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  • 中国天山西部区域云降水物理野外观测科学试验研究若干进展

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2023-11-13 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 天山西部区域是中亚地区降水量最多的区域,其向西开口独特河谷地形与西风环流构成了中亚区域独有的云降水物理过程,降水形成积雪、冰川和径流对中亚社会经济和生态环境形成重要影响。随着国家丝绸之路经济带建设的推进,对中亚水资源、气象防灾减灾和生态环境保护提出了严峻的科技挑战,而该区域云降水物理过程的观测和研究是科技基础,仍处于起步阶段,不能满足国家战略和中国气象事业发展需求,为此于2019年建设了天山西部区域云降水物理野外观测科学试验基地,并对云宏微物理、层状云/对流云雨滴谱、中/西天山雨滴谱特征异同、冷锋暴雪微物理等开展了相关研究并取得了前沿成果,本文对此进行提炼总结,以期推动中亚地区云降水物理学科发展。

  • RegCM4.6 两种积云参数化方案在东亚模拟结果的评估

    分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2023-02-27 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 新一代区域气候模式RegCM4.6引进了Mix积云参数化方案,可以将之前版本中的Emanuel和Grell方案结合在一起,以弥补单个参数化方案的不足。利用2016年MODIS(Moderate-resolutionimaging spectroradiometer)数据对RegCM4.6 中Mix 和Emanuel 积云参数化方案模拟的东亚云量(Cloud fraction,CF)、冰水柱含量(Ice water path,IWP)和液水柱含量(Liquid water path,LWP)进行初步评估,计算了相关系数(r)、平均绝对误差(Mean absolute error,MAE)、平均偏差(Mean bias er⁃ror,MBE)和均方根误差(Root mean square error,RMSE),以便为相关研究选取积云参数化方案提供参考依据。结果表明:(1)模拟的CF的MBE大致以胡焕庸线为界,西北部为轻微高估,东南部通常为低估。2种方案在夏季的模拟效果最好,冬季最差。Mix方案的MAE、MBE和RMSE的绝对值在四季普遍小于Emanuel方案。(2)模式明显低估了东亚的IWP,除夏季外,2种方案模拟的IWP与MODIS的都呈显著负相关,表明模式难以准确模拟出云中冰晶相关的物理过程。(3)2种方案模拟的LWP在青藏高原和东部海域均为低估,在中国南部、中部和北部为高估,但Mix方案的偏差更接近于0。冬季,2种方案的评估参数相近,其他季节Mix方案的MAE、MBE和RMSE的绝对值均小于Emanuel方案,其中MAE相差21~39 gm-2。因此,Mix方案更适用于在东亚进行云水资源方面的模拟研究。

  • 2005—2020 年新疆雷电灾害特征分析

    分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2022-10-21 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 利用20052020年新疆雷电灾害统计数据及20132020年新疆闪电定位监测数据,从雷 电灾害发生的行业分布、人员伤亡、经济损失等角度,对新疆20052020年雷电灾害特征进行了分 析。结果表明:(1)20052020年新疆共发生雷电灾害事件154次,导致82人伤亡,近16 a雷电灾 害事件呈逐年递减趋势,其中月分布高发期在48月,这与新疆的雷电月活动规律一致。(2)雷电 灾害空间分布特征和地域有很大的相关性,雷电灾害主要集中在北疆阿勒泰地区、塔城东南部地 区以及伊犁哈萨克自治州直属县市一线,而南疆的雷电灾害数量基本上很少。(3)雷电灾害事件主 要发生在农村,占雷电灾害事件总数的62.3%。雷电灾害事件造成的行业受损比例由多到少依次 是民用电子设备、工厂设备、电力设备和建筑物。本研究结果可为新疆防雷减灾工作提供重要的 理论依据。

