2022年华南极端“龙舟水”与大气环流及海温异常的关系

利用华南192个国家气象观测站逐日降水资料,NCEP/NCAR大气环流再分析资料,NOAA月平均海表温度资料(ERSST V5)及向外长波辐射(OLR)资料,采用相关、合成分析的方法研究了2022年华南“龙舟水”异常与大气环流及海温异常的关系。结果表明,2022年“龙舟水”期间,东亚大槽、东北冷涡偏强,南下冷空气偏强,同时西太平洋副热带高压和南支槽均偏强,在华南存在明显的水汽辐合。2022年发生的拉尼娜事件,大气环流对其有明显响应,Walker环流增强,华南对流明显加强,菲律宾以东存在异常反气旋环流,副高加强导致其西北侧的西南风加强,向华南水汽输送显著增强,同时华南存在显著的上升运动。大气环流和海温的异常导致2022年华南极端“龙舟水”。

近62 a华南“龙舟水”气候特征及变化

每年端午节前后龙舟竞渡之时,是华南前汛期降水最多、最为集中的时段,容易引发严重洪涝灾害,并对早稻生产造成严重影响,称之为“龙舟水”。对华南“龙舟水”期间暴雨过程的频次和强度进行研究是当前防灾减灾的迫切需求。利用1961—2022年华南192个国家气象观测站逐日降水资料,采用EOF、线性趋势、M-K突变等方法,分析了华南“龙舟水”期间降水量的时空特征及变化;构建了一个表征华南“龙舟水”暴雨过程的综合强度指数,由此分析华南近62 a“龙舟水”期间暴雨过程频次、强度以及“龙舟水”强度年景指数的特征和变化。结果表明,华南“龙舟水”一致性变化是其最主要的特点。1961—2022年“龙舟水”期间,华南共出现229次暴雨过程,平均每年3.7次。近62 a来华南区域平均“龙舟水”降水量和暴雨过程频次变化趋势不显著,但“龙舟水”强度年景指数以1.2·(10 a)^(-1)的速率显著上升。评估得到近62 a华南“龙舟水”最强暴雨过程出现在2022年6月4—21日,华南“龙舟水”强年有4 a,分别出现在2022年、2020年、2008年和2006年。

7—9月登陆华南热带气旋频数异常与大气环流和海温的关系

利用1949—2021年中国气象局上海台风研究所热带气旋资料、NCEP/NCAR再分析资料、NOAA重构的海表温度资料(SST)和大气向外长波辐射(OLR)资料,采用线性趋势分析、Mann-Kendall检验等方法分析了近73年7—9月登陆华南热带气旋频数的变化特征。采用合成分析的方法研究7—9月登陆华南热带气旋频数异常与同期大气环流和海温的关系。结果表明,1949—2021年7—9月,登陆华南热带气旋有243个,年均3.3个,占全年登陆总数的70.2%。登陆华南热带气旋频数具有显著的年际和年代际变化特征。1973年最多(7个),1950年最少(0个);在1990年代中期由前期偏多转为后期偏少,但没有突变发生。近73年7—9月登陆华南热带气旋频数以0.1(10 a)^(-1)的速率减少。7—9月登陆华南热带气旋频数异常与大气环流和海温异常密切相关,在异常多、少年同期:(1)大气环流差值场上,南亚高压偏强、偏东、偏北,副高偏西、偏北、偏强,110°E以东的赤道东风引导气流偏强,季风槽加强,北半球中低纬海平面气压场东高西低,北高南低,同时南海、热带西太平洋对流活动加强。(2)海温差值场上,赤道中东太平洋偏冷,西太平洋暖池偏暖,沃克环流加强。高中低层大气环流和海温这种差异可能是导致登陆华南热带气旋频数异常的原因。

2024年1—2月广东省天气气候特点及其影响评述

2024年1—2月,广东省气温偏高、降水偏少、日照偏多。出现6次降水过程和3次寒潮天气,低能见度天气频繁发生,1月底2月初出现回南天,气象干旱持续发展。寒潮天气对农业和交通和电力等造成较大影响,但春节期间晴好的天气带旺了周边旅游。

