松花江流域冬季降雪的年际变化与西北太平洋海温的关系

利用松花江流域(Songhua River Basin,SRB)103站降水资料、NCEP/NCAR再分析资料以及NOAA海温等资料,运用多种统计方法,分析了1979-2019年松花江流域冬季降雪的年际变化特征及其与西北太平洋地区海温异常的联系。研究表明,松花江流域冬季降雪主要受到其年际变率的调控,且年际降雪异常EOF分解的第一模态表现为流域一致型变化(方差贡献率为55.3%)。当松花江流域冬季年际降雪偏多(偏少)时,鄂霍次克海到阿留申地区出现位势高度正异常(负异常),其南部中低纬地区位势高度为负异常(正异常)。进一步分析表明,冬季西北太平洋地区偶极子型海温异常对同期松花江流域年际降雪有重要影响。当西北太平洋海温偶极子为正位相时(日本海地区海温正异常,菲律宾群岛以东地区海温负异常),引起西北太平洋中高纬地区对流层中层出现位势高度正异常,低层为异常反气旋式环流,中低纬地区对流层中层出现位势高度负异常,低层为异常气旋式环流。在此环流背景下,北太平洋到松花江流域被异常东南风控制,有利于阿留申以南海域以及我国东部近海地区的水汽输送至松花江流域并辐合上升,导致该流域冬季年际降雪增加;反之亦然。

东北地区冬季降雪的气候特征及其区划

根据东北地区197个气象观测站1961-2006年冬季(12-2月)的逐日降雪量资料,采用线性趋势、小波分析、突变分析、t-检验、EOF(经验正交函数)、REOF(旋转经验正交函数)和CAST(聚类统计检验)等气候统计方法,对东北地区近45 a来冬季降雪的气候特征进行了研究。结果表明:东北地区近45 a冬季降雪呈下降趋势,每10 a下降0.2mm。降雪具有明显的阶段性,1960年代中期到1970年代中期为偏少时段,1970年代中期以后到1980年代中期为偏多时段,1980年代中期至1990年代降雪基本持平,在2000年之后降雪量有所增加。东北地区冬季降雪在45 a间始终存在着10 a左右的长周期,1980年代以后存在着6 a左右的周期,而在1970-1980年代和1990年代之后存在着4 a的短周期。EOF分析结果表明:全区一致由北向南的正变化趋势为主要模态,大值区主要位于吉林东部和辽宁西北部,西北-东南反向变化,黑龙江北部同其它区域表现出反向变化特征,也是重要的异常模态。REOF/CAST方法的区划表明:东北地区降雪主要分为4个区域,分别为辽宁-吉林东部、吉林北部-黑龙江南部、辽宁西南部和黑龙江北部地区,不同区域降雪量的变化趋势存在差异。

天山地区30年来冬季降雪波动研究

天山地区28个气象台站1961～1990年冬季降雪资料表明,天山北坡冬季降雪大于南坡。天山降雪从西部向东部逐渐减少,由山区向平原盆地逐渐减少,天山西部伊犁河谷冬季降雪最丰,吐鄯托盆地最贫。天山北坡广大地区在1961～1990年的30a中,冬季降雪略有增加。天山西部伊犁河谷及天山北坡由西向东冬季降雪存在10a,7.5a和6a的显著波动周期,天山南坡及吐鄯托盆地冬季降雪周期不明显。

