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Your conditions: Atmospheric Sciences(75)

1. chinaXiv:202103.00004 [pdf]

海冰和海温对西北地区中部 6 月降水异常的协同影响

王素艳
Subjects: Geosciences >> Atmospheric Sciences

利用 1961 年以来美国国家环境预报中心(NCEP)月平均再分析风场、高度场、NOAA 重构 海表温度以及西北地区中部 54 个气象站 6 月逐日降水资料、1979 年以来北极 10 个区域的海冰面积,通过分析 2019 年 6 月西北地区中部降水异常的成因,揭示出对该区域 6 月降水具有显著影响的 关键海区海冰面积及时段、北大西洋三极子(NAT)关键影响时段,结合厄尔尼诺-南方涛动(ENSO) 事件,分析其协同作用及影响机制。结果表明:1990 年以来春季 3—4 月楚科奇海海冰面积异常容 易激发欧亚中高纬度 EU2(欧亚 2 型)遥相关型(即夏季 EU(欧亚)遥相关型),有利于西北地区中部 降水异常,1992 年以来春季 NAT 对 EU2 遥相关型有明显影响,但其影响小于楚科奇海海冰面积的 影响;当楚科奇海海冰面积偏少和 NAT 正位相(海冰面积偏多和 NAT 负位相)协同作用时,西北地 区中部降水偏多(偏少)的概率明显增大;ENSO 事件对西北地区中部 6 月降水无明显直接影响,但 厄尔尼诺事件次年使得副热带高压异常偏强、偏西。2019 年楚科奇海海冰面积异常偏少,春季 NAT 异常偏强,两者协同作用下使得 EU2 遥相关型正异常(“+ - + -”),尤其使得贝加尔湖附近的 阻塞高压异常偏强,鄂霍次克海和乌拉尔山附近低压异常深厚,厄尔尼诺事件使副热带高压异常 偏强、偏西,将西太平洋的水汽输送至北太平洋,与鄂霍次克海附近的深厚低压相接,充足的冷空 气和水汽导致西北地区中部出现异常降水。研究成果可为短期气候预测提供依据,同时,气-冰- 海之间的相互作用需要更进一步研究。

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2. chinaXiv:202103.00005 [pdf]

基于相对湿润度指数的西北地区春季第一场透雨研究

朱飙; 张强
Subjects: Geosciences >> Atmospheric Sciences

目前西北四省区春季第一场透雨标准的确定主要来自业务人员长期的工作经验积累,针 对此,利用陕西、甘肃、青海、宁夏 249 个气象站 1960—2016 年的日资料,通过分析西北地区相对湿 润度指数,结合潜在蒸散特征,确定了春季第一场透雨阈值。与已有研究相比,本方法充分考虑了 研究区各地相对湿润度指数的气候特征与各地的能量及水热平衡,理论依据明确,选用的指标能 充分反映各气象要素对气候干湿状况的综合影响,因此确定的透雨阈值稳定,月差异小。随后按 照这一指标分析西北地区春季第一场透雨特征,结果表明:该地区春季第一场透雨自东南向西北 逐步推进,陕南南部出现最早,主要在 3 月,关中、陕南北部出现在 3、4 月的概率之和>80%;甘肃河 东大部、宁夏大部、青海东部出现在 4、5 月的概率之和>70%;青海西部是出现最晚的区域,基本上 出现在 6 月。从出现日期的年代际变化看,甘肃河东出现时间最稳定,宁夏、陕西出现日期变化最 大,青海西部与甘肃河西较一致,介于二者之间;同时,甘肃河西、陕西关中、陕南春季第一场透雨 出现时间变晚趋势明显,其余地区变化趋势不明显。研究结果可供在透雨监测、预测中使用,也可 供在制定西北地区春季第一场透雨标准时参考,以便于区域气候评估使用。

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3. chinaXiv:202103.00006 [pdf]

