江西东部走廊地形对边界层风场及天气的影响

使用上饶TWP8风廓线雷达、江西WebGIS雷达拼图、地面自动站等资料,对江西东部走廊地形影响下的4类天气进行分析,结果表明:江西东部走廊峡谷效应以△W≥3.5 m·s^(-1)作为阈值。强降水对风廓线雷达信号影响较大,虽然信号达到饱和形成大值区或者出现“空洞”无数据造成数据失真,但这种现象说明存在出现强天气或强对流的可能。江西东部走廊对冷空气的影响,表现为高空风比较大,随时间推移慢慢往下渗透;冷空气近地面风向有个转换过程,由偏西风转为偏东风;由于东部走廊狭谷效应,冷空气沿东部走廊风速不断加大,且维持数小时。南北走向飑线回波带进入江西后形成弓状回波结构,当移动至东部走廊风场出口处时,狭谷效应使得飑线回波带中段回波发展猛烈,造成雷暴大风和冰雹等强天气。当南侧的西南气流逐渐加强,且当高空西南急流存在动量下传,东部走廊地区的风向转为西南风时,该地区才会出现大暴雨天气。江西暴雪天气风廓线雷达特征:(1)3 km以上为偏西大风区;(2)0.9以下为偏东弱风区;(3)0.9~3.2 km为风向切变区;其中上饶风廓线雷达上空存在暖平流;风廓线上0.9~3.2 km的风切变层与850~700 hPa的逆温层关系密切。

江西东部走廊地形对冷空气风场的影响

文章利用MICAPS系统平台、江西自动气象站数据查询系统、江西风廓线雷达产品显示平台和江西WebGIS雷达拼图平台等资料,采用个例分析、形态对比、数据检验等方法,对江西东部走廊地形对风场的影响进行分析,探索江西东部走廊对江西东部冷空气风场的作用,为开展冷空气大风的预警预报提供有益的线索和依据。

河西走廊东部不同气候态气温变化及其对气候评价的影响

河西走廊东部是气候变化的敏感区,其气候态的更替对气候评价影响较大。采用河西走廊东部5个国家气象站的1961─2022年逐月气温数据,对比分析河西走廊东部1961─1990年、1971─2000年、1981─2010年和1991─2020年4个气候态气温的差异及其对气候业务评价的影响。结果表明:全区域及各地4个气候态年平均气温均呈升高趋势,P2(1971—2000年气候态)~P4(1991—2020年气候态)气温升高趋势均极显著。从4个气候态气温的差值来看,全区域及各地年、季、月气温基本一致升温,除P3(1981—2010年气候态)和P4外,其他气候态表现为冬季升幅最大,夏季升幅最小,各月升温差异较大,同一季度、同一月份气温升幅存在明显空间差异。气候态平均值更替后,河西走廊东部气温距平明显偏大的特征弱化了,其等级由正距平向负距平方向调整,P1(1961—1990年气候态)~P4年平均气温评价等级高达56%~87%向偏低一级转变,冷冬年份增多17~28 a,暖冬年份减少15~23 a。本研究将为了解河西走廊东部气温的变化规律以及气候业务、决策服务和气象科学研究提供参考依据。

河西走廊东部一次极端大暴雨的分析

利用常规观测图、卫星云图、物理量场和区域自动气象站观测资料,对2018年8月1—2日河西走廊东部一次极端对流性大暴雨的成因进行分析。结果表明,大暴雨发生在高低空西南急流和副高边缘的偏东南急流水汽辐合区,中低层的切变线和辐合中心在河套高压阻挡下缓慢东移,配合地面风场辐合。中低层正涡度大值中心的强辐合、高层辐散的抽吸作用是此次大暴雨过程发生、发展的动力条件;第一阶段中低层辐合高层辐散明显,对流发展旺盛,中尺度对流云团合并增强发展;第二阶段水汽辐合深厚,辐合中心在武威市且明显加强,系对流单体、对流云团发展增强以及降水云系的共同影响;θse高能舌延伸到偏东偏北位置,K指数均在29℃以上且位于梯度区是此次大暴雨的重要指标。

