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1. 英文目次
干旱气象    2022, 40 (6): 1107-1107.  
摘要33)      PDF(pc) (118KB)(49)    收藏
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2. 《干旱气象》2022年第40卷总目次
干旱气象    2022, 40 (6): 1101-1106.  
摘要36)      PDF(pc) (481KB)(60)    收藏
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3. 《干旱气象》投稿须知
干旱气象    2022, 40 (6): 1100-1100.  
摘要56)      PDF(pc) (323KB)(67)    收藏
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4. 甘肃省2022年度十大天气气候事件
殷菲, 韩兰英, 王鑫, 方锋
干旱气象    2022, 40 (6): 1099-1099.  
摘要54)   HTML0)    PDF(pc) (223KB)(61)    收藏
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5. 风廓线雷达探测模式组合应用分析
毛文茜, 肖霞, 张文煜, 冒立鑫, 王开强, 王琦
干旱气象    2022, 40 (6): 1092-1098.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-06-1092
摘要60)   HTML0)    PDF(pc) (7983KB)(66)    收藏

为了更好地发挥风廓线雷达在高空探测中的优势,本文利用2014—2017年中国科学院大气物理研究所淮南气候环境综合观测试验站(Huainan Climate and Environment Observatory,HCEO)的ST风廓线雷达探测资料,评估在不同探测模式组合下雷达的探测性能,探讨探测气象环境对其影响,研判实际应用中探测模式组合的适用性。结果表明:ST风廓线雷达选用高、低模式与转换高度进行模式组合,可实现不同探测目的,但不同组合的探测性能存在差异,主要呈现两种变化规律:一种是模式转换前探测性能逐渐降低,而转换后迅速升高,进入高模式后随高度逐渐降低;另一种是转换过程中探测性能未发生明显改变,到高模式某一高度后逐渐降低。另外,秋冬季临近转换高度探测性能的降低程度逐渐加大;降水使对流层中低层探测性能降低。因此,可以依据雷达对大气边界层、对流层以及平流层的探测性能,选择合适的探测模式组合。

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6. 海口地区GPS反演大气可降水量中加权平均温度模型构建及其应用
李光伟, 黄光瑞, 邢峰华, 敖杰
干旱气象    2022, 40 (6): 1081-1091.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-06-1081
摘要64)   HTML0)    PDF(pc) (8594KB)(70)    收藏

地基GPS反演大气可降水量(precipitable water, PW)中,加权平均温度(Tm)是一个非常重要的参数。为提高海南岛PW反演的精度和可靠性,基于海口站2008—2010年探空数据计算的Tm,分析Tm时间变化特征及其与地面气象要素的关系,在此基础上利用2008—2012年数据建立Tm单因子、多因子回归模型和加入年积日的回归模型,并利用2013—2014年数据对模型进行检验。进一步基于2012年5—10月数据对基于Tm单因子和多因子模型的GPS反演PW进行检验。结果表明:本地化单因子、两因子Tm模型均方根误差分别为2.000和1.978 K,与Bevis公式、常数法相比,本地模型误差较小,与探空资料计算的Tm有良好的一致性。与Bevis模型相比,基于本地单因子和多因子Tm模型的GPS反演PW与探空资料计算的PW相关性更高,偏差更小;与多因子线性模型相比,基于加入年积日的Tm模型的GPS反演PW精度明显提高。本地化Tm模型能更好满足海口地区地基GPS反演PW。

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7. 气候变化对青藏高原植被生态系统的影响研究进展
曹晓云, 周秉荣, 周华坤, 乔斌, 颜玉倩, 赵彤, 陈奇, 赵慧芳, 于红妍
干旱气象    2022, 40 (6): 1068-1080.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-06-1068
摘要52)   HTML0)    PDF(pc) (19848KB)(79)    收藏

近几十年来青藏高原整体气温升高、降水增多,受气候变化影响高原植被发生了显著变化。本文梳理总结了高原气候变化状况及其对植被覆盖度与归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)、物候期、净初级生产力(net primary productivity,NPP)、生物量碳库、多样性等影响的研究进展,并进行了讨论与展望。主要结论如下:(1)近60 a来,高原气温整体呈显著升高趋势,平均每10 a升高约0.37 ℃,年降水量整体呈增多趋势,平均每10 a增加约10.40 mm,东南部呈暖干化、西北部呈暖湿化趋势;(2)在整体改善背景下,高原植被覆盖度与NDVI存在局部退化态势,改善的面积占比为67.7%~75.0%,主要分布在中东部地区;(3)整体上,高原植被物候呈返青期提前、枯黄期推后、生育期延长的趋势,但2000年后返青期提前则存在较大争议;(4)高原植被NPP整体呈显著增加趋势,但2000年后增速有所减缓,显著增加的区域主要分布在祁连山南部地区及念青唐古拉山北部高寒草甸区,而藏北高原、西藏“一江两河”和三江源中西部地区则呈下降趋势;(5)高原植被生物量碳库整体呈增加趋势,表现为碳汇,且具有明显的空间异质性,高寒草甸草原增加显著,其他草地类型增幅较小,部分地区有所下降;(6)高原植物多样性发生了显著变化,尽管研究结果不尽相同,但气候变化显著影响了高寒草地植物群落物种组成和多样性的事实毋庸置疑。建议未来应加强数据组网观测对比和多尺度效应研究、深化内在机理研究和多因子综合量化分析、强化共享机制、提高应对气候变化的能力,以期促进高原生态保护和高质量发展。