气候变化背景下陕西冷暖冬事件的多尺度特征研究

郑小华
Subjects: Geosciences >> Atmospheric Sciences

基于陕西省 1960—2019 年 94 个气象站点冬季逐日气温资料,分陕北、关中和陕南 3 个气候 区,从时间和空间 2 种尺度分析了陕西冷、暖冬事件的变化特征。结果表明:近 60 a 陕西冬季增温 明显并在 1987 年前后发生突变,冬季平均 0 °C 等温线北抬 1~2 个纬度,增温幅度以陕北最强陕南 最弱。从时间尺度上,气候变化导致暖冬指数以 9.5%·(10a)-1 增加、冷冬指数以 9.6%·(10a)-1 减少, 20 次区域性暖冬事件在冬季气温突变后发生 16 次,而 19 次区域性冷冬有 16 次发生在突变之前。 从空间尺度看,陕北和陕南的冷、暖冬发生频次相对较高,但强暖冬区域主要集中在关中,强冷冬 区域分布在陕南和关中。后期应重点关注区域性暖冬事件引发的作物安全越冬、疾病传播以及病 虫害发生等不利影响。

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4. chinaXiv:202103.00007 [pdf]

极点对称模态分解下陕西气候变化特征及影响因素

申雨晨
Subjects: Geosciences >> Atmospheric Sciences

全球变暖背景下,受人类活动和气候系统波动共同影响,气候要素响应具有非线性、非平 稳特征,如何识别气候变化多时间尺度信息,是当前研究的热点话题。基于 1970—2017 年气温和 降水逐日数据,辅以滑动平均、趋势分析和极点对称模态分解(ESMD)等方法,对陕西 3 大地理单元 气候时空特征进行分析,进而探讨不同海区厄尔尼诺指数与气温、降水变化的响应关系。结果表 明:1970—2017 年,陕北气候变化经历“暖干-冷湿-暖湿”的变化过程;关中和陕南气候在 20 世纪 80—90 年代末呈现暖干化,随后增温停滞,降水增多,近期再次呈现暖干化;利用 ESMD 对陕西气 温和降水变化信号进行分解,发现区域气温响应变暖停滞,是受年代波动影响,周期为 9.2~11.5 a 左右;从趋势项分析,除陕北气温平稳波动之外,关中和陕南气温增速并未减缓;在影响因素上,不 同海区海温异常与陕西气温、降水变化相关性存在差异。其中,气温影响主要在中国东部海区,且 与 NINO A 区、黑潮区海温显著正相关;影响降水变化的关键海区在赤道太平洋,即赤道太平洋中 部海温异常偏高时,关中和陕南降水呈现下降,而赤道太平洋东部海温异常偏高,陕北降水减少更 为明显。

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5. chinaXiv:202103.00009 [pdf]

2002—2018 年叶尔羌河流域积雪时空变化研究

易颖; 刘时银
Subjects: Geosciences >> Atmospheric Sciences

积雪是冰冻圈中较为活跃的因子,对气候环境变化敏感,其变化影响着全球气候和水文的 变化。积雪覆盖日数(SCD)、降雪开始时间(SCOD)和融雪开始时间(SCMD)是影响地表物质和能 量平衡的主要因素。使用 MODIS 无云积雪产品提取了叶尔羌河流域 2002 年 7 月—2018 年 6 月逐 日积雪覆盖率(SCP),基于像元计算了 SCD、SCOD 和 SCMD,系统地分析了其空间分布与变化特征, 并探讨了其变化的原因及积雪面积的异常变化与 ENSO 的联系。结果表明:(1)研究时段内,流域 的积雪覆盖面积呈微弱减少趋势,与气温呈显著负相关,与降水呈显著正相关;2002—2018 年,SCP 随海拔的升高呈明显的线性增加趋势(R2=0.92、P<0.01));各海拔高度带最大 SCP 出现的月份大致 随海拔的上升往后推迟,最小 SCP 出现月份无显著变化(集中在 8 月),海拔 4000 m 以下,春季的 SCP 小于冬季,海拔 4000 m 以上,春季的 SCP 大于冬季。(2)SCD、SCOD 和 SCMD 有明显的海拔梯 度,在流域内,从东北至西南,呈现出 SCD 增加,SCOD 提前,SCMD 推迟的特征;变化趋势上,流域 91.9%的区域 SCD 表现为减少,65.6%的区域 SCOD 有往后推迟的趋势,77.4%的区域 SCMD 表现出 提前的趋势。(3)2006、2008 年和 2017 年积雪覆盖面积异常偏大,而在 2010 年则异常偏小,其原因 可能是 ENSO 影响了积雪的变化。(4)以喀喇昆仑为主的高海拔地区,包括帕米尔高原东部的部分 地区,其 SCD、SCOD 和 SCMD 分别表现出增加、提前和推迟的趋势,这种变化与其春秋温度的持续 走低以及降水量的增加有关。

