我国副热带地区夏季深对流活动气候分布特征

利用1996?2007年(无2004 年) 11 年 6?8 月具有较高时、空分辨率与很好时、空完整性的静止卫星红外亮温(TBB) 资料, 给出了我国副热带地区(94 °?124 °E, 24 °?36°N) 夏季的深对流活动气候分布特征。该地区夏季深对流活动存在 3 个活跃中心: 青藏高原东部的川西高原及云南北部部分区域, 云贵高原东北部的云南、贵州交界区域以及广西北部区域, 浙江、福建与江西大部区域。深对流活动与地势分布、东亚夏季风和大气环流密切相关,不同区域的深对流活动具有不同的月际和候际变化特征, 深对流活动具有显著的间歇性发展特征。江淮流域的候变化特征清楚地反映了该区域的梅雨期降水和二度梅降水。深对流活动 日变化演变表 明川西高原、云贵高原、浙闽地区等不同地区的深对流活动具有不同的传播特征。这种深对流活动的日变化传播特征与区域地势分布密切相关。我国副热带地区存在单峰型和双峰型两类 日变化特征深对流, 但不同地区同类型日变化深对流也具有不同的日变化特点。川西高原、云贵高原与浙闽地区深对流日变化都为单峰型, 但川西高原与云贵高原深对流 比浙闽地区持续活跃时间更长。四川盆地东部、江淮流域、湖南与广西区域都属于双峰型深对流活动区域, 但 四川盆地东部深对流活动主峰在 日出前( 22 UTC) , 不同于江淮流域、湖南与广西在 日落时段( 09?10 UTC) 的深对流活动主峰。     

南京及周边地区夏季对流风暴的活动特征

本文利用TITAN算法统计了南京及周边地区2007—2008年夏季对流风暴的活动特征。结果表明，利用此算法统计能较好地反映该地区的对流活动特征。对流风暴活动主要有三个活跃中心：安徽五河、嘉山、凤阳、定远、滁县等地区；安徽皖南丘陵东北部与浙江交界处对流风暴较活跃；江苏洪泽、高邮、扬州、南京等地区也有对流风暴活跃。对流风暴活动的地理分布与下垫面的性质密切相关。对流活动呈现明显的月变化。南京及周边地区对流风暴活动的日变化显示出双峰特征，这与深对流活动特征一致。对流风暴活动午后至傍晚最活跃，午夜后至上午较活跃，但较下午对流风暴活动弱，说明午后大气热力不稳定是强对流发生的重要条件。     

用NCEP资料分析华北暖季对流性天气的气候背景

由于华北地区(北京、天津、河北)对流天气临近预报的需要,利用2000—2005年5—8月每日4次1°×1°NCEP最终分析资料的平均场分析了该地区暖季对流性天气的气候背景。分析内容包括:高、低空平均环流,湿度、温度、假相当位温、对流有效位能(CAPE)、对流抑制能量(CIN)等多年各月各时次的平均场和气候日较差分析。结果表明,华北地区5、6月与7、8月的对流天气是发生在两种不同的气候背景下。5、6月份北方冷空气比较活跃,华北地区受中纬度西风带扰动影响为主;7、8月华北地区受中纬度扰动和低纬度扰动的共同作用,从而造成5、6月份和7、8月份对流的性质有显著差异,前者的对流发生在变性的大陆冷气团中,常出现冰雹和雷雨大风天气,后者的对流发生在锋前热带季风气团中,易出现暴雨天气。因此,5、6月份和7、8月份的对流天气临近预报应该采用不同的预报思路。00UTC和06UTC近地面层975hPa相对湿度场的差异表明,午后华北地区容易出现干线(或露点锋)的气候特点。00UTC和06UTC的850hPa平均流场对比还表明,在北京地区的北侧存在热力作用下产生的地形性边界层辐合线的气候特点。上述两点为华北地区初始对流的临近预报提供了气候背景。     