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8. 水分胁迫对干旱半干旱区玉米关键生育期生长发育及产量的影响及评价
杨阳, 齐月, 赵鸿, 马绎皓, 朱丹
干旱气象    2022, 40 (6): 1059-1067.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-06-1059
摘要55)   HTML1)    PDF(pc) (1107KB)(68)    收藏

随着气候变暖对农业生态系统影响加剧,水资源极为短缺的西北干旱半干旱农作物将面临重大挑战。本文通过开展干旱半干旱区玉米抽雄期开始控水至生育期结束(T1处理)和全生育期自然干旱(T2处理)的干旱过程模拟试验,揭示干旱半干旱区同一作物干旱灾害形成的异同,以期为不同气候区作物干旱致灾过程提供理论依据。结果表明:不同干旱胁迫显著影响干旱半干旱区玉米株高、叶面积与叶绿素含量。其中,T1处理对半干旱雨养区玉米株高、单株叶面积生长影响更显著;T2处理下干旱区玉米对干旱胁迫的响应敏感于半干旱区。半干旱区不同干旱处理玉米单株叶面积从七叶至灌浆期总体呈增加趋势,干旱胁迫虽然降低玉米单株叶面积,但植株为保证后期生长发育,增加叶面积来弥补干旱胁迫导致的光合产量不足。因此,为保证干旱半干旱区玉米产量,半干旱区适宜种植光合能力较强的品种,干旱区适宜种植株高、叶面积适宜的品种,且抽雄期是半干旱区玉米生长发育的敏感期。

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9. 基于SPEI的广东省近50 a干旱时空特征
余兴湛, 蒲义良, 康伯乾
干旱气象    2022, 40 (6): 1051-1058.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-06-1051
摘要71)   HTML0)    PDF(pc) (7586KB)(74)    收藏

了解广东省干旱特征对于减少旱灾损失具有重要意义基于1971—2020年广东省86个国家气象观测站逐月降水量和气温资料,计算不同时间尺度的标准降水蒸散指数(standardized precipitation evapotranspiration index,SPEI),利用Mann-Kendall趋势检验、经验正交函数(empirical orthogonal function,EOF)以及极点对称模态分解(extreme-point symmetric mode decomposition,ESMD)等方法,分析近50 a广东省干旱时空变化特征。结果表明:广东省年尺度SPEI整体呈较明显下降趋势,即干旱化趋势,四季也呈干旱化趋势,但并不明显。广东省干旱发生频率较高,但强度较低。EOF第一模态反映广东省存在一致变旱或变涝特征,其与赤道太平洋中东部海表温度关系更为密切,时间系数反映出广东省整体呈干旱化趋势;第二模态与西太平洋副热带高压关系较为密切;第三模态则与海陆差异有明显关联。ESMD分析表明广东省平均年尺度SPEI在年际上以3.1 a周期振荡为主,在年代际上以12.5 a周期振荡为主,趋势余量R反映广东省具有干旱化趋势。广东省整体有较明显干旱化趋势,干旱发生频率较高,但强度较低。

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10. 广西喀斯特地区植被覆盖度和净初级生产力对SPEI干旱指数的响应差异
陈燕丽, 唐梅蓉, 张会, 莫建飞, 钱拴
干旱气象    2022, 40 (6): 1042-1050.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-06-1042
摘要60)   HTML0)    PDF(pc) (4471KB)(71)    收藏

干旱是影响广西喀斯特地区植被的最主要气象灾害,选择合理的遥感植被参数能更客观地反映干旱对植被的影响。本研究选择植被覆盖度(fractional vegetation cover, FVC)和净初级生产力(net primary productivity, NPP)分析喀斯特地区不同地形条件下和不同林种FVC和NPP对标准化降水蒸散指数(standardized precipitation evaportranspiration index, SPEI)的响应差异,为喀斯特地区植被干旱影响定量化评估提供科学依据。结果表明:(1)喀斯特地区FVC和NPP对SPEI响应具有明显季节性差异, FVC和NPP对SPEI的响应一致性在春季最高,夏季次之,秋季差异最大。(2)不同林种FVC和NPP在年尺度上对SPEI响应差异小,但季节尺度响应差异大。年尺度上,FVC和NPP对SPEI响应敏感性大小分别为经济林>桉树类>松树类>阔叶林>杉木类>灌木林>竹林、经济林>松树类>桉树类>阔叶林>杉木类>灌木林>竹林, FVC和NPP对SPEI响应均以经济林最敏感,竹林最不敏感。季节尺度上,仅少部分林种具有相似性,夏季桉树类、秋季阔叶林的FVC和NPP对SPEI响应敏感性均最低,冬季桉树类的FVC和NPP对SPEI响应敏感性均最高。(3)不同地形条件下植被对SPEI响应也具有差异,但较不同林种小。年尺度上,FVC和NPP对SPEI响应敏感性分别为平原>山地>高山、平原>高山>山地,两者对SPEI响应的敏感性在平原地区均最高。季节尺度上,不同地形条件下FVC和NPP仅在夏季和冬季对SPEI响应敏感性大小有差异,夏季FVC对SPEI响应为平原>山地,冬季FVC对SPEI响应为平原>高山,NPP则相反。

