Precipitation Cycles Relative to Storm Tracks, ENSO and PDO, and Drought—Continental Interior Central Western USA

Seventy-two years of central western United States precipitation data have been analyzed for storms originating 1000 to 3000 km away from four ocean moisture sources: Arctic, North Pacific, South Pacific, and Gulfs of California and Mexico. Precipitation trends were evaluated relative to precipitation phase, precipitation flux, storm track trajectory, and the sea surface temperature (SST) indices Oceanic Niño Index (ONI), and the Pacific Decadal Oscillation (PDO. The lack of correlation between SST indices with precipitation flux was evaluated. The relationships of meteorological, hydrological and snow droughts were evaluated relative to each other, to the climate change-induced temporal shifts in the timing of mountain snowpack decay, and the timing when North Pacific storm tracks shift from crossing to circumventing the Sierra Nevada Range.

青海牧区干旱、雪灾灾害损失综合评估技术研究

利用青海省20个草地生态监测站点2003—2011年监测的牧草、降水和相应年份的灾害监测调查资料分析表明,青海高原草地牧草产量与降水相关密切,8月末牧草产量与5—8月降水量相关系数均达到了0.001的相关性检验,建立了不同草地类型不同月份牧草产量与降水量的最优模拟方程;利用降水量距平百分率划分干旱等级,建立了干旱等级与牧草和牲畜损失的对应关系,实现了干旱和雪灾对草地、牲畜直接经济损失的定量评估.对比分析了干旱和雪灾灾害对畜牧业造成损失比例,将干旱和雪灾两个不同概念的灾害通过经济损失有机地联系起来,直观地表明了在不同等级的灾害情况下,损失造成的大小和比例.结果表明:随着灾害等级加重,雪灾造成的损失比例增大,在特大灾时,雪灾造成的损失是旱灾损失的2.5倍.评估模型符合草地牧草生长规律和畜牧业生产特征,实例评估符合畜牧业实际损失程度.因此,能够在降水偏少或偏多时对草地畜牧业评估服务中推广应用.

近50年云南区域气候变化特征分析

利用云南气温和降水资料,分析了云南气候变化特征及强降水极端天气和高温干旱事件对全球气候变暖的响应。以云南香格里拉、西双版纳、昆明地区为代表,分析了区域气象要素变化趋势。结果表明:云南近50年气温变化与全球、北半球、中国变化趋势基本一致,气温变化幅度略大于全球,弱于北半球和全国变化。云南20世纪80年代中后期以后出现增暖现象,以90年代后期增温最明显,1986年以来出现13年暖冬,大部分地区冬春季降霜日数减少。随气候变暖,香格里拉地区降雪日数呈下降趋势,西双版纳地区雾日明显减少,全省降雨日数逐渐减少,大雨频率变化不大,暴雨、大暴雨频率上升,高温干旱事件频率增加。进入21世纪以后,云南降水减少,高温干旱事件有增强增多趋势,由2～3年一遇变为1～2年一遇。2005年春夏连旱和2006年春旱是云南近50年和20年来最严重的旱灾。

青藏高原大气热源和冬春积雪与中国东部降水的年代际变化关系

利用NCEP 1950—2004年逐日再分析资料,采用倒算法,对青藏高原大气热源的长期变化进行了计算,结果发现,青藏高原及附近地区上空大气春夏季热源在过去50年里,尤其是最近20年,表现为持续减弱的趋势。而1960—2004年青藏高原50站的冬春雪深却出现了增加,尤其是春季雪深在1977年出现了由少到多的突变。用SVD方法对高原积雪和高原大气热源关系的分析表明,二者存在非常显著的反相关关系,即高原冬春积雪偏多,高原大气春夏季热源偏弱。高原大气春夏季热源和中国160站降水的SVD分析表明,高原大气春夏季热源和夏季长江中下游降水呈反相关,与华南和华北降水呈正相关;而高原冬春积雪和中国160站降水的SVD分析显示,高原冬春积雪和夏季长江流域降水呈显著正相关,与华南和华北降水呈反相关。在年代际尺度上,青藏高原大气热源和冬春积雪与中国东部降水型的年代际变化(南涝北旱)有很好的相关。最后讨论了青藏高原大气热源影响中国东部降水的机制。青藏高原春夏季热源减弱,使得海陆热力差异减小,致使东亚夏季风强度减弱,输送到华北的水汽减少,而到达长江流域的水汽却增加;同时,高原热源减弱,使得副热带高压偏西,夏季雨带在长江流域维持更长时间。导致近20年来长江流域降水偏多,华北偏少,形成"南涝北旱"雨型。高原冬春积雪的增加,降低了地表温度,减弱了地面热源,并进而使得青藏高原及附近地区大气热源减弱。

