一次东移高原低涡对降水影响的个例研究

为了研究高原低涡发展与降水雨带之间的联系。利用ERA5再分析资料、FY-2E卫星TBB数据、TRMM降水资料,对2016年6月28日至7月1日一次高原低涡影响青藏高原地区降水过程进行分析研究,详细诊断了此次低涡发生、发展过程中空间结构及演变特征,并探讨了低涡对降水的影响。结果表明：随着高原低涡的东移发展中小尺度的对流云团逐渐合并发展最终形成气旋式环流的螺旋云带;较强的降水区域主要出现在低涡南侧,并且随着低涡的东移逐渐向东向南扩展,降水强度也随之增大。     

1971-2012 年青藏高原及周边地区气温变化特征及其海拔敏感性分析

海拔敏感性是当前全球气候变化研究的热点之一,青藏高原作为“世界屋脊”,探讨该区域气候变暖与海拔的关系对全球气候变化研究具有重要的参考意义。本文基于1971-2012年青藏高原及周边地区123个气象站的月平均气温数据,采用Mann-Kendall（M-K）趋势分析和突变检验、滑动t检验等方法分析了该地区气温变化的时空分布及其与海拔的关系。结果表明：①1971-2012年研究区年、四季、最热月和最冷月均温均呈现显著上升趋势,但增温幅度空间差异明显,具体表现为中、东部和东北部高,东南部低的态势;②除春季外,研究区增温幅度总体呈现随海拔上升而增加的趋势,且该趋势在青藏高原主体范围内尤为明显,但在不同海拔梯度内存在显著差异,其中海拔2 000~3 000m内增温对海拔的敏感性最强,海拔3 000~4 000m次之,而在海拔4 000m以上区域,增温幅度随海拔增加呈现下降趋势;③年均温的突变年份与海拔存在明显的线性关系,具体表现为：海拔每升高1 000m,突变年份推迟1.1~1.2年（p=0.001）;④青藏高原年均温变化趋势及其海拔敏感性对研究时段起、止年份的选取较为敏感。     

青藏高原夏季降水特征及其异常分布研究

本文利用青藏高原两省区48个测站1964～2004年6～8月各月降水量资料,采用EOF、REOF方法,对夏季降水的空间载荷向量及旋转载荷向量场进行了分析。发现旋转前的前10个主分量的收敛速度快,旋转后其收敛速度相对分散。根据分析结果将青藏高原夏季降水敏感区分为高原东北部、藏东北、柴达木盆地、黄河上游、长江源头、藏西北六个区域,反映出高原低涡、高原切变线、高原冰川、海拔高度、地形地貌及印度季风等因素影响下的高原夏季降水所表现出来的不同特性。     

浙江省一次夏季降水增雨潜力的数值模拟分析

利用云降水显式预报系统(CPEFS)、新一代多普勒天气雷达及探空反演资料等观测资料,采用水汽特征分析,对浙江夏季1次降水过程的增雨潜力进行研究。其中模式预报的降水落区和云带产品与实况的降水分布、云系特征及移动方向基本一致。利用该时段模式预报产品,结合平行时间的观测资料,对强降水云团和人工增雨作业目标云团的结构及物理特征进行对比分析,结果表明：实况强降水落区与具有较高的冰相和液相物质的云团相对应;在实况弱降水区域,可以通过水汽条件、上升气流、冰晶及云水混合比等气象指标判别出该区域因缺乏冰晶而导致的低降水效率;作业目标云系的发展增强与增雨作业有着较好的对应关系,且在作业后1小时内增雨效果最为明显。     

运用EOF和CSEOF分析法对韩国降雨状况的研究

在东亚,淡水供应的主要来源是降雨,而降水时间和降雨量的改变会直接或间接影响人生产生活用水的来源。本文分别使用EOF分析法和CSEOF分析法,对韩国61个地区37年内(1973-2009)的月降雨情况进行了细致研究。在实际分析过程中,在物理意义上的分析过程和不同时间内观测到的降雨数据需要妥善结合。对EOF分析法,我们发现在取样调查过程中处理好空间样本的分布以及现时样本的演进二者之间的关系有着重要意义;使用CSEOF分析法,更能够准确把握韩国降雨的变化情况。     