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11. 1961—2020年中国北方向日葵种植区干湿变化特征及其成因分析
王晓晨, 马雪晴, 和骅芸, 任思琪, 唐书玥, 赵金媛, 潘志华, 王靖, 潘学标, 胡琦
干旱气象    2022, 40 (6): 1033-1041.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-06-1033
摘要62)   HTML0)    PDF(pc) (15448KB)(67)    收藏

中国北方向日葵种植区域主要位于干旱区和半干旱区,产量受干湿条件制约,气候变化背景下水热资源变率大,对产量形成带来一定影响。利用中国北方向日葵种植区域296个气象台站逐日观测数据,基于降水量和作物蒸散量计算的湿润指数、标准化降水蒸散指数(SPEI),分析1961—2020年向日葵生长季干湿状况时空变化特征,并利用敏感性和贡献率法分析气候变化背景下主要气象因子对作物蒸散量的影响,探讨干湿状况变化成因。结果表明:中国北方向日葵生长季干旱频率总体表现为由西向东递减的空间分布特征,其中北疆、宁夏北部及内蒙古西部干旱频率较高。近60 a向日葵种植区生长季降水量和蒸散量均呈下降趋势,SPEI在1980年前后发生突变,较突变前(1961—1980年)相比,1981—2020年轻、中、重旱频率分别下降5.63%、4.41%、2.49%。不同区域干湿状况变化存在明显差异,其中内蒙古赤峰、辽宁南部和华北平原等地区气候呈暖干化趋势,内蒙古西部和新疆等地气候变湿。近60 a向日葵生长季温度和相对湿度变化增加了作物蒸散量,但日照时数和风速变化减少了作物蒸散量,55.39%的站点风速和日照时数对作物蒸散量的贡献率大于温度的贡献率,导致作物蒸散量减少。

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12. 1961—2020年贵州冰雹气候特征
罗喜平, 廖波, 张小娟, 崔蕾, 罗雄
干旱气象    2022, 40 (6): 1024-1032.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-06-1024
摘要71)   HTML0)    PDF(pc) (11159KB)(80)    收藏

基于1961—2020年贵州省84个地面气象观测站的冰雹天气观测资料,分析贵州冰雹的时空分布特征,并对首末次降雹时间、冰雹直径、持续时间等开展讨论,最后提出人工防雹的建议。结果表明,贵州年平均冰雹日数空间分布不均,呈现西多东少、中部多南北少的特征;近60 a冰雹日数呈显著(P<0.01)减少趋势;每年2—5月是贵州降雹频发月份,占全年雹日的85.0%;雹日中14:00至次日02:00是降雹的多发时段;近60 a贵州冰雹首次出现的平均时间从2月下旬至5月中旬自东向西推进,而末次出现平均时间从3月下旬至7月下旬自东向西依次结束;冰雹直径以中冰雹出现的频率最大达68.9%,一次冰雹的持续时间主要集中在10 min以内。因月季变化、日变化、首末次冰雹出现时间均存在明显地域差异,各地开展防雹工作时应充分掌握本地的冰雹规律,合理安排人工防雹各项工作。

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13. 台风“摩羯”路径转折预报和诊断分析
于慧珍, 马艳, 韩旭卿, 时晓曚
干旱气象    2022, 40 (6): 1014-1023.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-06-1014
摘要58)   HTML0)    PDF(pc) (16469KB)(57)    收藏

台风“摩羯”在2018年8月14日凌晨从安徽北部转向进入山东,业务预报模式对路径转折的预报存在较大偏差。本文利用欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)集合预报和ECMWF第五代大气再分析资料ERA5对“摩羯”路径转折进行预报和诊断分析。结果表明:台风路径转折受到大尺度引导气流和台风本身结构共同影响。ECMWF的大部分集合成员没有预报出台风路径转折,主要是因为预报的西太平洋副热带高压(简称“西太副高”)位置比实况偏西。在模式前期预报中,西太副高偏西的特征比台风实际转折时间早30 h,在业务预报中可以通过西太副高位置的订正对台风路径进行向东订正。在台风路径转折前,整层大气高能区和200 hPa辐散大值区分布与转折趋势一致,对台风路径转折预报具有指示意义。台风路径转折发生在整层大气高能区中心轴线和300 hPa强增温中心轴线方向变化约18 h后。轴线方向的变化对转折时间预报具有指示意义。尺度分析结果显示,上述物理量的风暴尺度分量对台风路径转折具有指示意义。