中国东部北方地区冬季降雪的时空特征及其与全球异常海温的联系

基于中国东部北方地区279个气象台站1961—2008年的观测资料,以及1°×1°的全球海表温度资料,运用主成分分析、小波分析、相关分析等方法探讨中国东部北方地区冬季降雪的时空特征及同期全球海温与其的相关性。研究发现:中国东部北方区域(以下简称研究区)冬季降雪量存在2～3 a、7～8 a的高频振荡周期,及一个准16 a的年代际尺度的低频振荡周期。在1961—2008年间,研究区域冬季降雪量总体呈现上升趋势,特别是45°N以北的研究区北部区域冬季降雪量在48年间增加显著,而45°N以南的研究区南部区域冬季降雪量变化并不明显。分析发现,位于北大西洋上30°～50°N,10°～40°W海区的海温与研究区域降雪的第一、二特征向量均为显著的正相关,研究区北部冬季降雪量与海温关系密切,南部区域冬季降雪量与全球海温的相关性不明显,海温变暖可能是导致研究区北部降雪显著增加的重要因素。

新疆北部冬季降雪的化学特征分析

根据1995年12月～1996年1月新疆北部的5个采样点5次降雪过程中收集的资料，分析研究了降雪酸度及其化学组分的特征。

1971-2010年青藏高原冬季降雪气候变化及空间分布

利用青藏高原55个气象站1971-2011年冬季(12月-翌年2月)逐月降雪量资料分析了冬季降雪的气候特征,得到高原冬季降雪总体上呈现东部和南部多、西北部和雅鲁藏布江中段少雪的分布特征,相对变率分布与降雪的分布几乎相反且变率大,以30°N为界高原降雪存在南北反相的变化趋势即北部降雪有所增加而南部减少.用旋转经验正交函数REOF结合相关分析进行降雪分区的基础上,重点分析了近40 a来高原降雪的演变特征和长期气候趋势.结果表明:降雪分布清楚地反映了高原的地理特征和气候特点,即高原南部迎风坡、冷暖气流交汇处降雪多,而背风坡、北部降雪少;近40 a降雪呈现"少-多-少"趋势,1980-1990年代期间降雪明显偏多,大约1970年代中期发生了由少雪到多雪的突变现象,其中南部2个区分别在2007年和1988年出现了降雪减少的突变现象;降雪具有显著的准14 a年代际变化和准8 a周期变化,且存在年代际特征.

延安市冬季降雪天气环流特征及物理量场分析

利用1981—2015年近35a延安市12个台站每年12月至次年2月常规地面和高空观测资料、自动站日降水资料,采用线性趋势分析法、统计分析法,分析延安市冬季降雪天气环流特征和物理量,以提高冬季降雪预报水平。

基于CMIP6模式对青藏高原冬季降雪的时空特征研究

本文利用5个国内的CMIP6 (Coupled Model Intercomparison Project in Phase 6)模式模拟及台站观测的1980~2014年逐月降雪数据,评估了模式对青藏高原(下称高原)冬季降雪的模拟性能,并分析了高原冬季降雪的时空变化特征。结果表明:1) 与观测值相比,5个模式模拟的冬季降雪的空间分布存在一定的差异,但均能模拟出在高原东南部存在大值区,其中FIO-ESM-2-0模式模拟值与观测值的偏差百分率相对较低,表明该模式能够较好地模拟出高原冬季降雪;2) 模拟值与观测值的空间相关系数、均方根误差及标准偏差比的结果不理想,但多模式集合平均后的结果均有所改进,意味着对区域性气候要素来说,多模式集合平均能够提高模拟性能;3) 空间分布趋势来看,观测值表明高原大部分地区冬季降雪存在减少的趋势,尤其在东南部减少更为显著,在时间上也呈现出减少的特征。与其他模式相比,FIO-ESM-2-0模式能够较好地模拟出高原冬季降雪的空间、时间变化趋势。4) 多模式集合平均结果表明高原冬季降雪主要分布在高原东南部及西南部边缘,且在高原东南部冬季降雪呈现出较为显著的减少趋势。

