为减少大风天气对金沙江下游水电站建设和电力输送的影响，通过分析干季频繁发生的大风事件，探索峡谷区风速变化与气压相关参数之间的关系，寻找预警大风的有效指标。该地区因风速预报难度大，数值预报在峡谷区受到限制，因而地面观测尤为重要，尤其是气压变化。本文以金沙江下游四川和云南交界的南北纵向峡谷为研究区，利用峡谷区自建观测站数据，结合水电站坝区的经验预报，研究峡谷区大风事件中风速与气压相关参数的关系。结果表明，大风发生前，站点气压通常明显下降，下降值超过7.7 hPa并持续3~6 h后，风速增加的可能性增大；若风速稳定升高持续1~6 h，能达到7级大风。测站的变压值对风速预警极为重要，尤其是3 h变压，当3 h负变压超过2.0 hPa时，地面风速开始增加。通过格兰杰因果关系检验方法发现，峡谷上下游风速变化存在明显滞后性，葫芦口大桥站通常先于下游1~2 h出现大风。气压差可作为重要大风预警指标，当荒田与葫芦口大桥站气压差达18.1 hPa时，大风发生的可能性明显增大。

随着全球气候变暖，自然生态系统和水资源压力不断增加，加剧了全球水资源的短缺。旱区非降水性水分（Non-precipitation Water，NPW），作为一种重要的水源，对旱区生态系统和陆面水分平衡具有显著影响。本文基于国内外非降水性水分研究现状，总结其在西北旱区的观测方法、变化特征、形成机制及对陆面水分平衡和作物的影响。在结合非降水性水分研究国际趋势的基础上，指出当前研究的不足和问题，以及未来研究的重点方向：揭示陆面非降水性水分的复杂形成机制，加强对不同气候区和下垫面非降水性水分的认知，建立专门的陆面非降水性水分观测系统，发展其在数值模式中的参数化，以及制定陆面非降水性水分开发利用的技术标准。

目前利用数值模式对延伸期以上时间尺度的沙尘天气进行客观定量预报还在尝试阶段，本文利用耦合了沙尘模块的区域气候模式RegCM-dust对我国北方一次典型强沙尘暴过程进行延伸期数值预报能力分析，并与NCEP再分析资料等分析结果进行对比。结果表明，模式模拟的起沙量大值区主要位于新疆南部、蒙古国和内蒙西部；模式对10 m风速具有一定的预报能力，但模拟风速比再分析资料风速偏小；模式模拟的沙尘柱含量和总沉降量变化能够反映沙尘暴天气过程特征；模拟的整层沙尘混合比与城市污染指数有一定对应关系，说明模式对沙尘引起的污染天气具有一定预报能力。

中国夏季风过渡区是全球陆-气相互作用强盛区域之一，也是极端天气灾害频发且易造成严重经济损失的区域，对过渡区陆-气相互作用的进一步认识将有助于提升该区域防灾减灾能力。以近年来中国气象局干旱气候变化与减灾重点实验室为平台开展的夏季风过渡区相关项目群取得的研究成果为基础，对过渡区陆-气相互作用时空分布规律、陆面水分收支对夏季风响应新特征、边界层时空变化特征及发展机制、季风与陆-气相互作用对区域气候影响、陆-气相互作用对作物产量影响以及多因子和多尺度动力学粗糙度参数化方案等方面的新进展进行系统总结，并根据夏季风过渡区陆-气作用研究的发展趋势，提出今后应在侧重加强陆-气交换多循环过程对夏季风年循环响应规律研究基础上，探讨陆-气相互作用对夏季风的多尺度动态响应，建立地表过程和大气边界层关键物理量的气候动力学关系，以改进和提升区域气候模式模拟水平。该工作对推动我国陆-气耦合过程的研究具有重要意义。

