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  • 多源遥感产品在西北干旱区的气象干旱性能评估

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-05-20 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 多源遥感降水产品在气象站点稀少或分布不均地区的干旱监测方面,发挥着至关重要的作用,比如地处中国西北的干旱区。选择5套典型遥感降水产品(PERSIANN、CHIRPS、CMORPH、TMPA和MSWEP),基于标准化降水蒸散指数(SPEI),评估了降水产品在3种时间尺度的气象干旱性能;通过游程理论识别干旱事件,阐释了遥感降水产品捕获干旱事件的能力。研究表明:(1)在西北干旱区,5套遥感降水产品均能较好地捕捉多年平均降水量的空间分布格局,但却难以准确地捕捉降水的变化趋势。(2)在捕获SPEI 性能方面,MSWEP 最优,其次为TMPA、PERSIANN 和CHIRPS,CMORPH 表现最差。1个月尺度(SPEI1)是遥感降水产品识别气象干旱的最佳时间尺度。(3)在刻画干旱事件的特性方面,CHIRPS对干旱事件数量的识别能力最佳,PERSIANN最差;MSWEP和TMPA表征干旱严重性最好,CHIRPS较差;除CMORPH外,其余4套产品均能较好地捕获干旱事件的强度和极值。综上所述,虽然5套遥感降水产品整体上可较好地捕获西北干旱区的干旱特征,但由于受降水产品反演算法、地形复杂性以及地面验证站点疏密程度的影响,较难以找到一种降水产品在捕获干旱特性所有方面均表现最优。研究成果可为区域气象干旱监测最佳降水产品的选择,以及遥感降水产品在极端干旱环境反演算法的改进方面提供参考。

  • 1970—2020 年黄土高原水蚀风蚀交错区极端时空变化研究及驱动因素分析

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-05-20 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 黄土高原水蚀风蚀交错区作为中国北方典型的生态脆弱区,因其独特地形和气候条件,极端降雨事件对其环境和生态系统的影响更加突出。选取水蚀风蚀交错区28个气象站点,结合RClimDex模型计算11个极端降水指数,采用线性相关分析法、Mann-Kendall趋势检验法和小波交叉法,分析了1970—2020年黄土高原水蚀风蚀交错区极端降水事件时空分布特征,探讨了极端降水事件的驱动因素。结果表明:(1)1970—2020年水蚀风蚀交错区持续干燥日数(CDD)呈下降趋势,其余10个指数呈上升趋势,反映出近50 a研究区极端降水事件的频率、量级和强度不断增加。交错区年降水量增加和极端降水事件增加具有密切关系,且极端降水事件增加主要是由中雨日数(R10)和大雨日数(R20)引起。(2)1970—2020年极端降水事件在全区整体为增加趋势,交错区中部和西南部极端降水事件显著发生,陕西段极端降水量和强度呈显著增加趋势且极端化程度更显著。(3)湿日总降水量(PRCPTOT)、暴雨日数(R25)、5 d最大降水量(R5d)3个极端降水指数,与影响因子厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)、东亚夏季风(EASM)和太阳黑子(SN)具有不同的功率,与SN的交叉小波变换功率最大,说明影响因子中SN和极端降水指数的相关性最高,SN对极端降水事件的影响最大。

  • 塔什库尔干河流域河谷大气同位素特征与水汽输送路径

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-04-29 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 利用塔什库尔干河流域河谷2018年9月—2020年5月的降水事件的大气降水同位素数据,以及流域河谷代表性气象站点温度、降水、相对湿度等气象资料,分析降水中δ18O、δ2H和氘盈余(d-excess)变化特征,探讨影响因素,并基于拉格朗日后向轨迹模型(HYSPLIT)追踪解析流域河谷大气降水的水汽输送路径。结果表明:(1)降水δ2H、δ18O值总体上呈现夏季富集、冬季贫化的季节变化特征,且具有显著的温度效应(1.33‰·℃-1),但未见显著雨量效应;(2)局地大气降水线方程为δ2H=7.63δ18O-3.55,呈现出显著的干旱气候特征;(3)HYSPLIT模拟结果表明研究流域降水水汽主要受西风环流和局地水汽再循环影响,其中夏半年局地水汽蒸发占比54.09%,冬半年西方路径中较长距离输送占比45.53%。8月源自印度洋的水汽可绕过青藏高原到达研究区域。成果可为塔什库尔干河流域水资源管理和气候应对提供参考依据。