三江源冬季降雪时空特征及成因分析

为研究三江源冬季降雪时空分布特征及形成机制,基于美国国家环境预测中心和美国国家大气研究中心提供的大气环流再分析资料及国家气候中心提供的1987-2016年三江源18个国家站逐日降水、平均温度资料,通过EOF分析、小波分析、合成分析等方法对三江源冬季降雪进行研究,发现北极涛动、东亚冬季风、南支槽对三江源冬季降雪有影响。研究结果表明,三江源冬季降雪空间分布表现为“东强西弱”的特征,冬季降雪整体呈减弱趋势;多雪年冷暖气流在三江源地区相汇,少雪年三江源地区被偏北气流控制;当北极涛动为正(负)位相、东亚冬季风减弱(增强)、南支槽加深(减弱)都有(不)利于三江源降雪增加。

我国东北冬季降雪的年代际增多及其与冬季风减弱的关系

针对我国东北冬季降水(降雪)近几十年来的变化进行了研究,结果显示:20世纪80年代中期之后冬季降雪开始增多,就区域平均而言1986～2010年期间比1951～1985年显著增多了20%以上.进一步的研究揭示这种年代际降雪增多和20世纪80年代中期之后东亚冬季风的减弱有密切关系,其基本物理图像是:东亚冬季风年代际减弱导致冷空气减弱,从而使得东北亚的太平洋沿岸区海温升高,进而海面的蒸发加强使得其上空水汽含量增多,由此导致向我国东北地区的水汽输送增多;另外,20世纪80年代中期之后由于冬季风减弱,导致大气变暖,来自冬季风上游的水汽输送也增多了.这两个因素使得东北冬季上空水汽含量显著增多了,从而导致冬季降雪增多.

北京延庆山区降雪云物理特征的垂直观测和数值模拟研究

基于风廓线雷达、云雷达、粒子谱仪、微波辐射计和自动站等垂直观测设备,结合中尺度数值模式WRF对2017年3月23~24日北京延庆海坨山地区的一次降雪过程进行了观测和数值模拟研究。研究结果表明:垂直探测仪器结合中尺度数值模式可以获得降雪的宏观结构和微物理信息,有助于对降雪的深入研究。此次降雪过程由中高层西南及偏南暖湿气流与低层东南偏冷空气交汇造成动力和水汽辐合抬升形成,4~5 km高度处的风切变有利于降雪的增强。上升气流有助于水汽的输送、冰雪转化以及雪晶凝华、聚合,冰晶数浓度中心对应着上升运动顶部。然而此次降雪云系低层过冷云水含量不足,降雪回波<20 dBZ,回波顶高<7 km,雪花垂直下落速度<2 m s-1,地面降水量大值与低层强回波区对应。降雪粒子谱分布范围较窄,以直径1 mm左右的小粒子为主,相态主要为干雪,基本不存在混合相态。

祁连山及周边地区降雪气候特征研究

利用祁连山区及其周边地区（90°～104°E，32°～42°N）1960-2004年55个站点冬季逐日降水资料，重点分析了祁连山区（94°～104°E，36°～39°N）不同降雪强度的时空分布特征，暴雪的天气影响系统及地形作用．结果表明：祁连山区降雪量与中雪日数关系最密切，祁连山东北侧降雪日数最多．祁连山不同区域分布中西部雪日最少，中部强度最弱；小雪中部最多，中雪中南部较多较强，大到暴雪北侧最多、南侧最强．降雪夜间明显较多，小到中雪强度夜间较强；年变化在西部持续增多，中部70年代最少，北侧90年代最少；但西中北部均21世纪最多，南侧70年代最多，之后持续减少．降雪日数有3～4a、5～7a和12～14a的年际变化周期．暴雪出现的主要天气环流形势为北方横槽南压型和新疆冷温槽发展东移型，分别占38．1％和52．4％．暴雪均出现在山脉冬季风的迎风坡和峡谷地带．