2023年河西走廊东部特重干旱特征及成因

在气候变暖背景下,2023年夏季河西走廊东部出现了1964—2023年近60年最强的区域性高温干旱事件,造成巨大经济损失。为提高极端气候事件的预报预测精度并减轻其造成的损害,针对这次高温干旱的持续性和极端性,基于2023年河西走廊东部国家基本气象站逐日气温和降水量资料,分析其特征及成因。结果表明,武威市平均气温和中北部≥35℃高温日数均为有气象记录以来最高和最多;降水量凉州区和民勤县为1963年以来最少,古浪县和天祝县为有气象记录以来最少;ENSO事件是造成极端高温干旱的影响因素之一。

河西走廊东部武威市2023年极端天气气候特征分析

2023年河西走廊东部天气气候极为异常,极端天气频发,对农业生产、日常生活、生态用水造成很大影响。为提高极端气候事件的预报预测精度并减轻其造成的损害,基于2011—2023年河西走廊东部国家基本气象站逐日气温和降水量资料,分析其极端性特征及成因。结果表明,2023年武威市气温陡升骤降特点突出,年平均气温为有气象记录以来同期最高,≥35℃高温日数为有气象记录以来同期最多;降水阶段性特征明显,年平均降水量为近10年同期最少,暴雨为近13年同期最少;气象干旱为60年一遇,灾情重;大风沙尘天气偏多,沙尘暴为2003年以来同期最多,扬沙为1982年以来同期最多;ENSO事件是造成极端天气多发的主要影响因素。

河西走廊东部太阳总辐射时空分布特征

利用河西走廊东部及周边11个国家自动气象站历年气象观测资料,采用线性倾向分析、MannKendall突变检验分析、基于地面观测资料的统计反演、遥感图像处理软件(ENVI5.2)空间统计分析等方法,分析了总辐射的时空变化特征。结果表明:走廊东部太阳能资源储量丰富且较稳定,年总辐射量在5414.19~6500.36 MJ/m^(2),平均为5947.5 MJ/m^(2),属于太阳能资源较丰富带。总辐射夏季>春季>秋季>冬季。1959—2020年走廊东部总辐射总体呈增加趋势。1959—1989年呈减少趋势,1989年发生突变后呈持续增加趋势,变化趋势与全球和全国大部分区域先“变暗”后“变亮”的过程较为一致。总辐射上、下游呈增加趋势,中游呈减小趋势。春、冬季均为增加趋势,夏、秋季均为减小趋势。总辐射月、日变化呈单峰型,4—8月占全年的55%。2—5月呈增加趋势,8—10月呈减小趋势,年、季、月增幅均为下游最大。总辐射日变化峰值出现在正午12:00—13:00时,10:00—15:00时占日总辐射的73%。总辐射空间分布与纬度、海拔高度有关,北部多、南部少,川区多、山区少。

河西走廊东部一次突发性暴雨天气分析

2022年8月2日夜间河西走廊东部出现了对流性短时强降雨、局地暴雨,造成了严重的经济损失。利用实时MICAPS常规观测资料、物理量场、卫星云图和河西走廊东部区域内6个国家自动气象站和93个区域气象站观测资料,采用诊断分析方法对这次对流性强降雨、局地暴雨天气进行了成因分析。结果表明,该次暴雨发生在高、低空均为副热带高压边缘的暖区内。大的湿度条件、畅通的西南暖湿气流输送水汽通道和水汽在本地辐合,为暴雨天气提供了充沛的水汽条件;高、低层、地面辐合线的抬升以及高层辐散、低层辐合的上升运动是暴雨天气发生的动力机制;地面气象要素的剧烈变化是暴雨天气能量的释放过程;强烈的不稳定能量和不稳定层结是对流增强、雨强增大的必要条件;中尺度对流云团的生成和强烈发展是暴雨强度较大的直接原因。

