上海金山地区近50a雷暴气候特征分析

使用1959～2008年上海金山地区站点观测资料,分析近50a该地区雷暴的气候特征。结果表明:上海金山地区年雷暴日数年际变化大,平均27.8d,最多52d,最少12d;每10a减少1d,呈逐渐减少的趋势;该区雷暴季节性强,集中出现在3～10月,夏季雷暴发生次数占7成以上。雷暴初始日在3月中旬,终日在10月上旬,雷暴初(终)日年际间差异大。雷暴日数存在1～2a左右、准3a和准6a的年际尺度显著变化周期。候平均气温上升稳定通过6℃,是初雷暴日的温度阈值,候平均气温下降稳定通过18℃,是终雷暴日的温度阈值。     

近50年湖南省雷暴气候特征分析

根据湖南省74个地面气象站1961—2010年的雷暴日资料,利用数理统计、小波分析及Mann-Kendall检验等方法,对近50年雷暴气候特征进行分析.结果表明:1)湖南省雷暴日数空间分布特征为南部多、北部少,最大值出现在南部山地(65.38 d/a),最小值出现在北部平原(21.92 d/a),月平均雷暴日呈单峰值分布,3—9月为雷暴高发期;2)湖南省年平均雷暴日数存在8、16、24和30 a的周期变化规律,其中8 a周期振荡最显著;3)多雷期和少雷期的差异主要表现在副热带高压西伸脊点的位置以及青藏高原短波槽的位置和强弱上.     

江苏省雷暴和雷击事故对比及其雷击率分布特性

基于江苏省1980—2010年共31a逐日雷暴和雷击伤亡人数资料的统计和分析得到:1)江苏省雷暴过程和雷击事故均呈上升趋势,但后者较前者上升趋势更为明显;2)江苏省雷击事故过程的雷击率呈单峰型特性,气候倾向率为正值,呈上升趋势;3)江苏省历年雷暴和雷击伤亡总人数都呈单峰型特性,峰值出现在7月,趋势线基本平行,相关系数(0.627 885)较高,上升趋势较为一致,雷击死亡人数波峰出现在7月,而雷击受伤人数的波峰却出现在8月;4)雷击伤亡人数的雷击率呈双峰型特性,其峰值分别出现在5月和7月,峰谷值相差很大,各月波动明显;5)雷击伤亡总人数、死亡人数和受伤人数的各雷击率地区分布不同,雷击伤亡人数的雷击率最高值区出现在南通地区,死亡人数的雷击率最高值区在南通和淮安地区,而受伤人数雷击率最高的区域在徐州地区,其地域分布差异较大,非均一性特征明显.     

常州雷灾分布特征及风险区划

根据常州近50 a的雷暴数据、近5 a的闪电数据和近10 a的雷灾资料,分析了雷暴和雷灾的相关性,结果表明:雷灾的发生不止与雷暴、闪电等自然因素有关,还可能与地区经济人口分布、区域雷电防护水平等人为因素有关;在雷击造成的损失中,电气和电子系统失效的损害占的比例最大,居民用户遭受雷灾的比重最大,这与各地区人们的防雷意识以及居民建筑防雷装置的完善程度有关.同时,结合实际情况,用7个指标(雷暴日数、雷击密度、雷电灾害频度、经济易损模数、生命易损模数、经济损伤模数和生命损伤模数)评价常州市雷电灾害的易损性.根据江苏省统计年鉴的常州各区县人口、面积和经济数据,采用层次分析法,分析得出常州市的雷灾易损性风险区划:高风险区(武进区)、较高风险区(天宁区、金坛市)、中风险区(钟楼区、戚墅堰区、溧阳市)和低风险区(新北区).     

中国南方高度城市化地区气象干旱时空演变规律分析——以深圳市为例

在变化环境下,中国南方湿润地区干旱事件呈多发趋势。以高度城市化的深圳市为例,选取10个气象代表站(1965—2010年)逐日降雨数据计算不同时间尺度的标准化降水指数(Standard Precipitation Index,SPI),采用M-K趋势分析法及小波分析法分析深圳市干旱变化趋势及周期以辨识其干湿时空变化特征;采用随机森林算法定量分析混合ENSO指数(Multivariate ENSO Index,MEI)、太平洋年代际振荡指数(Pacific Decadal Oscillation,PDO)、太阳黑子等7个影响因子对深圳市干湿变化的影响程度。结果表明:深圳市的气象干旱多发于1月份,于1—3月呈干旱趋势,8—10月则呈湿润趋势;12个月尺度的SPI序列变化周期集中在2.0~6.5 a;城市中心区为近年干旱主要发生地区,其干旱趋势明显;ENSO现象及PDO是影响深圳市干湿变化的主要影响因素。     