基于贝叶斯网络的草原干旱雪灾灾害链推理模型研究

灾害的形成、发生与发展过程具有链式规律。灾害链已经成为灾害研究的热点问题之一。草原具有灾种多、灾情重的基本特点,极易遭受灾害链的影响,目前对于草原灾害的灾害链研究并不多见。通过统计内蒙古锡林郭勒地区草原灾害的历史资料,识别了草原干旱雪灾灾害链类型,并对其形成机理进行了研究;针对因果型草原干旱雪灾灾害链,以贝叶斯网络为建模工具,建立了贝叶斯网络,实现了对因果型草原干旱雪灾灾害链发生过程的推理分析。以实例说明了草原干旱雪灾灾害链贝叶斯网络的运作过程和应用效果。根据贝叶斯网络推理结果,通过GIS空间分析技术,绘制了锡盟草原干旱雪灾灾害链综合灾害等级区划图。研究结果能为深入了解草原干旱与草原雪灾的演化途径和草原灾害的防灾减灾工作提供参考。

青藏高原积雪对气候影响的研究进展和问题

系统地回顾了青藏高原积雪对天气气候影响的国内外研究进展,并对研究中存在的一些问题做出了评述。认识到积雪增加将导致亚洲夏季风减弱或爆发推迟,这是通过积雪-季风关系实现的。对反射率和融雪的相对重要性,尚未有一致意见。高原积雪作为一种重要的陆面强迫因子,和副高、阻高、冬夏季风、ENSO、海温等影响中国天气气候的因子有密切关系。在全球变暖的背景下,青藏高原积雪却出现了增加,对这一问题的研究具有重要的现实意义。高原积雪年代际变化的研究,有助于揭示我国近年来“南涝北旱”雨型的原因,同时有利于雨型反转时间的预测。

2009年全球重大天气气候事件概述

2009年,全球表面气温为有器测记录以来的第五暖年。年初,暴风雪、低温和寒潮天气席卷欧洲大部,北美频繁遭受暴风雪的袭击;中国北方出现严重秋冬连旱;澳大利亚东南部持续罕见高温;夏季,中国东部、南亚、欧洲多国、美国西海岸遭受高温热浪袭击;年内,澳大利亚、墨西哥、非洲东部持续于旱。6月,一次厄尔尼诺事件开始形成。2009年,西北太平洋和大西洋的热带气旋活动均较常年偏少。

欧亚和青藏高原冬春季积雪与我国夏季降水关系的分析和预测应用

通过高原积雪和欧亚积雪与我国夏季降水的相关分析和统计检验 ,表明冬春季雪盖对我国夏季旱涝有重要的影响 ,虽然冬季和春季雪盖与我国夏季降水的相关分布存在差异 ,总趋势大致相仿。但是 ,冬春季高原积雪和欧亚积雪与我国夏季降水的相关分布基本是相反的 ,其中高原积雪与长江中下游和西北东部地区夏季降水为正相关 ,欧亚积雪与东北和华北东部以及西南地区降水为正相关。冬季高原积雪异常偏多时 ,长江流域夏季易发生洪涝 ,这也是汛期降水预测中的一个重要信号。

清光绪初年山西极端干旱事件重建与分析

基于清宫雨雪分寸记录和现代农业气象站资料,利用水量平衡原理与土壤物理入渗模型,定量重建了清光绪初年(1875—1878年)极端干旱背景下山西省95个县区的季、年降水量,验证了重建结果的可靠性。基于重建降水量,利用降水距平百分率干旱指数分析了极端干旱的时空演变过程。结果表明:在时间上,1875—1877年为连续三年大旱,且呈逐年加重趋势,其中,1877年为极端干旱年;季节性连旱明显,1875年夏秋冬连旱,1876—1877年夏秋连旱,其中1877年最为严重,出现全省性重旱、特旱。在空间上,干旱分布大致经历了由中东部地区和西部地区演变至北部,再到南部和中东部地区的过程,其中中东部和南部地区干旱最为严重。历史典型场次极端干旱事件的重建研究对于定量复原历史干旱事件具有重要的现实意义,在应对区域干旱巨灾风险方面具有重要的参考价值。

青藏高原雪盖异常对福建雨季旱涝影响的环流诊断

利用 1 955— 1 994年多种不同类型青藏高原积雪资料的综合再分析结果 ,通过分析青藏高原雪盖异常年冬季和初夏北半球大气环流特征 ,及北半球大气环流与福建雨季降水的遥相关 ,讨论高原雪盖异常反馈影响大气环流 ,进而导致福建雨季旱涝的可能途径 ,为在福建雨季旱涝预测中应用积雪因子提供一定的物理基础。