  • 2017—2019 年中天山北坡城市群大气污染及污染天气类型特征

    分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2022-08-08 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 利用20172019年中天山北坡城市群(乌鲁木齐市、昌吉市、石河子市、五家渠市)逐时大气污染物监测数据及气象数据,分析了大气污染物年内变化和污染天气类型特征。结果表明:(1)中天山北坡4座城市6类大气污染物中PM2.5超标日数最多(年均94~104 d),年均浓度介于64~73 gm-3,且五家渠市>乌鲁木齐市>石河子市>昌吉市。采暖期PM2.5浓度在100~118 gm-3之间,是非采暖期的4.00~5.00倍,靠近山前地带的城市PM2.5浓度日变化大体呈现双峰双谷型。(2)4座城市污染天气类型主要分为静稳型、沙尘型和特殊型,其中静稳型占86.2%~93.6%、沙尘型占5.8%~13.2%。静稳型污染天气多出现在冬季,沙尘型主要出现在春、秋季节。静稳型污染天气中Ⅴ-Ⅵ级污染级别占比45.8%~56.6%,沙尘型污染天气中Ⅴ-Ⅵ级污染级别占比14.9%~29.4%。(3)静稳型和沙尘型污染天气下PM2.5和PM10浓度都存在显著的线性相关,前者PM10浓度是PM2.5的1.26倍,而后者达3.16倍,此倍数可以作为区分静稳型和沙尘型污染天气的判据。

  • 2020 年新疆南部区域干热风精细化特征分析

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2022-01-26 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 利用2020年57月中国气象局陆面数据同化系统(CLDAS)的5 km5 km小时再分析数据,结合2020年新疆南部小麦种植区的作物发育期资料,细化了基于小时气象要素的干热风定义,整理出区域内每个格点精确到小时的干热风数据,分析了新疆南部区域的轻、中、重度高温低湿型和旱风型干热风精细化特征。结果表明:(1)新疆南部区域的轻、中、重度高温低湿型和旱风型干热风的格点平均日数分别为31.0 d、13.8 d、10.7 d和3.6 d;格点平均小时数分别为151.2 h、54.6 h、41.2 h和11.3 h。若羌、哈密和吐鲁番盆地是干热风日数、小时数和干热风综合强度等指标高值区。(2)区域高温低湿型干热风平均时数6.5 h的高发日集中在6月下旬、7月上旬和中旬。区域旱风型干热风平均时数4.0 h高发日主要出现在5月、6月中旬和7月上旬。在每天的18:00高温低湿型干热风落区面积最大,19:00旱风型干热风落区面积最大。(3)新疆南部区域,轻、中、重度高温低湿型和旱风型干热风过程平均次数分别为12.7次、7.9次、5.7次和2.5次,干热风过程最长持续日数平均值分别为8.4 d、3.5 d、2.7 d和1.2 d。该区域的干热风范围广、过程次数多、过程持续日数长,干热风防御需引起足够重视。

  • 基于探空数据的新疆大气扩散条件时空分布特征分析

    分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2022-01-21 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 利用20102019年新疆14个探空气象站资料统计分析了近10 a大气最大混合层高度(下文简称混合层高度)、通风量、边界层平均风速及大气自净能力指数的时空分布特征,探讨了各物理参数与空气质量的关系。结果表明:(1)以上参数的逐月分布均呈倒V型,表现为夏半年大、冬半年小,即新疆的大气扩散能力在夏季最强、冬季最弱,其中混合层高度和通风量在冬、夏季差距悬殊。(2)南疆大气扩散能力普遍比北疆好,无论冬夏南疆的自净能力、通风量、混合层高度均大于北疆。(3)北疆除阿勒泰站外,其余站点上述物理参数均与空气质量指数(Air quality index,AQI)呈显著负相关,即大气扩散能力越强,空气质量越好,而南疆只有和田站通过了0.01的置信度检验,但两者呈正相关,即大气扩散能力越强,空气质量越差,这归因于南北疆不同的大气污染来源。

  • 天山不同海拔雪岭云杉径向生长对气候变化的响应

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2021-04-23 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 为研究不同海拔雪岭云杉(Picea schrenkiana)径向生长对气候要素的响应关系,分别在新疆伊犁尼勒克喀什河流域森林低、中、高海拔采集雪岭云杉树芯样本,建立不同海拔雪岭云杉树轮宽度年表。树轮年表与气象资料相关分析结果显示:影响3个采样点树木径向生长的气候因子主要是平均气温和相对湿度,对降水响应微弱。高、低海拔树轮径向生长对气温和相对湿度的响应相同,均对气温正响应,与相对湿度负响应,中海拔则与高低海拔相反。自1991年研究区气候突变后,雪岭云杉径向生长发生“生长分异”,高、低海拔树轮宽度指数呈显著下降,而中海拔呈显著上升。气候突变点前后,树木径向生长主要对气温和相对湿度响应关系不稳定,中海拔对5—9月的气温的正相关和对相对湿度的负相关显著增强,而低、高海拔主要与7—8月的气温转为显著负相关,与1—2月、7—8月相对湿度的正相关显著加强。根据雪岭云杉对气候要素的响应模式,气温的快速升温会加快水分蒸发,相对湿度随之下降,从而引起的干旱加剧对低、高海拔林区雪岭云杉生长产生负面影响,而适宜的增温可能对森林中部雪岭云杉生长具有促进作用。

