黄河上游地区径流量的转折性变化及其成因

利用1961—2021年唐乃亥水文站61 a的径流量资料和流域气温、降水量、蒸发量等气象观测资料以及高原季风、西风环流等气候指数,分析黄河上游径流量的基本特征,揭示影响径流量变化的气候成因。研究表明:1991年前后,黄河上游径流量出现由降到升的突变,自2001年以来显著增长;径流量具有8 a的显著性变化周期,气候暖湿化是引起1991年以来黄河上游地区径流量显著增大的主要原因,大气环流及其影响的转变,是黄河上游地区造成径流量发生变化的重要原因,1991年以来在干燥的西风环流减弱和暖湿的高原季风增强的共同作用下,黄河上游地区径流量增加。

1961-2017年青海高原雨季和降水的变化特征

基于青海高原46个气象观测站1961-2017年逐日降水观测资料,采用REOF方法将整个高原分为3个区域,分析不同区域雨季起讫期、降水量的分布态和变化特征。结果表明:(1)自高原东南部向西北部雨季开始期逐渐推迟、结束期逐渐提前、持续期逐渐缩短、降水量逐渐减少;(2)在高原西北部和南部地区经度变化对雨季影响明显,经度每增加1°,雨季开始期分别提前2.4 d和2.0 d;结束期分别推迟2.3 d和1.2 d;持续期分别延长4.6 d和3.2 d。(3)海拔对整个高原的雨季降水量影响很大,在海拔相对较低的高原西北部和东部地区,每上升100 m,降水量分别增加46.8 mm和8.3 mm,而在平均海拔4000 m以上的高原南部地区,每上升100 m,降水量减少20.3 mm。(4)1961-2017年高原平均雨季开始期平均每10年提前1.4 d,结束期推迟0.8 d,持续期延长2.2 d,降水量增加6.5 mm。(5)高原雨季降水极端性增强,尤其是2007年以来表现明显,2007年前后中雨日数、1日最大降水量、强降水量和降水强度分别增加1.0 d、9.3%、16.9%和0.4 mm·m^(-1)。

基于灾害风险因子的青海省干旱灾害风险区划

利用1961—2018年青海省气象资料、地理信息数据和社会经济数据,对青海省干旱灾害风险区划进行研究。结果表明:(1)致灾因子危险性较高的地区主要在青海省东部和南部,较低地区主要在青海省西部。(2)孕灾环境脆弱性整体自西北向东南逐渐降低,西北地区脆弱性风险较高,东南部较低。(3)承灾体暴露风险较高的地区主要在青海省东部,其他地区风险较低。(4)防灾减灾能力较高的地区主要在青海省西北部,而青海省南部和东部防灾减灾能力较低。(5)干旱灾害综合风险总体自东向西递减,高风险区主要在青海省东部地区,低风险区主要在青海省西部地区。(6)青海省干旱灾害高风险区主要由于致灾因子危险性及承灾体暴露性都较高,低风险区主要是致灾因子危险性、承灾体暴露性较低,且防灾减灾能力强。

基于SPI的青海省春季干旱时空演变特征及环流诊断

利用青海省非常年干旱区39个气象站1981—2017年春季逐月气温、降水资料,采用标准化降水指数(SPI),探讨青海省不同功能区春季干旱频率、干旱站次比的时空演变特征,并着重分析影响青海省不同功能区春季旱涝分布的环流异常特征。结果表明:春季青海省干旱发生频率在18.9%~40.5%之间,干旱站次比以4.9%·(10 a)^-1的速率下降,各功能区均呈现增湿特征,增湿幅度最大的地区为青南牧区,其标准化降水指数(SPI)线性倾向率为0.23·(10 a)^-1。春季影响青海省南、北部地区旱涝分布的500 hPa环流系统配置总体一致(偏涝年欧亚中高纬呈“正、负、正”分布形势,中国大部地区形成西低东高的配置,偏旱年相反),但中高纬度极涡强弱对北部地区旱涝分布影响较明显,中低纬度西亚槽对南部地区旱涝形势的影响较大。春季SPI与前冬(前一年12月至当年2月)的副热带西风急流位置存在明显负相关,前冬中东急流指数与SPI的相关性较东亚急流更显著(中东急流指数、东亚急流与SPI相关系数分别为-0.514和-0.332),前冬副热带西风急流位置若较常年偏南,则次年青海省发生春旱的可能性很大。