近30年张家口市城郊降水变化特征分析

在全球气候变暖的大背景下,区域水循环特征也发生着改变,深入了解区域降水时空变化是对区域水资源进行合理评价和开发利用的重要前提。文章利用1981年～2010年河北省张家口市与怀来县气象站的逐日降水数据,揭示张家口市城郊降雨的变化趋势,以期对未来该地区降雨变化规律的全面研究提供参考。本次研究运用统计分析方法,分析了张家口市城郊近30年降水的变化特征。研究结果表明,张家口市城郊降水年内分布不均,降水主要集中在6月～9月(雨季),张家口市城区雨季降水量占全年的75.4%、郊区怀来县雨季降水量占全年的76.8%。张家口市城、郊区雨季降水量均呈逐年下降的趋势,减少率分别为9.7mm/10a及5.0mm/10a;但年降水量均呈现逐年增加的趋势,增长率分别为11.6mm/10a和11.2mm/10a,说明两地非雨季降水量有所增长。城、郊年降水日数均呈现逐年减少的趋势,张家口市城区减少率为2.5d/10a、郊区怀来县减少率为3.3d/10a。     

四川地质结构特性及成因分析

四川盆地是我国非常重要的一个沉积性含油气盆地,位于青藏高原东缘喜马拉雅构造与滨西太平洋构造相交接的部位,地质结构复杂。分析区域地质构造特征对研究油气成藏规律具有重要的意义,有利于该地区油气资源勘探工作的顺利进行。本文结合川西灌口地区的地质资料对四川地质结构特性进行探究并对其成因进行分析,希望能为今后的地质勘探工作提供一些参考。     

青藏高原强降水的天气系统——孟加拉湾风暴

孟加拉湾风暴对低纬度高原区域的气候以及水汽输送等造成了一定的影响,文章主要利用JTWC风暴、TBB卫星资料、NCEP/NCAR以及FY-2卫星云图资料,以2007年5月、9月以及2008年5月为例,主要研究了孟加拉湾风暴对青藏高原地区造成的强降水过程,并且比较了2007年5月和2008年5月在风暴期间对云南地区造成的强降水空间分布差异性。研究表明,①2007年5月16日孟加拉风暴开始向北移动进入中国青藏高原南部西风槽区域,在西南部区域造成了一次持续时间较长的强降水天气,造成中国西南部区域累计降水量集中在40-100mm之间,有小部分区域累计降水量高达100mm;②孟加拉湾风暴形成于阿拉伯、西北太平洋副热带高压之间,并且风暴逐渐向北方移动,在中国青藏高原区域存在一个闭合的低压活动,风暴登陆后强度显著性的递减,但副高之间形成的西南气流以及低压环流仍然控制我国西南区域,地面冷锋迅速向南移动至滇西南地区,且降水空间分布特征与风暴的路径具有密切的关系,强降水天气过程发生于孟加拉湾风暴与青藏高原低压系统相互配合的形势下;③低层区域水汽输送较为强烈,而高层水汽输送相对较弱,且水汽输送的方向主要集中在北部区域,5月期间出现的孟加拉湾风暴在西南方向上对水汽输送的实际输送量是10-11月风暴期间的4倍,5月份是西南地区水汽输送的重要系统之一;④2008年5月风暴期间造成的云南地区降水量极大值要远高于2007年5月份,且2007年5月出现的垂直速度场峰值要大于2008年5月份,这两次风暴期间垂直速度场强上升区域均集中在气压为500-300hPa之间。通过对孟加拉湾风暴的研究,有利于对青藏高原地区的降水气候以及天气系统进行充分的了解,从而提高青藏高原地区防灾减灾工程工作效率以及提高天气预报的准确性。     