五十年辽河三角洲湿地气候变化对植物种群的影响

利用1957～2006年辽河三角洲湿地温度、降水、日照等气候因子的监测资料,通过气候统计分析方法,研究气候变化对辽河三角洲湿地植物种群演变的影响.结果表明:近50 a,辽河三角洲地区增暖高达1.8℃·(50 a)-1,明显高出全国增暖的速率0.84℃·(50 a)-1;降水日数50 a减少了13 d.此外,蒸发量呈略减少趋势;日照时数、平均风速和平均相对湿度减少趋势更为明显.受气候变化影响,辽河三角洲湿地水稻发育期明显缩短,芦苇的萌发特征呈提前趋势,翅碱蓬自2000年开始显著退化;小叶杨的芽开放期逐渐提前,落叶期逐渐偏晚.     

宁夏固原市雷暴特征与气候变化分析

利用宁夏固原市建站以来1957--2006年地面气象观测记录的雷暴资料,对固原市雷暴的气候特征进行分析．结果表明,固原市雷暴的年际变化较大,年雷暴时间在20世纪90年代后有减少的趋势,且2000年后递减变化明显．雷暴时间主要集中在6—8月,占全年雷暴的67％,6月雷暴时间的年代变化从建站来呈准直线缓慢下降趋势,7月出现了双峰单谷型的变化趋势,8月出现了一个反正弦的周期变化．雷暴时间的月分布有明显的季节性,呈准正态分布．     

1961-2013年中国粮食主产区参考作物蒸散量时空演变特征研究

摘 要：准确评估粮食主产区参考作物蒸散量（reference crop evapotranspiration,ET0）时空变化特征,对灌区水资源优化调度、灌溉制度优化、农田水分高效利用及粮食水分生产力提高等均具有重要意义。本文基于中国粮食主产区258个气象站点逐日气象资料,采用Penman-Monteith 公式计算1961-2013年参考作物蒸散量,通过Sen''s+Mann-Kendall法、累积距平法及气象倾向率等方法对其近53a来时空变化趋势与特征进行分析。结果表明：近53a来中国粮食主产区（全区）、温带湿润半湿润地区(I区)、温带干旱半干旱地区（II区）、亚热带湿润地区（III区）及暖温带半湿润地区（IV区）ET0年均值分别为901.90mm、741.89mm、1077.93mm、940.17mm、847.61mm,呈现II>III>全区>IV>I区的趋势;全区及I-IV区主要作物生长季（3-10月）ET0约占全年ET0的87.58%、91.91%、90.05%、85.11%和83.39%;除IV（其年倾向率Y为0.002mm/a）区外,全区及I-III区ET0近53a整体呈现下降趋势,其中全区呈下降趋势的站点数达171个,占总数的61.0%,年倾斜率达到显著下降水平,其Y值为-0.288*mm/a（P<0.05）;全区及各分区ET0在90年代均呈增大趋势,其年尺度上Sen’s趋势度β全区=4.993,M-K检验值Z全区=1.978* (P<0.05),增大趋势显著,其它各年代际上趋势减小;近53a来ET0空间分布基本呈西北向东南东北方向递减趋势,具有明显的地区差异,ET0高值区主要集中在内蒙古与四川地区西北部,低值区主要集中在四川盆地与东北平原以东、以北大部分地区,且年ET0高值、中高值、中值、低值区域站点数分别占总站数的3.5%、12.4%、58.5%、25.6%;ET0的年内M-K趋势变化差异较大,春季,粮食主产区ET0趋势自北向南增大,夏季与之相反;秋季,ET0趋势呈现中部低南北高的趋势,而冬季较秋季有明显的下降趋势,整体呈现由“北-南,西-东”递减的趋势;主要作物生长季上ET0在华北平原（显著下降）和东北平原中部趋势下降,东北平原四周及长江中下游地区趋势增大。     