  • 新疆地区多源降水融合试验

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2020-12-17 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 利用新疆地区2016年夏季(6—8月)近2000个区域自动站小时降水数据,以最新一代GPM(Global Precipi⁃tation Measurement Mission,全球降水测量计划)IMERG(Integrated Multi-satellite Retrievals for GPM)卫星降水产品为初始场,运用概率密度匹配与最优插值两步融合校正方法(probability density function-optimal interpolation, PDFOI),开展干旱区多源降水融合试验。首先,通过将实况观测与卫星反演降水进行概率密度函数(PDF)匹配,从而实现对IMERG降水的偏差订正;然后以偏差订正后的IMERG降水为初估场,实况降水为观测场,通过最优插值(OI)将偏差订正后的IMERG降水量估计值与雨量计实况相结合,最终得到经过两步校正后的新疆地区小时雨量数据。交叉验证结果表明,与雨量计实况和原始卫星降水数据相比,PDF-OI两步校正方法构建的融合降水不仅大大消除了系统误差,而且显著提高了数据精度。

  • 基于CloudSat卫星资料对中亚低涡暴雨个例的诊断分析和数值模拟

    分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2020-06-03 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 利用ECMWF再分析资料作为初始场和边界条件,用WRF (eather esearch and orecasting model,WRF)模式对新疆地区中亚低涡暴雨个例进行模拟,结合区域自动气象站每小时降水数据、CloudSat卫星2B-CWC-RO数据产品和FY-2E卫星TBB资料评估Lin方案、WSM 6方案、Thompson方案和WDM 6方案在新疆地区的适用性。结果表明:Thompson方案在小雨(0.1~5.0 mm)和中雨(5.1~10.0 mm)的12 h累积降水模拟中占有优势。4种云微物理参数化方案模拟的云顶亮温分布图均与FY-2E卫星观测十分相似,但在数值上均低于观测。从CloudSat剖面平均的冰水含量的垂直分布情况看,Thompson方案模拟冰水含量在数值和高值区的高度上模拟的最好,Lin方案的模拟效果最差。从3 km区域平均冰水含量的垂直分布情况看,Thompson方案模拟的云冰含量最高,WSM 6方案与WDM 6方案模拟的云冰含量次之,且两者的冰水含量-高度廓线图几乎重合,Lin方案模拟的云冰含量最低。

  • 新疆暴雨洪涝灾害损失的时空特征及其影响因素

    分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2020-04-26 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 根据1984—2016年新疆暴雨洪涝灾情资料,采用趋势分析、线性回归和相关性分析方法,对新疆暴雨洪涝灾害损失的时空特征进行分析。以年降水量和GDP为指标,探究新疆暴雨洪涝灾害格局的影响因素。结果表明:① 新疆暴雨洪涝灾害部分地区呈加重趋势,其年内分布差异大,多集中在夏季;② 空间上,新疆暴雨洪涝灾害年均频次最高的县市与年均损失最高的县市并不完全对应,说明新疆暴雨洪涝灾害年均频次与年均损失相关性不高;③ 从全疆来看,损失与年降水量、GDP均具有显著性正相关,〖WTBX〗R2〖WTBZ〗分别为0.56和0.57;④ 在一定程度上降水量的增多,使得新疆部分地区暴雨洪涝灾害损失呈上升趋势,发生暴雨洪涝灾害时经济发达地区损失较高。