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14. 华北地区一次低槽冷锋云系结构和增雨条件研究
史月琴, 赵俊杰, 孙晶, 孙玉稳
干旱气象    2022, 40 (6): 1003-1013.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-06-1003
摘要67)   HTML0)    PDF(pc) (19947KB)(97)    收藏

地处华北地区的河北、山西等地2017年春季发生较严重干旱,对农作物播种及生长造成一定影响,开展人工增雨作业有利于缓解旱情、减轻旱灾影响。为科学、精准地开展人工增雨作业,利用云降水显式预报系统(Cloud and Precipitation Explicit Forecast System, CPEFS_v1.0)结合实况资料,对2017年5月22—23日发生在华北地区的一次典型低槽冷锋云系降水过程进行研究,选择河北邢台站为代表研究不同降水阶段云系结构和增雨条件。结果表明,当邢台处于地面冷锋之后、700 hPa槽前时,因锋面抬升出现较强降雨,10 min雨量最大超过2.0 mm,此阶段850 hPa以下水汽通量大于21 g·hPa-1·cm-1·s-1,随着云砧移过邢台,云系由冰雪晶组成的高层冷云转变为冷暖混合云,低层云水、中层过冷水和霰的混合比均明显较高,霰的融化、雨滴碰并云滴是降雨形成的主要过程;当邢台处于700 hPa槽后、500 hPa槽前时,降水转变为由深厚层云形成的小雨,此阶段中低层水汽、云水含量明显减小,上升运动主要出现在冷区且明显减弱,云系依旧为冷暖混合云,但过冷水及霰的含量降低,降水主要由霰的融化产生;500 hPa高空槽过境之后降水逐渐消散。增雨可播时间主要出现在锋面抬升强雨期、深厚层云小雨期,可播高度位于4.0~7.9 km,强可播区在4.0~5.5 km高度且含有充沛过冷水的区域。

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15. 京津冀“7·5”强对流天气形成的环境条件及中尺度特征
许敏, 沈芳, 刘璇, 刘艳杰, 张湘涵
干旱气象    2022, 40 (6): 993-1002.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-06-0993
摘要68)   HTML0)    PDF(pc) (33475KB)(75)    收藏

2021年7月5日下午至夜间,京津冀中部地区陆续出现短时强降水、雷暴大风、小冰雹等混合型强对流天气,基于地面区域自动气象站、多普勒雷达、FY-2G气象卫星、微波辐射计以及欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)第五代大气再分析资料ERA5等多源资料,重点对此次短时强降水形成的大气环境条件和中尺度特征进行探讨分析。结果表明:此次短时强降水、雷暴大风和局地小冰雹的混合型强对流天气发生前即显现出良好的水汽条件,低层和中层的水汽通量强辐合早于降水1~2 h出现,整层大气可降水量在强抬升作用下不断累积;垂直假相当位温(θse)能量锋区的形成,“上干下湿”不稳定层结的维持,0~6 km强垂直风切变以及对流有效位能(convective available potential energy,CAPE)、K指数、SI增强等条件的建立,为强对流的爆发创造了热力、动力和不稳定环境;高空槽东移携带干冷空气南下与低空暖舌共同形成的不稳定层结,为强对流天气的出现提供了天气尺度上升运动;下午时段出现的强对流较夜间能量释放更大,高强度的降水导致局地气温骤降,冷池效应更明显,其南移过程中与强降水落区对应,冷池边界的地面辐合线为中尺度触发系统;云底高度迅速下降、云底红外亮温骤增预示着强对流云团形成,云体东南边界清晰的暗影表明积雨云强烈发展。大尺度天气系统背景下,对中尺度系统深入分析得到的重要特征可用于强对流天气的短临预报预警。

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16. 有无台风影响下陕西西北涡暴雨特征对比分析
彭力, 赵强, 乔丹杨, 张雄, 徐浩天, 倪闻
干旱气象    2022, 40 (6): 981-992.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-06-0981
摘要73)   HTML2)    PDF(pc) (11859KB)(71)    收藏

基于2010—2020年地面日降水量资料、高空观测资料以及ERA5(0.25°×0.25°)逐小时再分析资料,对影响陕西的西北涡暴雨天气过程进行统计,并对有无台风影响下西北涡暴雨天气特征进行对比分析。结果表明:陕西西北涡暴雨多发生在7—8月,陕北为暴雨多发区,西北涡暴雨夜雨特征明显;有台风影响时暴雨强度更强,落区比无台风影响时偏北2个纬度。造成陕西暴雨的西北涡位于西太平洋副热带高压脊线北侧7~8个纬度处,西北涡具有低层辐合、高层辐散的动力特征,地形强迫抬升加强了西北涡上升运动,低层水汽输送和水汽辐合为西北涡暴雨发生提供了有利条件。台风影响时,副热带高压偏西偏北,台风外围水汽、能量随着西南低空急流向西北涡输送,西北涡低层呈对流不稳定,高空槽前正涡度平流及高空急流右侧强辐散促使西北涡发展加强,低涡东侧和南侧强上升运动触发不稳定能量释放,在陕北形成强锋区,锋生进一步增强了低涡东侧与南侧垂直运动,造成该区域大暴雨;无台风影响时,副热带高压偏东偏南,西南风风速较小,水汽输送较弱,高原槽前西南风将孟加拉湾和南海水汽向陕西输送,西北涡低层大气层结稳定,低涡中心南部为强上升运动区,冷暖空气在陕西中南部交汇,产生分散的弱锋区,造成低涡中心南部暴雨天气。