1961-2005年河西走廊东部极端气温事件变化

利用1961—2005年河西走廊东部五站的逐日气温资料,通过百分位法定义了不同台站的逐日极端高、低温阈值,研究了河西走廊东部近45a来极端气温事件变化的空间分布以及时间变化特征.结果表明:在空间分布上,河西走廊东部极端最高气温总阈值民勤出现了暖中心,乌鞘岭出现了冷中心;极端最低气温总阈值暖中心出现在武威,冷中心出现在乌鞘岭;极端最高、低气温空间分布与其对应阈值的空间分布类似;河西走廊东部极端低温频数南北部都呈现减少趋势,而极端高温频数在南部古浪和北部靠近沙漠区的民勤呈现减少趋势,其它地区为增加趋势.时间变化上,河西走廊东部极端最高、低气温总体都呈增温趋势,增温幅度极端最低气温比极端最高气温明显;极端最高气温频数总体呈略增加趋势,极端最低气温频数呈明显的减少趋势;极端最高、低气温和极端最高、低气温频数都是6～7a和9～10a周期反映明显;极端最高、低气温增温以及极端高温频数增加和极端低温频数减少都发生了突变现象.

河西走廊东部降水日数及强度的时空特征

利用1961-2007年河西走廊东部五站逐日降水资料,分析了河西走廊东部不同降水日数及强度的时空演变特征。结果表明：近47年来,河西走廊东部降水量总体呈增加趋势;河西走廊东部总雨日、小雨日、中雨日和大雨日均呈增加趋势,小雨日数增长率最大;其中民勤、古浪、永昌、乌鞘岭雨日呈增多趋势,而凉州区为减少趋势。年降水强度也呈增强趋势,主要体现为小雨和大雨强度的增大,中雨强度有变小的趋势;其中民勤、凉州区、永昌、乌鞘岭降水强度一致为增加趋势,古浪降水强度为减弱的趋势。总雨日、小雨日、中雨日和大雨日数由南向北均呈减少趋势。河西走廊东部降水强度中心在南部山区的古浪,强度最弱的是中部凉州区,20世纪80年代河西走廊东部多小雨事件,90年代2、1世纪初的2001-2007年河西走廊东部多中雨和大雨事件;2001-2007年河西走廊东部小雨、大雨强度最强,而中雨强度最弱。

河西走廊东部降水分布特征及人工增雨的最佳气象条件分析

利用河西走廊东部武威市五站1971—2000年降水资料和1997—2000年人工高炮增雨资料,分析了河西走廊东部降水分布特征和适宜武威市人工增雨的天气形势及气象要素,总结出武威市人工增雨的最佳气象条件,提出了人工增雨的一些新思路,以供人影部门参考。

河西走廊东部人工降水试验效果评估

采用非随机试验，运用序列试验法、区域对比试验法、区域回归试验法，分析了在河西走廊东部凉州区1997～2004年夏秋季进行的高炮、火箭人工增雨作业和2002～2004年冬春季进行的焰弹人工增雪作业。试验发现，1997～2004年夏秋季累计增加降雨量134mm，平均相对增雨率为47％；2002～2004年冬春季累计增加降雪量12．5mm，平均相对增雪率为40％。说明河西走廊东部进行的人工增雨（雪）效果是明显的，进行人工增雨（雪）是可行的，并对武威市人工增雨（雪）季节、布点和时机等提出了思考。

河西走廊过渡带东部香山群硅质岩地球化学特征及其地质意义

河西走廊过渡带东部位于鄂尔多斯地块、阿拉善地块和祁连造山带三大构造单元的结合交汇部位,关于其古生代期间的演化过程一直存在不同的认识。为深入探讨该区早古生代的沉积环境和构造背景,对香山群第三亚群硅质岩进行了全岩地球化学分析。研究表明,该套硅质岩SiO_2含量较高,为81.08%~98.39%,平均值为91.89%,而Al_2O_3(0.26%~1.74%)、TiO_2(<0.01%~0.06%)和稀土元素总量(∑REE)(6.5×10^(-6)~37.52×10^(-6))含量均较低,且Al_2O_3、TiO_2与SiO_2则反映出较弱的相关性,表明其受到一定的陆源碎屑影响,但影响程度较小。此外,研究区硅质岩具有较低的Al/(Al+Fe+Mn)值(0.06~0.56),大多数样品在相关成因判别图解中均落入热液成因区域,说明河西走廊过渡带东部早古生代硅质岩主要为海底热液成因。研究区硅质岩Al/(Al+Fe)比值为0.06~0.62,∑REE值为6.5×10^(-6)~37.52×10^(-6),(La/Yb)_N值为0.32~1.63,(La/Ce)_N值为0.57~1.16,δCe值为0.84~1.82,显示出大陆边缘和大洋盆地的特征。结合区域地质资料认为早古生代走廊过渡带东部地区应为古祁连洋的一部分,其硅质岩的形成环境与古祁连洋的演化密切相关,而并非前人所认为的坳拉槽环境。

