新疆阿勒泰地区冬季大到暴雪气候变化特征

基于新疆阿勒泰地区7个观测站1961-2010年冬季逐日降水量资料，定义了大到暴雪特征量，并对其时间序列进行标准化，然后运用线性趋势、Cubic函数、M-K突变检验、Morlet小波变换、R/S分析等方法，研究了该区冬季大到暴雪的气候变化特征。结果表明：大到暴雪量对冬季降水总量的方差贡献较大。在气候分布上，大到暴雪特征量、冬季总降水量的大值区均位于北部东部，大值中心位于富蕴或阿勒泰站，方差贡献大值中心位于青河站；小值中心位于福海站。在年际尺度上，该区各特征量有7a的显著周期变化特征；在年代际尺度上，有13～15a、17～23a、28～29a的显著周期变化。在时间域上，大到暴雪量和频次在20世纪90年代之前以负距平为主，变化相对平稳，90年代之后以正距平为主，变化相对剧烈；大到暴雪强度60-70年代初、80年代中期到21世纪最初10a波动幅度较大，70年代中期到80年代初变化相对平稳。Cubic函数拟合表明，大到暴雪特征量在80年代末90年代初发生了由少到多的转型，但没有突变点。在空间域上，各年代大到暴雪量大值区所在范围比较稳定，位于北部东部，小值区出现在河谷平原；大值中心在60和90年代出现在富蕴站，其它年代出现在阿勒泰站；小值中心70年代出现在布尔津站，其它年代均出现在福海站；大到暴雪频次的变化与其不同的是大值中心90年代出现在青河站；大到暴雪强度在60和70年代大值中心位于阿勒泰站，80和90年代位于富蕴站，21世纪最初10a位于哈巴河站，大值区分布也较复杂。大到暴雪特征量全区及各站均呈增多趋势；大到暴雪量是阿勒泰和福海站、大到暴雪频次和强度是阿勒泰、福海、富蕴站没有通过显著性检验，其它均通过了显著性检验。R/S分析表明，在未来该地区大到暴雪特征量将逐渐转为减少的趋势，尤其是吉木乃站。通过分析揭示了阿勒泰地区大到暴雪变化规律，对指导该地区经济生产布局、防灾减灾、暴雪灾害风险评估提供参考，同时也为短期气候预测提供依据。

新疆北部暖区强降雪中尺度环境与落区分析

利用常规气象观测资料、ECMWF、T639(1°×1°)再分析资料和FY-2C卫星云图资料,对2003—2013年11月至次年3月新疆北部出现26次12 h暖区强降雪天气过程的中尺度环境场特征和降雪落区进行了分析。结果表明:强降雪产生在极涡型和短波低槽型两种环流形势下,强降雪区位于低槽前部,低空急流出口区前侧辐合区和高空急流入口区右侧辐散区以及700 hPa和850 hPa辐合线和暖切变线东部、北部及干线东南部,地面辐合线附近减压升温的重叠区域内。强降雪区上空,对流层整层为>80%高湿区;500 hPa以下具有不稳定层结、风垂直切变大、斜压性强;700hPa辐合线和850 hPa暖切变线及干线、地面干线及辐合线易触发不稳定能量的释放,从而为暴雪的产生提供水汽、热力和动力条件。暖区强降雪主要发生在中尺度冷云团开始缓慢减弱东移的前部及云顶亮温TBB梯度最大区域的前部。通过上述分析总结出暖区强降雪落区三维空间配置模型。

新疆阿勒泰地区大到暴雪天气气候特征

采用1961～2010年(9月至次年5月)新疆阿勒泰地区发生的70场大到暴雪天气过程对应的高空、地面资料,应用统计法、天气学方法分析,分析了阿勒泰地区大到暴雪天气气候特征。结果表明,1990年代之前冷冬气候背景下,大到暴雪天气发生频次相对较少,之后的暖冬气候背景下发生频次较多。春秋季和2月发生次数较少,10月在1990年代发生频次突增;冬季其它各月均在1970年代最少,12月1990年代最多,其它月2000年代最多。大到暴雪主要发生在该地区的北部、东部,集中出现在11～12月。500 hPa图上,大到暴雪主要发生在2脊1槽的大尺度环流形势下;低涡是形成大到暴雪天气的天气尺度影响系统;阿勒泰地区处于其底部强锋区控制中;中低纬度里、黒海地区为低槽区,并不断分裂短波东移北上,与低涡底部强锋区在该地区上空汇合,为大降雪的发生提供有利的环流背景。700 hPa图上,在塔城、克拉玛依到阿勒泰站为较强的偏西(或西南)风的风速辐合;850 hPa图上,在塔城、克拉玛依站与阿勒泰之间形成偏南(西)风与偏东风的切变线是大到暴雪天气的触发条件。地面图上,大到暴雪天气发生在蒙古高压后部、鞍型场、中亚低压、倒槽或气旋前部的减压、升温区域内。

