近50年三江源地区云水资源分布及降水效率研究

基于云水资源积分推导公式,选取50年的气象站资料研究三江源地区(the Three River Headwaters Region,TRHR)云量与降水时空演变规律及其统计关系,并对降水效率(Precipitation Efficiency,PE)时空特征深入分析,挖掘人工增雨试验潜力.结果表明:①总、低云量分别以长江源区的治多、清水河为高值中心向西呈"经向型"分布,向东呈"纬向型"分布.低云量与降水量呈增加趋势且通过了α=0. 005显著性检验,总云量呈减少趋势并通过了α=0. 01显著性检验;②各源区总、低云量与降水的突变年份不同步.降水年际波动较云量变化大且低云与降水相关性较好.低云量随总云量增加而增加,当总云量增加1. 7%时,低云量将增加1%,同期降水增加10mm,年降雨频率最高出现在400mm;③TRHR多年PE空间分布与降水、云量一致,整体表现出自东南向西北方向递减空间分布,PE高、低值区分布在34°N以南和34°N以北.④TRHR多年平均PE为40. 3%且增幅变化不大,长江源区西部和黄河源区东北部增雨潜力(Precipitation Enhancement Potential,PEP)最大,最佳开发时间在3～4月和10～11月.     

我国大气可降水量变化特征分析

水汽是水文循环的物质基础和能量来源,也是大气降水的必要条件。深入研究我国大气可降水量的变化特征,对于气象防灾减灾具有重要意义。该文利用我国1998-2010年72个探空站点资料,采用探空法计算得到我国月平均大气可降水量,并以此为基础,计算得到我国各站点的季节、年平均可降水量,最后再对结果进行显著性检验和分析。结果表明,我国大部分地区年平均可降水量呈递减趋势。我国可降水量总体呈由东南沿海向西北内陆递减的趋势,南方地区年平均可降水量最大,约为40mm,西北地区年平均可降水量在10mm左右,北方地区在20mm左右。在季节方面,我国大气可降水量在冬季最少,夏季最多,秋季次之。地理纬度、环流系统、海陆分布、地形因子、季节是影响我国大陆可降水量的主要因素。四川盆地地区有一高湿区,在云贵高原东部递减趋势显著,其地形因素影响显著。     

新郑市1961-2010年降水变化特征分析

以郑州市较有代表性的新郑市降水变化为研究对象,对年内降水分配、降水年代际变化及季节间变化进行分析,结果表明:一年当中,1-7月份降水呈逐渐增多趋势,7月份增至峰值,12月减至最少.其中,汛期(6-8月)平均降水量占年均降水量的54%;年代间,以20世纪60年代偏多,70年代偏少,80年代正常,90年代最少,进入2001...     

青藏高原云的气候特征及其对地气系统的影响

利用ISCCPD2资料分析了青藏高原云宏观参量的时空分布特征,结合NCEP资料分析了不同云类与降水和气温的关系,利用CERES SSF MODIS Edition 3A资料分析了云对地气系统的辐射强迫作用.结果表明,青藏高原地区云量分布整体呈自东向西减少的态势;总云量、低云云量、总光学厚度和总云水路径的分布形势很相似;水高积云、水积云、卷云和冰高积云的云水路径及云光学厚度均较小,冰层云、冰雨层云和深对流云的云水路径及云光学厚度均较大;出现最多的是卷云,最少的是冰层云、冰层积云、冰积云和冰雨层云;青藏高原地区的水积云、水高积云、水高层云、卷云和卷层云的云量与降水一致.近20a,中高云量在青藏高原地区呈上升趋势,低云量则呈明显下降趋势,该结果可能导致青藏高原地区地面气温升高.青藏高原地区云的短波辐射强迫主导着云的净辐射强迫效应,且具有显著的季节变化.     