  • 山西北部极端时空演变规律及与 大气环流因子的响应

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-04-01 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 基于山西北部28个国家气象站点,1972—2020年逐日降水资料,选用8个极端降水指数,采用线性回归、Pearson相关分析、连续小波和交叉小波变换分析等方法,研究了山西北部极端降水的时空变化及其与大气环流因子的相关性和周期特征。结果表明:(1)在时间上,山西北部8个极端降水指数都是在20世纪70年代后期和21世纪00年代后期到10年代,年总降水量(PRCPTOT)、中雨以上日数(R10mm)、强降水量(R95P)、极强降水量(R99P)、1 d最大降水量(Rx1day)、5 d最大降水量(Rx5day)均增多,日降水强度(SDII)显著增强,持续湿期日数(CWD)也略有增多。整个20世纪80年代降水异常偏少。(2)在空间上,极端降水指数呈从东北向西南地区逐步增加的态势。从站点趋势变化来分析,大多数站点的极端降水指数呈上升趋势,其中,上升趋势最显著的站点均位于忻州市境内西南部。朔州市境内和忻州市东南部站点PRCPTOT 和SDII 都呈增加趋势,但CWD则呈减少趋势,由此说明朔州市境内和忻州市东南部地区发生极端降水事件的概率较大。(3)通过小波变换分析发现,1990—2020年山西北部极端降水指数表现出约4 a左右的周期特征。在选取的大气环流指数中,北大西洋涛动指数(NAO)对山西北部极端降水影响最明显,NAO越大,PRCPTOT、R10mm、R95p、R99p、Rx1day、Rx5day、SDII则越小,同时CWD也越少,山西北部产生少雨干旱的几率较大,反之,易发生多雨、洪涝现象。研究结果可为山西北部气象灾害的防御提供科学理论依据。

  • 近40 a 来秦岭及周边地区极端变化特征

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-04-01 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 利用1980—2021年秦岭及周边地区337个气象监测站逐日降水资料,分析了极端降水的时空变化特征,并采用广义极值分布、气候统计等方法,对比了第一阶段(1980—2000年)和第二阶段(2001—2021年)极端降水年及春、夏、秋各季节的差异变化。结果表明:(1)秦岭及周边地区极端降水主要集中在4—11月,其中7月极端降水日数最多,近40 a来极端降水整体呈增加趋势。日极端降水阈值、最大日降水量空间分布呈现东南高于西北,极端降水日数则呈现以秦岭为界,南部多、北部少。(2)从全年角度看,2001—2021年较1980—2000年极端降水事件更多,极端性更强。日极端降水阈值、极端降水日数、最大日降水量的空间变化趋势总体也表现为增多趋势的站点数多于减少趋势的站点数。(3)极端降水季节性差异明显,春季与夏季和秋季呈现出明显的不同。不管是极端降水概率还是极端降水次数,在春季总体表现为1980—2000年极端性更高,而夏季和秋季表现为2001—2021年更强。空间分布季节性差异也较明显,春季日极端降水阈值、极端降水日数总体表现为西部增加东部减小,从西向东表现为由正向负转变的分布,且负趋势站点多于正趋势站点。而夏季和秋季日极端降水阈值、极端降水日数呈增加趋势的站点超过呈减少趋势的站点,特别是秋季增加趋势的站点占比更多。