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17. 黄土高原两次不同类型暴雨水汽特征分析
陈小婷, 赵强, 刘慧, 彭力
干旱气象    2022, 40 (6): 968-980.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-06-0968
摘要104)   HTML2)    PDF(pc) (18644KB)(99)    收藏

为深入认识西北半干旱区暴雨的水汽特征及来源,提高该地区暴雨预报能力,利用高空及地面观测资料、欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts, ECMWF)第5代全球大气再分析产品——ERA5(0.25°×0.25°)对2022年7月11日、8月9日陕北两次不同环流背景下、不同强度大范围暴雨过程的水汽输送及收支特征进行分析,并利用HYSPLIT (Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory)模型,定量分析水汽来源及贡献率。结果显示:高空槽、低层切变线及低涡、低空急流是7月11日暴雨过程的主要影响系统,700 hPa气旋式辐合、850 hPa低涡加强并缓慢移动造成区域性暴雨;短波槽、低层切变线是8月9日暴雨过程主要影响系统,切变线两侧次级环流抬升西太平洋副热带高压(简称“西太副高”)外围暖湿气流,触发不稳定能量释放,形成大范围对流性暴雨天气。7月11日地面至300 hPa水汽输送更强,700 hPa西南急流和850 hPa东南急流形成两支明显的水汽输送带,强辐合维持时间更长,湿层深厚,以稳定性降水为主;8月9日受副热带高压控制,陕北高温、高湿,整层可降水量大,水汽输送较弱,强辐合维持时间短,湿层较薄,但能量充足,以对流性降水为主。7月11日水汽净收入主要来自地面至500 hPa,其中800~500 hPa占比52%,降水加强阶段800 hPa以下东边界的收入迅速增加,纬向收入增加和强的经向收入共同作用使区域净收入维持高值,产生区域性暴雨;8月9日净收入几乎全部来自经向收入,水汽净收入主要来自地面至800 hPa(占比88%),700 hPa切变线南压,榆林北部辐合增强,南风出流减少,水汽经向收入明显增多,暴雨加强。HYSPLIT模型水汽输送轨迹显示7月11日水汽主要源自热带海洋,其中来自南海的水汽贡献率最大,本地及周边近地层高比湿大气也有重要贡献;8月9日水汽主要源自内陆近地层高比湿大气,其次为源自南海的水汽。

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18. 应用FY卫星产品分析陇东半干旱区特大暴雨事件云特征
李晨蕊, 伏晶, 刘维成, 王基鑫, 王一丞, 傅朝, 郑新
干旱气象    2022, 40 (6): 954-967.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-06-0954
摘要78)   HTML2)    PDF(pc) (12273KB)(83)    收藏

降水与云的发生发展密切相关,研究强对流云特征,对降水机理分析、降水监测和预报具有重要意义。2022年7月15日地处西北半干旱区的甘肃陇东出现一次特大暴雨过程,多站日降水量和小时降水量均突破历史极值,本文基于FY-4A、FY-4B静止卫星扫描成像辐射计(advanced geostationary radiation imager, AGRI)数据,FY-3D极轨卫星微波湿度计(micro-wave humidity sounder, MWHS)和微波温度计(micro-wave temperature sounder, MWTS)融合产品,分析此次特大暴雨事件中云宏微观特征、云系演变特征及大气环境条件。结果表明:(1)暴雨云系的云顶类型为过冷水云、混合云、不透明冰云和多层云等,发生强降水的云顶类型以不透明冰云为主,云顶高度达14 km以上;暴雨云系云体深厚,主要为小粒径冰云且伴有强烈上升气流。(2)此次暴雨事件存在对流云团新生、合并及加强过程,对流云团稳定维持是导致特大暴雨发生的主要原因,降水与云顶相当黑体亮温(black body temperature, TBB)及其变化的关系密切,TBB低值区对应强降水,且强降水发生前TBB迅速下降。(3)强降水发生前大气层结表现出浅层对流不稳定的特征,中低层强烈增湿是对流不稳定发展的主要原因,低层绝对湿度的差异造成了不稳定条件及降水量级的差异。