中国北方云量的四季分布与降水

利用中国35°N以北地区1960-2005年333个站逐日地面观测总云量、低云量、降水量资料,并依据相关文献进行区划,系统研究了中国北方地区46年云和降水的时空分布特征,讨论了总云量、低云量、降水的相互关系.结果表明:中国35°N以北地区总云量、低云量分布形势与地形吻合较好,沿北方高大山脉有明显的云量高值区.总云量、低云量的季节分布特点显著:春夏两季东西部呈反相分布,秋冬季全区总云量、低云量分布稀少,但冬季在新疆天山以北有明显云量大值区.中国北方地区总云量、低云量与降水呈正相关关系,春季相关性最好,秋冬季次之,夏季最弱,但平原地区夏季的总云量、低云量与降水相关性尤为显著,山区则相反.逐区统计分析各区雨日数及各雨量级的总云量、低云量,发现北方各区在相同量级的降雨日,总云量、低云量差异不大.     

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.     

1961-2010年云南省极端降水时空变化特征

基于云南省1961-2010年0.25°×0.25°的逐日气象格点数据,包括日平均温度、日最高温度、日最低温度以及日降水量,通过STARDEX Diagnostic Extremes Indices Software计算出57个极端气候指数,并选取其中的7项主要极端降水指数,运用Mann-Kenddall秩次检验方法和Arcgis 10.1进行空间制图比较分析云南省极端降水在时空上的变化特征.结果表明:云南省日降水量强度和较强降水阈值、最大5日降水量、湿日平均降水量的空间分布由南向北逐渐减少,表现出非常显著的空间差异;滇西、滇西南及滇南边沿地区日降水量强度、较强降水阈值、最大5日降水量和湿日平均降水量均达到云南省较大值,较强降水日数也较多,最长连续干日数较短,而滇西北东南部地区日降水量强度、较强降水阈值、最大5日降水量和湿日平均降水量均为云南省最低值,较强降水日数最少,最长连续干日数较长;总体来看,近50年来云南省日降水量强度在大部分地区呈不明显的下降趋势.     

近40年定西地区的降水变化

定西地区是我国干旱半干旱气候的主要分布地。该区地势沿青藏高原东北侧呈西南高东北低走向,西南端的岷县海拔最高为2300m,东北部定西、陇西、通渭一带2000—1700m,降水随地势由南向北减少,年降水量岷县600mm,北部定西最少为410mm。本文以1961—2000年40年平均标准降水资料,主要分析其时间变化特征。 1 年变化 该地年降水量的分布具有明显的季风雨特征,冬半年（11月至次年3月）降水很少,仅占年降水的6%,夏半年降水集中在雨季。全年降水分布呈单峰雨型,不同时段降水变化的差异很大。 1.1 降水的季节性变化 降水量最少是冬季12月份…     

黄土高原地区降水的空间分布

采用8种空间捕值方法对黄土高原地区降水量的空间分布进行模拟.经验证发现:年均降水量用全局多项式插值方法最佳,7月的降水量和6-9月降水量占年降水量的百分比则用局部多项式插值方法最好.由空间插值结果得出:黄土高原地区年均降水量的区域分布不均匀,由东南部的700 mm左右向两北逐渐减少至120 mm左右,多年降水量等值线呈东北-西南走向;6-9月降水量占年降水量的百分比基本上由南向北逐渐增大;7月的降水最也南东南向两北逐渐减少,由东南部的150 mm左右向西北逐渐减少至不到40 mm.     

祁连山地区云物理参数特征及其与降水的关系

利用2006年1月-2015年12月的中分辨率成像光谱仪数据和网格化地面降水资料对祁连山地区云参数的时空特征及其与降水的关系进行了分析.结果表明,云量、云水路径、云顶温度、云粒子有效半径的区域平均值分别为55.50%、148.95 g/m~2、-21.13℃、21.04μm.过去10 a间,云量、云水路径和云粒子有效半径分别下降了2.3%、21 g/m~2和0.51μm,云顶温度上升了1.9℃.夏季云水丰沛、云发展旺盛且云滴较小,冬季则相反.云参数的高、低值中心的空间分布与研究区域的山脉走向一致.乌鞘岭地区与降水相关的云参数条件相对最好,冬季云参数的空间分布相对于其他季节有明显的变化.季节降水效率的区域平均值分别为9.53%(春)、12.54%(夏)、8.85%(秋)、3.51%(冬)且高值区均位于主山脉区.降水效率与云水路径相关性最好,与云顶温度相关性最差.云量、云水路径、云顶温度与降水效率相关性最好的季节均为冬季,分别为0.62、0.88、-0.52,云粒子有效半径与降水效率相关性最好的是秋季,为-0.60.     