  • 关中地区土壤干湿变化及对气候的响应

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-03-01 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 摘 要:关中地区是陕西省主要的农业生产基地,但频发的旱灾严重阻碍了社会经济的发展。土壤湿度作为反映旱灾的一个重要指标,进行土壤湿度对气候因子响应的研究,可为科学认识干旱规律及制定政策提供依据。以关中地区为研究区,采用2001—2020年的MODIS-NDVI与MODIS-LST长时间序列数据,构建了关中地区地表土壤干湿状况(TVDI)特征空间,采用线性趋势法、相关性分析、敏感性分析等统计方法对关中地区土壤干湿状况的空间分布特征及其对气候的响应进行分析。结果表明:(1)TVDI能够较为准确的反演出关中地区的土壤湿度状况。近20a来,关中地区土壤干湿状况存在变干趋势;其中春季最旱、冬季次之。(2)土壤干湿状况的空间分布存在明显的空间异质性,整体上呈现西南向东北干旱递增的趋势。(3)土壤干湿状况与降水和气温存在相关性。与降水呈正相关关系,随着降水量增加,土壤湿度增加;与气温呈负相关关系,随着气温升高,土壤湿度降低。(4)降水对土壤干湿状况的敏感性较高,而气温对土壤干湿状况的变化程度起着较大的影响。降水决定了土壤湿度值的增加或减少的方向,而气温则决定了增加或减少的程度。土壤干湿状况是一个综合指标,其值受降水和气温的影响。降水是决定值增减趋势的主要因素,而气温则决定了增减的幅度。因此,仅研究气温和降水的影响时,降水是控制土壤干湿状况增减趋势的主要因素,而气温则调节了这种增减的幅度。

  • 疏勒河流域变化特征研究

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-03-01 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 基于疏勒河流域5个水文站1956—2020年逐年及其各月降水数据作为基础资料,采用线性倾向、滑动平均、累积距平、Mann-Kendall突变检验、小波分析等方法,对疏勒河流域降水量年际变化过程及其突变性、趋势性、周期性、持续性及不均匀性和集中度等变化特征进行研究。结果表明:疏勒河流域各站点年降水量呈现不同程度的增加趋势,并且各站点降水量分别呈现不同程度的突变性特征,整个流域近60 a降水在时间尺度上呈现出较不均匀分布,在空间尺度上呈现上游降水多、下游降水少的特性。其中,昌马堡站和党城湾站年降水量增长趋势明显,潘家庄站、双塔堡水库站和党河水库站增长趋势不明显。分析表明,未来一段时间内,流域降水将继续呈现增长趋势。

  • 甘肃省暖季日变化特征

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-03-01 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 利用2013—2022年4—10月甘肃省340个气象站点逐1 h降水观测资料,揭示了甘肃省暖季降水在日变化尺度上的精细化演变特征,并分区域进行讨论分析,为甘肃省极端降水事件的研究提供科学参考。结果表明:(1)甘肃暖季降水量和降水强度日变化峰值主要出现在10:00—13:00,降水频率日峰值在夜间22:00—01:00居多。降水日变化季节性差异明显,中南部有较为集中的秋雨分布。(2)降水日变化区域性特征鲜明,祁连山区、甘肃中部和高原边坡的降水时段主要在白天,午间较强的降水强度主导着降水量的白天峰值;河西西部降水量和降水频率日峰值多出现在夜间,但短时较强降水在18:00—21:00有一定突发性;陇东南和陇东地区降水呈非均匀分布,在降水频率夜间峰值影响下夜雨频繁,但降水较强的时段分别在午后和早晨。(3)不同持续时间降水特征不同,持续时间在6 h及以下的短时降水,降水日变化多呈“双峰型”。持续时间在6 h以上的降水日变化近似于“单峰型”,多在傍晚开始,夜间达到峰值,于次日中午结束。

  • 冰雹天气的环境参量及预报模型

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-03-01 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 利用1959—2021年内蒙古119个国家站的冰雹观测记录与ERA5再分析数据,对比分析冰雹与非冰雹层结、水汽、特殊温度层高度、垂直风切变及云微观物理量的差异,建立冰雹预报模型,为冰雹的潜势预报提供客观定量的依据。结果表明:冰雹、非冰雹K指数、假相当位温差、垂直风切变、比湿及云微观结构差异不显著。总指数(TT)>50 ℃,850 hPa与500 hPa温度差≥28.4 ℃,大气可降水量≤24 mm,-20 ℃层高度