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6. chinaXiv:202103.00010 [pdf]

2000—2018 年中亚五国水分利用效率对气候变化的响应

郝海超
Subjects: Geosciences >> Atmospheric Sciences

水分利用效率(Water use efficiency,WUE)是研究陆地碳水循环耦合的一种常用度量指 标。基于 MODIS 的总初级生产力(GPP)和蒸散发(ET)数据,通过 Slope 趋势分析和敏感性分析等 方法,研究了中亚 WUE 的时空变化规律及其对气候因子与干旱的动态响应。结果表明:(1) 2000—2018 年,中亚年均 WUE 随着生境湿润程度的增加而升高(生长期规律与此相反),其中湿地 WUE 最高(1.820±0.10 g C·mm-1·m-2),而灌丛 WUE 最低(1.330±0.18 g C·mm-1·m-2)。(2)中亚 WUE 呈略微下降趋势,每年下降速率为 0.016 g C·mm-1·m-2,年均 WUE 的显著下降区域大于上升区域。 WUE对年降水和年气温的敏感性均表现为正值区大于负值区且均存在阈值效应,降水敏感性阈值 介于 250~300 mm(低值点)和 500~550 mm(高值点),温度阈值介于 3~6 ℃(高值点)和 9~12 ℃(低值点),且εNDV(IWUE 对 NDVI 敏感性系数)与降水变化呈正相关关系,与气温变化呈负相关关系。(3)通过 WUE 与标准化降水指数(SPEI)的相关性比较,发现 WUE 受干旱程度影响由大到小依次为灌 丛、作物、森林、草原和湿地,且不同植被类型下 WUE 随着干旱程度的增加而升高。

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7. chinaXiv:202102.00052 [pdf]

甘肃省地热流体化学及环境同位素特征和形成年龄分析

张凌鹏
Subjects: Geosciences >> Atmospheric Sciences

利用大量的地热流体化学成分及环境同位素(δD、δ18O、14C)测试数据,深入分析了隆起山地 构造对流型、沉降盆地传导型地热流体的化学特征及分布规律,进而对地热流体的环境同位素分 布特征及形成年龄进行了梳理总结,得出了明确的结论。结果表明:隆起山地构造对流型地热田 地热流体主要以断裂上升泉的形式出露,分布于西秦岭-祁连造山带,补给来源为当地及周边大气 降水入渗,地热流体形成年龄一般小于 5 000 ~ 30 000 a,水质较好,属“开启型”的地热系统;热储层 岩性、断裂规模及水热循环方式和深度等明显控制着地热流体化学类型、环境同位素特征和形成 年龄。沉降盆地传导型地热田地热流体主要以管井开采的方式出露;热储埋藏深度小于 1 600 m 的 地热井,地热流体补给来源为当地及周边大气降水入渗,形成年龄一般小于 5 000 ~ 30 000 a,水质相对较好,属“半开启-半封闭型”的地热系统;热储埋藏深度介于 1 600 ~ 2 600 m 之间的地热开采 井,主要为地质历史时期逐步形成的“古水”,水化学类型复杂且水质较差,地热流体形成年龄介于30 000 ~ 50 000 a,属“封闭型”的地热系统;热储层岩性、埋藏深度、地下水在岩层中的滞留时间与循 环深度等明显控制着地热流体化学类型、环境同位素富集程度和形成年龄。

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8. chinaXiv:202102.00056 [pdf]

