兰州地区夏半年降水气候特征分析

本文利用逐日气候资料、NCEP再分析资料,采用线性倾向估计方法,分析近49年兰州夏半年降水变化特征及环流特征。结果表明:(1)兰州市夏半年的降水主要集中在7、8月,其中8月第三候的平均降水量最大。1951-2000年期间,夏季降水呈下降趋势。(2)逐月累积降水量的年代际变化特征为:5、8、9月呈下降的趋势,6月和7月呈增加的趋势。(3)7月高空200hPa的南亚高压呈西部型,500hPa的环流形势呈东高西低;8月高空200hPa的南亚高压呈东部型,副高588线最西端已经到达110°E以西。

西北地区东部干旱半干旱区极端降水事件的变化

应用面积权重方法,利用西北地区东部80个测站1960—2000年的资料,对降水的变化及极端降水事件进行了分析。结果表明:西北区东部的气候在近十几年变得更加极端。降水量虽然没有一致的增加或减少的趋势,但自从1990年开始,降水距平百分率低于气候平均值,变化异常;降水异常偏多的区域呈减少趋势,到20世纪90年代中期以后,就几乎没有出现过降水异常偏多的区域;1960—1962年连续3年降水异常偏少的情况是近40a来少见的,这种偏少主要发生在干旱地区;90年代的异常偏少则是全区域的,特别是在湿润、半湿润地区,降水偏少尤其明显;1997年降水偏少最为明显,偏少的区域达20%以上。而在这种气候背景下,90年代极端降水事件并没有减少。

应用积分浑浊度仪研究兰州城市冬季大气气溶胶

利用积分浑浊度仪监测得到的散射系数和多波段光度计观测资料分析了兰州冬季大气气溶胶的一个个例的散射光学特征.用散射系数计算了后向散射比、不对称因子、单次反照率、波长指数等重要的辐射参数,为气溶胶辐射强迫研究以及气溶胶辐射强迫参数化方案提供了基础资料.在此基础上建立了一种适合利用散射系数反演气溶胶细微粒子谱分布的方法.

BCC_CSM气候模式对中国区域气候变化模拟能力的检验

为了科学评价BCC_CSM气候模式的模拟效果,并为改进和完善此模式提供科学依据,以NCEP/NCAR 1948—2005年逐月再分析资料作为检验模式对应的实况场,利用距平标准化均方根误差、相关系数等方法对国家气候中心发展的BCC_CSM气候模式模拟中国气候变化的能力进行了检验,检验要素包括:对流层高、中、低层各季节的温度场、风场、相对湿度场和加热场等。结果表明,除春季外,其他3个季节实况场与模拟场的距平标准化均方根误差都较小;全年相关性都比较好,全国绝大部分地区均通过了α=0.05显著性水平检验;不同气象要素场的距平标准化均方根误差与相关系数呈现出季节性和区域性特征;模式模拟出了中国不同区域各个气象要素的年变化;与IPCC AR4中的13种模式相比较,BCC_CSM气候模式对中国区域地面温度场的模拟效果较好。

榆中县城大气污染物扩散的观测实验与数值模拟

结合榆中县外场观测实验资料,利用计算流体动力学CFD(Fluent)软件对榆中县城区的流场和污染物扩散形态及规律进行了模拟研究.根据实际测量数据,利用Gambit软件建立了榆中县城区的三维城市建筑模型,导入Fluent进行模拟计算,对模拟结果与观测数据进行了对比分析,结果显示Fluent对流场和污染物扩散的模拟具有较好的一致性;具体而言,对风向、风速的模拟值与观测值的总体相似系数分别为0.876和0.843,对0.5m和27m高度处污染物模拟值和观测值的相关系数分别为0.71和0.72.因此,Fluent软件可用于城市污染扩散的模拟研究,也可以根据其模拟结果指导空气质量检测点的布设.