1970-2012年华北平原大气可降水量时空变化及其影响因素

基于1970-2012年华北平原探空站和地面站气象资料,分析了大气可降水量的时空变化特征及其影响因素.结果表明:(1)1970-2012年,华北平原年均大气可降水量呈不显著下降趋势,速率为-0.10mm/10a.其中,秋季大气可降水量减少速率最高,为-0.18mm/10a.在空间上,华北平原东南部年均大气可降水量降低速率明显大于西北部.(2)近40多年来,华北平原年均降水效率基本稳定,速率为-0.01%/10a.(3)在年和季节尺度上,华北平原大气可降水量变化与降水量仅在冬季相关性不显著.在空间上,仅华北平原南部年均大气可降水量与降水量呈显著正相关性;而降水效率与降水量在各尺度上均呈极显著相关性.(4)北半球极涡面积和亚洲区极涡强度分别对春季和夏季大气可降水量的变化影响较大.而秋、冬季,大气可降水量与西伯利亚高压和亚洲经向环流关系密切.     

基于高精度观测资料的2009-2019年祁连山地区降水特征分析

通过高精度的观测资料结合NCEP/NCAR再分析资料,对祁连山及周边地区降水的时空分布特征进行分析,发现整体呈东多西少、南多北少的空间分布特征.湿季(5-9月)总降水量占全年降水量的90％以上,7、8月是降水最多的时段.对降水周期进行小波分析发现,"准单周振荡"信号在整个湿季是最显著的;"准双周振荡"信号在7、8月是最...     

皖南冬半年云系和降水与东亚环流结构分析

用皖南5个气象站2001-2004年冬半年地面气象观测资料、美国NCEP/NCAR全球日平均分析场资料和历史天气图,对皖南冬半年云系和降水与大尺度大气环流进行了分析.主要结果如下:华北低槽型出现次数较多,平均云量接近最大值,平均降水量最大(5.7mm),平均云量和降水量南部略偏多.沿海低槽型出现次数最多(33.1%),平均云量(2.7、4.3成)和降水量(2.0mm)均最小,平均降水量自北向南逐渐增多.大陆高压(脊)型出现次数偏少,平均云量和降水量接近最小值,平均低云量和降水量南部偏多.南支低槽型出现次数较多,西南部平均云量和降水量偏多.西北低槽型平均云量最多(4.8、7.5成),平均降水量东部偏小.纬向环流型出现次数较少,平均云量居中等;平均降水偏小,南部略多.     

库姆塔格沙漠降水和大降水的时空变化研究

利用最靠近库姆塔格沙漠的4个气象站点1960-2014年的逐日降水数据和2008-2014年中国自动气象站与CMORPH融合逐时降水量0.1°网格数据集,对库姆塔格沙漠年降水、年大降水和月降水、月大降水的年际变化分别做了对比分析,在此基础上运用中国自动气象站与CMORPH融合逐时降水量0.1°网格数据集对库姆塔格沙漠平均月降水和大降水的空间分布进行了分析.结果表明,库姆塔格沙漠大降水主要集中在夏季,夏季大降水量占年总大降水量的80%.库姆塔格沙漠各月降水类型以"午后型"为主,大降水类型以"凌晨型"和"黄昏型"为主.库姆塔格沙漠及周边地区平均月降水量和大降水量的空间分布一致,一年中平均月降水量和大降水量最大值均出现在6月.春季、秋季和冬季,库姆塔格沙漠南缘阿尔金山存在一条呈东西向分布的降水量大值带;夏季,阿尔金山降水量大值带基本消失.     

中国北方水汽与云和降水的关系

利用中国35°N以北地区1961年1月1日-2001年12月31日58个探空站逐日高空观测资料以及地面观测的逐日总云量、低云量、降水量资料,分析了42a来中国北方各区水汽质量分数的变化特征,水汽质量分数与总云量、低云量以及降水量的年际变化特征,逐区讨论了水汽质量分数与总云量、低云量和降水量的相关关系.结果表明:中国北方地区42a水汽质量分数有微弱的增加;水汽质量分数与云量、降水量呈明显的正相关.水汽质量分数与云量、降水量的相关中,平均水汽质量分数与低云量、降水量的正相关最显著;云量与降水量的相关中,低云量与降水量的相关最显著.这三种相关的季节变化特征均为春季最显著,秋、夏季次之,冬季最弱.沙区的各相关系数均低于非沙区的,说明荒漠化对空中水资源也有一定的影响,尤其是在沙尘暴多发的春季,这一影响就更显著了.     

