THE STUDY ON EDDY TRANSPORT OF WATER VAPOROVER SOUTH CHINA

Water vapor transport is decomposed into mean transport and eddy transport. Analysis of watervapor over South China during the first flood season of 1994 shows that difference between season mean transport and season total transpoFt is less than 10%. For the monthly and ten-day averages, the difference is above it.The transient transport of water vapor is the least among all kinds of eddy transport. its amount is only 2% oftotal transpoft for column. The constant wave transport is the Iapest Sometimes it may be 1-6 times of totaltranspoFt.

黄河下游生态需水量及其估算

通过分析黄河下游1958～2000年实测生态可用水,探讨生态需水量内涵,根据黄河特殊性及黄河生态需水量的研究现状,将维持和保护河流功能的黄河下游生态需水量分为汛期输运水量和非汛期生态基流量,在平滩流量输运能力最强的前提下,估算黄河下游汛期输运水量为80～120亿m3,根据实测资料估算作为黄河下游水量控制断面花园口水文站和作为河口地区水量控制断面利津水文站的非汛期生态基分别为80～100亿m3和50～60亿m3。同时指出对黄河下游水沙调控和黄河流域水资源“准市场”的形成,是黄河下游生态需水量实现的保证。

黄河下游洪水期输沙用水量与河道泥沙冲淤分析

本文从１９７３～１９９０年，共选取１０６个洪峰时段。分析了洪水期，三门峡出库不同含沙量级中，输沙用水量与黄河下游河道泥沙冲淤调整的关系。所得成果对三门峡水库今后的运用，以及下游河道减淤均有参考价值。

青南高原汛期降水异常与水汽输送

根据地面气象站观测资料,分析1961—2004年青南高原汛期降水变化的区域特征,并依据NCEP/NCAR再分析资料分析了典型多雨和少雨年份的大气水汽输送.研究表明:青南高原汛期降水变化的区域性较强,其东北部、西部和中南部变化形势差异显著,各区典型异常年份出现的时段和频率以及对应的水汽来源不同.其中,来自赤道西太平洋的水汽输送是青南高原东北部地区汛期降水的主要来源,而西北冷空气是降水形成的重要促进因素;西部地区汛期降水主要受到来自孟加拉湾水汽输送和西风水汽输送的影响,同时欧洲东部和西西伯利亚地区阻塞高压活动对其亦有一定影响;中南部地区汛期降水主要来源于西南季风的水汽输送,此外也受到欧亚中高纬环流形势的影响.

华南前汛期降水异常与水汽输送的关系

采用1958—2000年华南57站前汛期日降水资料和NCEP/NCAR逐日水汽输送再分析资料,分析了华南前汛期降水异常与水汽输送的关系,并对旱、涝年进行了比较分析。结果表明:华南地区经向水汽输送的异常变化将导致该地区的异常旱涝,而纬向水汽输送的异常变化只导致该地区出现小范围的降水异常。旱年和涝年的异常水汽输送不是简单的反位相关系。来自印度洋和西太平洋的水汽对华南地区前汛期的降水异常没有明显的作用,南海(主要是其北部)才是华南降水异常的关键区。