宁夏空中水资源分布特征的初步分析

利用宁夏25个气象观测站的气象资料,采用地面湿度参量计算公式计算大气可降水量,分析了宁夏近30 a(1971—2012年)大气可降水量的变化特征。结果表明,宁夏年大气可降水量在1971—1986年呈下降趋势,1986—2006年呈上升趋势,2006年开始又呈下降趋势;年大气可降水量和年降水量并没有明显的相关性。通过分析宁夏大气可降水量、降水量、自然降水率的空间分布发现,宁夏年均降水量与自然降水率的空间分布比较一致,均呈南多北少的趋势;与新疆天山地区(10%~20%)、东北地区(11%)相比,宁夏自然降水率(8%)较低,有较大的人工增雨潜力。     

延边地区季节冻土变化及其对气温变化的响应

为研究延边地区的冻土与气温变化的响应关系,利用1965—2018年延边地区季节冻土的逐月冻土深度、冻结初终日期、月平均气温等资料,采用气候倾向率、小波分析、Mann -Kendall 检验、Pearson相关系数等方法对其进行了分析.结果表明:①延边地区冻土深度呈逐年变浅趋势,冻结日数呈逐年缩短趋势,气温呈逐年升高趋势,三者的气候倾向率分别为-6.48 cm/10 a,-4.30 d/10 a, 0.26 ℃/10 a.②冻土深度存在着17～24 a、10～16 a和3～9 a的变化周期,其中以17～24 a为主周期.③冻土深度和冻结日数与年均气温呈显著负相关性,即气温每升高1 ℃,最大冻土深度减小19.24 cm,冻结日数缩短10.35 d.本文研究结果可为延边地区的生态环境保护以及工程建设和农业生产等提供参考.     

青藏高原东北侧雷电气候特征

选取了青藏高原东北侧临夏站1980-2010年的雷暴观测资料和陇中地区闪电定位仪2006-2010年的闪电观测资料,利用统计学手段对该地区雷电的年际变化、年变化、日变化、首次发生雷暴方向、地闪密度等进行了分析.基本揭示了该地区雷电的发生特征,发现一年中雷电主要发生在夏季,一天中雷电主要发生在下午及傍晚,地闪密度高于中国平均密度.对该地区雷电灾害防灾减灾工作有一定的促进意义.     

宁夏盐池通用机场预选场址气象条件可行性分析

利用气象站近10年逐时和逐日气象观测资料,对盐池通用机场预选场址的风速、风向频率、温度、降水,以及低能见度、低云、沙尘、雷暴、积雪、大风、冰雹等影响机场场址选择的天气气候条件进行了分析.结果表明,盐池通用机场预选场址区域具有年平均风速低,风向季节变化规律明显,年静风频率高的气候特点.全年各月平均风速在2.1~3.0 m/s,风向以WSW,W,WNW和SSE为主,累计频率超过30%.0.0~5.0 m/s风速等级风和静风的累计频率达90.6%.整个机场预选场址区域低能见度日数少,能见度好;出现小于800 m,800 m~2 km,2~4 km的能见度天气的年平均日数分别为2.7,2.9,2.0 d;大风、雷暴、冰雹、闪电、沙尘暴等天气年平均日数分别为13.2,17.2,0.3,10.8,13.4 d.总体而言,整个预选场址具备建设通用机场的优良的天气气候条件,非常有利于该通用机场工程的设计及将来的安全运行.     

雷暴的电特性研究进展

通过对雷暴电特征研究主要进展的综合分析,阐述了雷暴电荷结构的特征以及研究方法和最新结果,分析了不同雷暴系统中电活动与雷暴动力和降水的相关性;探讨了雷暴中电过程与动力、降水之间相互作用可能的耦合机制。     

基于大气电场资料的雷电临近预警研究

通过分析深圳地区2012年6—9月17次雷暴过程的电场观测资料,并结合广东省闪电定位资料,发现当雷暴云移近电场仪测站时,在测站的防护区内(距测站10 km半径范围内),闪电发生前的电场幅值快速增加且伴随有快变抖动的现象,并且快变抖动和闪电的发生具有0-1化对应关系,即当有电场的快变抖动出现的情况下,电场达到一定阈值并维持一段时间后,防护区内发生闪电的可能性很大.因此根据大气电场的波形特征,提取出与闪电相关性较高的因子,利用多元回归技术建立一套预报方程,根据该预报方程得出最佳预警参数.结果表明:当大气电场阈值达到0.86 kV/m,且在10.73 min内电场能维持在阈值上,并伴随有电场的抖动时,在防护区内发生闪电的可能性很大,预警准确率达53%.     