三清山云海的气候特征与气象因子的关系

因三清山位于玉山境内,用玉山气象站2005-2015年的地面气象要素资料,分析了近11 a三清山云海的气候特征及其与气温、降水、相对湿度、风速的相关关系,并通过逐步回归算法得出了云量与日平均气温、前一日降水、相对湿度的等式关系。结果表明,三清山年平均云海日数为169 d,云海日数的月变化呈现多波动的形势,且1-6月云海日数明显多于7-12月。三清山平均低云量与平均相对湿度、前一日降水量显著正相关,与平均温度、最高气温、最低气温呈负相关关系。     

甘南高原低云量的变化趋势分析

利用甘南地区8个气象观测站1974年到2013年的低云观测资料,对其40年低云的时空变化特征进行了分析。结果表明:甘南地区低云分布呈南多北少和东多西少的特征;月际变化表现为1-9月呈上升趋势,10-12月下降趋势;年际变化表现为甘南各地分布均呈上升趋势,原本云量较多的地区云量增加也更明显;低云量的变化与气温、降水、水汽压、人类活动等都有密切关系,相关分析表明低云量的变化与气温、水汽压呈正相关,与降水量呈弱的负相关。     

利用卫星资料对青藏高原地区空中云水资源的研究

利用青藏高原地区39个站的地面站逐日观测资料,采用泰森多边形法计算了青藏高原地区2007-2011年多年平均月降水量.利用美国环境预报中心逐月再分析资料,计算了2007-2011年各季节的高原季风指数,借助相关分析法分析了影响青藏高原地区降水量的环流因素.利用MOD08大气可降水量和云产品,用奇异值分解法分析了青藏高原地区可降水量与云参数的关系.将地面降水与量资料和MOD08大气可降水量资料结合,计算了青藏高原地区的降水效率.结果表明:西太平洋副热带高压面积指数、亚洲经向环流指数、亚洲纬向环流指数和高原季风指数均与降水量具有显著的相关关系;可降水量与云顶温度、云量、云顶气压和云光学厚度都有很显著的关系,通过奇异值分解,发现每对奇异向量场之间的相关系数,第一模态均达到5%显著性水平,方差贡献均超过989%,每组对应的可降水量的第一模态的异性相关系数在整个青藏高原地区都为正值,且都通过了95%的显著性水平检验,说明可降水量对各云参数的影响在整个研究区域都很大.青藏高原地区上空的云水资源具有较大的开发潜力,年降水效率为32.2%.     

基于NCEP资料新疆降水转化率的研究

大气可降水量是降水形成的基础,二者空间上的差异特征是水资源研究的焦点之一。本文针对新疆降水时空差异大的特点,以降水转化率为切入点,基于2001-2010年NCEP/NCAR再分析资料和同期新疆52个气象站的月降水量资料,采用整层大气可降水量计算公式计算了新疆大气可降水量和降水转化率,对新疆降水转化率的空间分布特征进行了分析。分析结果表明,新疆的大气可降水量沿盆地向山区递减,与降水转化率的分布大致相反。降水转化率的高值区主要位于天山山区中段至西段、昆仑山山区西段,低值区主要位于准葛尔盆地和塔里木盆地。大气可降水量及降水转化率值年内变化明显,夏季转化率最大,春秋季次之,冬季最小。研究结果可为分析新疆地形对降水的影响机制提供参考。     

南京市六合区降水蒸发规律分析

通过南京市六合区降水蒸发资料统计分析,表明六合区降水量年内分布极不均匀,年降水量从1960年以来呈明显上升趋势,其地区分布从南向北逐渐递减;水面蒸发量从1980年开始呈下降趋势.六合区降水蒸发统计规律分析为区域防洪排涝等水利规划提供了重要保证.