海南岛秋汛期降水的时空分布特点及其环流特征分析

利用国家气象信息中心整编的海南岛18个市县测站的日降水资料和美国NCEP/NCAR的再分析资料,分析了1981—2010年海南岛秋汛期降水的异常及其环流特征。研究结果表明:海南岛汛期降水分布形态与华南其他各区存在差异性,双峰结构不明显,随着暴雨级别的提高,暴雨日分布形态的单峰现象愈加显著,峰值出现在秋汛期内。秋汛期降水在时间分布上存在差异性,尤其是10月上半月内,不同级别的降水逐候分布均出现了急剧变化。在空间分布上也存在显著差异,降水高值区出现在海南岛中-东部,整体均呈一致的自东向西逐渐减弱的分布态势。9月中旬后,华南至南海北部地区处冬夏季风交替时期,天气尺度冷暖系统交汇激烈,高低空天气系统的有利配置导致区域性强降水频频出现在这一时期。其中,南海北部低空风场的走向和风速的差异,及南亚高压的位置变化是10月上半月内降水出现急剧变化的主要原因。低空偏东强风带在南海北部的出现和逐候加强是秋汛期内最显著的环流特征。多个极端降水个例的环流分析也显示,强劲的低空急流是秋汛期特大暴雨的天气学特征中最显著的强信号,急流的存在为暴雨过程提供了充沛的水汽输入和辐合抬升条件,是触发秋汛期极端降水的关键原因。秋汛期南海地区的水汽输送通量值随季节的推进经历了偏南单中心-南北双中心-偏北单中心的演变。输送水汽的气流来自印度洋的西南季风支流,澳大利亚-印尼一带的偏南越赤道气流,大陆冷高压东南侧的东北气流和副高南侧的偏东气流。此外研究结果还表明,特大暴雨发生期间,南亚高压的主体多位于南海北部,相对气候平均态而言,东亚西风槽偏强,副高偏北偏强,偏东低空急流强劲,造成暴雨增幅的水汽主要来自大陆冷高压东南侧的东北气流,副高南侧的偏东气流和印度洋的西南季风支流的输送。

黄河下游最小输沙用水总量的初步估算

黄河下游河道的输沙能力是冲积河流随来水来沙自动调整的结果。黄河下游输沙用水总量是黄河下游河道这种自动调整水沙关系的宏观表现。作者通过对 1 949～ 1 95 3年黄河下游主要水文站实测资料的分析 ,找到黄河下游最小输沙水量 ,据此估算了黄河下游在小浪底水库投入运行后 2

湖南主汛期旱涝与大气环流及春季海温的关系

利用1960-2006年NCEP/NCAR逐月再分析资料、NOAA月平均海表温度资料和湖南月降水资料等,在计算分析湖南主汛期旱涝变化特征的基础上,对湖南主汛期旱涝大气环流及其与春季海温的关系进行了分析。结果表明,湖南主汛期洪涝指数增大趋势显著,1990年代以来处于洪涝多发期。洪涝指数具有20年、9年和3-4年的周期;干旱指数存在22年、10年和2-4年周期。湖南主汛期旱涝与西太平洋副热带高压、中高纬度环流、南亚高压、低层流场、水汽输送等持续异常有关。当西太平洋副热带高压面积偏大,强度偏强,脊线偏南,西伸脊点偏西,鄂霍次克海地区多阻塞活动,南亚高压主体位置较常年偏西,来自南海的水汽输送较常年强,低层湖南大部分地区处于辐合气流控制之下,湖南主汛期易洪涝;反之,当西太平洋副热带高压面积偏小,强度偏弱,脊线偏北,西伸脊点偏东,鄂霍次克海地区少阻塞活动,南亚高压主体位置较常年偏东,来自南海的水汽输送较常年弱,低层湖南大部分地区为辐散气流控制,湖南主汛期易干旱。春季印度洋、赤道中东太平洋和黑潮海温是湖南主汛期旱涝变化的重要短期气候预测信号,春季印度洋和赤道中东太平洋海温偏高（低）有利于湖南主汛期降水偏多（少）,黑潮海温偏低湖南主汛期易少雨干旱。

基于鱼类栖息地盐度需求的汛期河口生态需水研究

海河流域枯水期中下游河道基本干涸,汛期来水基本上是河口全年生态维持水量的惟一来源。根据汛期河口水生态系统的特点,选择鱼类为河口水生态系统的关键种群,以盐度作为关键生态因子,构建基于生态学和水动力学的汛期河口生态需水计算模型。以海河流域漳卫新河河口为例,采用改进熵值法进行河口及邻近海域鱼类优先保护次序评价,确定蓝点马鲛(Scomberomorus niphonius)和半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)作为优先保护对象。在此基础上,运用1维水流和盐度数学模型模拟河口盐度与流量相关关系,以优先保护鱼类产卵和育幼的适宜盐度为控制条件,计算得到汛期漳卫新河河口最小和适宜生态流量分别为10.1、57.5 m3/s,揭示水动力特性变化导致鱼类栖息地盐度及其生态需水的变化规律。