夏季江淮流域暴雨的特征及与旱涝的关系

基于1954-2004年全国743站降水资料和NCEP/NCAR月平均500hPa风场资料,分析了夏季江淮流域暴雨的气候分布和年代际变化特征.结果表明,江淮流域的暴雨降水存在明显的区域差异,局地暴雨频繁,具有明显的年代际变化特征,1990年代是高值期.通过相关和合成分析发现,暴雨与洪涝的关系密切,涝年暴雨降水可占到总降水的50%左右;1990年代,暴雨降水对洪涝的贡献明显增大.本文还分析了夏季暴雨年代际变化的500hPa环流背景,发现1990年代暴雨明显偏多的因素是:1,蒙古上空存在异常的反气旋环流,有利于中高纬地区的冷空气南下,长江以北地区盛行异常的东北风;2,西太平洋副热带高压加强,增强了低纬海洋上空水汽的向北输送.富含水汽的异常西南气流和北方地区异常的东北气流在江淮流域上空交汇,存在明湿的风切变,导致较强的上升运动,易于产生强降水.     

夏季江淮流域暴雨的特征及与早涝的关系

基于1954--2004年全国743站降水资料和NCEP／NCAR月平均500hPa风场资料,分析了夏季江淮流域暴雨的气候分布和年代际变化特征．结果表明,江淮流域的暴雨降水存在明显的区域差异,局地暴雨频繁,具有明显的年代际变化特征,1990年代是高值期．通过相关和合成分析发现,暴雨与洪涝的关系密切,涝年暴雨降水可占到总降水的50％左右;1990年代,暴雨降水对洪涝的贡献明显增大．本文还分析了夏季暴雨年代际变化的500hPa环流背景,发现1990年代暴雨明显偏多的因素是：1,蒙古上空存在异常的反气旋环流,有利于中高纬地区的冷空气南下,长江以北地区盛行异常的东北风;2,西太平洋副热带高压加强,增强了低纬海洋上空水汽的向北输送．富含水汽的异常西南气流和北方地区异常的东北气流在江淮流域上空交汇,存在明显的风切变,导致较强的上升运动,易于产生强降水．     

广西北部湾入海流域径流演变特征及其对气候变化和人类活动的响应

为探讨入海流域径流的演变特征,定量分析气候变化和人类活动对入海流域径流的影响,本文基于气象数据和径流数据,采用彭曼公式、滑动t检验、Hurst指数和小波分析等方法对比分析广西北部湾入海流域径流深的时空演变特征和未来趋势,并采用累积量斜率变化率比较法定量评估气候变化和人类活动对广西北部湾入海流域径流深变化的贡献率。结果表明：广西北部湾入海流域径流深空间分布格局分异较大,北仑河流域和防城江流域多年平均径流深较大,分别为2 115.58 mm和2 105.56 mm;径流深较小的是钦江流域和南流江流域,多年平均径流深分别为719.33 mm和744.50 mm。仅钦江流域径流深呈不显著上升趋势,其余流域均为下降趋势。广西北部湾入海流域各流域径流深的突变年份呈现一致性,均在1992年和2003年附近。在演变周期上,钦江流域、南流江流域、大风江流域、防城江流域、北仑河流域的历年年均径流深演化过程中存在2-6 a、7-15 a和16-24 a 3种时间尺度的周期变化规律,丰、枯交替变化比较明显;茅岭江流域径流深的周期震荡变化稍有不同,存在7-24 a和25 a以上两种时间尺度的周期变化规律。T2时...     

2008年广东及周边海域暴雨期间强对流活动时空分布特征

综合利用逐时FY-2C卫星红外亮温(TBB)资料、广东6部雷达资料和香港提供的地闪资料,对2008年5—6月广东及周边海域深对流活动的时空分布及演变特征进行分析,以考察对流系统的活动和强降水的关系,并对比分析了TBB、雷达资料和闪电三者所表征对流系统特征的差异。分析结果表明2008年前汛期我国广东及周边海域对流活动具有如下特征:1)TBB、雷达回波和地闪资料所表征的对流活动都与4个强降水阶段有明显的对应关系,并有明显的持续性,3种资料都反映出第3阶段(6月12—14日)强对流活动和降水最强,但地闪密度分布与TBB、雷达回波有显著的差异;2)对流活动的日际和日变化都表明TBB≤-52℃频率、雷达回波所追踪的对流风暴次数、地闪密度和降水的峰值对应基本一致;3)对流活动的日变化特征表明山地和海洋的对流活动在性质上存在差异;海上的对流活动早于陆地,海岸线附近是对流活动的过渡带,对流活动最频繁,夜间也有较多的对流活动;4)地闪资料更多地反映尺度较小生命史较短的对流活动,雷达回波和TBB资料则更能反映尺度较大生命史较长的对流活动。     