日喀则近53年气候变化特征分析

利用线性趋势函数及Mann-Kendall突变检测分析法,分析了西藏藏南河谷日喀则气象站气温及降水近53年的气候变化特征。结果表明,年平均气温与极端气温均呈上升趋势,而最高气温的上升趋势尤为明显,年降水量波动上升。冬春季增温趋势较秋、夏季更为明显,春夏季降水呈增加趋势,而秋季降水略有减少。Mann-Kendall突变检测表明,近53年日喀则地区气温有明显的增暖趋势,但20世纪60—70年代变冷趋势亦十分显著,在2001年温度发生一次突变。年降水量在1958年发生了由少向多的突变,但这一突变仅维持到20世纪60年代中期。

大气污染物对兰州心脑血管疾病住院影响的病例交叉研究

为探讨兰州市大气污染对心脑血管疾病住院的急性健康效应,采用单向回顾性配对病例交叉设计,分析了兰州市2001~2005年大气污染物浓度（PM10、SO2及NO2）短期升高对人群心脑血管疾病住院的影响.结果表明,单向回顾性1：2匹配病例交叉研究的效应值（ORs）最大,在控制同期天气因素后,滞后3d PM10浓度每升高10μg/m3,总心脑血管疾病及心血管疾病住院的ORs分别为1.002（95%CI：1.001~1.003）和1.002（95%CI：1.001~1.003）;无滞后SO2浓度每升高10μg/m3对总心脑血管疾病住院的OR值为1.005（95%CI：1.000~1.009）;NO2在滞后1d浓度每升高10μg/m3对总心脑血管疾病OR值为1.022（95%CI：1.014~1.030）;对心血管疾病及脑血管疾病住院影响均在滞后2d达到最大,ORs值分别为1.021（95%CI：1.011~1.030）和1.019（95%CI：1.005~1.033）.在多污染物模型中,PM10仍对心血管疾病住院人数增加有统计学意义;NO2对心脑血管疾病住院的影响均较单污染物模型中大.

北半球大气环流及其冬季风的年代际变化对青藏高原冬季降雪的影响

对1961~2010年间北半球大气环流背景异常变化及其东亚冬季风指数（东亚大槽位置指数-CW、西伯利亚高压指数-SH）与青藏高原降雪之间在年代际尺度上的相关关系进行了分析,结果表明：北半球冬季行星波年代际尺度上的异常导致了青藏高原地区冬季降雪在年代际尺度上的变化,北半球行星波＂冬三（波）＂流型的年代际尺度变化是青藏高原地区冬季降雪年代际尺度上增加/减少的环流背景;青藏高原冬季降雪与东亚冬季风之间也存在着年代际尺度上的显著相关。相对于1961~1986年间的冬季风减弱,青藏高原地区冬季降雪量呈现出增加趋势。结果也指出,青藏高原地区的冬季降雪、CW和SH在1986年前后存在一次显著的突变;突变后北半球冬季三波流型明显增强,青藏高原地区的降雪也相应发生了由多到少的变化。

西藏南部河谷气候变化趋势及预测——以江孜站为例

利用西藏江孜气象站1957-2006年气温、降水等资料,分析了近50年来西藏南部(下称藏南)河谷地区的气候变化,并对未来气候变化的可能趋势做了预测。分析表明:藏南河谷的气温在过去50年间呈明显的上升趋势,升温速率较全球平均升温速率偏高,主要表现为日最低气温的上升,降水呈波动下降变化;在21世纪的前期,藏南河谷气温上升、降水增加,但气温变化较降水更为明显,故湿润度呈波动减小。2030年代起由于温度升高、降水减少,呈现出趋于暖干化趋势,将预测结果与2007-2008年的实际观测资料相比较,预测结果与实际值接近。因此,预测结果基本可信。

宁夏近44a霜冻的气候变化特征

对宁夏1961-2004年间霜冻发生次数、霜期的变化特征进行了分析,结果表明：宁夏霜冻发生主要集中在4月和10月,出现次数4月中旬最多,春季霜冻明显多于秋季;发生次数南北差异较大,宁南山区发生频率较高,年平均发生次数达8.7-10.8次。同心出现次数最少,年平均只有2.1次;霜冻发生次数阶段性变化呈“1升1降”和“1升2降”分布,总体呈下降趋势,其中6月、秋季下降趋势明显。霜冻年发生次数的跃变点是1984年,跃变年以后霜冻发生次数明显减少;3个区域的气候变化趋势均为初霜日逐渐推迟,终霜日逐渐提前,无霜期逐渐延长。