  • 河西走廊东部沙尘暴特征及地面气象因素影响机制

    分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2019-11-14 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 利用1961-2015年河西走廊东部民勤、凉州和永昌逐小时沙尘暴资料以及代表站民勤逐日气温、地温、降水、最大冻土深度、积雪日数、积雪深度、平均风速、平均大风日数和近10 a逐小时气温、地温和风速资料,运用常规的气候统计方法,对河西走廊东部沙尘暴特征进行研究, 并采用相关系数(Pearson)法进一步分析沙尘暴的影响因素。结果表明:河西走廊东部沙尘暴频次下午到傍晚出现最多,凌晨最少,沙尘暴频次春季上午开始增多,秋、冬季中午开始增多,夏季下午开始增多。河西走廊东部持续60~180 min沙尘暴频次最多,夏季持续1~30 min频次最多,长持续时间的沙尘暴上午开始增多,而短时间的沙尘暴基本出现在下午到晚上。沙尘暴频次月、季变化4月和春季出现最多,9月和秋季最少;近55 a沙尘暴频次呈减少趋势,主要是由大风日数减少、风速减小,地温、气温升高、降水增多、下垫面生态环境改善等因素造成。

  • 新疆暖季短时强降水特征

    分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2019-11-14 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 基于新疆105个地面气象观测站2005—2015年5—9月逐时降水观测资料,分析了短时强降水的时空分布特征和降水贡献率。结果表明:新疆暖季短时强降水频次分布,具有北疆多于南疆,山脉坡面多于谷地和沙漠的特点,但短时强降水的降水贡献率南疆反而高于北疆。短时强降水高频区位置由春到秋的季节性南北推移与太阳辐射和副热带锋区的南北推移密切相关;北疆和南疆短时强降水频次的月、旬分布均呈单峰形,但两者变化形态却有所不同,前者迅速增强、迅速减弱,后者迅速增强、缓慢减弱。全疆平均短时强降水频次的日内变化有3个峰值,主峰在午后(18:00—19:00),次峰在前半夜(22:00)和清晨(08:00),北疆与之相同,南疆3个峰值时间和强度均与之存在显著差异。

  • 1961—2017年东帕米尔高原极端升温过程气候变化特征

    分类: 地球科学 >> 地球化学 提交时间: 2019-11-14 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 利用塔什库尔干、吐尔尕特和乌恰3个气象站1961年1月1日—2017年12月31日的逐日最高气温,建立了中巴经济走廊北端东帕米尔高原单站升温过程数据库,用综合强度的百分位法遴选出极端升温过程,对比分析了该区域塔什库尔干等3站的极端升温过程频数、强度气候变化特征。结果表明:①1961—2017年,东帕米尔高原塔什库尔干共出现489次极端升温过程,平均每年出现8.6次。塔什库尔干极端升温过程平均持续3.6 d,以持续3 d的最多,占24.7 %,吐尔尕特和乌恰以持续2~3 d的极端升温过程为主。塔什库尔干的极端升温过程在7月出现最多,吐尔尕特在5月最多,乌恰在1月最多。②塔什库尔干综合强度最强的1次升温过程出现在2008年2月20—21日。东帕米尔高原3站的极端升温过程综合强度均在冬季最强。③57 a来,东帕米尔高原塔什库尔干年极端升温过程频数呈显著的线性增加趋势,增加率为0.57次·(10 a)-1,进入21世纪以来,极端升温过程相对频发,年际间变率加剧。吐尔尕特与乌恰的线性变化趋势不显著。④57 a来,塔什库尔干的极端升温过程强度呈显著的线性增强趋势,且近年来年际间变化幅度加剧;乌恰的过程强度略呈下降趋势,近年来年际间变化幅度趋于平缓。总之,塔什库尔干7月份的极端升温过程最多,57 a来年极端升温过程频数显著增多、强度显著增强,近年来极端升温过程频数及强度的年际间变化幅度均加剧,造成东帕米尔高原“中巴经济走廊”北端区域融冰(雪)洪水及其衍生地质灾害多频发,灾害风险加剧。