2023年11-12月广东省天气气候特点及其影响评述

2023年11-12月,广东省气温偏高、降水偏少、日照正常。出现1次强降水过程,冷空气活动频繁,气象干旱持续发展,森林火险等级高;寒潮天气致农业、交通、电力和人民生活受影响。

2024年3—4月广东省天气气候特点及其影响评述

2024年3—4月,广东省气温偏高、降水显著偏多、日照正常。开汛偏早,出现1981年以来最强4月暴雨过程,冷空气活动频繁,气象干旱阶段发展,致农业、交通、电力和人民生活受严重影响。

2024年7—8月广东省天气气候特点及其影响评述

2024年7—8月,广东省气温偏高、降水正常、日照正常。受台风“格美”“派比安”影响,出现特强等级区域性暴雨过程,出现5次大范围高温天气,致农业、交通、电力和人民生活受影响。

2024年5—6月广东省天气气候特点及其影响评述

2024年5—6月,广东省气温偏低、降水略偏多、日照偏少。初台“马力斯”登陆阳江,是2009年以来最早登陆广东省的台风。5—6月共出现9次强降水过程和2次大范围高温天气。频繁强降水事件给农业、民生、交通和电力带来严重影响,其中粤北山区受持续性强降水和上游洪水影响,受灾严重。

损失率评估模型在广东气象灾害损失评估中的应用

利用1995—2021年《广东省防灾减灾年鉴》《2021广东统计年鉴》资料,基于面向气象灾害损失的损失率评估模型,对近27年广东暴雨洪涝、台风、低温冷冻、干旱、强对流(含雷击)等5种主要气象灾害逐年损失和总损失进行定量评估和分析。结果表明,台风、暴雨、低温冷冻、强对流以及总损失的年损失率指数最大峰值都出现在20世纪90年代中后期,干旱年损失率指数峰值出现在2002年。广东气象灾害总损失极重有6年,其中1994年损失率指数达7.62,为研究时段内气象灾害总损失最重的年份。近27年来,广东年气象灾害总损失的损失率指数呈明显减小的趋势,2000—2020年期间指数平均值为0.17,较1994—1999年平均值减小92.54%,死亡失踪人数指数减少60.83%。

导电水凝胶材料研究进展及在超级电容器的应用

导电水凝胶是具有独特导电性、力学稳定性、较高柔软性的三维网络结构的物质,具有广阔的应用前景。制备具有特殊功能性导电水凝胶材料的研究吸引了科研工作者广泛的关注,其制备策略主要是聚合物水凝胶与导电物质交联混合。为了提高其导电性和机械形变,主要策略是设计和制备导电纳米材料(如碳纳米管、石墨烯、金属纳米和液态金属等)填充和导电高分子(如聚苯胺(PANI)、聚吡咯(PPy)、聚噻吩(PYh)等)基导电水凝胶。文章综述了聚电解质、酸掺杂、无机物填充、导电高分子基四类导电水凝胶的研究进展;为解决导电水凝胶导电性、力学稳定性、耐极端温度和生物相容性的问题,本文总结了导电水凝胶的制备策略,最后总结了导电水凝胶面临的挑战。

2023年9-10月广东省天气气候特点及其影响评述

2023年9—10月,广东省气温偏高、降水显著偏多、日照偏少。期间,先后有4个台风登陆或严重影响广东省;出现8次强降水过程和2次大范围高温天气。台风带来的大风和强降水天气对农业、民生、电力和交通等造成较大影响,中秋国庆假期的晴好天气则带旺了周边旅游。

2023年5-6月广东省天气气候特点及其影响评述

2023年5-6月,广东省气温偏高、降水偏少、日照正常。5-6月雷雨天气频繁,出现10次强降水过程和4次大范围高温天气;5月中下旬低能见度天气明显。强降水天气对农业和民生等造成较大影响,但五一和端午假期较好的天气带旺了周边旅游。