西北地区地处欧亚大陆腹地，水汽来源匮乏，干旱是其主要气候特征。近年来随着区域降水的不断增加，中国西北暖湿化问题引起国际及国内相关领域科学家和社会各界的广泛关注。为了揭示中国西北气候暖湿化增强东扩特征与形成机制及其重要环境效应，科学回应社会关切，研究团队利用多源融合数据，从多尺度、多维度对中国西北暖湿化问题开展全面深入研究，发现了西北湿化趋势具有显著的非线性增强特征，且湿化正在向东扩展，本世纪内西北仍维持暖湿趋势，明确了西北陆面蒸散对气候变暖具有特殊的负反馈机制，揭示了西北湿化趋势受多因子综合驱动机制;评估了西北暖湿化对区域生态环境、水资源、农业生产和粮食安全的重要影响及其互馈效应;提出了应对西北暖湿化的技术对策，形成了“西北地区气候暖湿化增强东扩特征及其形成机制与重要环境影响”系列研究成果。基于研究的重大决策咨询报告为新时代西部大开发和黄河流域生态保护和高质量发展等国家战略发挥了重要决策支撑，成果也受到国际学界广泛关注，并入选2022年度“中国生态环境十大科技进展”。

构建适宜的气象干旱指标是开展干旱监测和干旱评价业务服务的基础。基于1997—2021年四川省155个国家气象站逐日平均气温和降水，以及各县（市、区）农作物播种面积资料，通过改进气象干旱综合指数（Meteorological Drought Composite Index， MCI）中的季节调节系数，形成改进的气象干旱综合指数（Modified Meteorological Drought Composite Index， MCI_m）；再结合历年干旱受灾面积、有效灌溉面积修订区域性干旱过程识别方法，并识别出四川省历年区域性干旱过程51次，然后再利用经验正交函数（Empirical Orthogonal Function，EOF）、旋转经验正交函数（Rotated Empirical Orthogonal Function）、Morlet小波分析法，分析区域性干旱过程时空分布特征。结果表明：1997—2021年四川省发生区域性干旱过程的持续日数呈现出“先变短再增长再变短”，平均影响范围呈现出“先减小再增大再减小”，平均强度和综合强度呈现出“先减弱再增强再减弱”的变化趋势。平均年干旱过程累积日数总体呈现盆地多于盆周山区、盆周山区多于川西高原和攀西地区的特征。年累积MCI_m距平EOF分解空间型存在全区一致特征，同时也存在南北反位相特征。四川省可划分为6个区域性干旱气候区，2009—2015年各区年累积MCI_m周期变化比2001—2008年更明显。改进后的区域性干旱过程识别方法识别出的干旱过程与干旱灾情更为吻合，更能准确反映四川省干旱发生的实际状况。

气候变化背景下，为探索黄土高原半干旱区春玉米光合生理过程对土壤水分、温度变化的响应机制，以春玉米为研究对象，于2017年在中国气象局定西干旱气象与生态环境试验基地进行盆栽水分控制试验，在春玉米七叶期设置对照处理（Control，简称“CK处理”，土壤水分为田间持水量的80%）和控水处理（Water Stress，简称“WS处理”，土壤水分为田间持水量的45%~50%）以及3个叶片温度梯度，分别为适宜温度25 ℃、高温35 ℃及极端高温40 ℃（CK处理对应CK-25、CK-35及CK-40；WS处理对应WS-25、WS-35及WS-40），分析春玉米叶片气体交换参数和水分利用效率对土壤水分、温度变化的响应特征。结果表明：在一定的光合有效辐射（Photosynthetically Active Radiation， PAR）范围内，春玉米叶片净光合速率（Net Photosynthetic Rate， P_n）随PAR的增加逐渐增大。水分供给不足时，随着PAR不断增加，WS处理春玉米叶片气孔限制因素向非气孔限制因素转变，光合作用出现明显的光抑制，WS-35处理叶片P_n最大，WS处理叶片P_n在PAR高值区明显小于CK处理，且不同温度梯度下叶片达到光饱和的PAR下降；与CK-40处理相比，WS-40处理春玉米叶片P_n随PAR增大显著减小（P<0.05），光合作用表现出明显的光抑制。水分供给充足时，蒸腾速率（Transpiration Rate， T_r）随温度升高而增大；水分供给不足时，WS-40处理春玉米叶片T_r、气孔限制（L_s）较CK-40处理显著降低（P<0.05），胞间CO₂浓度（C_i）显著增加（P<0.05）。WS-40处理春玉米T_r随着PAR的增大而减小，水分利用效率（Water Use Efficiency， WUE）较CK处理高。该研究可为气候变化背景下黄土高原半干旱区春玉米应对极端气候生理特征变化提供参考。

