STMAS同化风廓线雷达对台风“利奇马”融合实况风场的改进分析

为分析STMAS(space-time multiscale analysis system)同化风廓线雷达对三维风场的改进效果,本文以GRAPES-MESO、GRAPES-GFS 2种预报场作为背景场,对STMAS系统融合浙江省及周边一定范围的L波段边界层风廓线雷达数据,进行4组对比试验。通过试验结果与探空雷达实况数据和EC(european meteorological center)再分析资料的对比分析发现:(1)STMAS中融合越多的风廓线雷达信息,融合后的结果改变越明显;(2)从本文试验时段内各时次各层次试验数据与探空雷达差异的平均值来看,以GRAPES-GFS为背景场的融合效果相对较好;(3)通过与探空雷达对垂直风速的对比发现,接入风廓线雷达的STMAS风速场比未接入的STMAS风速更接近实况值,同时STMAS风速场比EC再分析资料更接近探空实况。

河北省雾霾波动变化特征及成因研究

利用气象、土地利用等资料,采用统计方法,对河北省雾霾的特征及诱因进行了研究,结果发现:1)河北省多年平均雾霾日数分布情况呈由西南往西北逐步递减的趋势;各季节雾霾天能见度的空间分布不同,秋冬雾霾较为严重,自西南向东北呈递减的趋势,夏季自西南向东北呈递增的趋势,春季则自东南向西北呈递增的趋势。2)河北省近几十年来雾霾日数增加明显,增长斜率为0.45,但低能见度日数并不随雾霾日数增加而增加,主要是因为雾日数持续减少。3)河北省雾霾与国内生产总值(Gross Domestic Product,GDP)、能源消耗总量呈正比关系,而与机动车数量相关性不大。

河北省衡水市雾霾灾害天气演变特征分析

以1960-2013年河北省衡水市地面观测站资料为依据,运用线性倾向估计、Morlet小波分析、MannKendall突变检验等方法对衡水市雾、霾日数的演变特征及周期进行了分析,结果表明:1960-2013年衡水市雾日数是增多的趋势,而霾日数(1971-2013年)是减少的趋势。四季中雾日数冬季>秋季>夏季>春季,霾日数冬季>秋季>春季>夏季;雾、霾日数均是12月最多,1月份次之。1971-2013年衡水共出现雾日766 d,其中浓雾日最多,强浓雾最少,共出现霾日491 d,其中轻微霾最多,中度霾最少。连续3 d及以上大雾天气110次,1990年代年平均连续大雾次数最多,1960年代最少,连续大雾多出现在冬季;连续3 d及以上霾日24次,1980年代最多,大部分连续霾日都出现在11月至次年2月。衡水市年雾日数和各月雾日数的周期性特征显著,目前大多处于雾日偏多期,年雾日数和12个月中6个月的雾日数发生了突变。

长江流域春夏旱涝灾害与太平洋海温关联性研究

基于长江流域区域1956-2011年50年气象资料和同期太平洋海温资料,采用Z指数、EOF、REOF、SVD分析等方法,探讨长江流域春季和夏季旱涝特征及其旱涝事件与极端海温异常之间的关联性,得出以下结论。1REOF的Z指数春夏季节旱涝空间分区特征显示,春季前6个模态的累计方差贡献率能够达到61.2%,收敛速度较平缓,夏季前6个模态累积方差贡献率更低,只有52.1%。2前冬太平洋海温的变化与长江流域旱涝的态势呈显著相关关系,春季海温场与长江流域旱涝Z指数场的SVD第一模态显示,长江流域的东北区的旱涝与厄尔尼诺显著相关,当赤道东太平洋海温升高,西太平洋海温降低时,长江流域东北地区偏涝,而长江流域的西部地区偏旱,反之亦然。3夏季海温场与长江流域旱涝Z指数场的SVD第一模态,表明太平洋海温分布主要呈现南北向的分布,当赤道中东太平洋海温偏高,北太平洋海温偏低时,长江流域夏季中部地区偏涝。反之亦然。第二模态,全球海温呈现厄尔尼诺类型的分布,中东太平洋是负相关,而在西太平洋为显著负相关。

