的频率最高,河南干旱发生的范围有加大的趋势,除冬季外其它三个季节干旱发生的范围有逐渐加大的趋势。     

近54年华北平原干旱时空变化特征及其影响因素

利用帕尔默干旱指数(The Palmer Drought Severity Index,PDSI),辅以经验正交分解(Empirical Orthogonal Function,EOF)、趋势分析和相关分析等方法,全面分析了1960—2013年华北平原干旱时空变化特征,并对其影响因素进行了研究.结果表明:1)近54a华北平原PDSI并无显著变化趋势,而呈阶段性变化特征.分区研究表明,海河平原PDSI呈下降趋势,而淮河平原PDSI呈上升趋势;2)华北平原PDSI具有显著的空间差异特征,整体呈由东南向西北逐渐减小的趋势.EOF分析显示,研究区PDSI最主要的空间分布型为南北反向型分布,且干旱变化具有持续性;3)在趋势上,华北平原呈现显著的"南涝北旱"格局特征,其中北部海河平原PDSI呈下降趋势,而南部淮河平原PDSI则呈增加趋势;4)华北平原和黄河平原PDSI与南方涛动指数(SOI)和西太平洋副高北界(WPSHNB)关系显著,而淮河平原与东亚夏季风指数(EASMI)和西太平洋副高强度(WPSHS)具有显著相关性,海河平原仅与SOI达到显著的正相关关系,且随着时间尺度的变长,PDSI与各环流指数的相关性提高.年代际尺度上,华北平原PDSI主要与SOI关系显著.     

河北省7个主要极端温度指数时空变化特征及原因分析

为了揭示河北省近34年来主要极端温度指数的变化规律和形成原因,提高该区域极端温度事件的预测,为全区农业气象灾害的防治提供科学依据,利用河北省21个观测站1980—2013年的日平均气温、日最高气温和日最低气温的观测资料,选取7个主要极端冷(暖)指数,研究了其时空变化特征,并进一步探讨了其特征差异的原因.结果表明:1极端暖指数均呈增加趋势,极端冷指数均呈减少趋势.其中炎热日数增加速度最慢,闷热日数增加速度最快,冰冻日数减少速度最慢,霜冻日数减少速度最快.23个极端暖指数中,炎热日数和闷热日数的线性趋势都是正值,前者从东北到西南在逐渐增大,而后者恰好相反.极端高温事件日数线性趋势有正有负,且除了沿海地区外,从东北到西南线性趋势逐渐减小.34个极端冷指数线性趋势均有正有负,且负值区均大于正值区.冰冻日数线性趋势除了秦皇岛地区外从东北到西南递增,而其余3个指数日数线性趋势变化复杂.4极端冷(暖)指数的变化受区域气候的影响很大,特别是近年来对区域气候增暖停滞现象的响应.5海拔是极端冷(暖)指数日数及线性趋势变化的重要原因,湿度也是影响因素之一,只不过影响程度较海拔要小得多.     

1979—2018年冬季京津冀区域大风日环流型的聚类分析

利用1979—2018年冬季(12月—次年2月)地面台站的逐日风速和ERA-Interim再分析资料,分析了冬季京津冀区域性大风的变化及其天气环流型. 结果显示,在1979—2018年期间,共计出现区域性大风事件285 d,近40 a大风天气出现的频次以?0.96 d·(10 a)?1(P<0.05)趋势减少. 层次聚类结果显示,导致区域性大风的主要天气环流型有2类:一类环流型事件为110 d,突出特征是欧亚大陆中高纬地区500 hPa位势高度场异常,沿西北–东南方向呈“负-正-负-正-负”分布,合成分析表明其异常信号从上游地区出现、东移、消失于西北太平洋地区,可持续近15 d;另一类环流型事件有175 d,对应的欧亚大陆地区环流异常自西向东呈“正-负-正-负-正”分布,异常信号可持续近18 d. 合成显示,京津冀地区2类天气环流型在对流层中低层均为低压异常,同时近地面有异常强的偏北风和低温. 1979年以来,这2类天气环流型的频次都在显著减少,前者的线性趋势是?0.72 d·(10 a)?1 (P<0.01),后者趋势是?0.23 d·(10 a)?1 (P<0.5),这说明第一类天气型频次的减少可能是近40 a京津冀地区大风事件下降的主要原因.      

浙江沿海大风的天气气候特征

利用浙江嵊泗、嵊山、大陈、北麂、南麂站建站以来的风速资料以及NCEP再分析资料,对浙江省沿海发生的大风天气进行了分析.研究发现浙江省沿海的大风发生频率较高,全年有1/3为大风日;浙北沿海大风日数要略多于浙中南沿海;大风主要集中在秋冬季(每年11月至翌年3月),其次是夏季(每年的7-9月),冬半年大风多为冷空气大风,春季...     

中国天文气象条件的时变特征

采用全国地面气象站1951～2008年的气象资料年值和月值数据集,系统分析云量、气温、湿度、风速、水汽压和降水量等天文选址气象要素气候态的长年变化、季节变化和日变化特征．根据对全国天文气候的区域划分,挑选出21个地区代表台站．统计比较各气象要素变化特征,总结出各地区天文气象条件的时变特性,进一步论证其地域分布特征,从而为进行地基望远镜建设的全国范围选址调查提供可靠的基础数据.     

