Analysis of the Relationship between Vertical Distribution of Four Automatic Stations and Local Precipitation in Taihang Mountain of Linzhou

[ Objective] The reseamh aimed to analyze the relationship between vertical distribution of four automatic stations and local precipitation in Taihang Mountain of Linzhou. [ Method] Using mesoscale detection and statistical data of the automatic stations in Henan, the geographical distribution of the precipitation affected by underlying surface in mountainous area of Linzhou was analyzed. [ Result] Surface mesoscale wind field convergence line formed by thermal action of inhomogeneous underlying surface and mountainous terrain and upward movement played the strengthening role to the low-level jet. They affected formation and development of strong convective weather. The geographic distribution of precipitation in mountainous area was highly affected by the terrain, and rainfall, precipitation days and intensity in mountainous area were significantly greater than that in the surrounding hills region. In particular, rainfall on the windward slope significantly increased, and rainfall increased as mountain height within a certain height. [ Conclusion] Hourly ground data analysis at automatic stations had very good forecast indication role in formation, development and dissipation of heavy rain in mountainous areas.

石家庄市秋季典型天气背景下重污染特征分析

利用石家庄市气象观测资料和环境监测资料,重点分析了2013年石家庄市两次重污染天气过程前期PM10及PM2.5污染物浓度快速升高的天气背景、气象要素、边界层特征和污染物输送后向轨迹,并利用20 m、86 m和200 m环境梯度观测资料探讨了PM2.5浓度随高度的变化。结果表明:当高空环流较平直,低空850 h Pa为弱偏南风,地面处于入海变性高压后部和暖低压底部时,形成东南高、西北低的气压场,在此种天气类型(暖低压型)影响下,石家庄市夜间逆温层厚,风速小,不利于污染物扩散,造成污染物在本地累积。白天主导风向为南至东南风,中午前后风速较大(≥2 m·s-1),湿度小(平均相对湿度<55%),周边污染物在地面及低空偏南风的作用下向石家庄市输送明显,污染物浓度随风速增大振荡上升,霾加重。太行山地形对污染物汇聚起重要作用,本地污染和周边污染叠加,导致石家庄市污染物浓度升高较快,AQI在24 h内上升幅度可达100以上,导致重度或严重污染发生。梯度观测表明,在重污染期间石家庄市污染层较厚,上层(200 m)PM2.5浓度高于下层(20 m),在暖低压天气背景下此现象更明显,说明上层PM2.5污染不仅来源于本地污染,外来输送也起一定作用。

云台山世界地质公园及周边地区夷平面的形成时代

夷平面是控制"云台地貌"形成与演化的主导因素之一。云台山及周边地区数字高程模型(DEM图)显示区域上有三期比较明显的夷平面分布,通过区内地形、地貌、地质剖面、出露高程、区域分布、地貌组合特征等综合研究,开展了野外调查、测年样品采集、样品数据分析等工作,结合前人研究成果,对各期夷平面进行了详细研究,确立了各期夷平面的形成时代,为云台山世界地质公园科普旅游提供了科学依据。

太行山南部苹果园土壤养分特征及其与果实品质关系的多元分析

试验选取太行山南部31个典型果园探究不同地形与产量条件下土壤养分特征并进行土壤养分与果实品质多元分析。结果表明:(1)太行山南部富士苹果园土壤养分总体处于适量及以上水平,仅丘陵、平原及中低产园土壤有效锰含量较低。(2)土壤有机质和碱解氮均以山地园较高,分别为20.61,79.97mg/kg;土壤有效磷虽呈现平原﹥山地﹥丘陵趋势,但不同地形间土壤有机质及氮磷钾之间差异不显著。高产园土壤有机质、有效磷分别为76.89,51.15 mg/kg,显著高于低产园;土壤速效钾高产园为347.81 mg/kg,显著高于中低产园(154.97,132.10mg/kg);氮素水平在不同产量园未表现差异性。(3)山区园土壤有效锰含量达22.73mg/kg显著高于丘陵、平原园地;其他微量元素地形间园地差异不显著。不同产量园中土壤微量元素未有明显分异。(4)果形指数、可溶性固形物、固酸比和Vc在不同地形与产量园没有差异,丘陵与高产园具有较高的硬度,山地与低产园酸度较大,平原园果个较大。(5)土壤有机质与果实固酸比呈正相关;土壤有效铜与果实单果重、果形指数呈负相关,而与果实硬度和Vc呈正相关;土壤有效锰与Vc和果实硬度呈正相关;土壤有效锌与单果重和可溶性固形物呈正相关。