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19. 陇东黄土高原旱区短时强降水的时空分布特征及地形影响研究
杨丽杰, 曹彦超, 刘维成, 徐丽丽, 张洪芬, 孙子茱
干旱气象    2022, 40 (6): 945-953.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-06-0945
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利用陇东黄土高原旱区2013—2020年302个区域自动气象观测站逐小时降水数据、数字高程模型数据和欧洲中期天气预报中心ERA5再分析资料等,分析短时强降水时空分布特征及其与地形、地理因子的关系,并结合2021年一次极端短时强降水事件,总结地形的影响机制。结果表明:(1)陇东黄土高原旱区短时强降水主要集中在夏季,7月日数占比(35.9%)最多、极端性最强,8月次数占比(46.9%)最多、强度最强;雨强主要分布在22.0~31.0 mm·h-1,日变化呈多峰型特征,17:00(北京时,下同)至次日00:00最为活跃,次数占比为56.8%,且强度和极端性最强。(2)短时强降水次数和小时雨量极值空间分布极不均匀,前者东南多、西北少,且随着雨强增大骤减,高发区主要集中在河谷喇叭口地形区,而掌地也是30.0 mm·h-1以上强降水高发区;后者中部小、东北与西南大,大值区主要分布在庆城东部—合水西部。(3)地理、地形因子对短时强降水次数影响显著,主要由地理位置贡献,而对极值无明显影响,地形强迫抬升并非是陇东黄土高原旱区短时强降水的主要影响机制。(4)山谷风环流及其诱发的地面中尺度辐合线是陇东黄土高原旱区河谷喇叭口地形区短时强降水形成的重要原因。

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20. 西北东部半干旱区一次极端特大暴雨的触发和维持机制
沙宏娥, 傅朝, 刘维成, 徐丽丽, 刘娜, 刘新雨, 马绎皓
干旱气象    2022, 40 (6): 933-944.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-06-0933
摘要109)   HTML2)    PDF(pc) (29447KB)(127)    收藏

2022年7月15日地处西北东部半干旱区的甘肃庆阳出现特大暴雨,多站日雨量和小时雨量均突破历史极值,利用多源观测资料和ERA5再分析资料,针对这次特大暴雨过程形成机制进行分析。结果表明,本次过程是发生在黄土高原复杂地形下弱天气尺度斜压强迫、弱不稳定能量及深厚湿层背景下的暖区暴雨,局地性强、强降水持续时间长;南亚高压、副热带高压及低层气压系统上下叠加的环流形势配置有利于中尺度对流系统发生发展;地面辐合线和偏南低空急流触发对流系统初生、发展,低空急流的发展和长时间维持使地面辐合线不断加强,同时急流左侧(暴雨区)与其出口区和入口区右侧形成的稳定次级环流是对流系统维持的关键,而凝结潜热释放引发的局地锋生、低层正涡度发展则是对流系统发展维持的另一重要因素,同时也是大气不稳定度维持的重要原因。中尺度对流系统呈现深厚低质心、准静止特征,雷达回波具有后向传播和列车效应特征。

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21. 陇东半干旱区一次特大暴雨事件的降水极端性分析
张君霞, 黄武斌, 杨秀梅, 刘维成, 周子涵, 沙宏娥
干旱气象    2022, 40 (6): 922-932.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-06-0922
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2022年7月15日地处半干旱区的甘肃陇东出现一次特大暴雨过程,多站日雨量和小时雨量均突破历史极值。利用2022年7月14日20:00至15日20:00(北京时)逐分钟、逐小时降水观测数据,甘肃省庆阳市192个区域气象站建站以来日降水量、小时降水量资料,以及地面-卫星-雷达三源融合降水分析产品(CMA Multi-source Merged Precipitation Analysis System,CMPAS)10 min和1 h降水量数据,分析此次特大暴雨过程的降水特征及极端性。结果表明:这次特大暴雨过程具有累积降水量大、暴雨及以上量级降水落区集中、对流性降水强、降水中心稳定少动、短时强降水持续时间长等特征,其中累积降水量、降水强度和短时强降水持续时间的极端性明显。特大暴雨中心位于庆城县中北部的翟家河站,最大累积雨量达373.2 mm,是该站建站以来观测最大值,接近甘肃省所有国家站日降水量极值的2倍;最大小时雨量达84. 9 mm,位居庆阳市所有测站建站以来小时雨量第3位;短时强降水最长持续时间达6 h,是庆阳市所有测站建站以来最大值。分钟级降水量演变表明,强降水中心的降水强度具有脉动变化特征,降水位置在东、西、南、北方向存在摆动,但摆动幅度较小。

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22. 西北干旱区一次极端暴雨局地性增强的对流环境特征
傅朝, 刘维成, 宋兴宇, 徐丽丽, 沙宏娥, 马莉, 崔宇
干旱气象    2022, 40 (6): 909-921.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-06-0909
摘要157)   HTML9)    PDF(pc) (28699KB)(156)    收藏