1961-2005年河西走廊东部极端降水事件变化研究

利用1961—2005年河西走廊东部5个气象站的逐日降水资料,研究了河西走廊东部近45 a极端降水事件变化的空间分布以及时间变化特征.结果表明：在空间分布上,年极端降水分布与地理位置、海拔密切相关,也与影响本地的天气系统有关.河西走廊东部极端降水总量、降水频数呈南-北走向,最大值出现在乌鞘岭,最小值出现在民勤;极端降水强度也呈南-北走向,但最强中心在古浪,最小在民勤.近45 a来极端降水总量和强度呈增加趋势,总量增加最大的是乌鞘岭,武威最小;强度增加最明显的是武威,最不明显的是古浪;年极端降水频数在古浪和民勤呈减少趋势,其它地区为增加趋势,降水频数增加最明显的也是乌鞘岭,降水频数减少最明显的是民勤.全球大幅度变暖水循环加快使得河西走廊东部年极端降水指数都呈增加趋势,其中年极端降水总量、年极端降水强度、年极端降水频数都是90年代增加最明显;极端降水指数在6~7 a和9~10 a周期上反映明显,在60年代年极端降水指数都发生了突变.

河西走廊东部大风气候特征及预报

利用河西走廊东部1971—2010年4个气象站大风(≥6级,即10min平均风速≥10.8～13.8m/s)资料,系统分析了该区大风的时空分布、强度和持续性等气候特征。结果表明,河西走廊东部大风天气主要发生在山区和沙漠边缘;年、年代际大风日数总体呈减少趋势,3—5月是大风的高发期,占全年大风日数的34.8%～56.8%,其次是2月、6月和11月;各强度大风日数的变率较大,随着大风强度的增强,大风日数迅速减少;大风天气具有持续性特征,最大风速大多出现在持续大风时段内。采用2003—2007年逐日20时ECMWF数值预报格点场资料,按照Press准则进行预报因子初选,运用逐步回归预报方法进行预报因子精选,使用最优子集回归建立大风预报方程,并用双评分准则(CSC,couple score criterion)确定各季节各地大风预报全局最优的显著性方程,预报方程通过了α=0.01的显著性检验。预报方程回代拟合率为66.7%～73.4%,预报准确率为58.8%～67.5%,达到了一定的预报水平,可为大风的业务预报提供客观有效的指导产品。采用最大靠近原则确定了大风预报临界值和预报、预警的级别。

河西走廊东部高温天气气候特征分析

利用河西走廊东部武威市1971-2005年5-9月日极端最高气温≥35℃高温个例和其它相关气象资料,系统分析了该区高温的时空分布、持续性、强度和异常天气气候特征,同时分析了影响河西走廊东部高温天气形成的主要环流特征。结果表明,河西走廊东部高温天气主要发生在东北部沙漠边缘;高温天气主要出现在盛夏7-8月;河西走廊东部高温天气从20世纪90年代后期至今明显增多;强高温日大多出现在持续高温时段内;随着气候变暖,高温日数明显增多,强度增强;高温日数和强度与当地年度干旱有很好的对应关系,年度干旱指数越大,高温强度越强,出现高温日数相对也较多;高温天气出现在副热带高压控制及影响的区域内。

河西走廊东部近50年气候变化特征及区内5站对比分析

利用河西走廊东部武威市五个气象站近50年气温、降水资料,运用统计学的方法,详细分析了当地气温、降水的时空变化特征,并进行了对比分析。结果表明,北部川区气温远大于南部山区,随海拔高度的升高气温逐渐降低;北部川区降水远小于南部山区,随海拔高度的升高降水逐渐增多。各地年平均气温呈上升趋势,20世纪90年代以来升温明显。从平均气温、最高气温、最低气温变化来看,各季节升温幅度为冬季>春季>秋季>夏季,冬季增温远大于其余三个季节。平均最低气温的升幅大于平均最高气温的升幅,说明夜间增温大于白天。高温天气主要出现在6～9月,低温天气主要出现在11～次年3月。各地年降水量(除古浪外)呈增加趋势,各季节降水的增加幅度为夏季>秋季>春季>冬季,夏季降水的增多对年降水的贡献最大。降水以小雨为主,随着降水量级的增加降水日数迅速减少。强降水只出现在5～9月。