1961—2021年粤港澳大湾区暴雨气候变化特征

基于1961—2021年粤港澳大湾区31个国家气象观测站逐日降水资料,采用线性趋势分析、趋势系数计算、Mann-Kendall突变检验等方法分析了大湾区年及前、后汛期的暴雨日数、暴雨量、暴雨强度和暴雨贡献率的气候特征及变化。结果表明,近61 a大湾区平均年暴雨日数和大暴雨日数分别为8.3 d和1.8 d,有87%的暴雨发生在汛期,其中前、后汛期各占47%和40%。近61 a大湾区31个站平均的年及前、后汛期暴雨日数、暴雨量、暴雨贡献率、暴雨强度的变化趋势均不明显,但广州、怀集、斗门等6个站暴雨量变化趋势显著。大湾区年及前、后汛期暴雨日数及其变化速率均高于广东省同期。香港地区、澳门地区和广州的暴雨特征对比分析显示,香港地区近61 a平均暴雨量、暴雨日数、暴雨强度和暴雨贡献率均为最大,澳门地区次之,广州最小,但广州年和前汛期暴雨量、暴雨日数及前汛期暴雨贡献率的变化速率最大。

2023年7—8月广东省天气气候特点及其影响评述

2023年7—8月,广东省气温偏高、降水偏少、日照正常。雷雨天气频繁,出现7次强降水过程和6次大范围高温天气;初台偏晚,台风“泰利”“杜苏芮”接连影响;8月强对流天气异常频繁,潮州出现龙卷风。高温和强降水天气对农业和民生等造成较大影响,暑运发送客流创历史记录,持续高温炎热天气,导致广东区域用电负荷持续走高。

华南霾日和雾日的气候特征及变化

利用华南192个测站1961—2008年的地面气象观测资料,采用线性趋势分析、Mann-Kendall检验、计算气候趋势系数等统计诊断方法,分析了华南年霾日、雾日的时空特征和变化。结果表明:珠江三角洲、广东西北部和广西东北部为多霾区,海南为极少霾区;华南有三个多雾区,分别位于海南中西部地区,两广的西北部地区。两广雾日呈由内陆向沿海递减的趋势。华南平均年霾日以5.8天/10年的速率显著增加,明显高于全国平均(3.19天/10年)。华南年霾日长期变化趋势有明显的空间差异,在珠江三角洲、广东西北部以及广西中部和东北部增加最明显,增加中心在深圳(38.8天/10年)。华南平均年雾日以0.8天/10年的速率明显减少。但华南站点雾日变化存在明显差异,广东东部和南部、广西西部和北部边缘地区以及海南的大部分地区,雾日减少明显,减少最大在海南保亭(—16.8天/10年),增加最大在海南白沙(20.7天/10年)。华南年霾日在1989年发生增加的突变,雾日在1995年发生减少的突变。

华南暴雨的气候特征及变化

利用华南110个测站1961—2008年逐日降水资料,采用线性趋势分析、Mann-Kendall检验、小波分析、计算趋势系数等统计诊断方法,分析了华南年和前、后汛期的暴雨日数、强度、贡献率等的气候特征及变化。结果表明,近48年来,华南年平均暴雨日数的地理分布总体上呈由沿海向内陆递减的趋势,最多中心在广西东兴(14.9d),最少中心在广西隆林(3.2 d)。华南的暴雨72%发生在汛期,其中前汛期占45%,后汛期占27%。华南平均年和前、后汛期暴雨日数呈微弱上升趋势,但不明显。年和前、后汛期暴雨日数具有明显的年际、年代际变化特征。华南平均年和前汛期的暴雨强度有微弱增加趋势,特别是2005年以来升幅明显,而后汛期暴雨强度有不明显减少趋势。华南年暴雨贡献率增加明显,而前、后汛期暴雨贡献率增加并不明显。小波分析表明:2000年以来,华南年、前、后汛期暴雨日数具有2～3 a和3～4 a准周期振荡。