  • 中亚5月土壤湿度异常对6月的影响

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2024-01-28 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 利用19802019年欧洲中期天气预报中心提供的ERA5月平均再分析数据和全球降水气候中心(GPCC)提供的逐月降水数据,分析中亚前期5月土壤湿度异常对后期6月局地降水变化的影响。结果表明:(1) 中亚春季逐月土壤湿度总体表现为北部和中部高、西南和东南低的空间分布特征;34月土壤湿度年际变化的大值区主要位于中亚西南部;中亚北部土壤湿度在3月呈显著增加趋势,45月显著减少;中亚西南部3月土壤湿度显著减少。(2) 中亚中部地区5月土壤湿度异常与当地6月的降水变化呈显著正相关,通过95%信度检验。5月土壤湿度正异常可以持续到6月,导致6月局地蒸发量增加,大气可降水量增多;同时地表向上潜热通量增加、感热通量减少、波恩比减小,进而导致大气边界层降低、低层大气湿熵增加、对流不稳定能量增大,有利于降水天气的发生。(3) 前冬Nio3.4指数与中亚中部地区次年5月土壤湿度和6月降水异常都呈显著正相关,5月土壤湿度是厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)影响次年6月中亚中部地区降水异常的重要媒介,但土壤湿度可独立于ENSO影响6月降水。

  • 中国天山西部区域云物理野外观测科学试验研究若干进展

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2023-11-13 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 天山西部区域是中亚地区降水量最多的区域,其向西开口独特河谷地形与西风环流构成了中亚区域独有的云降水物理过程,降水形成积雪、冰川和径流对中亚社会经济和生态环境形成重要影响。随着国家丝绸之路经济带建设的推进,对中亚水资源、气象防灾减灾和生态环境保护提出了严峻的科技挑战,而该区域云降水物理过程的观测和研究是科技基础,仍处于起步阶段,不能满足国家战略和中国气象事业发展需求,为此于2019年建设了天山西部区域云降水物理野外观测科学试验基地,并对云宏微物理、层状云/对流云雨滴谱、中/西天山雨滴谱特征异同、冷锋暴雪微物理等开展了相关研究并取得了前沿成果,本文对此进行提炼总结,以期推动中亚地区云降水物理学科发展。

  • 1982—2017年典型干旱年的中国GPP变化

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2023-11-11 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 干旱导致的总初级生产力(GPP)的减少会对陆地碳汇产生重大影响。基于全国618个站点的月气象数据计算的标准降水蒸散指数(SPEI)和2套公开的GPP数据集(EC-LUE GPP和GLASS GPP),系统分析了中国19822017年典型干旱年的GPP在不同时间尺度下受不同程度干旱影响的变化。结果表明:(1) 基于SPEI的5个选取指标,选出19822017年典型干旱的年份为2001年和2011年。(2) 在年和季节尺度上,2001年的GPP受干旱影响严重区域主要在华北、东北和中东部地区的北部,2011年主要集中在西南地区的东南部和中东部地区。月尺度上,2001年5月的GPP受干旱影响最严重,主要集中在华北和东北的大部分区域。2011年1月GPP受干旱影响最为严重,主要集中在中东部地区的大部分区域。(3) 无论是年、季节还是月尺度,随着干旱程度的加重,导致GPP的下降率越大,极端干旱的影响最大。从季节尺度看,2001年夏季极端干旱造成GPP下降率分别为19.96%(EC-LUE GPP)和15.57%(GLASS GPP);2011年春季极端干旱造成GPP下降率分别为14.32%(EC-LUE GPP)和8.75%(GLASS GPP)。研究结果可进一步加深不同时间尺度下不同等级干旱对GPP影响的认识,对了解干旱条件下陆地与大气之间的碳交换具有重要意义。

