天山北坡一次区域性暴雪形成机制及水汽输送特征

利用高空、地面常规观测资料、NCEP/NCAR再分析资料,诊断分析2017年2月天山北坡一次区域性暴雪过程的特征及成因,结合GDAS再分析资料并采用HYSPLIT模式,模拟追踪水汽源地、主要水汽输送通道及其对水汽输送的贡献。结果表明:天山北坡区域性暴雪发生时,冷暖空气持续对峙,锋区强度强,为暴雪的形成提供了稳定的天气尺度条件;中低层西北急流的冷垫抬升是形成暴雪的主要动力机制,高低空急流耦合激发中尺度垂直上升支和次级环流,对降雪有增幅作用;暴雪主要水汽源地位于阿拉伯半岛西侧的红海和伊朗高原西南侧的波斯湾至阿拉伯海北部一带,水汽通道主要集中在500~850 hPa,水汽辐合区位于700~850 hPa,中高层有西南气流、中层有偏西气流、低层有西北气流将水汽接力输送至暴雪区;利用HYSPLIT模式模拟发现,暴雪期间,西边界、北边界水汽输入均起重要作用,主要水汽输送通道分别为偏西路径、西南路径、局地水汽路径,在1 500 m高度,三者贡献率大致相当,在3 000 m高度,局地水汽和偏西路径水汽贡献率更大。

新疆巴州北部冬半年降水相态气象因子特征和判识指标分析

利用1961—2018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2003—2018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 h Pa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。

2023年5月巴州北部平原极端低温天气成因及可预报性分析

利用常规观测、1日4次FNL1°×1°、NCEP2.5°×2.5°再分析等资料,探讨2023年5月2—7日巴州北部平原极端低温雨雪天气成因及可预报性。结果表明:(1)极端低温雨雪天气发生在高层北半球极涡呈偏心型,500 hPa乌拉尔山阻塞高压发展、深厚中亚低涡在新疆长时间维持的环流背景中,低涡持续时间和冷中心强度对天山南坡的影响在5月实属罕见。(2)较强冷空气自西北路径翻越西天山进入南疆盆地,与南疆盆地东灌冷空气在巴州北部汇合增强,降水落区位于低层暖平流中心和850 hPa锋生区域,雨转雪加剧巴州北部平原最低气温的降幅。(3)EC模式形势预报提前96 h对中亚低涡的可预报性差,72 h内能较准确刻画低涡强度、位置和移动路径,但细节存在偏差;对最低气温预报EC模式稳定、准确,具有极强参考价值;对库尔勒城区降水和雨雪相态预报,智能网格及NCEP、EC、CMA-GFS数值模式预报能力有限。

塔里木盆地东部地区一次典型区域性沙尘天气分析

利用地面气象观测资料、探空观测和美国国家环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)资料,对塔里木盆地东缘的一次典型区域性沙尘天气过程进行分析,并探讨其滞空原因及传输特征。结果表明:南疆盆地热低压的强烈发展及气温异常偏高为沙尘天气的发生提供了动力和热力条件;在浮尘天气维持期间,塔里木盆地近地层层结较稳定,垂直湍流较弱,逆温层温差与能见度具有较好的对应关系,逆温层厚度较稳定;强沙尘天气期间,逆温层中温度梯度明显,接地逆温层厚度越薄,浮尘物越易出现沉降现象,能见度则出现好转;沙尘暴转为浮尘天气时,逆温层温差和厚度存在明显的跃增;当质点移动路径经过库尔勒地区的西南或东南方向的两个关键区时,可能对库尔勒地区的沙尘天气造成影响,当质点移动以偏东路径为主时,将有利于库尔勒地区的浮尘减弱;由于受若羌地区的地理环境影响,东北、西南或偏西路径均可以造成若羌地区出现沙尘天气。

新疆巴州地区降水量、可降水量及降水转化率计算解析

利用1965-2014年巴音郭楞蒙古自治州（简称巴州）地区11个气象站降水量和水汽压月资料,运用整层大气可降水量经验公式,计算巴州不同区域降水量、可降水量和降水转化率,并对其进行分析。结果表明：（1）巴州各区域月降水量、可降水量与降水转化率都呈单峰形态分布。（2）各区域夏季降水量均最大,冬季降水量最小,20世纪60年代降水量普遍偏少,80和90年代为降水量的高值年代,巴州从北到南,从东到西,降水量逐渐减少。（3）可降水量近50 a均呈上升趋势,其中上升最为显著的为焉耆盆地,其次为南部地区,四季可降水量均呈现上升趋势,其中夏季可降水量增加最明显。（4）各区域降水转化率均在夏季达到最大,南部地区最小值出现在秋季,其它三区最小值均出现在冬季,北部山区各季节降水转化率均最大。（5）降水量、可降水量及降水转化率相互间均呈正相关关系,降水量与降水转化率之间相关性最好,相关系数介于0.96~0.99之间。