利用1961—2022年夏季（6—8月）西南地区441个国家地面气象站逐日基本气象要素观测资料，对2022年夏季西南地区的基本气候概况、高温干旱灾害的特征及其产生的主要影响进行分析。结果表明：此次极端高温干旱事件的严重程度实属历史罕见。2022年夏季西南地区平均气温历史同期最高，降水量历史同期最少，高温日数历史同期最多，极端最高气温历史同期最高。西南地区东部并发严重的气象干旱，特旱站数高达105站，主要发生在西藏中部、四川大部、重庆大部、贵州北部以及云南中部局部地区。受此极端持续的复合型高温干旱事件影响，西南地区东部部分农作物减产、甚至绝收；江河来水量出现“汛期返枯”的罕见现象；电网负荷创历史新高，加之水电发电量锐减，造成能源供应保障短缺；四川盆地东部、重庆西部发生多起森林火灾。本文力图从科学角度认识这次极端高温干旱事件，助力气象灾害风险评估业务发展，为提升防灾减灾和应对气候变化的能力提供支撑。

干旱是中国影响范围最广、造成经济损失最严重的自然灾害之一，直接威胁国家粮食安全和社会经济发展，对干旱问题的认识和研究有助于提升国家防旱减灾能力。自新中国成立以来，中国对于干旱气象的研究取得了丰硕的成果。本文以21世纪以来中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室为平台开展的与干旱气象相关的科研项目群取得的研究成果为基础，通过成果检索，对干旱监测技术、干旱时空分布规律、干旱致灾特征、干旱灾害风险及其对气候变暖的响应以及干旱灾害风险管理与防御技术等方面的新进展进行总结和归纳。同时，基于干旱气象研究的前沿发展趋势，提出中国未来干旱气象研究应在加强气候变化背景下干旱高发区综合性干旱观测试验基础上，从不同维度和尺度定量研究干旱形成机理，构建多源数据融合和多方法结合的综合干旱监测新方法，揭示干旱致灾机理，科学评估干旱灾害风险，提出具有可执行性的风险管理策略等重点科学问题上取得突破。这对于推动中国干旱气象研究具有积极意义。

今年从6月开始持续到目前的整个长江流域的干旱事件，不仅对农业和能源等各方面影响十分严重，而且干旱发展过程和影响特征还表现出许多与以往不同的独特性，对其进行科学分析十分必要。鉴于此，该文试图在科学与科普同时兼顾的基础上，分别从新常态与反常态两个视角，从干旱的表现特征、形成机制、影响特点及从中得到的启示与思考等方面，对当前还在肆虐的2022年长江流域严重干旱事件进行一些简单的科学解读，以促进社会公众对此次干旱事件的科学认识。

利用SRTM资料建立天水雷达站周边地物分布,滤除雷达回波中的地物回波和其他杂波。在此基础上基于陇东南6次3类降水过程,进行Z-I关系参数本地化试验,最后比较庆阳西峰新一代天气雷达和天水雷达探测重合范围内的反射率因子。结果表明:SRTM资料可以很好地模拟地物回波的分布;雷达反射率因子相对于降水有一定超前;本地化的Z-I关系参数与其他地区有明显区别,A值偏小而b值偏大;天水新一代天气雷达可能存在系统性的回波强度偏低。