淮河上游大坡岭流域土地利用方式变化引起的流域滞时变化

以淮河上游大坡岭子流域(简称大坡岭流域)为研究区域,基于研究区域1965—2009年间的26场单峰洪水,计算流域平均滞时。以1985年为界,比较土地利用变化前后流域平均滞时的变化,并计算不同降雨量级的流域平均滞时,分析滞时与径流深和洪峰流量的相关关系。结果表明:土地利用变化引起的流域平均滞时变化很大;除了降雨形心到洪峰流量的时间TLPC在土地利用变化之后减少外(从9.98 h减少为5.26 h),另外3种滞时,降雨形心到流量过程线形心的时间TLC、降雨开始到洪峰流量的时间TLP和最大降雨强度到洪峰流量的时间TLPP均增大(分别从21.32 h、34.64 h、10.00 h增加到26.77 h、35.08 h、11.50 h)。大坡岭流域土地利用变化前后以及整个时期4种滞时和降雨量级存在一定联系,与径流深及洪峰流量无相关关系。     

京津地区对流性/层状降水回波的特征分析

利用自动分类算法,识别出2005—2007年5—8月京津地区雷达回波中的对流性/层状降水回波。在此基础上,分析了该地区对流性/层状降水回波的垂直廓线和回波面积的日变化特征。结果表明:京津地区层状降水回波的垂直廓线在4km高度(0℃)附近,出现了明显的"零度层亮带",亮带强度在当地夜间最强,当地上午最弱;该区域内,两种类型的回波面积均呈明显的单峰型日变化特征,面积峰值出现在当地夜间,在当地午间面积最小;层状降水回波面积的变化比对流性降水回波的变化滞后了1～2h;对流性回波与层状回波面积比的日变化存在两个明显的峰值,分别对应两类影响京津地区的主要对流系统:午后出现的热对流和具有夜发性的湿对流。     

近40年海南岛后汛期特大暴雨环流特征

利用NCEP/NCAR 2.5×2.5再分析资料,对近40年来(3个年代)18次海南后汛期特大暴雨过程的环流特征进行了分析.结果表明:海南岛特大暴雨月际变化呈现单峰状分布,主要分布在9—11月;特大暴雨发生期间,南亚高压中心位于南海对流层上层,高层稳定的辐散区利于海南岛对流层中低层的对流发展和维持;中纬槽后冷高压、南海中北部暖性低压扰动和副热带高压三者之间的相互作用,使得南海北部地区南北向和东北—西南向梯度加大,诱发偏东低空急流;水汽的输送主要来自东北、偏东和东南3个不同来向的气流.     

用NCEP资料分析华北暖季对流性天气的气候背景

由于华北地区（北京、天津、河北）对流天气临近预报的需要,利用2000?2005年5?8月每日4次1°×1°NCEP最终分析资料的平均场分析了该地区暖季对流性天气的气候背景。分析内容包括：高、低空平均环流,湿度、温度、假相当位温、对流有效位能（CAPE）、对流抑制能量（CIN）等多年各月各时次的平均场和气候日较差分析。结果表明,华北地区5、6月与7、8月的对流天气是发生在两种不同的气候背景下。5、6月份北方冷空气比较活跃,华北地区受中纬度西风带扰动影响为主;7、8月华北地区受中纬度扰动和低纬度扰动的共同作用,从而造成5、6月份和7、8月份对流的性质有显著差异,前者的对流发生在变性的大陆冷气团中,常出现冰雹和雷雨大风天气,后者的对流发生在锋前热带季风气团中,易出现暴雨天气。因此,5、6月份和7、8月份的对流天气临近预报应该采用不同的预报思路。00 UTC和06 UTC近地面层?975 hPa相对湿度场的差异表明,午后华北地区容易出现干线（或露点锋）的气候特点。00 UTC和06 UTC的850 hPa平均流场对比还表明,在北京地区的北侧存在热力作用下产生的地形性边界层辐合线的气候特点。上述两点为华北地区初始对流的临近预报提供了气候背景。     

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ECMWF 1° ×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...     

