假相当位温在黄河“7·21”雨洪分析中的应用

利用NCEP/NCAR逐六小时再分析资料、常规气象站观测资料和水文站降水资料等,对2012年7月20-21日黄河中游发生的一次暴雨天气过程进行假相当位温分析.结果表明:假相当位温的变化反映了暴雨过程中冷暖空气的活动情况,暴雨落区位于或接近850 hPa假相当位温高值区;假相当位温高值中心的移动和变化趋势与暴雨落区和暴雨发展阶段密切相关,可以把它作为暴雨预报的一个指标.     

假相当位温在黄河“7·21”雨洪分析中的应用

利用NCEP/NCAR逐六小时再分析资料、常规气象站观测资料和水文站降水资料等,对2012年7月20—21日黄河中游发生的一次暴雨天气过程进行假相当位温分析。结果表明:假相当位温的变化反映了暴雨过程中冷暖空气的活动情况,暴雨落区位于或接近850 hPa假相当位温高值区;假相当位温高值中心的移动和变化趋势与暴雨落区和暴雨发展阶段密切相关,可以把它作为暴雨预报的一个指标。     

黄河源区降水特点及气象成因分析

黄河源区降水时空分布极不均匀,东南部雨水丰沛,是黄河流域的多雨中心之一。年内降水主要集中于夏季(6—8月),占年降水量的57.1%,汛期(5—9月)降水量占年降水量的85%,雨季、旱季分明。黄河源区主要有连阴雨和强降雨两种典型降雨类型,连阴雨平均每年出现1.8次,持续时间长、强度小;区域强降雨持续时间短,平均只有1 d,主要集中在7—8月,突发性强。形成典型降雨的200 hPa环流形势表现为南亚高压异常强大,黄河源区处于南亚高压中心区域或北部边缘的强高空辐散区内。500 hPa高度场分析发现,连阴雨期间6—8月主要受新疆低压槽、高原槽、印缅低压和高原切变线等系统影响,由副高影响形成的连阴雨主要出现在9月;形成强降雨的500 hPa天气系统与连阴雨相似,但副高对强降雨的影响更为明显,7—9月都可由副高形成强降雨天气。物理量场上,典型降雨期间,黄河源区处于湿度、气流垂直速度和假相当位温场大值区内,水汽、动力和热力条件非常有利,强降雨发生时,气流上升速度、比湿、假相当位温等都较连阴雨期间更强,更有利于降水。     

黄河内蒙古河段凌汛期寒潮特征及天气分型

基于黄河内蒙古河段逐日气温资料、NCEP/NCAR逐日再分析资料和逐月海冰密度指数资料等,统计分析了近10 a内蒙古河段凌汛期寒潮过程的基本气候特征、冷空气移动路径以及环流分型特征,并进一步探讨了寒潮变化的可能原因,结果表明：(1)近10 a内蒙古河段凌汛期共出现98次寒潮过程,过程持续时间1～5 d不等,平均为2.1 d,其中1～2 d的过程较多,累计次数占总次数的73%。(2)寒潮过程呈显著增多趋势,增加速率为1.4次/a,近5 a平均次数较2010—2014年增加127%。(3)按照冷空气移动路径,将寒潮天气过程划分为偏北路冷空气型、偏西路冷空气型、偏东路冷空气型以及偏北路与偏东路共同影响型4类,其中偏北路冷空气型最为常见,占寒潮过程总数的70%以上,其他3类占比均不到10%。(4)西伯利亚高压强度增强是造成近5 a寒潮次数增加的关键大气环流因素,而北极海冰密度减小是造成寒潮次数增加的重要外强迫因素。     