青藏高原能量、水分循环影响效应

青藏高原是世界上总辐射量最高的地区,也是全球超太阳常数的极值区域之一。此处形成了一个"嵌入"对流层中部大气的巨大的热源,可以伸展到自由大气,其超越了世界上任何超级城市群落所产生的中空热岛效应,对全球与区域大气环流系统变化的动力"驱动"产生了难以估计的效应。与地形热力过程季节变化密切相关的亚洲夏季风是世界上范围最广和强度最强的季风;从冬季到早春季节转换过程中,由于太阳辐射的影响造成青藏高原大地形感热的"快速响应"及其相对高值动态移动,在盛夏梅雨及其云降水带前沿线恰好停滞于中国"三阶梯"地形分布山地—平原过渡区。此现象表明,青藏高原可能扮演着夏季风过程陆地—海洋—大气相互作用的关键角色。中国区域低云量与总云量极值区均与青藏高原大江大河的源头(长江、澜沧江、雅鲁藏布江等)、中东部湖泊群与冰川集中区空间分布几乎吻合,这表明"亚洲水塔"形成的关键因素与"世界屋脊"特有的云降水结构不可分割。研究表明,青藏高原大气热源对局地与下游区域云降水过程水汽输送流型等均有显著影响。长江流域降水与全国低云量存在一个明显沿长江流域的带状高相关结构,充分表明长江流域降水与上游"亚洲水塔""热驱动"以及对流系统具有重要相关关系。从跨赤道经向环流的视角可发现,夏季南、北半球跨赤道气流低层强偏南、高层强偏北气流出现在东亚地区和北美区域两大地形对应的赤道区,这2个跨赤道极值区恰与青藏高原、落基山高原位置相对应。青藏高原纬向与经向环流圈结构与区域-全球大气环流相关机制,印证了"世界屋脊"隆起大地形的"热驱动"及其对流活动在全球能量、水分循环的作用。青藏高原特殊水汽三维结构分布和跨半球的纬向和经向大气垂直环流图表明青藏高原对全球尺度大气环流变化的贡献显著。文章进一步以东亚、全球水循环的视角,提出了青藏高原作为全球性大气"水塔"的观念,认为在高原地区一个水塔的"供水"和"蓄水"循环体系,特别是高原地表冰川、积雪和湖泊作为"蓄水池"系统,使得所有的河流可作为"输水管道",将"水塔"的水向周边区域输送出去,高层大气也提供向外输送的渠道。青藏高原特殊的跨半球大气水分循环可构建"世界水塔"与其周边地区独特的水文功能概念,综合描绘了青藏高原"世界水塔"及其地球上一个完整的行星尺度陆地—海洋—大气水分循环物理图像。     

近30年青藏高原南缘地理环境状况及变迁研究

青藏高原南缘位于青藏高原与南亚次大陆的过渡地带,是西风带、南亚季风的交汇区域,对于气候和环境变化十分敏感。文章综合利用卫星遥感和地面观测等手段,分析了20世纪80年代以来青藏高原南缘的土地利用/覆盖、植被、降水、温度、人口和夜间灯光等自然和人文地理环境状况及其变迁。结果表明,青藏高原南缘土地利用覆盖以森林为主(48.62%);植被主要分布在喜马拉雅山南麓山区和东部,东部植被状况明显好于中西部;区域降水集中在每年6—9月南亚夏季风时段,呈南多北少、东多西少之势;气温北低南高,空间差异大;除南部边缘外,人口密度整体偏低,夜间灯光覆盖率2013年仅为10%左右。近30年来,青藏高原南缘区域环境发生了显著变化。在自然环境方面,区域内气温显著升高,高海拔区域、夜间的温度升高更快;中东部降水显著减少,西部部分区域降水增加;在气温和降水变化影响下,中西部植被最大叶面积指数(leaf area index,LAI)普遍增大,东部则略有减小。人文环境方面,近年来区域中南部人类活动有所加强,区域内居民点增多,中部和南部的印度、尼泊尔境内人口密度增大;1992—2013年夜间灯光覆盖面积扩张了2.5倍,其中85%以上的扩张区域位于印度境内。     

青藏高原春夏季降水气温异常的时空分布及与旱涝的关系

利用青藏高原地区35个站1961～2001年逐月降水、气温资料，采用经验正交函数展开等诊断方法，研究了春夏季节降水气温的时空分布特征、时空变化规律以及与旱涝年份之间的关系。结果表明，得到的降水、气温异常的典型配置场能较好的反映青藏高原地区降水、气温异常的时空分布特征，且春夏时间系数的极值年份与实际发生的旱涝年份有很好的对应关系。     

泾河流域降雨量变化特征分析

利用1961年～2004年泾河流域及周边地区的气象站点的月降水资料，以降水倾向率、Mann-Kendall非参数检验等方法分析了降雨变化趋势及时空分布特征。分析结果显示：泾河流域降雨量年际间波动较大，每相隔10年降雨正负距平发生转化，上世纪90年代至今降雨处于新的减少期；40年间流域降雨量下降趋势不显著，减少幅度约为4.7mm/10年；但流域上中下游季节性降雨趋势变化明显，主要表现为秋季降雨减少而冬季降雨增多，秋季降雨减少可能是年降雨量减少的主要原因。流域降雨时空分布特征变化与全球气候变暖导致东亚季风加强北移，以及区域地形差异，地表差异等因素联系密切。分析结果还表明：1981年～2004年及1961年～1980年前后20多年里流域大部分地区降雨增减变化不大，降雨减少区位于流域西北和西南角固原、华亭、千阳一带，降雨增加区位于流域中下游农业高产区，以长武、咸阳为中心，有助于粮食增产。     