澜沧江流域暴雨干旱灾害与海温异常波动规律的相关性

基于中国气象局国家气象信息中心提供的澜沧江区域1961—2011年50年气象资料,采用EMD(Empirical Mode Decomposition)分解、均生函数逐步回归模型、相关分析等方法,探讨了澜沧江流域极端天气灾害的变化特征,及其区域极端灾害变化和全球海温异常ENSO(El Nio/La Nia-Southern Oscillation)之间的联系。结果表明:(1)该区域降水和暴雨频次存在多尺度特征,降水量存在2a、7a、15a的变化周期,且主周期为准2 a。(2)降水量和暴雨频度序列的IMF1和IMF2周期在2—7 a之间,与ENSO在年际变化上的信号相吻合,NINO(El Nio)指数无论春夏秋冬或年际都与暴雨和干旱灾害频次呈现负相关,而SOI(Southern Oscillation Index)指数则呈现正相关,其中,NINO指数与干旱相关性指数在秋冬和年际接近-0.3。(3)澜沧江流域暴雨和干旱灾害与ENSO有重要联系,且随着气温升高干旱灾害频次明显增加。研究结果显示区域极端气温灾害的变化与全球气候变暖有某种关联,是全球气候变化的区域响应表现形式之一。

澜沧江流域极端天气灾害特征及波动趋势

基于中国气象局国家气象信息中心提供的澜沧江1961—2010年气象资料,采用小波分析、EMD分解、CI指数、均生函数逐步回归模型、相关分析等方法,探讨19世纪末至21世纪初澜沧江流域极端天气灾害的变化特征,及其区域极端灾害变化和全球气候变化之间的联系。结果表明:(1)1961—2010年50a期间,年降水量趋于稳定,略有上升,但上升率较小,只有3.1848。年降水量距平分布图反映了降水量南多北少的区域差异,正负距平之间在-2到2之间,北部干旱出现的几率较大。(2)近20年来,澜沧江区域干旱次数明显上升,而澜沧江流域年暴雨频次在过去50a和未来的20a内没有明显的增加趋势,干旱频次未来20年内呈斜率0.2635的上升态势,未来该区域极端天气灾害主要是干旱灾害。(3)该区域降水和暴雨频次存在多尺度特征,两种研究方法都得到澜沧江流域降水量存在2、7、15a的变化周期,只是两种方法得出的主周期不同,EMD方法比小波方法更适合处理非平稳、非线性信号,可以认为澜沧江流域降水量存在2、7、15a的变化周期,且主周期为准2a。(4)降水量和暴雨频度序列的IMF1和IMF2周期在2—7 a之间,与ENSO在年际变化上的信号相吻合,推断澜沧江流域暴雨和干旱灾害与ENSO有重要联系,且随着气温升高干旱灾害频次明显增加,显示区域极端气温灾害的变化与全球气候变暖有某种关联,是全球气候变化的区域响应表现形式之一。

海温震荡对区域旱涝灾害的敏感性研究——以中国浙江省为例

采用ECHAM5气候模式、Z指数、SVD分析等方法,探讨海温震荡与浙江省春季旱涝特征之间的关联性,并对其敏感性进行了研究。结果显示:(1)浙江省春季旱涝在1990年代初到21世纪初存在一个显著的3~4年周期的特征;(2)全区域气候分东、西两个主要的分布型,且与其余地区反向分布。分为三个旱涝异常显著区:平湖-慈溪带,洪家-玉环带,衢州带;(3)浙江省春季旱涝与前期冬季北大西洋、中东太平洋、孟加拉湾、南海海域、北印度洋海温存在着显著负相关关系,其中,孟加拉湾负相关表现最显著;浙江旱涝事件与太平洋西南-东北走向狭长海域(120°E^120°W,0°~30°N)前期冬季海温呈显著正相关关系,与该海域同期海温存在显著的负相关;(4)将前冬季的NINO_3、NINO4、NINO_3.4、IOD指数分别作对浙江省春季旱涝的相关分析,NINO_3指数对浙江西北部影响更大,表明当前期冬季EP型ENSO发生时浙江省北部会产生较为严重的旱涝天气。可以断定,太平洋西南-东北走向狭长海域[120°E^120°W,0°~30°N]前期冬季海温的异常震荡是浙江旱涝的重要控制因子。