近10年巴州地区春季高影响强降水天气分析

2019年5月4~7日巴州地区发生了一次春季转折性、高影响强降水,受浅薄中亚低涡影响先后出现急流冷锋降水、干线触发的强对流降水、低涡气旋降水。强对流降水时段云团的初生位置与地面边界层内不同性质气团交汇点对应,北抬对流云团的冷外流边界触发对流云团再生和增强。强降水发生前巴州东南侧存在水汽补充输送、探空关键参数出现明显增减变量、雷达径向速度上中低层辐合增强。近10年巴州春季发生9场高影响、致灾强降水过程,影响系统包括中亚长波槽、中亚短波槽、中亚浅薄低涡,天气概念模型分为急流冷锋、低槽切变辐合、低涡气旋、急流锋区,急流类强降水的触发多与地面冷锋活动相关,切变、辐合气旋类强降水触发多与干气团水平和垂直方向侵入有关。

尉犁县红枣种植气候条件分析

本文通过对红枣在各个物候期所需要的气候条件与尉犁县30年(1981—2010年)的气候资料进行对比分析,得出:尉犁县的温度、温差、日照、风、积温、降水等气候条件较为适宜红枣大面积种植和优质红枣的形成,同时,针对影响红枣生长发育的极端气候条件提出了一些的对策和建议。

沙尘暴天气下大气颗粒物质量浓度特征研究

通过试验方式分析沙尘暴天气下大气颗粒物质量浓度特征。利用不同型号的采样器、不同厚度的滤膜,采集PM_(10)和PM_(2.5)试样;根据质量浓度和化学成分分析要求,制定样品成分检测方案;依据大气颗粒物质量浓度计算公式,获得夏季和冬季的PM_(10)和PM_(2.5)采样信息,并对信息进行均值化处理,获得大气颗粒物质量浓度季节性变化规律。根据沙尘暴天气下大气颗粒物质量浓度特征分析结果可知,此时PM10和PM_(2.5)的质量浓度均有提高,可见沙尘暴天气影响大气颗粒物质量浓度。

2017年春季南疆中部两次强降水天气环流配置及干冷空气侵入特征对比

本文利用常规观测资料、加密自动站资料、NCEP再分析资料对比分析2017年4月14日("4·14"过程)和2017年5月1—2日("5·1"过程)南疆中部巴州地区强降水过程,探讨春季强降水天气动力学异同。结果表明:春季强降水发生在副热带西风急流活跃,伊朗副热带高压向北伸展,地面冷锋活动,高低空为急流锋区配置背景中。水汽源地位于东经40°的阿拉伯海—里海附近,沿西方路径进入新疆,在有利风场条件下汇合至巴州地区,高低空急流耦合形成次级垂直环流,干冷空气多方向侵入增强春季降水强度。主要差异在于"4·14"过程是副热带西风急流异常北跳、影响系统西风带短波槽、冷空气西方路径,"5·1"过程则是极锋急流与副热带西风急流汇合、深厚长波槽系统、冷空气西北路径;"4·14"过程是典型急流锋区降水伴有对流性降水,强降水发生时形成两支次级环流圈,3股干冷空气从不同方向向中低层气旋性环流附近汇合激发了另一支低层中尺度次级垂直环流圈的建立;"5·1"过程是典型急流冷锋降水,高空干冷空气在垂直方向向下入侵触发和增强冷锋降水,形成了一支完整强大的次级垂直环流圈造成巴州大范围的系统性降水。

新疆巴州旅游气候舒适度时空特征分析与评价

利用新疆巴音郭楞蒙古自治州(以下简称巴州)12个国家气象站点1990—2019年的气象观测数据,采用温湿指数(THI)、风效指数(K)、着衣指数(ICL)以及综合舒适指数(CCI)对该地区的旅游气候舒适度进行了分析。结果表明:巴音布鲁克适宜旅游的气候舒适期在夏季的6—8月,综合舒适指数呈单峰型,适宜期最短;南部五县(库尔勒、尉犁、轮台、若羌、且末)、北部四县(和静、和硕、焉耆、博湖)的气候舒适期主要分布在春秋两季的4—5、9月,综合舒适指数呈双峰型,但夏季北部四县气候舒适度明显高于南部五县,相比适宜旅游的舒适时间也更长;巴伦台的气候舒适期在春夏秋三季的5—9月,综合舒适指数呈平缓的单峰型,适宜期最长。由于地理位置和海拔高度的不同,巴州各地的旅游气候舒适度有较大的差异,在南北方向上差异明显。春、秋、冬季季节综合气候舒适指数随纬度的降低呈上升趋势。