2005—2017 年拉萨小时降水变化特征

多典洛珠
Subjects: Geosciences >> Atmospheric Sciences

利用拉萨站 2005—2017 年汛期(5~9 月)逐时地面观测资料,分析了拉萨逐年小时降水(降 水量、降水频次和降水强度)的变化特征,结合谐波分析方法讨论了小时降水的日循环信号,最后 对比了不同时长和等级的小时降水出现频次及其对总降水的贡献。结果表明:(1)拉萨逐年汛期 小时降水以“单峰型”结构为主,峰值出现在夜间。(2)拉萨汛期小时降水变化为全日周期,其中盛 夏(7~8 月)期间的日循环信号最强。(3)拉萨汛期降水按持续时间可分为:短历时(1~3 h)、中历 时(4~6 h)和长历时(>6 h)3 种类型,其中短(长)历时降水出现频次最多(少),但其贡献率最小(大),短历时降水的日峰值出现在下午到前半夜,而中历时和长历时降水的日峰值出现在后半 夜。(4)各等级小时降水中小雨(3>r≥1)和中雨(r≥3)对降水总量的贡献率明显大于微雨(1>r≥ 0.1),随着降水等级的上升,夜雨概率增大。

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9. chinaXiv:202102.00057 [pdf]

黄土高原地区极端气候指数时空变化

杨维涛
Subjects: Geosciences >> Atmospheric Sciences

黄土高原生态环境脆弱,极端气候频发,越来越多的影响到人类的生产生活。通过基于 138 个气象站点观测资料,利用一元线性方程和 Mann-Kendall 法分析了黄土高原地区 27 个极端气 候指数的时空变化,得到以下主要结论:(1)极端气温指数中霜冻日数、冰冻日数、日最低气温的极 高值和冷持续日数在逐渐减少,生长季长度、夏季日数,热夜日数、日最高气温的极高值、暖持续日 数在逐渐增加。(2)极端气温指数中冷昼日数、冷夜日数、日最低气温极低值、日最高气温极高值、 气温日较差在子区域与全区变化趋势存在不同,主要表现在黄土塬区、黄土峁状丘陵区和石质山 地区。(3)极端降水指数变化趋势平缓,与多年均值接近。在空间分布上,除极强降水量、强降水量 和年均雨日降水强度在各子区域上与全区变化趋势一致外,其余指数在各子区域上与全区变化趋 势存在不同,主要表现在黄土塬和黄土梁状丘陵区。(4)多数极端气温指数的突变主要发生在 1980—1985 年和 2010—2015 年;多数极端降水指数的突变主要发生在 1985—1990 年和 2010— 2015 年。

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10. chinaXiv:202102.00058 [pdf]

基于 MODIS 和 CloudSat 的京津冀降水冰云季节分布特征

郑倩
Subjects: Geosciences >> Atmospheric Sciences

利用 2008 年 9 月~2016 年 8 月 Aqua MODIS 和 CloudSat 卫星数据,筛选出京津冀地区的降水 冰云,同时将其分为 4 个区域讨论,得到关于该地区降水冰云 4 个季节的分布特征,为该地区的人 工影响天气提供依据。结果表明:京津冀整个地区的降水冰云在夏季的发生率都较高,且发生率 有上升的趋势。从整个地区看来,京津冀地区的降水冰云的云顶高度在冬季最低、夏季最高,云顶 温度的最小值在冬季最高、夏季最低;京津冀地区的降水冰云在春夏秋 3 季均以单层云为主,而在 冬季则以双层云为主;京津冀地区的降水冰云的类型按春夏秋冬分别为 7 种、7 种、6 种和 5 种,且在 夏季该地区的降水冰云以深对流云为主(占 48.3%),而其他季节以雨层云为主;京津冀地区降水冰 云微物理量(包括冰水含量、粒子数浓度、粒子有效半径)主要分布高度分别为 0~13.5km(春季)、 3.5~17.0 km(夏季)、1.0~14.0 km(秋季)、0~11.0 km(冬季)。冰水含量、粒子有效半径和粒子数浓度 的分布高度和最大值均在夏季最高,但粒子有效半径在秋季最低,冰水含量和粒子数浓度在冬季 最低。这 3 种微物理量随高度的分布特征夏季在京津冀各分区较为一致,都呈单峰结构,在其他季 节差异较大。

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