河道内生态需水量研究

随着社会经济发展对水资源的需求日益增加,河道内生态需水量往往得不到满足,导致河道生态环境逐步退化。阐述了河道内生态需水的确定原则,分析了现行各种计算方法的原理及其适用条件,在此基础上,针对多沙河流特点,提出将河道内生态需水量分为汛期输沙需水量和非汛期生态需水量。以沙河水系为例,选择黄庄水文站断面,对其河道内生态需水量进行研究。

南方季节性河流河道内生态需水研究——以长江荆南三口为例

考虑南方季节性河流年内径流分布严重不均的问题,依据1951—2015年长江荆南三口5站实测原型年径流量序列,采用Mann-Kendall等方法检测其径流序列的突变年份,通过GEV概率密度最大流量、汛期最小输沙量等方法分别计算了荆南三口河道内生态需水量、输沙需水量和水质净化需水量。结果表明:(1)水文序列的突变年份判别为1970年,由此将水文序列划分为变异前(1951—1970年)和变异后(1971—2015年)两段。(2)水文变异前,河道内年生态需水量、输沙需水量和水质净化需水量分别为1239.27×10~8m^3、910.01×10~8m^3、425.70×10~8m^3;水文变异后,河道内年生态需水量、输沙需水量和水质净化需水量分别为563.32×10~8m^3、501.13×10~8m^3、111.54×10~8m^3。(3)在季节上,为保障季节性河流河道内全年均满足生态流量,1、2、3、4、11、12月份应满足的生态需水量为1647.28m^3/s,5—10月份应满足的生态需水量分别为873.87m^3/s、2499.59m^3/s、5812.76m^3/s、4346.89m^3/s、3901.18m^3/s、1721.70m^3/s。(4)从综合角度考虑,水文变异下长江荆南三口季节性河流河道内年生态需水量为752.71×10~8m^3,年输沙需水量为910.01×10~8m^3,年水质净化需水量为425.70×10~8m^3。

深圳“5·11”特大暴雨过程的水汽输送特征分析

利用NCEP/NCAR逐日风场和湿度场再分析资料(1°×1°)和深圳气象站地面气象观测资料,通过水汽通量、水汽通量散度的计算,对深圳2014年"5.11"特大暴雨过程与水汽输送的配置关系进行了分析。研究表明:南海为此次暴雨过程的主要水汽源地,暴雨落区位于边界层偏南风低空急流的前方;此次特大暴雨过程中存在两支低空急流——西南风低空急流和边界层偏南风低空急流,它们作为水汽通道,为暴雨的发生发展提供了充沛水汽,其中,边界层偏南风低空急流对此次暴雨影响更大,边界层的摩擦辐合和水汽堆积,为本次强降水过程提供了十分有利的条件。

秋汛期影响汉江流域降水的水汽通道特征研究

为给汉江流域秋汛预报提供一定参考,基于1961～2016年NCEP/NCAR逐月再分析资料(2. 5°×2. 5°)分析东亚季风区9～10月水汽输送通量分布情况,并结合对水汽通量散度的分析,得出了秋汛期(9～10月)影响汉江流域主要有3条水汽通道,分别为:①来自西太平洋偏东方向的水汽输送通道;②来自孟加拉湾经中南半岛的西南方向的水汽输送通道;③来自副热带地区经青藏高原西北方向的水汽输送通道,第③条水汽通道强度明显强于其余2个水汽通道。通过分析3条水汽通道强度与汉江流域降水的相关关系发现:秋汛期(9～10月),②③两条水汽通道对汉江流域降雨均有较大影响,而第①条水汽通道对汉江流域降雨的影响较小。利用国家气候中心提供的1961～2016年6～10月逐月环流指数资料,初步探讨6～8月及9～10月副热带高压的各项指数及印缅槽强度指数与3条水汽通道的关联,得出:6～8月、9～10月,副热带高压的强度及面积仅与第①条水汽通道呈现明显负相关,而印缅槽强度与3条水汽通道均呈现明显的负相关,当6～8月、9～10月印缅槽强度偏弱时,均有利于9～10月3条水汽通道强度偏强,因此有利于9～10月汉江流域降雨偏多。