青藏高原东北部区域持续性低温事件的特征及影响因子分析

利用1960—2020年青藏高原东北部66个观测站日最低气温资料和NCEP/NCAR逐日再分析资料,根据百分位法确定了32个区域持续性低温事件,并对该事件发生的概率分布及影响其发生的主要环流系统进行了分析,同时探讨了冬季气候指数的极端性与低温事件发生的关联性。结果表明:(1)区域持续性低温事件主要集中在东部农业区。(2)不同类型低温事件环流差异主要表现在高层500 hPa高度场正异常中心和负异常中心的纬度位置以及700 hPa北风分量向南延伸的强度。(3)冬季极涡、印缅槽、高原高度场、高原加热场、AO的极端性与区域性极端低温事件的发生相对应,低温事件的发生概率均超过60%,利用它们可以提升高原区域持续性低温事件的诊断和预测能力。

2016年青海省汛期气候预测评估及先兆信号分析

2016年夏季,青海省气温创历史新高,极端降水事件多发,由极端降水引发的暴雨洪涝灾害损失为近5年同期最重。为总结汛期预测技术方法和经验,提高汛期气候预测准确率,基于美国气象环境预报中心和美国国家大气研究中心提供的2.5°×2.5°水平分辨率的位势高度场、水平风场、水汽场等逐日再分析资料和1961-2016年青海逐日气温和降水观测等资料,对2016年青海省主汛期气候预测进行全面回顾,分析汛期预测考虑的先兆因子,并着重分析对夏季青海气候影响较大的3个因子(厄尔尼诺、南亚高压和西太平洋副热带高压)的变化趋势。结果表明:(1)2016年5月初发布的汛期预测较好地体现了西部地区少雨、东北部多雨的特征,对全省大部降水偏少的总体趋势和东北部地区多雨中心的把握较为准确,全省气温偏高的总体趋势与实况较为一致,但对气温偏高的幅度把握不足;(2)厄尔尼诺衰减年,对应汛期青海省大部降水以偏多为主,尤其是青海省东北部地区;(3)2016年6-8月,西太平洋副热带高压强度偏强、面积偏大、西伸脊点位置偏西,南亚高压中心在青藏高原上维持,强度持续偏强,中心位置东西摆动幅度大;(4)6月下旬、7月中旬以及8月上中旬南亚高压异常偏东、偏强,以及500 h Pa西太平洋热带高压异常西伸,导致青海省汛期极端降水事件多发;夏季南亚高压与西太平洋副热带高压的上下叠加和维持是导致青海省汛期出现高温天气的主要原因。

青藏高原雨季降水的水汽条件研究

利用1961—2017年青藏高原109站降水量资料、NCEP全球逐月再分析资料,讨论了雨季期间高原的水汽输送特征。结果表明:高原雨季降水呈显著的年际变化特征,高原雨季降水主模态为南北反向型和全区一致型。气候态高原雨季的水汽输送路径为来自阿拉伯海的偏西风水汽输送,在孟加拉湾附近分为三支水汽输送气流:一支向北输送,自高原南缘输入;一支在南海附近转为偏南风水汽输送,自东南侧输入高原;一支受高原大地形的阻挡作用,转为偏西风水汽输送。在全区一致型降水偏多年,高原主体呈现北部弱辐合、南部辐散的分布形态;在全区一致型降水偏少年,来自阿拉伯海偏南水汽输送在25°N附近转为偏东水汽输送,在高原南缘形成较强的水汽辐合中心。雨季期间高原各边界的水汽收支情况表现为西、南、东边界以水汽输入为主,北边界为水汽输出,南边界水汽输入量最大,西边界次之。

气候预测业务系统建设调研报告

2018年11月5日-8日青海省气候中心4人先后前往安徽省和江苏省气候中心针对气候预测业务系统建设情况进行了调研,面对我省气候预测业务发展而言,必须做好以下几个方面的工作:一是进一步解放思想,加快预报员的转型发展;二是加强气候模式数据下载、解码及应用,并及早部署格点预测产品的研发工作;三是开展气温、降水等气象要素的实时检验;四是发掘预测产品服务新出口,提高气象服务效率和水平。