关于西北地区的自然灾害链

基于灾害系统理论,根据中国省级报刊灾害数据库(1949-2005年),构建了我国西北地区主要的灾害链:干旱灾害链(分为高温-干旱灾害链、旱灾-虫灾-病害灾害链、旱灾-大风-沙尘暴灾害链)、地震灾害链和寒潮-雪灾灾害链的成灾模式。分析表明:降水少、纬度高、沙漠戈壁广布、山脉与盆地、高原与平川相间等是旱灾灾害链发生、发展的主要原因,灾情随灾害链过程放大,受承灾体脆弱性累积加重。提出干旱内陆区的上游山区加强水源保护,半干旱草原区防治荒漠化、沙化,黄河流域中上游区防治水土流失等区域模式。同时以案例形式分析了地震灾害链和寒潮-雪灾灾害链的致灾、成灾模式,提出了相应的减灾对策,为减灾提供科学依据。

青藏高原冬季积雪影响我国夏季降水的模拟研究

利用区域气候模式(NCC_RegCM1.0)对青藏高原前冬积雪对次年夏季中国降水的影响进行了数值模拟研究,所得结果与实际观测的积雪和降水的关系较为吻合,即长江流域、新疆地区夏季多雨,华北和华南少雨,这与我国最近二十年来维持的"南涝北旱"雨型较为一致。因此,可以认为青藏高原冬季多雪,是引起中国东部夏季降水出现"南涝北旱"的一个重要原因。本文揭示了青藏高原冬季积雪影响我国夏季降水的可能物理机制。青藏高原冬季多雪,会导致青藏高原地面感热热源减弱,这种热源的减弱在冬季导致冬季风偏强,可以影响到我国华南、西南及孟加拉湾地区。同时,由于高原热源的减弱可持续到夏季,成为东亚夏季风和南亚夏季风减弱的一个原因。在积雪初期,地面反射通量的增加起了主要作用;在积雪融化后,"湿土壤"在延长高原积雪对天气气候的影响过程中起了重要作用。初期的反射通量增加减少了太阳辐射的吸收、融雪时的融化吸热,以及后期的湿土壤与大气的长期相互作用,作为异常冷源,减弱了春夏季高原热源,是高原冬季积雪影响夏季风并进而影响我国夏季降水的主要机理。本文的模拟结果表明,青藏高原冬季积雪的显著影响时效可以一直持续到6月份。

青藏高原积雪变化及其对中国水资源系统影响研究进展

回顾了青藏高原(下称高原)积雪变化及其对中国水资源系统影响研究进展,探讨了开展高原积雪异常对中国水资源系统影响研究存在的不足和未来趋势。高原积雪分布极不均匀,呈四周山区多、腹地少,两侧多、中间少的空间分布特征。高原东部积雪变化最显著且主导了整个高原积雪的年际变化,因此该地区积雪异常更值得关注。自20世纪60年代以来高原积雪总体呈缓慢增加趋势,21世纪初期春季和冬季积雪略有减少。目前,关于高原积雪变化对我国水资源系统影响的研究主要集中在高原积雪异常对降水和旱涝影响及其预测指示性研究两方面。高原积雪主要通过季风影响我国的降水时空分布,进而影响水资源系统。高原积雪异常对我国降水影响大,且范围广,可作为降水预测的一个重要信号,同时其对我国旱涝分布具有重要影响,并且对旱涝预测具有指示意义。

基于MOD10A1的草原黑灾监测方法研究

采用MOD10A1积雪产品,通过时间序列栅格数据提取方法,监测内蒙古一个积雪季(2013年10月初至2014年3月末)的黑灾分布规律的实例,初步探讨了MOD10A1积雪产品在草原黑灾监测中的应用。以连续无雪天数、连续无雪20 d次数、连续无雪40 d的次数和连续无雪60 d的次数作为计算指标,通过进行逐日像元上的计算,获得每个像元上的指标值后进行统计分析。结果表明:(1)在研究期间,内蒙古阿拉善盟、巴彦淖尔盟北部出现的黑灾频率较高;通辽、赤峰北部降雪多,但气温高,积雪日数短,因此黑灾出现频率也是较大;而锡林郭勒盟东部、呼伦贝尔以及兴安盟出现黑灾的几率最小。(2)按月份统计分析得出,在这一积雪季中内蒙古12月发生的黑灾面积较小,10、11和3月份发生的黑灾面积较大。(3)利用MOD10A1数据通过无雪信息提取方法监测的结果与内蒙古的气候自然特征以及前人的研究基本上吻合,因此本文中的监测方法可以在黑灾研究中利用。