  • 内蒙古ERA5再分析数据性能评估与极端时空特征分析

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2023-09-27 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: ERA5是由欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECWMF)推出的新一代再分析产品,可为地面观测站点稀少地区提供新的降水数据来源。基于20082017年内蒙古45个地面站点逐日降水数据,采用多项评价指标评估了ERA5再分析降水数据在多时空尺度上的精度,并结合13个极端降水指数和综合加权模型,采用Sen斜率法和Mann-Kendall趋势检验法分析了19812021年该地区极端降水及其危险性时空变化规律。结果表明:(1) ERA5能够较好地再现降水过程,与观测数据在月、季尺度上呈极强相关性(相关系数CC>0.85),在日尺度上表现为强相关(CC=0.68),在空间尺度上,ERA5数据在东部站点探测精度优于西部。(2) 除湿日降水强度(SDII)、强降水总量(R95pTOT)以及持续干燥日数(CDD)外,其余极端降水指数在内蒙古均呈现下降趋势,湿日总降水量(PRCPTOT)下降趋势最快,为-15.74 mm(10a)-1。(3) 极端降水指数在空间上呈现明显区域分异规律,极端降水在内蒙古西部表现为强度增加,在中部表现为频次、强度和持续时间均减少,在东部则表现为强度增加、频次和持续时间减少。(4) 极端降水危险性指数在鄂尔多斯市、呼伦贝尔市、巴彦淖尔市和兴安盟等人口相对密集、经济发展较快的市(盟)存在高值中心,呈显著上升趋势,应给予重点关注。

  • 陕西省汛期极端概率分布及综合危险性评估

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2023-09-27 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 极端降水导致的暴雨洪涝灾害是陕西省第二大自然灾害,对社会稳定及经济发展造成了严重的影响。为明确极端降水风险,利用陕西省19692020年汛期(510月)的日降水数据构建极端降水量、极端降水频次、极端降水强度序列,选取6种极值概率分布模型对构建的序列进行拟合得到陕西省汛期极端降水最优概率分布模型;计算极端降水量以判断未来陕西省极端降水事件变化趋势;基于不同情景得到综合危险性空间分布,对陕西省极端降水综合危险性进行评估。结果表明:(1) Wakeby概率分布为最优概率模型,在3个极端降水指标序列中占比最多,且经过误差分析对比得到Wakeby分布函数是拟合陕西省汛期极端降水指标序列的最优概率分布模型。(2) 计算不同重现期下的极端降水量与现有降水最大值进行对比,发现陕西省大多数地区发生小概率、高危险性的极端降水事件可能性增大。(3) 陕西省汛期极端降水综合危险性整体从陕南至陕北呈南高北低分布,2 a、5 a、10 a、20 a、50 a、100 a一遇情景下危险区域各不相同。随着重现期的增加,低危险区逐渐消失,高危险区面积逐渐增大,100 a重现期下,高危险区面积占比从0增长至22.0%。研究结果可为陕西省极端降水概率分布研究提供参考,为汛期极端降水风险管理和评估工作提供理论依据。

  • 基于多模式的青藏高原前冬预测性能评估

    分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2023-08-25 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 基于目前主流气候业务模式系统(BCC_CSM 1.1、ECMWF_System 5、NCEP_CFSv 2、TCC_MRI-CGCM 3),从确定性预报角度评估多种模式对青藏高原前冬降水的预测性能。结果表明:多模式均能体现出青藏高原前冬(1112月)降水空间分布型,但对降水量级存在普遍高估的现象,其中,来自BCC的模式能反映出降水全区一致型和南北反向型主模态的时空演变特征,EC模式高估第一模态的主导作用。多模式对降水历史回报以正技巧为主,BCC模式的预报技巧最优,TCC仅对青藏高原北部预测较好。从可预报性来源的角度分析发现,赤道中东太平洋海温指数(Nio 3.4)和印度洋偶极子(IOD)正位相对提升模式预测技巧具有很好的指示性;BCC模式能预测出2018年高原前冬降水异常趋势,在于其对影响青藏高原降水异常的关键环流型具有一定预测能力。

