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期刊信息/Journal information
高原气象
高原气象

吕世华

双月刊

1000-0534

gybjb@lzb.ac.cn gyqx@lzb.ac.cn

0931-4967002

730000

甘肃省兰州市东岗西路322号

高原气象/Journal Plateau MeteorologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是全国性大气科学学术期刊之一， 努力反映高原气象学及其相关学科领域具有创造性和高水平的新成果， 新观点、 新动向。推动高原气象学及相关学科的发展， 促进国内外学术交流， 传播高原气象学和全球气候变化相关的科学知识， 为国民经济发展和西部大开发战略服务。重点报导青藏高原以其强烈的隆升， 独特的自然环境、 丰富的自然资源和对周边地区气候与环境的深刻影响， 及邻近地区的天气气候及大气物理、 化学等的观测事实， 大气环流理论， 预报预测方法， 高原大地形的动力和热力影响等， 也报导相关学科的研究成果， 本刊设学术论文、 短论、 研究简报、 学术讨论、 经验交流和综合评述等栏目。
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    青藏高原土壤砾石对能量水分输送的观测与模拟研究

    陶星宇吕世华刘宜纲罗江鑫...
    376-390页
    查看更多>>摘要：为了检验耦合了 CLM4.5的区域气候模式RegCM4.7在加入砾石参数后对青藏高原土壤能量水分输送长期的模拟效果,因此选择青藏高原阿里站、那曲站、玛多站的观测数据和中国全球陆面再分析40年产品(CRA/Land)-逐日产品(陆面产品)对模式的模拟效果进行检验.结果表明:土壤温度的模拟效果较好,并且土壤深层较浅层相关系数更高,含砾石数据与再分析数据的偏差更小,多年数据的平均变化趋势更加统一;相较于土壤温度,土壤湿度的模拟效果稍差,尤其是在青藏高原中部,但是在青藏高原东部与西南部,模拟效果有较大提升,与再分析数据的偏差明显减小.通过连续多年的模拟发现,模式的模拟效果并未随着参数化方案的优化而逐年提升,而是在一定范围内波动,且每一年的模拟效果都较原模式在相关系数及均方根误差方面有所提升.

    青藏高原RegCM4.7土壤湿度土壤温度

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    土壤砾石参数化对一次高原低涡形成发展影响的数值模拟

    程攀吕世华孙虹雨罗江鑫...
    391-403页
    查看更多>>摘要：为了验证陆面过程模式砾石参数化方案在青藏高原上的天气过程的模拟能力,本文通过耦合了砾石参数化方案CLM4.5的区域气候模式RegCM4,对一次高原低涡个例进行模拟研究,利用模拟的500hPa高空形势场、2 m温湿度和土壤温湿度等数据,结合ERA5资料对比验证分析.结果表明:加入砾石参数化方案的RegCM4对本次高原涡个例模拟效果整体较好;在500 hPa高空形势场中,新方案比旧方案更为准确地模拟出高原涡中心位置和涡区温度场特征;在高原涡生成和发展阶段,新方案模拟的2 m温度和相对湿度效果明显较旧方案强,为低涡的生成和发展提供有利条件;在土壤温湿度的模拟中,加入砾石后提升了土壤的导热率和导水率,使高原涡在初生和发展阶段提供更好的土壤热力和水分条件;高原涡消亡阶段,新方案使浅层土壤温度下降,深层土壤温度升高;在500 hPa反气旋性环流地区,新方案模拟的土壤体积含水量较旧方案偏低,而当青藏高原高空无强烈天气系统时,新旧方案在土壤体积含水量的模拟表现差别不大.在高原涡整个生命史中,新方案在浅层土壤温度的模拟明显优于旧方案,而在土壤体积含水量模拟中第1层效果最好.