干旱地区极端降水事件往往会造成巨大的人员伤亡和经济损失,研究其演变特征及成因有利于提升该类天气的预报准确率。2022年8月13日西北干旱区甘肃省金塔县出现暴雨天气,日降水量和小时降水量均突破河西走廊国家级气象站历史极值,极端性、局地性特征显著。利用欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)第5代全球大气再分析产品ERA5和实况观测资料对其成因进行分析。结果表明:暴雨出现在稳定的南亚高压北侧,对流层中、高层动力强迫较弱,斜压系统主要位于低层,为500 hPa短波槽前的低层切变线和地面冷锋;青藏高原热低压外围的低层水汽持续输送,形成了暴雨区局地性的极端水汽条件和中等强度的层结不稳定;地面冷锋前部,酒泉中东部低层水汽输送的区域差异形成了明显的湿度锋区和干线;造成极端短时强降水的中-γ尺度对流系统由干线触发,在冷锋和干线的交叉点处发展为导致极端暴雨的深厚湿对流,干线对流单体发展到深厚湿对流过程具有显著局地性特征。

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23. 中文目次
干旱气象    2022, 40 (6): 1-.  
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24. 封面
干旱气象    2022, 40 (6): 0-.  
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25. 四川夏季降水量空间插值方法的比较
李想, 李国平
干旱气象    2022, 40 (5): 897-907.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-05-0897
摘要127)   HTML1)    PDF(pc) (40103KB)(536)    收藏

为了研究四川盆地尤其是盆地周围边缘山地夏季降水的主要地理影响因子及降水量的最佳插值方法,基于四川省157个自动气象站点近10 a(2010—2019)夏季降水数据,采用聚类分析进行分区,通过相关性分析和多元回归分析筛选出各区域降水量的地理影响因子。使用协同克里金插值方法的同时,采用传统插值方法进行对比并对插值结果进行交叉检验,结果表明:(1)可用来表征四川夏季降水量的地理影响因子主要有经度、纬度、海拔、坡度和均一化植被指数(normalized difference vegetation index, NDVI);(2)由于四川地形的多样性和复杂性,分区之后的降水量插值效果优于分区前的插值效果;(3)在所选区域降水影响因子数目适中时,采用协同克里金插值方法效果更佳;而在所选区域降水表征因子数目单一或过多时,采用径向基函数插值方法或经验贝叶斯克里金插值方法的效果更佳。

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26. 浙江省夏秋季人工增雨作业雷达指标研究
张磊, 宋哲, 徐铖, 黄旋旋
干旱气象    2022, 40 (5): 888-896.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-05-0888
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为指导地市更加科学合理地开展人工增雨作业,基于2018—2020年夏秋季浙江人工增雨作业记录、多普勒雷达数据、MICAPS数据、自动站小时雨量及探空数据,在对增雨作业效果分析后利用逆推法对浙江省夏秋季人工增雨作业雷达指标进行研究。浙江有利于开展人工增雨作业的天气系统主要有切变线、高空槽和台风,占比分别为28.6%、21.4%和21.4%。根据雷达回波和降水特征,作业云系可分为层状云、积状云、层状云为主和积状云为主的混合云,其中混合云是最常见的作业云系,占比高达82.5%。在日常增雨作业中,增雨效果明显的作业比例较低,占比仅13.4%。回波强度、回波顶高、负温层厚度、垂直积分液态水含量为增雨作业条件判别的有效指标,不同季节和不同云系对应的雷达指标有所不同。统计发现未能合理开展作业是无法获取正增雨效果的主要原因,占比高达49.2%,其他常见原因还包括作业时机不合适、作业部位不合适和作业对象不合适。本文所建立的雷达指标在临近作业指挥中具有一定的指导意义。

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27. 地形和天气形势对临汾市大气污染的影响
裴坤宁, 王雁, 闫世明, 蒋云盛, 郭伟
干旱气象    2022, 40 (5): 879-887.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-05-0879
摘要123)   HTML0)    PDF(pc) (17436KB)(315)    收藏

为了研究临汾市大气污染的输送特征,利用生态环境部发布的2016—2017年临汾市逐小时空气质量指数(air quality index,AQI)、美国国家环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)提供的水平分辨率为1°×1°的逐6 h再分析资料和全球资料同化系统(global data assimilation system,GDAS)数据,基于HYSPLIT4(hybrid single-particle lagrangian integrated trajectory)模式,采用气流后向轨迹聚类分析法研究地形及天气形势对临汾市24次污染过程的影响,结果表明:(1)24次污染过程的海平面环流形势主要有以下6种类型:蒙古高压底前部型、低压前部型、华北高压后部型、河套倒槽前部型、均压场和低压带型。(2)模拟后推24 h和60 h的聚类轨迹分别可以代表地形条件和天气形势对临汾市大气污染的影响。(3)模拟后推24 h的聚类轨迹显示,气流可沿吕梁山背风坡下沉输送污染物,向南开口的倒“凹”字型地形配合近地面西南风可造成临汾市污染,也可通过碰触周围山体后折返回流到临汾市。其中,以西北方向沿吕梁山下沉输送为主。(4)模拟后推60 h的聚类轨迹显示,在有利天气形势影响下携带污染物的气流与偏东或偏南的气流相遇后发生转折回流至临汾市,地面西南或偏东风使湿度增加,造成污染物粒子吸湿增长。地形和天气形势均对临汾市大气污染的输送路径有影响。