河西走廊东部结冰初、终日气候特征

利用1961-2015年河西走廊东部5个气象站点结冰初、终日观测资料和地、气温资料,采用现代气候诊断分析方法,分析了河西走廊东部结冰初、终日的时空变化特征以及结冰初、终日与地、气温的关系。结果表明:受海拔、地形地势、植被覆盖和地表岩性等影响,在空间分布上,结冰初日为山区最早,荒漠区次之,绿洲平原区最晚;结冰终日为山区最晚,荒漠区次之,绿洲平原区最早;各地结冰初、终日存在一定的异常性,正常结冰初、终日的年份概率均在60%左右,偏早和特早结冰初日以及偏晚和特晚结冰终日的年份概率均在20%左右,结冰初、终日与气温的异常年份有较好的对应关系。在时间变化上,结冰初日呈推迟趋势,结冰终日呈提早趋势,结冰初日推迟的幅度比结冰终日提早的幅度更大;结冰初、终日时间序列均分别存在10~12 a、8~10 a的准周期变化。结冰初、终日与地、气温和海拔具有极显著相关性,地、气温每升高1℃,结冰初日分别推迟约3.0 d、3.5 d,结冰终日分别提早约4.2 d、4.9 d;海拔每升高100 m,结冰初日提早约1.8 d,结冰终日推迟约2.5 d;结冰终日对气候变暖和海拔变化的响应程度比结冰初日更敏感。

河西走廊东部降水资源变化特征比较

利用1961～2007年河西走廊东部5站(凉州区、民勤、永昌、古浪、乌鞘岭)逐日降水资料,分析了河西走廊东部平原区和山区不同强度降水的演变特征。结果表明:近47a来,河西走廊东部共出现3次暴雨天气,其中平原区出现2次,山区出现1次,都出现在20世纪80～90年代;河西走廊东部平原区总降水日数、小雨日、中雨日和大雨日都呈减少趋势,而山区总降水日数、小雨日、中雨日和大雨日都呈增加趋势;平原区总雨日的减少主要体现在小雨频率的减少,中雨的贡献最小,山区总雨日的增加主要体现在小雨频率的增加,大雨的贡献最小;河西走廊东部平原区和山区近47a来总降水强度和小雨、大雨降水强度都表现出一定增强趋势,而中雨强度都有变小的趋势;平原区和山区总降水强度增强主要体现在小雨、大雨降水强度的增强,中雨的贡献很小;河西走廊东部平原区和山区年平均降水量总体都呈增加趋势;平原区小雨、大雨的贡献率总体为增加趋势,中雨贡献率总体呈减少趋势;山区小雨、中雨的贡献率总体呈减少趋势,大雨贡献率总体为增加趋势;平原区年降水量增加主要是小雨和大雨的贡献,山区则主要是大雨的贡献。

河西走廊东部冬春季积雪对沙尘天气的影响

利用河西走廊东部5个气象站1961─2007年逐月积雪深度、积雪日数和沙尘天气的常规观测资料,分析了河西走廊东部冬春季积雪深度、积雪日数和春夏季沙尘日数的时空变化特征,进而探讨河西走廊东部冬春季积雪与春夏季沙尘天气的关系.结果表明:受海拔高度、地理位置以及天气系统等影响,河西走廊东部积雪从东南向西北递减,高海拔地区的积雪多于低海拔地区;沙尘日数从西北向东南递减,低海拔地区的沙尘日数明显多于高海拔地区.河西走廊东部冬春季积雪与春夏季沙尘日数呈显著负相关.积雪深度与沙尘日数的负相关性高于积雪日数与沙尘日数的负相关性;冬春季积雪对春季沙尘的影响大于对夏季沙尘的影响;山区积雪与沙尘日数的相关性高于平原区积雪与沙尘日数的相关性.