中国天文气象条件的地域分布

利用中国气象局国家气象信息中心气象资料室整编的,中国756个基本、基准气象站以及2425个基本、基准和一般气象站,1961～2008年气候资料年值数据集和月值数据集中的云量、水汽、地面风速等气象要素,依据优良天文台址的气象条件,将全国划分为10个天文气候区,并利用夜间云量对这10个区域的优劣进行验证.结果表明:藏西南狮泉河、改则地区的天文气候条件最优;40°N纬度带附近次之;我国江南华南、四川盆地以及青藏高原东南部林芝地区的天文气候条件较差;其余地区如新疆西部、青藏高原北部和南部、横断山脉及云南西部、东北东部和北部、华北南部和黄淮流域的气候条件居中.     

广东省低温阴雨天气的气候特征和类型

利用主分量分析对广东省４７个测站,３７ａ的低温阴雨天气年总日数作统计分析,结果将广东省低温阴雨天气的空间分布分为全省性重（轻）,北重（轻）南轻（重）,东北—西南向轻重相间,北部、西北部和雷州半岛重（轻）其余地区轻（重）４种主要类型,它们占年总日数场总方差的８６６％,并逐年进行类型划分     

风场和周边干扰对高层建筑峰值风压的影响

通过风洞测压实验,研究了风场类型及周边干扰对高层建筑峰值风压的影响.研究结果表明:风场类型对高层建筑峰值风压有着较大影响,当高层建筑周边环境不变(有或者无周边干扰)时,绝大多数情况下,不同场地类别的峰值风压系数由大到小依次是B类,C类,D类.周边干扰对高层建筑峰值风压的影响不仅与周边建筑的相对位置有关,还与高层建筑当时所处的风场类型有关,如当南立面为迎风面时,干扰建筑E,F位于南立面斜前方,表现为遮挡效应,绝大多数测点的峰值风压系数均减小,B类场地时其最大减小幅度可达43%,C类场地时可达37%,D类场地时可达46%.     

淮河流域参考蒸散发量变化分析

利用淮河流域26个气象观测站的观测资料,采用Penman-Monteith法计算流域的参考蒸散发量,结合参考蒸散发对气象因子的敏感性分析以及气象因子在1960—2008年的变化,定量评估气象因子变化对蒸散发的贡献程度,进而分析流域近50 a来参考蒸散发量的变化及其原因.结果表明:淮河流域绝大部分地区的年参考蒸散发总量呈下降趋势,淮河以北地区的下降趋势比淮河以南地区更为显著.造成这种变化的主要原因是太阳辐射量的减少和风速的降低,淮河以南地区受相对湿度变化的影响,下降幅度小.     

塔里木盆地沙尘天气的气候特征

利用塔里木盆地周边28个气象站1961—2003年逐日地面观测资料,分析了沙尘天气 的空间分布特征和时间演变规律,在构建多元线性回归影响因子模型的基础上,探讨了气温 、地温日较差、气压、平均风速、降水量5个气候因子对沙尘天气的影响程度,建立了沙尘 指数。塔里木盆地沙尘天气有着明显的地域分布特征和季节变化,春季是高发期,沙尘日数 与气候因子季节变化的关系非常密切。沙尘日数年际变化呈明显的减少趋势,具有6～9 a的 振荡周期。3—9月盆地沙尘天气的主要影响因子依次是平均风速、降水量和地温日较差。春 季降水量占主导地位,6—9月平均风速占主导地位。选取各月对沙尘天气影响有意义的气候 因子建立了沙尘指数,它在时间序列上对沙尘天气有很好的反映,可用来做沙尘天气出现日 数的气候预测。     

近50年商丘大风气候特征分析

选取商丘市8个观测站1961—2010年共50年气象实测资料,分析了商丘大风时空分布特征,同时对大风日数减少的原因进行简要剖析,并初步探讨了产生大风的天气形势.结果表明:商丘大风日数具有明显的年代际变化,总体呈减少趋势;月、季变化明显,4月最多,9月最少,春季最多,秋季最少.     

沿海城市风场时空特征分析 ——以福建省晋江市为例

为分析沿海城市风场的时空变化规律,本文以福建省晋江市为例,在当地气象观测资料的气候统计基础上,通过风矢量分解、统计与数值模拟、海陆风日等方法,从静风、主导风与海陆风三个方面研究了晋江城市风场的基本规律,初步了解沿海城市风场的基本特征。结果如下：沿海城市受海陆地形等因素影响导致当地平均风速较高,静风天较少,风能资源丰富;我国沿海城市大多处在季风气候区域,不同季节主导风向差异明显,符合季风气候特征;沿海城市风场受海陆风等局地风场影响较大,某点出现海陆风的频率与其到海岸线距离大体呈负相关规律,海风与陆风风向在海陆风日内转换差异显著,海陆风各项特征均具有季节性差异。本文可为沿海城市风场时空特征研究提供基础理论方法,并且为沿海地区的天气预报与监测、污染扩散与传输、农业种植区划、风资源利用等方面提供十分重要的理论依据。