近40年甘肃河东地区大范围霜冻变化特征

[目的]研究近40年甘肃河东地区大范围霜冻的变化特征。[方法]利用1969～2008年甘肃河东地区分布较为均匀的15个站点的逐日最低温度资料,根据通用的霜冻气候统计指标,分析了近40年甘肃河东地区大范围霜冻及大范围连续性霜冻的变化特征。[结果]自20世纪90年代起,甘肃河东地区平均终霜冻日期明显提早,初霜冻日期开始明显推迟,终霜冻日期提早时间明显比初霜冻日期推迟时间长;平均无霜冻期也明显延长。极早初霜冻日与极晚终霜冻日多发生于70、80年代,而极晚初霜冻日与极早终霜冻日则多发生于90年代中期以后;极长无霜冻期则逐渐变为频繁出现。40年来,连续性霜冻在逐渐减少,且强度也在降低。[结论]该研究有助于了解甘肃河东地区霜冻气候和气候变化特征,对提高该地区异常霜冻灾害的预测能力、有效防御霜冻灾害、提高农作物产量具有重要的现实指导意义。

东亚干旱、半干旱区范围与边界层高度变化的关系分析

采用1979-2014年ERA-Interim再分析资料,对东亚干旱、半干旱区边界层高度(BLH)的时空变化特征进行了系统分析,初步探讨了BLH变化在干旱、半干旱区范围变化中的反馈作用.结果表明,BLH整体呈经向扁平分布,以塔克拉玛干沙漠为高值中心,其西部和北部边界层高度变化梯度较大、向东变化则较平缓,干旱、半干旱区的分界线与边界层高度的分布存在较好的一致性.36 a数据分析可知,边界层高度呈增大的趋势,分析年代际尺度变化发现,从20世纪末到21世纪初,边界层高度在高值中心及其北部呈先增后减的趋势,其西部、中部和东部的边界层高度呈减、增、减的年代际变化趋势,干旱、半干旱区分界线也有对应的变化趋势.边界层高度增加,分界线向外扩张;边界层高度减小,分界线向内缩减,干旱、半干旱区的范围也相应地扩大和缩小,进一步表明东亚干旱、半干旱区范围的变化与边界层高度的变化有着较好的对应关系.边界层高度的变化对干旱、半干旱区范围变化存在着反馈作用.边界层高度升高,增加了水分蒸发,使得大气中的水汽含量增多,空气变得湿润,在一定程度上缓解了气候变干的趋势,阻止干旱、半干旱区范围的持续扩大.

甘肃平凉市的旅游气候舒适度评价

利用甘肃省平凉市7县（区）气象观测站1961—2010年50a气象资料，采用温湿指数、风寒指数和着衣指数指标，对平凉7县（区）各月旅游气候舒适度进行了分析。结果显示，平凉市7县（区）旅游气候最舒适期为每年的5～9月，较舒适期在4月和10月，不舒适期静宁、庄浪、华亭为4个月，主要分布在冬季及秋末（1～2月、11—12月），崆峒、灵台、泾川、崇信为3个月，分布在冬季的1、2、12月。由于地理位置和海拔高度的不同，平凉旅游气候在东西南北方向上有着一定差异，在东西方向上差异尤其明显，一年中舒适度年指数自西向东呈升高趋势。

兰州市近50年城市热岛强度变化特征

利用1956-2005年兰州市日平均气温、日最高气温和日最低气温,分析了近50年兰州市城市热岛效应变化,并利用城区和郊区3种气温的倾向率计算了城市热岛强度倾向率和热岛增温贡献率。结果表明：1956-2005年兰州市3种气温的城郊差均呈逐年上升趋势,平均气温、最高气温和最低气温的倾向率分别为每10年0.371℃、0.169℃和0.654℃,其中,最低气温的城郊差上升最明显。近50年兰州市增温主要发生在后25年（1981-2005年）,前25年除城区最低气温外基本上以降温为主。后25年中,城区年平均气温、最高气温和最低气温倾向率分别为每10年0.789℃、0.997℃和0.625℃,郊区则相应为每10年0.493℃、0.790℃和0.077℃,其中最高气温增温最显著,最低气温增温最少;以年平均、最高和最低气温表示的城市热岛强度的倾向率分别为每10年0.395℃、0.188℃和0.674℃,热岛效应对城区增温的贡献率分别达到87.0%、49.6%和100%。冬季城市和郊区的平均气温和最低气温倾向率最大,但热岛增温贡献率最大的是春、夏季气温,而不是冬季气温;这可能主要与兰州市冬季严重的空气污染有关, 因为其对城市热岛有一定的抑制作用。20世纪80年代以后兰州市热岛效应有增强的趋势，但平均气温和最高气温的热岛增温贡献率除个别季节外有所下降。