西藏高原地区降水特征分析

作为我国气候特征最为复杂的地区一直,西藏高原的气候系统具有一定典型性,对西藏高原地区的气候变化的研究已成为响应全球气候变化的重要组成部分,具有重要的现实意义。本研究在对西藏高原地区1970~2010年共40年间的98个气象观测站的降水量数据的利用基础上,研究了高原降水的时间与空间特征及降水变化的区域差异。     

1936—2018年环北极典型流域气温与降水时空变化

降水是环北极地区水资源的主要来源。定量分析气温与降水时空变化是深入理解环北极地区陆地水循环过程的基础。本文选取鄂毕河、叶尼塞河、勒拿河流域为对象,利用167个俄罗斯国家气象站点1936—2018年的气温与降水观测数据,结合线性趋势分析和Mann-Kendall突变点检验,揭示环北极典型流域气温与降水的时空变化特征。结果表明：①鄂毕河、叶尼塞河和勒拿河流域多年平均气温为0.06 ℃、-2.98 ℃、-7.41 ℃,年均增温速率分别为0.27 ℃/10 a,0.22 ℃/10 a,0.15 ℃/10 a。年内极端最低温（TNn）上升尤为明显,约为年均增温速率的1.3倍,春、冬季增温速率大于夏、秋两季;②鄂毕河、叶尼塞河和勒拿河流域多年平均降水量为496 mm、428 mm、369 mm;年降水量显著增加,其中叶尼塞河流域增速较慢（3.36 mm/10 a）,而鄂毕河（13.02 mm/10 a）和勒拿河（9.59 mm/10 a）流域增速较快,降水增加集中在春、秋、冬三季;③在空间上,增温较快的区域集中在西伯利亚高原和山地,最大增温速率达0.60 ℃/10 a,而平原地区普遍偏低;降水的空间差异大,西伯利亚南部高海拔地区（>1100 m）年降水量达1000 mm左右,北部低海拔地区普遍为300~ 600 mm。上述观测数据指示,环北极流域正在变暖变湿,且空间差异大,可能与“北极放大”及流域下垫面条件有关。     

青藏高原感热对中国夏季降水的影响

文章采用青藏高原1979—2013年水平分辨率为2.5°×2.5°的地面感热通量再分析资料和中国160站降水资料,对青藏高原热源基本气候特征进行分析的基础上,进一步分析了青藏高原地面感热对中国夏季降水的影响。结果表明:高原地面感热与中国夏季降水有密切的关系。当高原感热偏高时,高原夏季500h Pa为正异常,副热带高压位置偏南,中国东部存在异常的偏北风,长江流域以北地区降水偏少,而长江流域以南的降水偏多;反之亦然。     

冈底斯山的隆升过程与青藏高原古高度研究

<正>青藏高原古高度不仅是其深部变形的结果,也是地表风化剥蚀作用的产物。古高度是约束青藏高原隆升模式最重要的独立变量。传统观点认为,印度板块与欧亚大陆碰撞之后,青藏高原一直处于低海拔的状态,于新近纪时期约3 Ma才开始整体逐渐隆升形成的。但越来越多的证据表明青藏高原不同的块体之间存在着显著的差异隆升,甚至同一块体不同区域也存在着明显的高差,并且其主体隆升时间比传统认识要早得多。     

西北内陆区水量平衡要素时空分析

近几十年来,气候变化和人类活动的加剧导致西北内陆区的水资源以及相关水量平衡要素的时空分布发生了显著的变化。本文借助Google Earth Engine（GEE）遥感云计算平台,基于该平台集成的多源遥感数据集,从西北内陆区全流域和三级流域两个空间尺度,对1998—2017年近20年西北内陆地区多个水量平衡要素的年际和年内变化进行时空分析,进而揭示区域总蓄变量、降水量、土壤湿度、蒸散发、地表水等核心水量平衡要素的空间分布特征与时间演变规律。研究结果表明：①在全流域尺度,研究区整体的升温趋势导致高海拔地区冰雪消融加剧、下游低海拔平原及盆地水分补给增加,使得总蓄变量呈现“高海拔减少低海拔增加”的趋势,同时,低海拔地区的地表水面积、土壤湿度和蒸散发亦相应地表现出一定的增加趋势;②在时间尺度上,各水量平衡要素除沙漠和荒漠地区外季节分异性明显,一般在夏秋达到最大,在春冬季时最小;③在三级流域尺度,不同的子流域由于水分补给来源的不同,各水量平衡要素具有不同的协同演变关系,以冰雪补给为主的流域,各要素呈现与总蓄变量相似的变化趋势,而以降水补给为主的流域,各要素变化与降水的波动关系更为密切。总之,西北内陆区各水量平衡要素在不同的时空尺度上呈现了明显的差异性,本文可为变化环境下进一步深入理解各要素协同演变特征提供重要参考。     