气候变化对西北地区影响十分显著，尤其对西北地区粮食和食品安全带来的风险正在成为社会经济发展的严峻挑战。本文在总结国家公益性行业科研专项“西北地区旱作农业对气候变暖的响应特征研究”、科技部科研院所社会公益研究专项“西北农作物对气候变化的响应及其评价方法”和甘肃省科技攻关项目“甘肃干旱生态环境对全球气候变暖的响应及减灾技术的研究”等科研项目研究成果的基础上，分析了气候变化对西北地区粮食和食品安全带来的风险性，归纳了气候变化对西北地区粮食和食品安全的主要影响方面，初步提出了西北地区在粮食和食品安全方面应对气候变化的科学对策和技术方法，从而为西北地区应对和适应气候变化的影响提供科学参考依据。
 

利用贵州省兴义多普勒天气雷达复合体扫基数据资料及自动站雨量资料，在充分考虑了本地地理环境、气候背景的前提下，对贵州省黔西南地区2008 ～ 2009 年产生的强天气过程进行了降水估测分析。分别采用最小二乘法及A 值平均法得到该区域的Ze － I 关系，然后对这2 种方法的统计结果所做的Ze － I 方程进行了对比。选取2010 年2 次强降水天气过程，用这Ze － I 方程分别对其进行降水估测并与实际降水量和误差进行了对比分析。结果表明，Ze － I 方程适用性较好，最小二乘法所建立起来的方程比A 值平均法实用性好。

陆面过程和大气边界层是气候系统的重要环节，对大气和气候有明显影响。本文在总结以往研究过程的基础上，归纳了我国西北干旱区陆面过程和大气边界层在4 个方面的独特性，分析了这些独特性对天气过程和气候特征的6 个方面影响。并且，讨论了陆面过程和大气边界层科学未来需要重点关注的4 个重要问题，对如何继续发展做了一些初步思考。

在黄土高原半干旱雨养农业区薯麦轮作田地建立气象部门首家FACE系统(Free Air CO2En-richment)，即CO2浓度的控制和监测系统平台，由中国气象局兰州干旱气象研究所建在定西半干旱生态环境与试验基地。该平台由CO2气体供应装置、控制系统、释放系统3大部分组成，它是利用计算机网络系统对平台的CO2浓度进行监测控制，根据作物冠层高度的CO2浓度、风向、风速、昼夜的变化调节CO2气体的释放速度及方向，实现FACE圈的CO2浓度高于周围大气CO2浓度某一数值。该平台旨在研究雨养农业区CO2浓度升高及其与温度、水分、养分等偶合对农作物生长过程、生理生态特征、生物量、产量等的影响，为该地区适应未来不同气候变化情景提供科学依据。

在总结陆面降露水研究工作基础上,比较系统地讨论了降露水的形成机制;分析了与温度、湿度、风速、云特征、地形等气候和环境因素的关系;论述了陆面降露水的生态、气候和生物化学效应,同时还讨论了降露水研究中存在的几个问题。

从现实条件和可持续发展的角度初步归纳了全国水资源短缺的空间格局,评述了西北干旱区水资源的现状和趋势,简要分析了西北干旱区水循环和水资源利用的特点和规律,概括了西北干旱区水循环和水资源高效利用研究的进展和动态,初步探讨了西北干旱区水资源高效率利用的科学对策。最后,提出了西北干旱区水循环和水资源高效利用研究方面的某些重要科学问题。

对祁连山区积雪、云和各种下垫面进行光谱分析，利用2003年7月至2005年3月的MODIS数据资料，在前人所做研究工作的基础上提出利用归一化差值积雪指数NDSI(Normalized Diference Snow Index)和中分辨率成像光谱仪(Moderate Resolution Imagigng Spectroradiometer)的band 18和band 31的结合，采用逐步逼近法去除大部分云、盐湖、冰面、沙漠、戈壁等对积雪判识的干扰，从而判识出祁连山区积雪。由结果分析和检验显示，利用本文方法可以比较有效识别出祁连山区积雪

简要阐述了陆面水分过程的内涵，论述了干旱半干旱区陆面水分过程的独特性，提出了干旱半干旱区生态和土壤特性对陆面水分过程的敏感性。并且，总结了国内外陆面水分过程的研究现状，分析了干旱半干旱区陆面水分过程研究的不足之处，讨论了进一步开展干旱半干旱区陆面水分过程研究的思路。