渭河“2019.9”洪水特性及气象成因分析

为了进一步了解渭河秋汛洪水的特性及成因,利用2019年9月渭河洪水(“2019.9”洪水)的流量、气象资料,对该次洪水的特性及持续性强降雨天气的成因进行分析。结果表明：此次持续性强降雨形成的原因是北半球极涡偏强,中纬度环流平直,同时副高位置相对稳定且异常偏西,导致冷暖空气持续交汇于渭河上空。过程期间水汽来自阿拉伯海和孟加拉湾,并在强降雨发生期间表现为水汽通量异常辐合。洪水主要来自渭河林家村—临潼区间的支流,其特点是含沙量小、干流较大流量持续时间长;临潼—华县区间的洪水演进缓慢、传播时间长、洪峰削减偏大。     

MM5在黄河流域降水和气温预报中的应用

基于NCEP再分析资料,利用中尺度数值预报模式MM5开展了黄河流域降水和气温预报工作,对其在2011年渭河流域典型降水过程及2011年宁蒙河段和黄河下游的气温预报效果进行分析检验。结果表明:MM5对渭河流域雨区分布、强度及强降水中心位置和量级的预报与实况比较吻合,模式能够正确反映渭河流域汛期降水的空间分布特征;对于气温预报,随着预报时效的延长,误差增大,但平均误差范围均在允许的误差范围内,尤其是对内蒙古河段凌情预报的关键站点-包头站,预报效果最佳。     

2018年7月黄河流域降水异常特征及其成因分析

基于黄河流域244个气象站逐日降水资料、NCEP/NCAR逐月再分析资料、英国气象局Hadley气候预测和研究中心的月平均海温资料等,分析2018年7月黄河流域降水异常特征和大尺度环流特征,并进一步探讨海温对降水和环流异常的影响。结果表明：(1)2018年7月,黄河流域平均降水量较常年同期偏多41.5%,为2000年以来第二多,其中兰州至托克托区间、山陕区间、泾渭河、汾河偏多明显。(2)2018年7月,欧亚地区大气环流出现明显异常,南亚高压异常加强东伸,东亚副热带西风急流位置异常偏北,东亚中高纬环流呈现“西低东高”的形势,巴尔喀什湖至贝加尔湖一带受低压槽控制,西北太平洋副热带高压异常偏西偏北,中高纬不断分裂南下的冷空气与副高西北侧的暖湿气流在黄河流域交汇,造成流域降水整体偏多。(3)前期春季异常偏冷的赤道中东太平洋海温以及持续偏暖的中纬度北太平洋海温是造成大气环流以及黄河流域降水异常的重要外强迫因子。     

黄河流域极端降水特征分析

利用黄河流域1965-2012年252个观测站日降水资料,分析了黄河流域年极端降水、汛期日极端降水的时空分布特征。研究结果表明:黄河流域年极端降水在空间分布上呈现出从东南向西北递减的特点,不同区域的年极端降水强度有显著空间差异,下游大汶河年极端降水强度最大,内蒙杭锦后旗临河一带年极端降水强度最小。极端降水站数偏多的年份,该年黄河流域总降水量也趋于偏多。汛期日极端降水强度从黄河上游到下游逐渐增强,主要发生在7-8月。     

2021年黄河流域极端秋雨与大气环流和海温的关系

为探究2021年黄河流域秋雨的异常特征及其成因,利用黄河流域232个测站逐日降水资料、NCEP/NCAR逐月再分析数据集和英国气象局Hadley中心月平均海温资料等,分析了2021年黄河流域秋雨的极端性,并进一步与秋雨异常偏多年的环流背景和海温异常特征进行了对比。结果表明：2021年黄河流域秋雨较常年异常偏多,偏离气候态近8σ,全流域有62.5%的站点累积雨量大小位列历史同期前5,37.9%的站点位列第1,表现出显著的极端性。巴尔喀什湖低槽底部分裂短波槽东移南下,与西太平洋副热带高压西北侧的西南气流交汇于黄河流域南部,造成2021年秋雨异常偏多;与其余秋雨异常年相比,2021年副高面积偏大、强度偏强、西伸脊点偏西,印缅槽强度则偏弱。2021年秋季,北太平洋海温较气候态偏高3.6σ,异常度位居秋雨异常年首位,其通过引起副高的异常响应造成极端秋雨的发生。本研究可为黄河流域秋雨预测提供参考。