2000—2019年青藏高原积雪时空变化

积雪是冰冻圈最重要的组成部分,影响着大气环流和区域水量平衡,对气候变化十分敏感。本文基于2000—2019年MODIS/Terra积雪产品数据,探讨了青藏高原近20年积雪的年内、年际和季节性时空特征及其变化趋势。结果表明：①2000—2019年青藏高原积雪以短期积雪为主,积雪期在1个月及以下时间段内的积雪空间分布范围最广,占积雪总面积的72.91%;积雪期越长,多年平均积雪率（SCR）越高,SCR呈高原四周山脉高,而羌塘高原、江河源区、柴达木-黄湟高中盆地等地低的特点。②2000—2019年积雪面积呈反复的先波动增加再波动减少,距平变化率在-15.97%~11.52%之间。横断山区、帕米尔高原以及羌塘高原大部分地区的SCR呈明显减少趋势;高原四周极大/大起伏高山/极高山区、江河源丘状高山原和江河上游中/大起伏高山区的SCR呈显著增加趋势。③年内积雪面积呈双峰型周期变化趋势,3月和11月达到峰值,8月达到谷值,与该区域多年平均气温、降水等气候因子的年内周期性变化相反。青藏高原冬季积雪分布最广,秋季和春季积雪范围次之,夏季积雪范围最小;2000—2019年,青藏高原东部和南部冬季积雪显著增加、秋季和春季积雪显著减少,青藏高原整体夏季积雪显著减少。④近20年,青藏高原积雪与气温、降水的相关程度均较强,积雪覆盖范围与气温呈负相关关系,与降水呈正相关关系。研究结果有助于掌握青藏高原冰雪融水变化情况,对区域水量平衡和气候变化有重要指示作用。     

青藏高原河流输沙量变化与影响

青藏高原是亚洲多条大江大河的发源地,为下游20多亿人民提供宝贵的水资源。河流输沙量与径流量相比被认为是对气候及地表过程变化反应更敏感的河流变量,是量化区域土地退化及土壤资源变化的重要指标。研究选取发源于青藏高原的8条主要河流,包括叶尔羌河、疏勒河、黑河、雅鲁藏布江、怒江、黄河、长江、澜沧江,开展其河源区或上游输沙量变化研究。首先探明了青藏高原主要河流径流量和输沙量的总体水平及空间差异;进而分析了近几十年来(1960—2017年)河流输沙量的变化特征,结合气候(气温、降水)和地表过程(冰川、冻土、植被覆盖)要素解析了影响输沙量时空变化的主要因素,探讨了影响青藏高原河流输沙量变化不确定性的多因素作用机制;最后通过典型案例阐明了河流输沙量变化对高原生态环境及水利工程安全的重大影响,从而为进一步开展青藏高原河流输沙量变化机理研究提供了基础。目前,水文气象资料稀缺是认识青藏高原河流输沙过程的重大挑战,亟待开展、加强观测与模拟研究,为青藏高原水土资源可持续利用以及下游的水安全管理提供科学依据,服务于国家生态安全屏障建设。     

孟加拉湾潜热通量与陕西秋季9-10月降水的关系

利用1979-2011年秋季9-10月陕西96个台站的逐日降水资料和NCEP/NCAR再分析月平均资料,分析了孟加拉湾潜热通量与陕西秋季降水的关系,指出了影响陕西秋季旱涝的热源关键区域,并就其影响陕西秋季旱涝的成因机制进行初步分析,得出以下结论:陕西秋季降水与孟加拉湾主体海域的潜热通量变化为显著负相关,当该海域潜热通量偏弱时,乌拉尔山高压偏强,西太平洋副热带高压位置偏西偏北,孟加拉湾至青藏高原南侧多低槽活动,形成了有利于陕西秋季降水的环流形势,同时,陕西地区的偏南水汽输送增强,大气辐合上升运动也增强,陕西秋季降水偏多的可能性较大。此外,孟加拉湾上一年冬季、当年夏季的潜热通量大小与秋季的有显著正相关关系,因此,该海域上一年冬季、当年夏季的潜热通量强弱可以作为预测陕西秋季降水多寡的重要参考。