基于树轮的阿勒泰地区1818-2006年1-2月降雪量重建与分析

依据采自新疆阿勒泰中东部地区的树木年轮样本,建立了该地区8个采点的树轮宽度年表.相关普查发现,标准化树轮宽度年表序列与该地区1-2月的降雪量存在明显的正相关关系,且具有显著的树木生理学意义.用义河山南(t)、卓勒萨依(t+2)和哈拉额尔齐斯(t+3)三个标准化树轮宽度年表序列可以较好地重建该地区1818-2006年189a来当年1-2月的降雪量,且经过交叉检验表明重建方程稳定可靠.分析发现,阿勒泰地区189a来降雪量的重建序列具有5个偏少阶段和5个偏多阶段,并具有2.4a,3.3～3.4a和63a的显著干湿变化准周期.冬季降雪量的重建序列大致存在4个突变点,其中在1847年和1930年前后为降雪量由多到少突变,而在1901年和1986年前后是自少向多突变.

北京北部山区两次降雪过程微物理形成机制的观测-模拟研究

降雪是北京冬季的重要降水天气过程,但目前对实例降雪形成的微物理机制的观测-模拟研究较少。本文利用中尺度WRF模式结合外场观测资料,对北京2015年1月24日和11月5~6日两次不同天气条件下的山区降雪云系的微物理结构特征及降雪形成的微物理转化机制进行了分析研究,定量比较了云中水凝物含量的比例和降雪形成机制的差异。研究结果表明:(1)由于两次降雪过程的天气形势和水汽输送有较大差异,导致降雪形成的微物理转化机制也出现较大差异。11月5日降雪第一阶段水汽输送较强,云中过冷水含量较高,降雪形成以凝华增长和凇附增长为主,地面表现为雨夹雪天气,而1月24日和11月5~6日第二阶段水汽输送弱,降雪形成以凝华增长和聚并增长为主,地面表现为纯降雪天气;(2)11月5日的雨夹雪天气过程中,云中不仅有冰晶(9%)、雪晶(72%),还有云水(6%)和雨水(12%)的存在,高层生成的雪胚在下落过程中主要通过凝华(78%)和凇附(20%)过程增长。而1月24日与11月5~6日第二阶段的纯降雪过程中,云中水凝物分布相似,以冰晶和雪晶为主,1月24日冰晶含量占28%,雪晶含量占72%;11月5~6日冰晶含量占11%,雪晶含量占88%,冰粒子主要分布在高层。首先高层6~12 km通过云冰转换生成的雪胚下落到低层水汽充足区,然后通过凝华和聚并过程增长,1月24日凝华增长过程占92%,聚并增长过程仅占5%;11月5~6日凝华占88%,聚并仅占3%。(3)垂直上升气流速度与冰晶、雪晶生成和增长过程呈正相关,上升气流带来充足的水汽,配合垂直运动使得雪胚增加,凝华、凇附凇附和聚并过程增强,导致雪晶含量增加。

杭州“12·05”降雪天气过程的偏振雷达观测分析

国内利用新一代多普勒天气雷达已经开展了较多冬季天气过程的分析研究,但随着国内雷达网逐渐升级到双线偏振雷达,如何将偏振参量应用于冬季业务预报成为了目前需要解决的问题。利用杭州临安C波段双线偏振雷达观测的2015年12月5日一次降雪过程资料及地面和探空资料,通过提出的基于零度层亮带识别的降雪相态识别方法和降雪累计时间统计方法,分析了雷达参量、零度层亮带的时空演变及统计的降雪累计时间分布特征,并与地面和探空资料对比,探索了双线偏振雷达在冬季降雪预报中的优势。结果表明:(1)冬季降水相比夏季连续性降水回波强度偏弱;雨、雪的差分反射率因子、相关系数差别不大。(2)零度层亮带在某些方位并不是水平的,大多数情况下为偏离雷达站的不规则环状或者线状,且某些时刻还有垂直零度层亮带存在。(3)降雪累计时间分布与实际降雪厚度分布基本一致,统计方法为地区降雪厚度的估测提供了可能。(4)零度层亮带的演变与地面和探空温度的空间、时间变化一致,相比单极化雷达使用双线偏振雷达观测零度层亮带更加可靠。