冀中山前平原农业区浅层地下水位对连年少雨响应特征与机制

冀中山前平原农业区浅层地下水是当地农田灌溉的主要水源,已处于超采状态。依据冀中山前平原不同农业区长观孔浅层地下水位动态监测资料,对浅层地下水位响应连年降水偏枯的变化规律进行了研究。结果表明:降水连年偏枯（少雨）时段的春灌期大规模集中开采浅层地下水,是冀中山前平原农业区浅层地下水位不断下降的主要动因;春灌期农业区浅层地下水位降幅与前一年和当年1月到6月降水量密切相关;当年降水量小于当地多年平均降水量（528.4 mm）时,随着降水量减小,农业用水开采对浅层地下水位下降的影响增大;当年降水量大于当地多年平均降水量尤其大于620 mm时,农业用水开采对浅层地下水位下降的影响显著减弱;合理调控农业区浅层地下水开采强度是缓解冀中山前平原农业区浅层地下水超采情势的重要举措。     

基于CALIPSO数据的沿海区域气溶胶光学特性时空特征

气溶胶可以直接和间接地影响大气辐射,从而对全球气候产生重要影响。利用AERONET地基气溶胶光学厚度观测数据对CALIPSO气溶胶光学厚度数据进行验证,并利用2010年3月至2020年2月的CALIPSO Level 2数据产品分析了沿海区域及两个典型区域(京津区域和珠江三角洲区域)气溶胶光学特性时空分布,通过分析气溶胶光学厚度、消光系数、退偏比和色比得到沿海区域及两个典型区域气溶胶光学特性的变化特征。结果表明:①沿海区域气溶胶光学厚度存在明显的时空分布特征及季节变化规律,整体呈现北高南低的分布; 沿海区域北部气溶胶光学厚度夏季最大,南部春季最大,南、北部夏季气溶胶光学厚度差值最大。②沿海区域北部的天津及河北中部气溶胶消光系数较大,消光范围主要集中在4 km以下,气溶胶色比及退偏比较大; 沿海区域中部秋季和冬季气溶胶消光系数高值范围大于沿海区域北部; 沿海区域南部气溶胶消光系数四季都较小,消光范围主要集中在2 km以下,气溶胶退偏比较小,但气溶胶色比较大。③京津区域气溶胶光学厚度总体高于珠江三角洲区域; 京津区域夏季气溶胶光学厚度平均值最大,珠江三角洲区域春季气溶胶光学厚度平均值最大; 两个典型区域气溶胶光学厚度整体呈下降趋势。④京津区域每年消光系数都偏大,消光系数高值集中于夏季,2017年气溶胶消光系数开始逐渐减少,气溶胶退偏比及色比相对较大,两者随着高度的增加大体上也呈现增加趋势,该区域主要以非球形大颗粒气溶胶为主; 珠江三角洲区域气溶胶消光系数整体小于京津区域,春季气溶胶消光系数较大,气溶胶退偏比较小,粒子偏球形,但气溶胶色比较大,说明粒子颗粒比较大。     

山西乡宁—吉县地区黄土高边坡可靠度研究

在山西乡宁—吉县地区实测了7个具有代表性的自然极限状态黄土高边坡断面,建立边坡地层结构模型; 选取研究区合理的黄土物理力学参数,并分地层年代对10个典型工点的黄土强度参数内聚力和内摩擦角的变异性进行分析; 选取6组典型的强度参数变异系数组合,基于Monte-Carlo法进行可靠度模拟,评价该区边坡稳定性; 采用自然类比法进行边坡设计。结果表明:边坡失效概率随坡高的变化趋势一致,均是中等坡高(49.8 m)的边坡失效概率较大,低坡和高坡的失效概率较低; 当变异系数较小时,边坡失效概率对坡高和坡度的变化敏感,而当变异系数较大时,边坡失效概率对坡高和坡度的变化不敏感; 当坡型一定、强度参数变异系数较小时,边坡的稳定系数基本不变,而当参数变异系数超过某一界限时,稳定系数随变异系数的增大而增大,二者存在非线性相关关系; 研究区黄土边坡处于基本稳定状态,但其失效概率最大达69.3%,平均21.1%,介于20%～30%的比例为33.3%,大于30%的比例为14.3%,可靠度指标介于-0.5～8.5,其中小于2.7的比例为88.1%; 对于坡高约为50 m的黄土高边坡,若取30%作为可接受失效概率,边坡坡度需降至45°以下,如果期望可接受失效概率在10%以内,则坡度不宜超过34°。