  • 克拉玛依大气降水化学组分及来源分析

    分类: 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间: 2019-09-11 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 利用2016年在克拉玛依酸雨观测站采集的降水样品,分析了降水中主要阴阳离子(F-、Cl-、NO3-、SO42-、Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+)、重金属元素(Al、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、Hg)、总碳总氮浓度特征及可能的来源。结果表明:该区降水pH值在5.1~6.88之间,雨量加权平均值为6.25,其中pH>5.6的样品占94%。降水中各离子雨量加权浓度的大小顺序为Ca2+> NH4+> SO42-> NO3-> Cl->Mg2+>Na+>K+>F-,表现出了内陆性大气降水的特征,其中Ca2+是最主要的阳离子,年均值为182.09 μeq·L-1,SO42-是最主要的阴离子,年均值为87.28 μeq·L-1,表明硫酸盐是该地区降水中的主要致酸物质。降水中总离子浓度秋季最高,春夏次之,冬季最低,其中SO42-、NO3-、NH4+、Ca2+、Na+浓度变化明显。相对酸度(FA)和中和因子(NF)计算结果表明99.5%的降水酸度被碱性成分中和,其中Ca2+的中和能力最强,其次是NH+4。降水中重金属元素Zn的均值最大,其次是Fe,最小的是Pb,与国内外城市比较,克拉玛依大气降水中大部分重金属含量都不高,其降水中有毒重金属污染较轻。可溶性总碳(DTC)、可溶性有机碳(DOC)和可溶性无机碳(DIC)浓度变化范围大,分别为1.62~9.97 mg·L-1、1.62~7.19 mg·L-1和0~3.75 mg·L-1,平均浓度分别为4.37 mg·L-1、3.60 mg·L-1和0.78 mg·L-1,可溶性总氮(DTN)的浓度变化范围为0.64~8.01 mg·L-1,年均含量为2.69 mg·L-1,都与降水量呈负相关关系,而DOC和DTN的湿沉降通量与降水量呈明显的正相关关系。基于相关性分析表明,SO42-和NO3-主要来自燃煤和化石燃料燃烧,Na+、Mg2+和Ca2+主要来自风沙、扬尘,大气中铵类化合物主要以铵的硝酸盐形式存在。各重金属元素之间相关性差异较大,重金属主要污染源为金属冶炼、燃煤及人为活动。克拉玛依大气降水的化学组成特征主要受人为活动、化工生产、燃煤以及沙尘活动等影响。

  • 不同天气条件下近地层风速脉动特征

    分类: 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间: 2019-09-11 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 利用塔克拉玛干沙漠腹地-塔中地区的风速、风向观测资料,分析晴天、沙尘暴和扬沙天气条件下不同高度平均风速、风速脉动和风向脉动特征,探讨沙尘天气对近地层风速和风向脉动的影响。结果表明:① 3种天气条件下,地表0.5 m以上各高度层的脉动风速具有较好的相关性,且相邻高度脉动风速的相关性更加显著,相关系数均大于0.68;脉动风速的波动范围与高度呈正比例关系。② 随着高度的增加,沙尘暴和扬沙天气条件下的风速脉动强度呈增大趋势,而晴天时则是先增大后减小;风速脉动强度在沙尘暴天气时最大,扬沙天气次之,晴天最小;不同天气条件下2 m高度范围内风速脉动强度的增长速度大于2~10 m高度。③ 不同天气条件下风向脉动幅度均较小,且基本不随高度的改变而变化。

  • 北大西洋涛动对新疆冬季极端冷事件的影响

    分类: 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间: 2019-09-11 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 利用1961—2016年新疆各站逐日气温、NCEP再分析高度场、风场资料及北大西洋涛动(NAO)指数,分析了新疆1961—2016年冬季出现的极端冷事件频次变化及与其相联系的环流特征。冬季NAO通过欧亚(EU)波列传播影响新疆冬季极端冷事件的变化,但冬季NAO位相与新疆冬季极端冷事件并没有逐年一一对应的负相关关系。在冬季NAO负位相年,由EU波列传播,70°N以北北风偏弱,当乌拉尔山及其以东区域位势高度偏高(低),50°~70°N西风偏弱(强)时,新疆冬季极端冷事件偏多(少);在冬季NAO正位相年,由EU波列传播,70°N以北北风偏强,当乌拉尔山及其以东区域位势高度偏高(低),50°~70°N西风偏弱(强)时,新疆冬季极端冷事件偏多(少)。因此,冬季NAO、乌拉尔山及其以东区域高度场和50°~70°N西风三者共同作用决定了新疆冬季极端冷事件的发生频次,其中乌拉尔山及其以东区域位势高度和50°~70°N西风在冬季NAO对新疆极端冷事件的影响关系中起到了重要的调制作用。

