中昆仑山北坡水汽含量的计算及其特征分析

干旱区水汽变化影响区域水资源系统的结构和演变,基于2020年1月—2022年12月中昆仑山北坡地区4个地基GPS遥感大气可降水量资料(GPS-PWV)、2个探空站观测资料和108个地面气象观测站逐时水汽压资料,利用一元线性拟合方法建立了适用于中昆仑山北坡地区的大气水汽含量(W-PWV)和地面水汽压计算模型(W-e)并对计算结果进行评估,分析了中昆仑山北坡地区东段、中段、西段W-PWV的时空分布特征及降水开始时刻与W-PWV峰值的关系。结果表明:(1)W-PWV年平均高值区位于研究区西段,中段次之,东段沙漠南缘W-PWV最低。海拔高度大于1500 m测站W-PWV随高度升高逐渐减少。夏季地面气象观测站平均W-PWV是春、秋季的2倍左右;(2)研究区W-PWV月变化具有单峰型特征,其中海拔高度1300~1500 m测站的W-PWV在7月和8月达到峰值,其余测站的W-PWV在8月达到峰值,海拔低于2000m和高于2000m测站W-PWV分别在夜间和白天维持较高值;(3)水汽含量模型计算的测站W-PWV与降水开始时刻有较好的对应关系,降水前各站W-PWV均存在不同程度跃变过程,降水过程前1~2h内W-PWV峰值达到测站W-PWV月平均值的1.5倍以上。

中昆仑山北坡极端暴雨对流—对称不稳定性及其触发机制分析

本文利用ERA-50.25°×0.25°再分析资料,通过计算2020年5月6~7日中昆仑山北坡极端暴雨天气过程中湿位涡和锋生函数,给出暴雨过程大气不稳定性演变特征,明确锋面系统在对流触发中的作用,并得出以下结论:(1)本次中昆仑山北坡暴雨期间,200 hPa高空两支急流造成辐散叠加区,500 hPa中亚低涡、高原北部切变线缓慢移动过程中,配合低层700 hPa地形辐合抬升、地面高压前冷气团与塔里木盆地暖气团交汇,为中昆仑山北坡浅山区云团发展提供有利的动力、热力条件。(2)暴雨分为两个阶段,第一阶段(EP1)于田至且末一线降水期间,对流层低层暴雨区为对流不稳定大气层结;第二阶段(EP2-1)策勒地区短时强降水期间,策勒对流层低层逐渐由对流不稳定大气转为条件对称不稳定大气层结,对流层低层Mpv2变化由大气的湿斜压性和低层水平风的垂直切变所造成;受前期降水和凝结潜热释放影响,第二阶段(EP2-2)策勒至洛浦一线低层增暖增湿,对流层低层转为对流不稳定大气层结。(3)地形辐合抬升是第一阶段降水中尺度云团生成的主要原因,低层冷锋锋生触发对流不稳定能量释放,且末附近云团迅速发展,同时塔里木盆地气流沿地形爬坡至高原北部,在500 hPa附近冷锋锋生,与高原北侧暖锋短时间对峙形成冷式锢囚锋,锋面附近垂直运动增强使得对流云团快速发展,与且末附近对流云团合并加强,造成第一阶段(EP1)于田至且末一线降水天气;第二阶段(EP2-1)策勒短时强降水期间,对流层低层700 hPa冷锋锋生,云团移动方向暖湿入流气流与云下蒸发和云后入流冷气团相遇,暖气团沿底层冷池进一步爬升,使得云团迅速发展至成熟阶段,造成策勒地区出现短时强降水天气;随着中亚低涡逐渐进入研究区,对流层低层—中层冷锋锋生,进一步加强了上升运动的发展,是第二阶段(EP2-2)策勒至洛浦一线持续性降水天气的重要原因。