我国草原生产的主要自然灾害

草地是主要的陆地生态系统组成之一。中国是位居世界第二的草地资源大国,但近50年来,草原灾害频繁发生。草原灾害不仅影响牧草品质和产量,而且对牲畜也造成严重影响。牲畜作为动物生产层的重要组成部分,关系到生态系统的活力以及生产效益的高低。目前草地农业生态系统在整个生物圈中已经承受着最底层的压力。本文对草原雪灾、暴风灾害、生物灾害(包括鼠害、虫害)、旱灾的产生原因、分布区域、发生频率、趋势进行分析总结。通过借鉴国外草原灾害发生的应对策略,结合我国国情,提出相关的政策建议。

欧亚大陆冬季雪盖同四川夏季旱涝的关系

本文利用1966年～1983年冬季雪盖资料研究了欧亚大陆冬季(12～2月)雪盖面积同后期四川月平均气温和月降雨量之间的关系。研究表明:欧亚大陆冬季雪盖面积对四川省夏季月平均气温为负相关,同月降雨量为正相关。这种关系说明冬季雪盖面积对夏季气温和降雨量有重要的滞后影响,尤其是对川东伏旱地区的作用更为显著。还说明冬季雪盖面积大,夏季月平均气温比多年平均值偏低,月降雨量比多年平均值偏多,高温伏旱轻;相反 冬季雪盖面积小时,夏季月平均气温比多年平均值偏高,月降雨量比多年平均值偏少,高温伏旱严重。

豫北旱区一次转折性降雪天气过程与卫星遥感土壤墒情对比分析

利用气象常规观测资料和加密观测资料，对2011年2月9～10日豫北初雪过程进行分析，结果显示：导致华北大部、黄淮等地降水偏少，发生气象干旱的主要原因是北方冷空气势力强而南方水汽输送条件差；9～10日降雪过程是受高空短波槽和地面倒槽共同影响所致。

大气环流系统组合性异常与极端天气气候事件发生

根据2008年1月我国南方发生的持续严重雨雪冰冻灾害、1998年长江流域的特大洪涝灾害和2009/2010年冬季云南的极端干旱灾害的分析结果,再次强调指出,对于一些小概率的极端天气气候事件的发生,大气环流系统的组合性异常起着极其重要的作用。对于2008年的严重雨雪冰冻灾害的发生,多个大气环流系统的组合性异常包括:乌拉尔山阻塞高压和贝加尔湖-巴尔喀什湖的横槽,这为不断有冷空气从西路向南爆发提供了条件;东亚和日本地区的高度正异常使得北方冷空气的势力不是很强,适于锋面在我国南岭及其以北地区较长时间停留,为持续降水确立了背景;西太平洋副高偏强和偏西也对冷空气的向南推进起了阻挡作用;印-缅槽的持续偏强和西太平洋副高的偏强共同使暖湿空气源源不断地输送到华南地区,有利持续降水的发生,为冰冻造成了条件。对于1998年夏季长江流域的特大洪涝的发生,多个环流系统的异常包括:夏季西南季风涌的活动,西太平洋副热带高压活动,北方冷空气活动和青藏高原对流系统东传的共同作用。对于2009/2010年冬季云南的极端干旱灾害的发生,多个环流系统的异常包括:对流层高层中东地区副热带西风急流减弱,影响Rossby波的活动,不利于青藏高原-孟加拉湾槽的建立;西太平洋副热带高压偏强、位置略为偏南,对低层水汽输入云南起到抑制作用;NAO的负异常所导致的遥相关波列异常,使得东亚北方冷空气活动偏东,不易到达云南地区,还使得南支槽偏弱,暖湿气流也不易到达云南地区。ENSO虽然对中国天气气候变化有相当重要的影响,但并非每次异常天气气候事件的发生都是它的直接影响。对于ENSO影响必须具体分析,才能决定它在异常事件、特别是极端天气气候事件中的确切作用。

青藏高原多、少雪年后期西北干旱区降水的对比分析

利用１９５７～１９９０年高原地区的雪深、地面气温、地温以及西北干旱区部分站强降水量资料等，进行了高原地区多、少雪年积雪特征、地面热状况以及西北干旱区后期降水量的对比分析和相关分析。主要结论：高原冬春季积雪与后期西北干旱区雨量呈弱的反相关关系，多、少雪年西北干旱区５～９月雨量的平均差值可达同期常年雨量值的１～２成；多、少雪年前冬１１和１２月的积雪特征和地面热状况差异较清楚；

豫北旱区一次转折性降雪天气过程分析

利用欧洲中心再分析资料、NCEP再分析资料、常规观测资料和加密观测资料,对2011年2月9—10日豫北初雪过程进行分析,结果显示:导致华北大部、黄淮等地降水偏少,发生气象干旱的主要原因是北方冷空气势力强而南方水汽输送条件差;该次降雪过程是受高空短波槽和地面倒槽共同影响所致.