  • 哈萨克斯坦阿尔泰山树木径向生长及其对气候要素的响应

    分类: 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间: 2019-09-10 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 针对哈萨克斯坦阿尔泰山南坡西伯利亚云杉(Picea obovata)和西伯利亚落叶松(Larix sibirica)开展树轮研究,建立树轮年表,计算年平均树轮宽度值和年平均断面积生长量(BAI),并分析在1988年发生升温突变前后,这2个树种树轮宽度指数变化趋势,及其树木径向生长对气候因子的响应。结果表明:在升温突变前后,2个树种树轮宽度指数变化趋势一致。但是,在升温突变后,其变化趋势均由不显著增加转为显著下降。即树木径向生长减缓;升温突变后,2个树种树木径向生长对降水的响应有所减弱,而对气温的响应有所增强,并且发生了树轮指数和气候因子间相关性“正负转换”的情况。

  • 基于SPEI指数的新疆天山草地近55 a干旱特征

    分类: 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间: 2019-09-10 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 标准化降水蒸散指数(SPEI)通过标准化潜在蒸散与降水的差值,表征一个地区干湿状况偏离常年的程度,是分析干旱演变趋势的新的理想指标,目前已经广泛应用于干旱评估、水资源管理等领域。利用SPEI和1961—2015年新疆天山山区8个代表站点的月降水量及月平均气温资料,对天山山区55 a以来气温和降水的变化特征、不同时间尺度的干旱变化特征、草地生长季干旱特征及变化趋势进行了分析,结果表明:近55 a,天山山区气温呈现显著的上升趋势;降水量总体呈略微上升的趋势,但年际变化较大,变化趋势不显著;天山山区月、季、半年尺度以及年尺度的干旱事件分别为42个、25个、16个和7个;天山山区草地生长季发生轻度、中度和重度干旱的频率分别为37.5%、7.1%和1.8%;近55 a,天山山区草地生长季降水量有所增加,但由于气温升高带来的蒸散作用加强,气候仍呈变干的趋势。近55 a来,天山山区草地生长季气候存在变干的倾向,且年际间的干旱程度变化剧烈,对草地的年际间生长状况差异存在较大的影响。

  • 基于LMDZ模型的西北干旱区水汽再循环率分析

    分类: 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间: 2019-09-09 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 局地水汽再循环是陆地水循环过程的重要环节。在我国西北干旱区水汽再循环的绝对量虽然有限,但对区域降水的贡献(即水汽再循环率)却不容忽视。本文基于嵌套同位素模块的LMDZ模式模拟数据,运用同位素混合模型,对西北干旱区1979—2007年水汽再循环率的时空特征及其作用机制进行了分析。结果表明:研究时段内,外来水汽对降水的月尺度和年尺度贡献率都明显高于再循环水汽,季节上呈夏高冬低,年际上呈逐渐上升的态势;而再循环水汽的贡献率较低,呈夏季低冬季高且逐年下降(冬半年植物蒸腾水汽的贡献率在年际上呈上升趋势)的特点。外来水汽对降水的贡献率存在空间差异,山区附近的值往往较高,荒漠平原区的值则较低。就地表蒸发与植物蒸腾而言,地表蒸发对降水的贡献率整体低于植物蒸腾,但在小范围地区也有相反的规律。外来水汽和地表蒸发水汽的贡献量与其贡献率的空间分布特征基本一致,而植物蒸腾水汽在山区的贡献量高于荒漠平原区。

  • 中亚低涡背景下一次短时强降水过程MCS成因分析

    分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2019-08-02 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 为了深入了解天山山区中尺度对流系统(MCS)的触发和变化,对发生在新疆伊犁河谷一次中亚低涡背景下的短时强降水过程MCS成因进行了分析。通过利用自动站小时降水数据分析得出此次降水时空分布特征,并基于FY-2G卫星TBB产品、多普勒天气雷达数据对MCS的云图和雷达特征进行分析,得出该地区中-β尺度MCS(MβCS)具有明显的夜发性和后向传播特征,且分别在山区、平原上空发展和增强并长时间维持,雷达图上强回波带、逆风区和超低空急流的持续出现说明局地对流增强。此外,选取代表站雨强与对应TBB、雷达回波进行分析,发现强降水时段雨强的空间分布与TBB梯度大小成正比,时间分布与回波顶高和垂直液态含水量成正比。利用探空、地面风场以及ERA-Interim再分析资料对MCS形成的大尺度环流背景和中尺度特征进行分析,得出深厚中亚低涡前部局地对流活动的加强触发MCS的生成,中低层多通道水汽输送和局地长时间水汽辐合、大气不稳定层结、中低层的风场辐合和垂直切变、高低层θse梯度增大以及低层暖平流增强为MCS的发展和维持提供了动热力和水汽条件。