北京地区一次降雪系统大气水凝物输送特征及降雪微物理机制的数值模拟研究

北京冬季降雪云系存在丰富的可开发利用的云水资源。出于人工增雪研究和充分开发云水资源的需要,文中对北京2019年11月29日发生的年度首场降雪进行了观测,对其资料做了分析和中尺度数值模拟,研究了降雪过程的宏观特征、水凝物输送及降雪的微物理机制。结果表明:影响本次北京降雪的是稳定性层状冷云云系,水凝物主要从北京区域的西边界和南边界输送到区域内,而从东边界和北边界流出,具有西向和南向分量的湿气流是降雪云系水物质的输送通道。降雪云中的水凝物基本全为冰晶和雪,有少量的云水,整层云系都含有非常丰富的水汽并且贯穿整个降雪时段。在冰面过饱和环境中,水汽凝华(Prds)是雪的主要增长过程;其次是云冰增长成雪(Prci)和云冰聚合成雪(Prai)的过程。

基于微雨雷达观测北京地区夏冬季降水个例特征分析

利用微雨雷达在北京地区的降水观测数据,对夏冬两季降水情况进行降水参数反演及垂直分布特征分析。选取一次夏季层状云降水个例,利用速度谱低端法剔除垂直气流对雨滴下落末速度的影响,进行徽雨雷达观测数据的质量控制,剔除垂直气流影响后,反演反射率因子Z、降雨强度R,液态含水量LWC、雨滴总数浓度N。等降雨参数;通过直接积分多普勒频谱计算等效反射率因子Ze和降雪率S,减小MRR雷达观测冬季降雪特征量与实际特征量的误差。实验结果表明,剔除垂直气流影响对后续降雨参数的反演误差有一定改善。

冬季城市街道融雪除冰防滑复合板应用技术研究

文章针对冬季城市街道融雪除冰不彻底、不及时给居民出行构成潜在安全隐患的问题,通过分析道路融雪除冰技术研究现状及城市街道铺砌特征,提出了应用由防滑层、粘结层和功能层三部分组成的融雪除冰防滑复合板的方案。该复合板用于铺砌城市街道、校园人行道、居民小区人行道、公园广场及住宅、办公区、超市的进出口台阶等居民出行及活动频繁处,可及时彻底融雪除冰,解决因冬季降雪产生的出行安全问题,方便居民冬季生活。

降雪期对中小学生的形态、体力和运动能力的影响

一、前言 体力和运动能力与每天身体活动的质与量有着密切联系,这是众所周知的。身体活动的质与量,在某些场合与个人的意志没有关系,而是受外界条件的左右。譬如,就拿中小学生来说,会受以下因素的影响。1.时间条件。2.场所:空间条件。3.设施、器械条件。4.气候条件等。 本研究想弄清在冬季降雪期对中小学生的体力和运动能力有什么影响。其目的是获得对富山县中小学生的体力提高有作用的基础资料。

十八世纪我国长江下游等地区的气候

关于1500—1900年小冰期气候问题是历史时期气候变化研究中的一个重要课题。本文根据我国晴雨录、古代天气日记、诗文等历史文献资料来讨论小冰期中一个相对温暖时期(十八世纪)的气候。研究表明,这个时期冬季(12—2月)平均气温比现在低1.0℃(杭州、苏州)到1.5℃(南京)。但其间还有10年以上时间尺度的起伏波动,在温暖时段,冬季平均气温仍比现在低0.5—1.6℃,在寒冷时段,冬季平均气温比现在低2.1—2.4℃。但十八世纪大部分时期春季反比现在暖些。对湿润状况分析表明,十八世纪长江中下游地区比现代潮湿,反映了当时大气环流与今有较大差别。杭州古风向记录(1723—1769年)分析表明,当时盛行风向与现在不同:冬季西北风频率比现在多,春秋盛行东北风时间比现在长,频率比现在多。