21世纪北半球中高纬度净初级生产力(NPP)变化及其与气候因子之间的关系

基于CMIP5模式模拟的净初级生产力(NPP),对21世纪初期(2016-2035年),中期(2046-2065年)和末期(2080-2099年)三种排放情景下(RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5)北半球中高纬度陆地NPP的时空变化进行了预估,并结合气候因子分析了NPP的变化和气温、降水、辐射之间的关系.结果表明:相对于1986-2005年,21世纪北半球中高纬度陆地NPP呈增加趋势,RCP8.5情景下NPP的增加比RCP2.6和RCP4.5情景下更为明显;在季节变化上,北半球中高纬度NPP也以增加为主,且NPP在夏季,尤其是6月增加最显著.NPP对气候变化的响应存在明显的区域差异性,在中低排放情景下(RCP2.6、RCP4.5),相对于1986-2005年,21世纪北半球中高纬度地区温度显著影响的范围在逐渐缩小,而辐射和降水显著影响的范围在扩大.在高排放情景下(RCP8.5),21世纪北半球中高纬度地区NPP的变化主要与温度有关.

西藏北部高原气候变化趋势及预测——以那曲气象站为例

利用西藏北部高原那曲气象站1955～2006年气温、降水等资料,分析了西藏北部高原50年来的气候变化,并对未来气候变化的可能趋势作了预测。研究表明,西藏北部高原在过去50年间,气温、降水呈明显的波动上升趋势,且升温幅度远高于全球平均水平,主要表现为日最低气温的上升;未来50年西藏北部高原有明显的暖湿化趋势,将预测结果与2007～2008年的实际观测资料相比较,发现预测结果与实际值接近,因此,预测结果是基本可信的。

甘肃省雷暴气候特征及其环流成因分析

利用1981-2013年甘肃省80个地面气象站点的雷暴观测资料和NCEP/NCAR再分析资料,分析了近33 a甘肃省雷暴的气候变化特征及其环流成因.结果表明,甘肃省年均雷暴次数呈现南多北少的空间分布特征和显著下降的时间变化趋势.小波分析结果显示,甘肃省雷暴存在'单周振荡'的年内变化周期和3 a左右的年际变化周期.经验正交函数分析结果表明,甘肃省雷暴日第1模态为全省一致型,第2模态为东西反相型.对影响雷暴发生的大尺度环流因子进行分析,发现在甘肃年均雷暴日高值年,中高纬度经向环流、西风带以及东亚夏季风均偏强,甘肃大部地区水汽辐合加强,雷暴增多;在低值年环流形势则相反;由于甘肃西部主要受西风带影响,东南部主要受东亚夏季风影响,使得东、西部地区具有截然不同的水汽输送条件,导致甘肃雷暴日数出现'东西反相'的分布特征.青藏高原对中国西北地区动力、热力作用的影响也是甘肃年均雷暴数呈'东西反相'的重要原因.