2020年初夏中天山一次罕见雨转暴雪天气成因分析

利用常规观测、FNL、ERA5再分析等资料,探讨2020年6月28—29日中天山巴音布鲁克山区雨转暴雪天气成因。结果表明:(1)天气发生在100 hPa南压高压双体型和500 hPa两脊一槽的环流背景下,冷锋过境气温骤降造成雨转暴雪,暴雪落区位于200 hPa西风急流出口区左侧、500 h Pa西南暖湿急流、600 hPa中尺度涡旋锋生、700 hPa东南急流出口区及切变辐合线叠置区。(2)降雪时冷暖平流交汇长时间维持利于层结不稳定,最大水汽辐合带在650~550 hPa并长时间维持,为强降雪提供有利水汽条件。(3)锋区垂直方向倾斜发展增强斜升运动,致使垂直涡度增加;局地锋生造成中尺度与天气尺度次级环流叠加发展,上升运动进一步增强,对降雪强度起增幅作用。(4)巴音布鲁克山区辐合线触发多个中尺度对流云团不断合并增强,TBB≤-50℃稳定维持,是降雪时间长、强度大的原因之一。

荒漠绿洲区木本植物物候研究——以且末地区木本植物为例

木本植物物候特性在研究植物群落演替、生态系统物质循环及气候变化等方面具有重要意义。以且末地区杏树、银白杨、白柳、桑树和葡萄5种木本植物物候为研究对象,采用趋势分析、显著性检验、Mann-Kendall突变检测等方法,分析植物物候变化特性及其与气温的关系。结果表明:(1)物候期的变化特征为:杏树、银白杨、白柳、桑树和葡萄的展叶始期、始花期提前,叶色全变期推后,末花期、落叶末期各不相同。杏树、桑树和葡萄的生长季延长,银白杨、白柳略微缩短。(2)杏树、桑树和葡萄的物候特征变化较为显著,银白杨、白柳不显著。(3)植物物候变化的总趋势为:春季物候提前,秋季物候推后,生长季延长,与气温的变化趋势一致。

塔克拉玛干沙漠腹地风蚀起沙特征观测研究

利用塔克拉玛干沙漠腹地塔中气象站2009—2018年的地面观测资料,分析塔中地区的风蚀起沙特征,结果表明:(1)塔中地区临界起沙风速呈明显的季节变化特征,夏季>春季>秋季>冬季,临界起沙风速介于4.47~4.92 m/s;(2)春、夏季是风蚀事件的多发季节,春、夏季沙尘水平通量的平均值分别为2 638.9、3 298.9 kg/m^(2),起沙持续时间的平均值分别为291.5、336.7 h,且春、夏季风蚀事件的年际变化比秋、冬季更稳定,波动更小;(3)风蚀事件更容易发生在白天,沙尘水平通量的最大值出现在10:00—11:00,起沙持续时间的最大值出现在10:00—13:00;(4)风蚀事件在春季主要集中在偏东方向,夏季主要集中在偏北方向。

塔克拉玛干沙漠腹地沙尘天气特征

利用塔克拉玛干沙漠腹地塔中气象站2007—2011年的地面(10 m)风速、风向和沙尘天气等气象要素,分析沙漠腹地的沙尘天气特征。结果表明:1塔克拉玛干沙漠腹地沙尘频率和强风频率年、月分布具有较好的一致性,沙尘天气具有明显的季节性,春、夏季占全部沙尘频次的88.3%,冬季仅占总数的2.3%。2春、夏季沙尘天气的高发时段为12:00—00:00;20:00发生频次最多,分别占春、夏季沙尘频次的12.7%和10.8%,秋季和冬季沙尘天气高发时段为14:00—21:00。3出现沙尘天气时,风向主要集中在E、ENE、N和NNE 4个方向。4沙漠腹地临界起沙风速ut5%为4~5 m·s-1,一般地表的临界起沙风速ut50%为5~6 m·s-1;5从NfDO分布来看,春、夏两季要明显高于秋冬季节,其中4月最大,为0.284。因此,沙漠腹地春、夏季易发生沙尘天气。

1997—2017年塔克拉玛干沙漠腹地降水特征

利用塔克拉玛干沙漠腹地塔中气象站1997—2017年逐日和逐时降水资料,分析塔克拉玛干沙漠腹地降水日变化特征、极端强降水特征及其天气背景。结果表明:1997—2017年研究区降水量呈增加趋势、降水日数呈减少趋势,大雨雨量和雨日明显增加,降水呈增强演变。降水多见于6月,最大雨强为8.4 mm·h-1。降水量日变化呈多峰特征,降水量最大值出现在23:00,06:00是降水频次最多时刻。降水强度和降水频次对降水量作用不同,午后至前半夜强度大,频次少;而后半夜至清晨频次多,强度小。降水以短历时降水为主,其中1～3 h的短历时降水对总降水量贡献率高达61.76%。日降水和小时降水的99百分位强度阈值分别为15.3 mm·d-1和6.0 mm·h-1,大于90百分位极端降水量占总降水量贡献率近半。极端强降水天气发生在南疆盆地受北纬40°以南低槽、切变槽或弱的气旋式风场控制地区,南疆盆地提前增湿,民丰850 h Pa比湿接近或超过10 g·kg-1的背景下,降水连续性较差,多中小尺度引发局地短时降水。