青海气候模式解释预报产品的开发及其检验

基于1982—2016年的气候模式数值预测产品资料,整理分析生成未来45天北半球500 h Pa高度场和本地气温、降水资料,应用降尺度方法和PP、MOS预报工具建立了预报模型及其业务系统平台。结果表明:业务系统平台构建必须考虑系统结构和功能的先进性、数据存储传输备份的经济性、系统管理的可维护性;此外,还要兼顾前瞻性、开放性、稳定性、安全性和拓展性。系统模块编制采用前端网页、后端程序、模型—视图—控制器的模式和通用的通信协议技术。适合青海高原气候模式解释应用的降尺度方法是车氏多项式、EOF经验正交函数分解和预报量的分区。2012—2016年青海35个样本的月降水量、51个样本的月平均气温预报建模试验的平均评分分别为64%和75%,预报试验获得较高评分的关键是选择最好的因子构建方案和制作预报的回归预报方法。

2018年11月青海省降水趋势预测总结

2018年11月,青海省平均降水量14.6mm,较常年(2.8mm)偏多4.3倍,为1961年以来历史第1多,其中有25个站降水突破1961年以来历史极值。对11月的气候趋势预测中,采用统计诊断、模式预测等方法做了大量分析,但预测结果与实际情况出现了较大偏差,因而针对2018年11月气候趋势预测做分析总结,归纳分析预测出现偏差的原因,以期为今后的气候趋势预测提供参考。

青海省河湟地区气象灾害变化特征分析

通过对青海省河湟地区1961~2017年气象灾害的时空变化特征分析发现:河湟地区年平均低温冷害次数随时间变化呈微弱减少趋势;生育前期干旱在河湟地区农牧业生产中较为突出;干旱日数呈显著下降趋势,循化干旱日数最多,海晏干旱日数最少;雪灾发生次数呈明显下降趋势,1989年雪灾发生次数最多,湟中县为发生雪灾次数最多的地区;年暴雨日数波动较大,1961年暴雨日数最多,为55d;20世纪90年代之前年冰雹日数较多,至90年代之后年冰雹日数急剧下降,呈减少趋势。

青海省东部农业区季节性最大冻土深度变化特征分析

利用1961~2016年青海省东部农业区11个气象观测站点的冻土观测资料,采用累积距平、滑动t检验等方法,分析了青海东部农业区季节性最大冻土深度的时空分布特征及变化规律。结果表明:东部农业区整体冻结开始时间呈逐年推迟趋势,完全解冻时间呈逐年提前趋势,平均冻结持续时间呈逐年缩短趋势;最大冻土深度年际变化在90年代前后由减小趋势转变为增长趋势,在1986年出现了突变;化隆站最大冻土深度多年平均值最高为72.15cm,尖扎站最低为28.32cm。

2021年7月中下旬青海省高温天气过程预测复盘总结

2021年7月10-24日,青海北部持续多日晴好天气,全省平均气温、最高气温均呈升高态势,期间有11天日最高气温突破22.5℃。其中,共有22站出现日最高气温≥30℃的高温天气,根据青海省《气象灾害分级指标》(DB63/T372-2018),循化、乐都、平安、民和、尖扎、贵德、西宁、小灶火、诺木洪、冷湖、格尔木等11站连续3天日最高气温≥30℃,达到轻度高温热害标准。针对此次高温天气过程,青海省气候中心从不同提前量包括季节、月、延伸期尺度均给出了较好的预测:从趋势预测来看,对7月气温一致偏高并且大部地区偏高1℃以上的特征把握较好,但对柴达木盆地西北部和东部农业区部分地区气温偏高2℃~3℃把握不足;从过程预测来看,虽然预报出上旬后期至中下旬为升温过程,但对高温强度把握不足。在后期类似的高温天气过程预测中需加强高温过程诊断研究和对国内外主流模式的本地化释用,为本省高温过程客观定量的预测提供参考依据。

近30年我国棉花需水特征

利用1981—2010年我国棉花全生育期和各生育阶段降水资料,分析在不同年降水量保证率条件下,棉花全生育期降水和需水量的变化特征.结果表明:我国棉花全生育期降水分布总体稳定少变,由南至北降水量递减;棉花全生育期需水量分布情况相似,新疆地区需水量较全国其他地方多;降水盈亏0毫米线在35°N附近,最大亏缺量在1000 mm左右,最大盈余量在800~1200 mm.各生育阶段需水量以下降趋势为主,尤其是开花-吐絮期更为明显,棉花全生育期需水量Kendall倾斜度为-3.6673^-0.3733.