浅谈下垫面因子对主要气象要素的影响

随着全球气候变暖趋势加剧,气候变化开始受到社会公众的广泛关注.气象要素作为与人类日常生活生产紧密相关的要素,对其展开深入研究分析,可以准确掌握气候变化以及环境情况.所以,加强下垫面因子对主要气象要素产生的影响的研究,对于气象理论知识的深入了解以及改善人类生活生产环境均具有重要的科学指导意义.

北方农牧交错带春季风速年际变化的影响因子分析

利用北方农牧交错带1979-2016年15个台站的逐日风速资料、ERA-Interim再分析资料以及GLASS叶面积指数等,分析了该地区春季近地面风速的变化特征,以及大气环流因子和下垫面因子对风速年际变化的可能影响。研究表明,近38年来研究区风速的变化除了有显著的下降趋势(每10年约下降0.10 m·s^-1)外,还存在强烈的年际波动,年际方差占风速变化总方差的比例达58%。该地区风速的年际变化与东北亚地区的气旋性环流异常有密切关系,平均风速与该环流系统中心区700 hPa位势高度的相关系数高达-0.83。异常气旋性环流加强时,带来的偏西北风与研究区春季盛行西风叠加,加强近地面风速。分析表明东北亚异常气旋环流受北半球行星尺度大气环流变化的影响,与北极涛动显著相关(0.41)。下垫面状况的变化,通过动力和热力性质的改变可影响风速。计算表明叶面积指数与风速年际波动存在明显的反位相变化(r=-0.61),NDVI与风速相关不显著,这可能与叶面积指数能较好地反映空气动力学性质的变化有关。地表热通量的改变与风速的年际变化也具有显著的相关关系,风速与边界层高度、感热通量以及潜热通量年际变化的相关系数分别为0.57,0.39和-0.39;如果排除较强天气过程的可能影响,只计算小风日风速(<3 m·s^-1),则它们的年际相关更加显著,分别达到0.59,0.60和-0.57。

山东半岛夏季降水异常的环流型及影响因子分析

利用1961——2016年华东地区106个气象观测站的日降水数据和再分析资料,分析引起山东半岛夏季降水异常的大气环流型及其与前期下垫面因子(海温和土壤湿度)的关系,结果发现:1)当孟加拉湾出现西南风异常,日本列岛以南和贝加尔湖西南侧地区分别呈反气旋和气旋式环流异常时,加强了向山东半岛的水汽输送,配合区域大气上升运动异常最终导致山东半岛夏季降水偏多;反之,当孟加拉湾出现西北风异常,日本列岛以南和贝加尔湖西南地区分别呈气旋和反气旋式环流异常时山东半岛降水偏少。2)孟加拉湾和北太平洋中部关键区的对流层整层位势高度与下垫面海温自春季持续至夏季存在显著正相关,当两个地区的整层位势高度均呈正异常时,分别对应夏季孟加拉湾的强西风气流和日本列岛以南的反气旋环流异常。3)区域土壤湿度异常引起的感热和潜热通量异常,可能是引起贝加尔湖关键区位势高度和山东半岛局地对流异常的原因:贝加尔湖西南地区土壤湿度偏大时,其上空对流层位势高度为负异常;山东半岛地区土壤湿度偏大时,其上空对流层大气出现异常上升运动。4)利用关键区春季下垫面因子(海温和土壤湿度)建立山东半岛夏季降水的统计预测模型,留一交叉检验的距平同号率达到75%。这些结果可为山东半岛夏季降水预测提供重要参考。

遥感和GIS支持下的平原河网区暴雨产流模型研究

分析了产流模型研究和应用现状及平原河网区产、汇流特点，提出了遥感、ＧＩＳ支持下的平原河网区暴雨产流模型。模型将下垫面因素和暴雨因素列为随时空变化而变化的因子，并用遥感技术实时获取雨前土壤含水量等可变的区域下垫面数据；从物理成因出发，建立了反映暴雨产流内在机理、适合实际应用的数学模型，使模型具有高度的适应性，并对全区各时空单元的产、汇流情况分别进行计算模拟，模型计算结果与实际情况较为相符。

分布式水文模型的发展、现状及前景

分布式水文模型的研究是当前水文建模领域最为活跃的研究方向之一,是解决流域水文、生态和环境问题的有效途径。文中讨论了分布式水文模型的分类、一般结构、下垫面因子、与GIS和遥感技术的关系、参数率定、应用领域等问题,指出分布式水文模型发展面临的问题并展望了未来的发展方向。

浅谈水文特征的频率及计算

水文现象的影响因素众多,特别是受流域下垫面因子和气象因子的影响最大。因下垫面因子变化错综复杂,加上气象因子有极强的随机性,从而使得水文现象也具有很大的随机性。针对水文特征的周期性和随机性特点,在水文计算中,常应用概率论和数理统计理论,对水文特征进行频率计算,以研究水文特征的规律性。