华南雨日、雨强的气候变化

利用华南110个测站1961—2008年逐日降水资料,通过EOF分析、功率谱分析和计算趋势系数等统计诊断方法,分析了华南年、前汛期、后汛期的雨日、雨强以及降水量的时空特征和气候变化。结果表明:华南年雨日以4.8 d/(10 a)的速率明显减少,但前、后汛期雨日减少趋势不明显。华南年雨日长期趋势变化有明显的空间差异,在广西北部、华南沿海和海南,减少速率高达9～17.8 d/(10 a),其中海南的白沙减少趋势最为明显。华南年平均雨强以0.4 mm/(10 a.d)的速率明显增加,但平均雨强前汛期变化趋势不明显,后汛期明显。年雨强增加速率在海南、华南沿海和广西北部高达0.4～1.1 mm/(10 a.d),最大值出现在海南的五指山和三亚。华南降水量和雨日的长期变化趋势不相似,但与雨强的变化趋势大部分相似。小波分析表明:华南年雨日和降水量都有2～3年、3～5年两个显著周期,年雨强在2000年后有2～3年的显著周期。根据EOF分析,华南雨日、雨强和降水量主要有"全区一致型"、"东西差异型"和"南北差异型"三种分布型。

近48年华南日照时数的变化特征

利用1961-2008年华南110个测站年日照时数资料,通过线性趋势分析、Mann-Kendall检验、功率谱分析和计算趋势系数等统计诊断方法,分析了华南年日照时数的时空特征和气候变化。结果表明:近48 a来,华南年平均日照时数整体上呈自南向北减少的分布特点,最高中心位于广西南宁(2 552 h),最低中心在广西金秀(1 172 h)。华南平均年日照时数以4.09 h/a的速率明显减少,高于全国平均值,并存在22 a和11 a的显著周期振荡,在1970年代后期发生突变。华南年日照时数长期趋势变化有明显的空间差异,大部分地区呈明显减少的趋势,其中有3个减少中心,分别位于广东深圳(-12.86 h/a),海南澄迈(-12.85 h/a)和广西横县(-11.85 h/a)。华南年平均日照时数的分布与总云量分布几乎完全相同,但它们的变化趋势大部分相反。广东大部分地区总云量在明显增加,日照时数在显著减少。

1961—2014年广东小时强降水的变化特征

利用1961—2014年广东32个气象观测站逐小时降水资料,采用线性趋势分析、Mann-Kendall检验、功率谱分析、计算趋势系数等统计诊断方法,分析了广东小时强降水在年以及前、后汛期的气候特征及变化。结果表明,广东年、前、后汛期多年平均小时强降水的次数、强度、降水量和贡献率的空间分布均呈沿海向内陆递减。近54年来,广东平均小时强降水的次数、强度、降水量和贡献率在年以及前、后汛期的时间尺度上均为显著上升的趋势,与同期广东年暴雨次数和年降水变化不明显有明显差异。广东大部分测站小时强降水量均呈增加的趋势,其中珠三角增加最为显著。近54年来广东年和前汛期小时强降水次数存在3.7年和22年、后汛期存在3年左右的显著周期震荡。广东年和后汛期小时强降水次数在1993—1994年发生增加的突变,前汛期小时强降水次数没有突变发生。

华南冬季气温异常与ENSO的关系

利用1951一2012年华南192个测站逐月气温资料、NCEP/NCAR再分析月资料、NCC的ENSO监测资料,采用相关分析和合成分析等方法分析了华南冬季气温异常与ENSO的关系。结果表明:华南冬季气温对La Nina事件的响应比对E1 Nino事件显著,La Nina事件当年华南冬季气温以偏低为主,极强La Nina事件对应的华南冬季气温显著偏低,而中部型La Nina事件出现过华南冬季气温显著偏高的情况。当La Nina(El Nino)事件为东部型、Nino区海温异常的峰值月份出现在秋冬季,当年华南冬季气温易偏低(高)。从年际尺度上,当La Nina发生时,在对流层低层激发西太平洋异常气旋环流和北风异常,对应对流层中层北太平洋高压、乌拉尔山高压脊和东亚大槽南段均加强,西太平洋副热带高压减弱,东亚中高纬经向环流明显,冬季风偏强,导致我国大部分地区包括华南冬季气温偏冷,反之亦然。El Nino事件对华南冬季气温的影响具有年代际差异。对应华南冬季气温年代际变化的海温变化明显的区域位于北太平洋,而与ENSO关系不明显。