T639模式在新疆北部暖区强降雪中的预报检验

基于T639模式,针对2009～2014年11月至次年3月发生在新疆北部的13场暖区强降雪天气过程的72 h内预报效果进行统计学和天气学检验分析,建立该模式在新疆北部暖区强降雪天气中的应用模型。结果表明,T639模式对72 h内北疆暖区强降雪天气形势场和对流层低层比湿、水汽通量以及对流层中低层涡度的预报误差较小,精度较高,尤其是48 h内。天气学检验表明,该模式对48h预报时效内850 h Pa水汽通量散度、相对湿度、散度及对流层中低层温度露点差和垂直速度的预报一致性较好,对新疆北部暖区强降雪预报具有较好的指示意义。

阿勒泰地区一次区域性暴雨天气诊断分析

本文利用常规资料、T639再分析资料对2012年夏季发生在阿勒泰地区的区域性暴雨天气过程,从暴雨落区预报角度出发,诊断分析了阿勒泰地区区域暴雨的大尺度环流背景、高低空气流配置、热动力条件和水汽条件,初步归纳了暴雨落区预报的思路及其相应的指标。

砂铁矿废弃地植被恢复中5种锦鸡儿属植物生育状况分析

为促进砂铁矿废弃地植被恢复,将5种锦鸡儿属植物种子播撒于新疆青河县砂铁矿废弃地的平地和阳坡,并对出苗、幼苗存活和生长情况进行观测。结果表明:(1)春季在平地上荒漠锦鸡儿(Caragana roborovskyi)出苗率最高(44%),阳坡的树锦鸡儿(C.arborescens)出苗率最高(51%),说明荒漠锦鸡儿和树锦鸡儿在春季温度回升时,可利用春季融雪水萌发出苗。(2)平地的白皮锦鸡儿(C.leucophloea)和荒漠锦鸡儿幼苗存活率较高(90%~93%),阳坡的柠条锦鸡儿(C.korshinskii)、树锦鸡儿和荒漠锦鸡儿幼苗存活率较高(96%~100%),说明这4种锦鸡儿幼苗耐干旱,在经历夏季高温和干旱后,仍可存活。(3)5种锦鸡儿属植物幼苗在平地上的株高为2~4 cm,柠条锦鸡儿幼苗在阳坡的株高达11 cm,其他4种野生锦鸡儿属植物生长极慢,不适宜在该采矿废弃地植被恢复中应用。

新疆阿勒泰地区冬季日降雪特性指标变化分析

基于新疆阿勒泰地区7个观测站1961—2011年冬季逐日降雪量资料,定义了日降雪特性指标:3个级别的降雪频率及贡献率,运用线性趋势、Cubic函数、Morlet小波变换、R/S分析等方法,研究该区冬季日降雪特性指标的气候变化特征。结果表明:阿勒泰地区及各站冬季降雪量与日降雪特性指标均呈显著正相关;日降雪特性指标、冬季降雪量都有明显的年代际变化特征,长期变化趋势均呈显著的线性增多趋势,小雪频率及贡献率最大;小雪频率是大到暴雪频率的近20倍;各站阿勒泰站中雪和大到暴雪频率及贡献率、富蕴站和青河站大到暴雪频率及贡献率、其他站日降雪特性指标对冬季降雪量的影响均显著。Cubic函数拟合表明,小雪频率、贡献率在20世纪90年代中后期发生了由多到少的转型;中雪、大到暴雪频率及其贡献率基本呈单调上升趋势;各站大到暴雪频率、贡献率与全区的基本一致。阿勒泰地区冬季大到暴雪频率及贡献率的变化是造成该地区冬季降雪量发生变化的内在因素;福海站是小雪频率及贡献率变化,其他站是大到暴雪频率及贡献率变化是造成冬季降雪量变化的内在因素。Morlet小波分析表明,日降雪特性指标存在显著的年代际和年际周期变化。R/S分析表明,未来该地区日降雪特性指标呈逐渐减少趋势,尤其是中雪频率和贡献率。

新疆北部牧区雪灾评估指标及其成因分析

采用阿勒泰地区7个气象观测站1961—2012年最大积雪深度、逐月降水量、逐日气温资料,以及4—9月降水量、≥0℃的积温,同期的雪灾灾情资料及太阳黑子和2007—2012年的牧草产量资料,研究新疆北部牧区雪灾灾情及成因。将该地区雪灾分为特大雪灾年、重雪灾年、中雪灾年、轻雪灾年4类,雪灾综合指标对雪灾具有较高的评价精度;重雪灾年和特大雪灾年主要发生在21世纪初,强度越来越强;特大雪灾年主要是由强降雪频次多、雪量大、强度强、持续时间长造成,而重雪灾年成因较复杂;太阳黑子活动低值年、斯堪的纳维亚正位相环流型及AO指数异常偏弱,阿勒泰地区易发雪灾。