基于CMIP5全球气候模式的中国典型区域干湿变化分析

基于CMIP5多全球气候模式数值模拟结果,包括空间分辨率0.5°的逐月历史气候数据和RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5情景下未来气候变化预估数据,利用潜在蒸散发和降水量构建能够表征地表干湿状况的湿润指数,对中国东部季风区7个典型区1901—2100年干湿变化趋势进行了模拟和分析.结果表明:各分区在1901—2005年湿润指数均呈现下降趋势,其中珠江、长江、淮河流域变化较为平缓,黄河、海河流域和东北地区波动较大.可见在过去的100多年中,东部季风区整体上呈现不同程度的干旱化.在2006—2100年不同温室气体排放情景下,各分区的湿润指数呈现不同程度的波动,除了黄河上游地区湿润指数呈现增长趋势外,其他区域没有明显的变湿趋势.     

气候系统模式MIROC对中国降水和地面风场日变化的模拟

本文利用日本东京大学气候系统研究中心、日本环境研究所和日本地球环境研究中心联合开发的MIROC 3.2气候系统模式模拟的当前情况下(以1991-1995年为代表)和全球增暖情景(A1B假设)下(以2091-2095年为代表)3小时平均降水和地面风场资料,检验模式对中国地区降水和青藏高原、中国东部沿海等地区地面风场日变化模拟能力并分析全球增暖情景下日变化与20世纪末的差异.结果表明:模式对中国地区降水日变化有较好的模拟能力,模拟的青藏高原东侧最大降水出现在午夜,南部沿海地区最大降水出现在晚上,东北地区降水最大值出现在下午等日变化特征与观测资料基本一致,对青藏高原大地形山谷风和东部沿海地区海陆风日循环也有较好的模拟,但对江淮流域夏季降水日循环上午和傍晚双峰结构的模拟与观测差异较大.全球增暖情景下,中国大部分地区日降水总量增大,但各时刻降水占日总降水比例改变很小,青藏高原、东部沿海等地区各个时刻差值风场风向角明显改变,风速差异增加.     

闽三角地区土地覆盖变化遥感监测及景观格局变化研究

基于2000年、2005年、2010年和2015年闽三角地区遥感影像和2000年土地类型数据,借助遥感技术,空间统计方法以及景观生态学理论进行生态环境动态监测及景观格局变化分析,分析不同时段土地覆盖变化的特征,利用景观指数定量分析土地覆盖变化及景观格局变化.结果表明:林地在闽三角地区的分布最为广泛,都在66%以上;近几年,闽三角地区的林地面积减少,建设用地面积相对增多,反映了城市的不断发展;景观多样性不减反增,说明人们对生态环境的保护和重视;在驱动力上,闽三角地区景观格局的变化,除了自身调节失衡以外,在短期内或局部区域受到人类活动的直接或间接干扰,加剧了闽三角景观格局变化的复杂性和差异性.     

P-σ区域海气耦合模式对中国东部地区降水的模拟

以P-σ9层区域气候模式（P-σRCM9）和普林斯顿海洋模式（POM）为基础,建立了一个区域海气耦合模式P-σRCM9-POM,对1958—1997年40年中国东部降水进行数值模拟．通过分析耦合模式的模拟结果和没有耦合POM的P-σRCM9的模拟结果及其与中国气象局整编的1951—2001年720站逐日降水资料之间的差异,评估区域海气模式对我国东部地区降水的模拟能力．结果表明,耦合模式能较合理地模拟降水的季节变化及中国主要雨带的季节性进退,非耦合模式降水量偏大,耦合模式对此有一定改善,并且耦合模式模拟的降水空间分布比非耦合模式更接近观测．通过进一步分析不同等级雨量的模拟结果,发现江淮流域50～100mm／候的降水出现频数较多,是耦合模式中江淮流域降水量模拟偏大的主要原因．另外耦合模式和非耦合模式模拟的强度较小的降水（小于25mm／候）出现频数都偏少．非耦合模式模拟的华南地区大于100mm／候的降水出现频数偏多,耦合模式对此有所改善．     