  • 遥感产品对黄河源区水文干旱特征的模拟性能分析

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2023-08-01 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 遥感降水产品为稀缺资料地区水文气象灾害机理与预警研究提供了重要的数据资料,但不同遥感降水产品的性能存在较大区域异质性。利用遥感降水产品开展水文气象相关的研究和应用前,需要对其性能进行综合评估。基于此,以稀缺资料的黄河源区为研究区,利用19832018年的观测降水数据(CMA)驱动并率定ABCD水文模型,并利用标准化径流指数(SRI),评估3套典型遥感降水产品(PERSIANN-CDR、CHIRPS v2.0、MSWEP v2.0)对水文干旱的模拟性能。利用游程理论识别水文干旱事件,阐明遥感降水对水文干旱特征的捕捉能力。结果表明:(1) 3套遥感降水产品均能较好地捕获CMA多年均值的时空分布格局。CHIRPS产品的水文模拟性能(纳什效率系数NSE=0.72)高于其他2套产品。(2) CMA和降水产品模拟的4个尺度的SRI(SRI1、SRI3、SRI6和SRI12)均呈显著增加趋势(P<0.01),表明近36 a源区河川径流增加,水文干旱趋缓,但降水产品均高估了SRI,表明对黄河源区降水产品的偏差校正有待开展。基本统计指标方面,MSWEP产品计算的SRI与CMA的最为一致,性能最佳,但在年尺度(SRI12)上,PERSIANN表现最优。(3) 3套产品均高估了SRI1和SRI3的干旱历时和烈度,MSWEP产品对SRI6的模拟性能最优,PERSIANN对SRI12的模拟性能最优。研究结果可为黄河源区水文干旱研究的降水产品数据的选择提供科学决策支持。

  • 基于MGWR模型的黄河流域GPM卫星数据降尺度研究

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2023-08-01 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 黄河流域地域广阔,但气象站点分布较少,导致气象资料短缺。卫星降水可以作为气象站点观测的重要补充,但其空间分辨率有限,导致其在区域研究中作用有限。以黄河流域作为研究区域,针对全球降水观测计划(GPM)卫星降水产品,以2002、2012年和2020年降水数据作为干旱年、标准年以及湿润年3个典型气候年份,在综合考虑归一化植被指数(NDVI)、数字高程模型(DEM)、坡度(Slope)、地表温度(LST)和风速(WDS)多种反映降水量空间分布特征的影响因子及其空间非平稳性特征的基础上,采用地理加权回归(GWR)模型、混合地理加权回归(MGWR)模型2种降尺度方法,得到了黄河流域1 km空间分辨率的降尺度降水数据,并进一步通过地面气象站点数据对降尺度结果进行验证。结果表明:(1) GPM年降水数据与地面气象站点观测数据在2002、2012年和2020年的黄河流域地区具有较高的相关性。(2) 经MGWR模型降尺度的降水数据空间分辨率得到了显著提高,且在降水变化的空间细节表达方面较GWR模型更优。(3) 在3个典型气候年份中,MGWR模型在降水量标准年中相对于GWR模型具有更高的准确性。研究结果能够为相关区域范围的降水降尺度研究提供宏观参考与借鉴,促进区域气候水文研究。