2019年6月下旬中昆仑山北坡两场强降水对比分析

利用常规观测、NECP 2.5°×2.5°和EC 0.25°×0.25°再分析等资料,对比分析2019年6月25日(简称“过程1”)和28日(简称“过程2”)中昆仑山北坡两场强降水过程。结果表明:两场过程影响系统均有高空西南急流、中层低值系统、低层辐合线;“过程1”强降水范围大,持续时间长,影响系统移动缓慢,冷空气从东西两侧进入昆仑山北坡,同时西太平洋副热带高压西侧西南风将大量水汽输送至昆仑山北坡,低层有偏东和偏北、偏西风辐合;“过程2”为分散、对流性强降水,低值系统移动迅速、对流层有逆温和不稳定层结,午后升温和低层弱辐合、山前偏北风是对流触发条件。中高层偏西偏南风水汽输送至昆仑山北坡,在低层合适的风场将水汽输送汇集到昆仑山北坡是强降水的关键“,过程1”水汽输送强度和厚度明显强于“过程2”。另外,地形对于降水的增幅表现在热力和动力两方面。

1999年夏季中昆仑山北坡诸河冰雪大洪水及其成因分析

1999年盛夏中昆仑山北坡大多数河流出现了有正式水文记录以来的最大洪峰,各河流最大洪峰出现时间存在不一致性,洪峰变化复杂.应用主要河流出山口水文站的逐日流量和降水量,和田气象站的逐日0℃层高度,500 hPa气温以及NCEP/NCAR 500 hPa高度场资料,分析了1999年夏季中昆仑山北坡诸河出现的历史特大洪水特性及其气象成因.这次特大洪水是高空持续高温引起的冰雪融水与产流区出现的暴雨共同作用下的混合型洪水.洪水前期春季到初夏该区域山区降水偏多,高空气温和0℃层高度持续偏低,对高山区的积雪积累极为有利;7月底至8月初和田高空气温和0℃层高度迅速上升并维持数日,使冰雪快速消融,同时山区出现大降水是引发洪水的直接气象成因.在青藏高原东部柴达木盆地上空存在有500 hPa稳定高压,使中亚副热带大槽东移中昆仑山北坡是这次特大洪水发生的环流系统特点.

中昆仑山北坡降水量变化特征分析

中昆仑山北坡区域位于欧亚大陆腹地,降水稀少,降水量受到海拔的影响明显。通过收集区域内不同海拔高度21处降水量监测站点的资料,分析区域内降水量统计特性以及年内变化、年际变化、降水量与海拔高度关系等特征。结果表明:昆仑山北坡降水量年内分配不均匀、年际变化大,区域降水主要集中于5~8月份,年降水量变差系数在0.48~0.96之间;降水量中西部大于东部、山区大于平原区;区域降水量总体呈递增趋势,平均增长率为16.687 mm/10 a;降水垂直地带分布明显,年降水量随高程上升而增大,中昆仑山北坡海拔3 000 m以下区间高程与降水量关系密切,根据公式推算海拔高程每上升100 m降水量将增加12 mm。

昆仑山中段北坡草原带谱成因特性与利用问题的探讨

对昆仑山北坡草原带形成原因、特性与利用问题的研究结果表明，一牧场草地处在两组构造方向山脉中央结晶带向南弧形凹曲的两侧肘部，构成巴什吐格山地水热、土壤、植被和草场的特异性和特别的经济性。草原植被发育良好，且呈现广泛连续带状分布，以山地荒漠草原为主，山地典型草原次之，高寒草原很少。草原植被垂直幅度４５０～６５０ｍ，东西部山地草原带水平宽幅９～２２ｋｍ。草原带上部中生植物成分增多，而下部草原植被出现旱化迹象。高山绢蒿＋昆仑针茅＋青甘韭群落和新疆银穗草＋穗状寒生羊茅＋杂类草植物群落分别占草原植被面积的６２．２９％和２０．１８％，平均产青草２．４９±０．８５ｔ／ｈｍ２，变异系数３３．８４％。草原等级较高，牧草质量良好。同时，还提出了一牧场草原环境优势与资源合理利用的建议。