不同下垫面垂直风切变特征对比

利用中国西北、北方东部和南方地区的10个测风塔风速资料,研究了不同区域风切变的特征及差异.结果表明,西北、北方东部和南方垂直风切变存在明显的年变化和日变化,秋冬季大、春夏季小;夜间大,白天小;风切变的年变化和日变化与边界层稳定度的年变化、日变化有关.风切变的大小与下垫面有关,下垫面平缓地区风切变比较小,地形起伏大的地区风切变比较大.海滨地区的垂直风切变值明显大于内陆.     

一次东风波引起的暴雨过程分析

利用常规气象观测资料和NCEP1°×1°再分析资料,结合自动站加密资料对2017年8月25日20:00-26日08:00发生在江西南部的一次东风波暴雨过程进行分析。结果表明:这是一次发生在夏季东风波和近地面层冷空气共同作用下的暴雨过程。副热带高压控制使赣南地区积蓄不稳定能量;近地面层的弱冷空气触发对流发展;南海的偏东风急流为降水区域输送水汽。此次东风波表现为较深厚的波动特征,但在高层300hPa附近有正涡度中心,特征更显著。东风波的产生是由菲律宾以东洋面上的热带扰动波动向西北方传播诱发的。     

2008年广东及周边海域暴雨期间强对流活动时空分布特征

综合利用逐时FY-2C 卫星红外亮温(TBB) 资料、广东6 部雷达资料和香港提供的地闪资料, 对2008 年5?6月广东及周边海域深对流活动的时空分布及演变特征进行分析, 以考察对流系统的活动和强降水的关系, 并对比分析了TBB、雷达资料和闪电三者所表征对流系统特征的差异。分析结果表明2008 年前汛期我国广东及周边海域对流活动具有如下特征:1) TBB、雷达回波和地闪资料所表征的对流活动都与 4 个强降水阶段有明显的对应关系, 并有明显的持续性, 3种资料都反映出第3阶段(6月12?14日)强对流活动和降水最强, 但地闪密度分布与TBB、雷达回波有显著的差异; 2)对流活动的日际和日变化都表明TBB≤-52℃频率、雷达回波所追踪的对流风暴次数、地闪密度和降水的峰值对应基本一致; 3)对流活动的日变化特征表明山地和海洋的对流活动在性质上存在差异; 海上的对流活动早于陆地, 海岸线附近是对流活动的过渡带, 对流活动最频繁, 夜间也有较多的对流活动;4) 地闪资料更多地反映尺度较小生命史较短的对流活动, 雷达回波和 TBB 资料则更能反映尺度较大生命史较长的对流活动。     

贵州主汛期季节内振荡特征

利用NCEP提供的OLR逐日再分析资料与贵州省气象局提供的85站逐日降水资料通过小波分析、序列相关、带通滤波、合成分析等方法,分析了1979—2012年大气季节内振荡与贵州主汛期降水的相关性和影响区域.分析得到:大气季节内振荡的对流活动对贵州主汛期降水占主要贡献,且大值区分布在贵州省中东部.通过将1979—2012年中大气季节内振荡活跃与不活跃的年份进行挑选,对其波动特征、影响区域以及传播路径进行对比分析.结果表明,ISO活跃年时,ISO波动强度大周期较明显,6—7月上旬从副热带西太平洋向西传播到孟加拉湾北部,7月下旬—8月从副热带西太平洋向西传播到孟加拉湾西北部;ISO不活跃年时,ISO波动强度小周期不明显,6—7月下旬和7月中旬—8月底从阿拉伯海北部向东传播到副热带西太平洋.