河南“7·19”豫北罕见特大暴雨降水特征及极端性分析

2016年7月18-20日受低涡气旋影响,河南省出现了一次全省大范围的强降水过程("7·19"),其中豫北部分地区出现特大暴雨,最大过程雨量达732 mm。本文基于自动气象站降水、地面风场观测资料、雷达组合反射率资料、常规气象探空资料和1°×1°ECMWF再分析资料,对"7·19"过程的降水特征、大尺度环流特征和中尺度系统进行了分析,同时也对比分析了"7·19"过程和1980-2016年以来发生在豫北太行山东麓的71个强降水过程(所选区域至少有一个站点的日降水量大于100 mm)的物理量场特征。结果表明:太行山地形和低涡气旋背景下有利的大尺度环流为"7·19"特大暴雨提供了充沛的水汽和辐合抬升条件;中尺度地形辐合线的生成、发展和维持、多个地面中尺度气旋移动造成的列车效应是导致局地特大暴雨的主要原因,对比不同强降水过程的物理量场显示"7·19"的动力因子具有明显的极端性特征。

“23·7”华北特大暴雨过程的水汽特征

基于常规地面和探空观测以及ERA5再分析资料,分析了2023年7月29日至8月1日华北特大暴雨过程(简称“23·7”过程)的水汽输送、收支及其极端性等特征,探讨了太行山地形对持续性水汽辐合与垂直输送的重要作用。结果表明:此次过程发生在台风杜苏芮残涡北上,受高压坝阻挡,并有双台风(杜苏芮、卡努)水汽输送的有利背景下,降水时间超长、日降水量和累计降水量极大,在华北地区均有显著极端性。低层强盛的东南急流源源不断向华北地区输送水汽,暴雨区南边界和东边界均为水汽净流入,尤以南边界为主。偏东风在太行山东麓地形高度梯度区强迫抬升,形成强的水汽辐合与垂直输送中心,并稳定维持,是造成此次特大暴雨的重要原因。持续的水汽输送与辐合使得整层可降水量最大值超过75 mm,距平超过气候平均3个标准差,具有较强的极端性。对比“23·7”过程与2016年7月19—20日华北特大暴雨过程的水汽特征发现,二者低层水汽来源不同,前者主要来自西北太平洋和我国南海,后者则主要来自我国南海和孟加拉湾;前者区域平均水汽辐合强度明显弱于后者,单位时间内较强的短时强降水站次亦少于后者,但影响时间长于后者,说明相较于雨强而言,超长的降水时间是产生“23·7”极端强降水更为关键的因素。

太行山东部短时强降水的环流形势特征场分析

该文基于华北地区太行山东部2008—2018年6—9月的逐小时降水数据,利用K-means客观聚类法对太行山东部降水数据进行客观分类,得到3类不同降水强度类别的降水簇。对这3类降水簇分别从对流层低层到对流层高层的环流形势场进行分析对比,得出最有利于短时强降水发生的环流形势特征场:对流层高层200 hPa西风急流风速大且急流中心向东扩展,急流附近有位势高度槽发展,槽有较强的辐散场;中层500 hPa有强的位势高度槽脊和温度槽脊发展;低层700 hPa有强盛的西南低空急流和闭合的低压气旋性环流,850 hPa层上大部水汽达到饱和,925 hPa层上短时强降水区风向风速变化剧烈,具有明显的风向风速辐合中心、强的低压气旋性环流中心和大范围的暖区。这种由对流层低层向高层的环流配置最有利于短时强降水的发生发展。同时对3类降水簇的地理特征进行对比可以发现,短时强降水易发生于山前。研究结果不仅有助于短时强降水的预报,而且对防灾减灾、水资源利用和社会经济发展具有重要的科学意义和应用价值。