华南前汛期低频降水的水汽输送特征

利用华南地区65站气象观测资料和2.5°×2.5°NCEP/NCAR再分析资料,结合NOAA Hysplit v4.9轨迹模式,对1961—2012年华南前汛期(4—6月)低频降水的水汽输送特征进行定量分析。结果表明,华南前汛期低频降水主要表现为30—60 d的季节内振荡(intraseasonal oscillation,ISO)和10—20 d的准双周振荡(quasi-biweekly oscillation,BWO)特征。其主要水汽输送路径分别是西南路径、东南路径以及西北路径;源地分别为印度洋(IO)、南海—西太平洋(SCS—WP)和欧亚大陆(EA)。华南前汛期降水ISO和BWO强年,低频振荡周期显著,振幅较大;弱年周期不显著,振幅较小。来自IO的水汽输送贡献率,ISO降水强年(43.63%)高于ISO降水弱年(38.36%);来自SCS—WP的水汽贡献率,BWO降水强年(52.68%)高于BWO降水弱年(47.12%);来自EA的水汽贡献率年际变化不大。典型年分析发现,降水ISO和BWO两种周期叠加增强的年份,华南地区处于水汽辐合中心;反之,则处于水汽辐散中心。

不同PDO背景下华南前汛期锋面和季风降水的水汽输送差异

基于华南地区60个站点的逐日降水资料及NCEP再分析资料,采用拉格朗日后向气流轨迹模式(HYSPLIT_4.9),分析了1960—2012年PDO(Pacific Decadal Oscillation,太平洋年代际振荡)不同相位期间,华南前汛期锋面和季风降水的水汽输送轨迹、主要源地及不同源地水汽的降水贡献率的差异。结果表明:1)锋面降水阶段,在PDO正相位期间,西太平洋-中国南海-孟加拉湾水汽较多;夏季风降水阶段,在PDO正位相期间,北印度洋-孟加拉湾-中国南海的整层水汽含量较多。2)锋面降水阶段,水汽主要来自西北太平洋与中国南海,在PDO正相位期间,副热带高压位置偏北,使得西太平洋水汽输送路径偏北,有更多水汽向华南输送,有利于华南季风降水形成,降水与PDO呈显著的正相关关系。3)季风降水阶段,在PDO正位相期间,尽管北印度洋-孟加拉湾-中国南海的整层水汽含量大,但并未都输送至华南,故形成的有效季风降水偏少,降水与PDO呈显著的负相关关系。

西藏高原汛期旱涝年水汽输送差异特征

利用西藏高原39个气象站自1961年或建站开始至2010年汛期(5—9月)的逐月降水资料,根据Z指数和区域旱涝指数分析了近50年西藏高原汛期旱涝的变化特征。在此基础上,选取了典型旱、涝年,采用NCEP/NCAR再分析月平均资料,通过合成分析方法分析了旱、涝年的水汽输送特征的差异。结果表明:近50年以来,西藏高原以旱为主,涝灾较少,干湿状况具有明显年代际变化;西藏高原汛期旱涝与水汽输送异常联系紧密,典型旱(涝)年北印度洋、西北太平洋和亚洲中纬度地区的整层水汽通量经向、纬向及整层水汽通量和水汽通量散度均存在显著差异,呈反位相分布。越赤道急流区的差异最为显著,索马里越赤道气流区的水汽输送差异主要表现在经向上,而菲律宾越赤道气流区的水汽输送差异主要表现在纬向上。

ENSO和NAT对河南汛期降水的协同影响

利用1981—2020年河南夏季114站降水资料和欧洲中心第五代再分析资料,通过合成分析、t检验等气候诊断方法,对河南汛期降水异常大气环流特征及其早期驱动因子进行分析.合成分析结果表明:河南汛期降水偏多年,强盛的南亚高压与低层气旋性异常环流配合,利于高空风场辐散及大气的上升运动;河南上游的气旋性异常环流不断输送冷空气,并与西伸偏强的西太平洋副热带高压配合,使得南海、孟加拉湾和西太平洋有水汽输送至河南,而汛期降水偏少年仅有西太平洋的水汽输送至河南;汛期降水偏多年对应太平洋海温从厄尔尼诺转为拉尼娜和冬季到夏季持续的北大西洋三极子负位相.经波作用通量诊断结果表明:大西洋和太平洋的海温异常上空向西太平洋输送波通量,使得西太平洋副热带高压加强西伸北抬,进而形成有利于河南汛期降水的水汽输送异常和大气环流.