全球变暖背景下亚非典型干旱区降水变化及其与水汽输送的关系研究

分析比较了中蒙(35°N^50°N,75°E^105°E)、中亚(28°N^50°N,50°E^67°E)和北非(15°N^32°N,17°W^32°E)三个典型干旱区水汽输送特征的异同,及其1961~2010年间的降水时空变化,分析了水汽来源和输送变化及其可能原因。结果显示,由于受不同的气候系统影响,中蒙、北非和中亚干旱区的降水在年内变化上有着显著不同。中蒙和北非干旱区降水呈现夏季风降水的特征;而中亚干旱区降水则为更多受到冬季风的影响。1961~2010年,随着全球气温上升,中蒙干旱区冬季纬向水汽输送增加而经向输送减少,总水汽输送增加;中亚干旱区冬季纬向输送减少而经向增加,总水汽输送减少;北非干旱区冬季纬向输送增加而经向输送减少,总水汽输送增加。夏季中蒙和北非干旱区经向、纬向输送均减小,中亚干旱区夏季纬向输送减少而经向减少,总输送增加。相应的,中蒙干旱区年、冬季和夏季降水分别以4.2、1.3和1.0 mm/10 a的趋势增加;而中亚干旱区冬季(1.2 mm/10 a)和夏季(0.1 mm/10 a)降水增加,年降水则呈减少趋势(-0.8 mm/10 a);北非干旱区年降水和夏季降水分别以0.5 mm/10 a和0.1 mm/10 a的速率增加。冬季中蒙干旱区主要水汽来源是水汽经向输送,而中亚干旱区水汽主要为纬向输送,经纬向水汽均为净输出是北非干旱区降水极少的主要原因,平均总水汽输送量约为-9.48×104 kg/s。冬季低纬度和高纬度环流通过定常波影响干旱区冬季降水。中蒙和中亚干旱区冬季降水主要受西太平洋到印度洋由南向北的波列影响,北非干旱区冬季降水主要和北大西洋上空由北到南的波列相联系。各干旱区的降水对海温变化有着不同的响应:中蒙干旱区冬季降水与冬季太平洋西海岸和印度洋海温呈显著正相关,夏季与海温相关不显著;中亚干旱区与地中海和阿拉伯海温相关,且与阿拉伯海温为正相关。

环渤海地区大气低能见度气候特征及影响因子分析

利用环渤海地区地面和高空观测资料,统计分析了该地区大气低能见度出现频率的时空分布特征及各相关气象因子的变化情况。结果表明:该地区大气低能见度出现频率年际变化特征表现为弱的上升趋势和周期振荡,主要周期为2、4和6～8 a;月际变化特征为双峰型,高峰值出现在夏季的7月,次峰值为冬季的12月,一天中的08时刻最易出现大气低能见度,整个地区大气低能见度出现频率的空间分布存在较大的不一致性;根据各季节大气低能见度出现频率空间分布特征的不同将整个地区分为三个区域,Ⅰ区包括渤海湾东北角的辽宁靠近黄海的小部分地区及渤海西北面的辽宁与河北毗邻的一部分地区,Ⅱ区包括渤海北部的辽宁小部分地区和京冀大部地区及南部的鲁北部等地区,Ⅲ区为黄海沿岸地区,各区高湿度、小风速是造成大气低能见度的相对重要的气象条件;大气低能见度出现前期或同时刻,低层基本都会维持一个逆温层或等温层和湿层。

近15a兰州市空气质量变化特征及沙尘天气影响

采用2002-2016年兰州市PM10、SO_2及NO_2质量浓度监测数据、空气质量指数和地面常规气象观测资料,统计分析了兰州市的空气质量变化特征及沙尘天气的影响.结果表明,兰州市空气重污染天数减少,空气质量呈好转趋势,首要污染物仍以PM10为主,其污染天数占总污染天数的89%.较重的空气污染主要出现在11-4月,尤其春季的沙尘天气对空气污染有重要影响.兰州市每3～4 a会出现一个沙尘天气多发年, 3类沙尘天气以浮尘为主;沙尘天气的月、季分布特征明显, 90%以上的沙尘天气出现在春季.沙尘天气的PM10年均质量浓度最高,为非沙尘天气的1.2～5.4倍,平均为2.6倍;沙尘天气的PM2.5年均质量浓度比非沙尘天气高2.4倍, SO_2和NO_2的年均质量浓度差别不大.沙尘天气对兰州市PM10月均质量浓度贡献率较大的月份为3、4月,对PM2.5月均质量浓度贡献率较大的月份则持续至5月. 14 a间3类沙尘天气对PM10日均质量浓度的平均贡献率均为正值,对SO_2和NO_2,除沙尘暴对SO_2的贡献率为正值外,其余均为负值, 2013-2016年浮尘对PM2.5日均质量浓度的平均贡献率为110%,扬沙对PM2.5的平均贡献率为-30%.不同强度的沙尘天气对兰州市空气质量的影响体现在细颗粒物和粗颗粒物上有差异.