产生青海“22·8”极端强降水的三维环流结构分析

利用探空资料、台站逐时观测资料和ERA5逐时再分析资料,以包含对流层高层气温特征的三维环流结构为切入点,系统分析了2022年8月17—18日引发青海省西宁市大通县山洪灾害的短时极端强降水的精细化特征。结果表明,强降水发生前,中国西北地区上空300 hPa存在明显暖异常,随着时间推移暖异常略向东南方向移动且强度逐渐增强,并在降水峰值时刻达到最强。在静力平衡的调控作用下,对流层高层暖异常上层出现位势高度正异常,下层出现位势高度负异常。与这种配置相对应,对流层高层出现反气旋式环流异常,为高层辐散创造了有利条件。随着暖异常移动增强,高空西风急流异常向东南移动增强。另外,对流层中、低层出现气旋式切变,低层偏东气流转变为气旋前部偏南气流,为降水地区低层暖湿条件增强、大气不稳定度增大创造了有利条件。这种三维环流结构不仅为强降水形成提供了有利的高、低层环流条件与水汽条件,还为不稳定能量的积蓄奠定了基础。同时,在大通县西北高、东南低的喇叭口地形影响下,低层偏南气流携带的丰富水汽在此处聚集,配合较强的不稳定能量,共同促成了此次短时极端强降水过程。

青藏高原东北边坡复杂地形重力波的数值模拟

基于2007年7月青海祁连站的野外加密探空资料,结合高分辨率的三维边界层模式,模拟研究了青藏高原东北边坡复杂地形条件下,边界层对流引起的干动力过程对该地区地形重力波产生及传播的影响机理。结果表明:在不同的背景场强迫下,高原东北边坡复杂地形上空对流和重力波的空间结构存在较大差异。当背景风向与山体垂直时,随着风速增加,山脊背风坡混合层顶附近大气不稳定能量加强,激发了下游区域较强的重力波信号,此时对流线组织性增强、重力波波列较长,高水汽含量的空气被波峰传输到较高的高度,为对流云发展提供了有利条件;当背景风向与山脊走向平行时,山顶上空对流发展旺盛,山脊背风坡混合层顶大气状态较稳定,激发的地形重力波信号较弱且波列较短,整个混合层顶附近水汽较少,对流云形成条件减弱;当背景大气浮力频率减小时,整个区域上空对流发展更加旺盛但组织性减弱,背风坡下游重力波向上传输的距离减小,信号不显著,混合层顶附近水汽分布均匀且变化幅度较小,有利于层状云发展。

黄土高原东北缘退耕坡地土壤养分和容重空间变异特征研究

以山西广灵退耕6年的典型坡地为代表,在实地调查和取样分析的基础上,使用经典统计学和地统计学方法研究了黄土高原东北缘退耕荒草地中土壤养分与容重的空间变异特征。结果表明:研究区土壤容重较高、养分含量较低,土壤较为贫瘠,且土壤容重具有弱变异而土壤养分具有中等程度变异;同时,所研究土壤性质的合理采样数从多到少依次为全磷>有机质>速效磷>碱解氮>速效钾>全氮>容重;另外,该区土壤养分和容重的空间分布可用球状模型进行较好的拟合,而且其空间变化主要是人为等随机性因素作用的结果。

一次青藏高原东北侧边坡强对流暴雨的中尺度对流系统演变特征

2018年7月22日20:00(北京时,下同)至23日08:00在青藏高原东北侧边坡的临夏北部、兰州西部等地区出现了罕见的大暴雨,最大降水量达176.8 mm,小时最大降水量61.6 mm。利用FY-4A卫星、多普勒雷达、区域自动站及再分析资料,重点分析引发强对流暴雨中尺度对流系统(MCS)的发生发展特征及其触发机制。结果表明:(1)强对流暴雨是在西太平洋副热带高压边缘暖湿气流配合纬向多波动气流带动冷空气东移的有利配置下发生的,高温高湿的环境为强对流暴雨的发生创造了有利条件。(2)先后形成并发展的2个MCS造成临夏北部、兰州西部出现强对流暴雨,孤立的对流云团加强合并发展为第一阶段的MCS,向西南方向传播的MCS与从甘南高原向东北方向移动的云团在大暴雨区逐渐合并为第二阶段的MCS。大于10 mm·(10min)^(-1)的强降水出现在上风向云团边缘,强降水与对流云团的发展程度有密切关系。(3)强对流暴雨期间,第一阶段的强回波有后向传播特征,强对流单体对大暴雨区的影响频次高,显著的“列车效应”自南向北移动造成持续6 h以上的间断性强降水。(4)边界层的中尺度风速脉动、地面辐合线及特殊地形等是触发MCS发生、发展的主要因子,地面中尺度辐合线的形成、维持及移动,与强降水的位置有很好的对应关系。

近20年青藏高原东北部边坡地带垂穗披碱草物候变化——以甘肃合作为例

通过利用垂穗披碱草(Elymus nutans)观测资料及同期的降水、气温、日照时数等地面观测气象资料,对近20年来青藏高原东北部边坡地带垂穗披碱草物候变化进行分析,发现高原边坡地带垂穗披碱草物候期除种子成熟期变化不明显外,返青、抽穗、开花和黄枯期均呈提前的趋势,特别是抽穗、开花期明显提前,提前趋势分别为每10年15.0和15.8d,分析认为,气候变暖是影响合作地区垂穗披碱草物候期提前的主要原因。近20年来,合作地区气候生长期有明显延长的趋势,延长趋势为每10年15d,同时垂穗披碱草的实际生长期也呈延长的趋势,延长趋势为每10年3.4d。

1971-2015年青藏高原东北边坡降水特征及主要影响因子分析

利用1971-2015年青藏高原东北边坡20个站的降水观测资料和美国国家环境预报中心(NCEP)再分析资料,分析了青藏高原东北边坡年、季降水量空间分布和变化趋势,并采用相关系数法分析和讨论其所受的影响因素。结果表明:青藏高原东北边坡地区的年、季平均降水量空间分布极为不均,总体上是从南向北递减,东北部最少;青藏高原东北边坡年、夏、秋季平均降水量北部呈上升趋势,南部呈下降趋势;青藏高原东北边坡地区年平均降水量呈下降趋势,气候倾向率为-3. 1 mm·(10a)^(-1),其中春、秋、冬季平均降水量呈上升趋势,夏季平均降水量呈明显下降趋势;青藏高原东北边坡地区年、季降水量的显著周期为2～3 a、4～5 a及10～15 a;南亚季风对青藏高原东北边坡地区降水量影响显著,为明显的正相关,西风指数对高原东北边坡地区降水量有一定影响,相关不是很明显,与其北部降水量呈正相关,南部降水量呈负相关。