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28. 土地利用资料的更新对四川盆地高温天气数值模拟的影响
温晓培, 吴炜, 李昌义, 李季, 肖明静, 刘诗军, 朱文刚
干旱气象    2022, 40 (5): 868-878.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-05-0868
摘要135)   HTML7)    PDF(pc) (22821KB)(209)    收藏

土地利用情况影响区域天气和气候,采用与实况更为接近的下垫面资料能够为数值预报提供有力支撑。使用中尺度数值模式WRF对2019年8月四川盆地高温过程进行数值模拟试验,对比基于2019年更新的MODIS土地利用数据与WRF自带土地利用资料的差异,分析下垫面资料的更新对数值模拟效果的影响。结果表明:两组土地利用资料存在明显差异,更新后的MODIS资料刻画更为精细,模拟区域的土地利用类型更加丰富。2 m气温对土地利用资料十分敏感,更新土地利用资料后两次个例平均的2 m气温2 ℃以内的模拟准确率提高6.2%,日最高气温模拟准确率提高31.3%;而日最低气温模拟准确率下降2.1%。土地利用资料变化明显的四川盆地内部较更新前增温明显,局部增温超过4 ℃,最高气温模拟偏低的状况明显改善。选取四川盆地内部地表类型由农田转为城市和建筑的合川站作为典型站点进行分析,发现土地利用类型更新后发射率减小,植被气孔阻抗增大,粗糙度增大,陆面参数的变化导致地表对边界层大气向上的感热输送增加,地表蒸发及大气水分供应减少,气温升高,边界层高度升高。模拟初期土地利用资料的更新造成模拟差异的局地性较强,随着模拟时间增加,逐渐影响中高层及周边大气。土地利用资料的改变通过影响陆面参数的选择,导致模拟结果的差异。更新土地利用资料后可有效改善2 m气温及最高气温的模拟效果。

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29. 浙江一次强雨雪过程大气环流特征及成因分析
许金萍, 刘琨, 李云
干旱气象    2022, 40 (5): 857-867.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-05-0857
摘要165)   HTML8)    PDF(pc) (20647KB)(240)    收藏

利用1981年1月至2018年3月浙江省75个国家级气象观测站降水、雪深、气温资料, NCEP/DOE(the National Centers for Environmental Prediction/Department of Energy, NCEP/DOE)逐日再分析资料、及MJO(Madden-Julian Oscillation)指数等对2018年1月下旬浙江地区一次雨雪冰冻过程特征及其可能的影响机制进行分析。结果表明:(1)2018年1月24—28日浙江出现大范围连续雨雪天气,全省平均累计降水量36.2 mm,最大积雪深度平原10~20 cm,山区20~35 cm。雨雪冰冻期间湖州平均气温均低于0 ℃,较历史同期偏低4 ℃左右。(2)降雪期间贝加尔湖附近槽东移南下,低纬南支槽东移北抬,冷暖气流交汇于浙江上空,水汽辐合强烈,导致强降雪天气的产生。(3)强MJO事件向东发展,海洋性大陆区域海表气温升高,加强局地经向环流的同时促使暖湿气流西伸北抬,为雨雪天气的形成提供动力及水汽条件。(4)源自北大西洋的Rossby波能量与源自低纬孟加拉湾-中国南海附近的经向Rossby波能量共同堆积于东亚地区,促使负东亚太平洋(East Asia-Pacific, EAP)遥相关型维持、发展,是造成浙江地区连续降雪(雨)的重要原因。

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30. 青藏高原东北边缘地带2017—2020年地闪时空分布特征
唐国瑛, 李丰全, 王莺, 马莉
干旱气象    2022, 40 (5): 849-856.   DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-05-0849
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青藏高原东北边缘地带是强对流天气多发区,雷电灾害频发。利用2017—2020年甘肃省ADTD(the advanced toa and direction system)闪电定位资料,对青藏高原东北边缘地带地闪频次、雷电流强度和地闪密度的时空分布特征进行分析,以便了解该地区地闪活动规律。结果表明:2017—2020年青藏高原东北边缘地带年平均地闪频数为2.71万余次,负、正地闪数分别占总闪数的84.27%和15.73%。地闪数月际变化呈明显的“单峰”特征,夏季闪电活动最强,占全年70.11%;春秋次之,冬季最弱。日变化亦呈“单峰”型,总闪和负地闪峰值出现在北京时10:00—12:00,正地闪峰值比负地闪峰值滞后约1 h。4—10月月平均正地闪数远少于负地闪,但正地闪的月平均电流强度却是负地闪的1.56倍。地闪密度大于0.24 次·km-2·a-1的高值区主要出现在兰州市永登县,甘南藏族自治州碌曲县南部、玛曲县的西北部和东南部及合作市一带,天水市张家川回族自治县,庆阳市华池县、环县、镇原县、庆城县,陇南市南部和文县。正地闪高发区集中出现在玛曲县和碌曲县大部、定西市与甘南州交界处及庆阳市中南部。通过对比地闪密度与降水量之间的关系,认为青藏高原东北边缘地带的闪电活动与降水量在时空分布上有较好的一致性。

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