  • 北大西洋海温对宁夏春末夏初影响及成因研究

    分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2023-05-30 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 利用宁夏20个气象站月降水资料、NCEP/NCAR再分析大气资料,以及Hadley中心海表面温度资料,采用经验正交分解、合成分析和典型相关分析等方法,分析了北大西洋海温异常与宁夏春末夏初46月降水异常的关系及其年代际变化。发现北大西洋海温异常与宁夏46月降水之间的相关关系自1961年以来总体呈持续增强趋势,20世纪80年代之前关系不显著,之后相关关系持续显著。20世纪80年代以来,前期冬、春季北大西洋海温异常可引起宁夏46月降水异常,但各月异常存在差异。对应三极子型海温异常正(负)位相,宁夏4月降水偏多(偏少),5月偏少(偏多),6月北少南多(北多南少)。进一步揭示出北大西洋海温异常通过引起北半球欧亚中高纬大范围显著异常波列而影响宁夏降水异常的过程机理,并指出该异常波列从春到夏季节转换中向北推进演变引起了各月降水异常差异的原因。前期持续异常的北大西洋三极子型海温异常正位相,4月在对流层中上层引起的异常波列在乌拉尔山东部和我国东部日本海地区形成显著负、正异常中心,宁夏正好受该西低东高异常环流型影响,低层850 hPa异常偏南风,有利于输送南方暖湿气流,降水偏多。5月、6月随着北半球季节由春到夏季转换,异常波列向北发展推进,5月我国东部日本海地区的高度场正异常中心向北移至贝加尔湖以南地区,宁夏受其控制,低层异常风场辐散,降水偏少。6月贝加尔湖以南地区的高度场正异常中心继续向北移到贝加尔湖以北地区,并与我国东部正异常区分裂,形成两个正异常中心,使得宁夏北部受北高南低高度场异常影响,而南部受西低东高控制,低层宁夏北部异常偏东北风,气流辐散,宁夏南部弱异常偏南风,气流辐合,有利于6月宁夏降水北少南多。对于北大西洋三极子型海温异常负位相则相反。研究结果为深入理解宁夏春末夏初降水异常成因及预测提供了科学参考依据。

  • 1991—2021 年内蒙古酸碱度时空变化特征分析

    分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2023-05-30 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 为了解内蒙古降水酸碱度的演变特征,使用全区酸雨站历史观测资料和气象要素、大气污染物浓度数据,分析降水pH值和酸雨、碱雨频率等时空分布特征及影响因素,其中碱雨阈值以酸雨为基准,定义为pH>8.4的降水。结果表明:(1)由于内蒙古土壤酸碱度大多呈碱性且风沙缓冲作用较强,大部分地区碱性降水占比高于酸性降水,仅东北部的满洲里酸性降水占比更高;酸雨和碱雨发生概率较小,分别占总观测次数的1.1%和3.6%。(2)降水pH值的空间分布表现为:中部>西部>东部的特征,近15 a(20072021年)年均降水pH值均值为6.2(满洲里)~7.2(锡林浩特),属于非酸雨区;近5 a内蒙古大部分地区酸雨、碱雨频率下降,仅乌拉特中旗的酸雨频率和阿拉善左旗的碱雨频率上升较明显。(3)降水pH低值多出现在夏季汛期69月,高值在春季45月和冬季12月,这与地表植被覆盖度、降水量、风速风向、沙尘和寒潮等因素密切相关;另外,由于采暖期燃煤释放SO2和NOx等酸性气体,在呼和浩特、通辽等大气污染物浓度较高的地区,冬春季也存在降水pH值偏低的情况。

  • 新疆巴州北部冬半年相态气象因子特征 和判识指标分析

    分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2023-05-17 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 利用19612018年10月至次年4月新疆巴音郭楞蒙古自治州(巴州)北部6个国家观测站的天气现象资料,统计分析近58 a降雨、降雪、雨夹雪、雨转雪4种降水相态的气候特征,得出巴州北部10月和4月以降雨为主,12月和1月以降雪为主,雨夹雪和雨转雪主要在11月和3月。利用 20032018年10月至次年4月库尔勒站探空资料,得到与降水相态转换关系密切的10种物理量,量化了降水相态判识特征及指标。结果表明:(1)地面最低温度、近地层温度、850 hPa温度、500~850 hPa之间的位势厚度、700~850 hPa之间的位势厚度、0 ℃层高度可将4种降水相态完全判别,500~850 hPa之间的温差、700~850 hPa之间的温差能有效判别降雨、降雪、雨夹雪。(2)构建了降水相态预报评分办法,库尉轮平原和焉耆盆地的综合指标准确率达92.06%和94.36%,综合判定后预报评分达93.58%。(3)特性层温度及温差对降雨和降雪的预报效果好于雨夹雪;位势高度及厚度对降雪的预报效果好于降雨和雨夹雪;位势厚度对雨转雪的预报效果要好于特性层温度。研究降水相态综合判据对巴州北部降水相态的判别有很好的参考价值,为提高雨雪相态转换预报准确率提供科学依据。