    青藏高原砾石参数化RegCM4CLM4.5高原涡

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    近60年来藏东南降水变化及其对土壤温度与冻融过程的影响

    董晴雪罗斯琼文小航王景元...
    404-419页
    查看更多>>摘要：利用1960-2019年藏东南地区9个气象站的降水、土壤温度、土壤冻结深度、积雪深度等观测资料,分析了藏东南地区近60年来降水的年际、季节以及月变化特征,讨论了降水变化与土壤温度、土壤冻融变化的关系.结果表明:藏东南降水分布以念青唐古拉山为界,南部降水较多北部降水较少.从变化趋势来看,近60年来该地区降水量总体呈先下降后上升再下降的变化趋势,转折点发生在1980年和2000年前后;1980-2019年近40年降水空间上主要表现为北部增多南部减少;而2000-2019年近20年降水呈明显的减少趋势.季节降水分配上,多数站点以夏季占主导,部分站点(察隅、波密)春、夏、秋三季降水均较多;而变化上表现为夏季降水减少而其他季节增多,与印度季风减弱对应降水减少相一致;其中6月显著减少,3、4月显著增多.土壤温度和冻融期变化对气温变化响应非常敏感,降水变化也起到重要作用.在冻融期降水作为热源起升温作用,加速冻土融化,减缓冻土冻结;非冻融期降水作为冷源起降温作用,降低土壤温度.在12、1月降水为降雪,增大地表反照率使土壤温度降低.空间上,在冻融期较长、冻结深度较深的地区,降水降温机制和升温机制均比较明显;而在冻融期较短、冻结深度较浅的地区,降水多表现为降温作用.

    藏东南降水土壤温度冻融过程相关性分析

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    三江源地区降雪量演变特征及其对径流的影响

    刘义花李红梅申红艳刘绿柳...
    420-429页
    查看更多>>摘要：利用1961-2019年三江源地区19个气象台站逐日气温、降水量等气象观测数据,分析了三江源地区降雪量、降雪日数和雪雨比的时空演变特征及其对径流量的影响.结果表明:(1)1961-2019年三江源地区平均降雪量为146.5 mm,降雪量以14.8 mm·(10a)-1的速率在减少,1985-1999年为降雪量偏多期,2000年以来为降雪量偏少期;(2)三江源地区年平均雪雨比以4.0％·(10a)-1的速率在减少,长江源区西部及黄河源区西部是雪雨比减少最为明显的区域,其余地区减少速率相对缓慢;(3)三江源地区年平均降雪日数为91天,曲麻莱、五道梁、沱沱河一带以及黄河源区中西部是降雪日数的大值区,降雪日数以14d·(10a)-1的速率在减少,黄河源区西部是降雪日数减少最为明显的区域;(4)三江源地区各月降雪量及降雪日数均呈双峰型分布,降雪量和降雪日数最多出现在5月,小雪易出现在3月或4月,中雪和大雪以上量级在秋末、春季出现的概率最高;(5)随着海拔的抬升,降雪量和降雪日数增加,随经度的增加而减少;冷季降雪量多的年份,径流量也随之增大,且径流量相对于降雪量的响应滞后.

    三江源地区降雪量降雪日数雪雨比径流量

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    不同初始场及陆面方案对青藏高原中东部积雪消融过程的模拟研究

    姜琪罗斯琼李明
    430-443页
    查看更多>>摘要：基于WRF(Weather Research and Forecasting)模式,本研究使用更为准确的气象站点及卫星遥感积雪资料替换初始场中积雪深度、雪水当量等积雪数据,对2014年2月17-27日青藏高原中东部一次积雪消融过程进行模拟研究,评估 WRF模式中 CLM(Community Land Model)、Noah-LSM(Noah land sur-face model)和 Noah-MP(Noah-Multiparameterization Land Surface Model)3种陆面过程方案对该次积雪消融过程的模拟性能.结果表明:3种陆面过程方案均能较好地再现2 m气温、积雪深度和反照率的日变化趋势,但各试验模拟效果有一定差异.气象站点及卫星遥感积雪资料作为初始场时,CLM陆面过程方案模拟的2 m气温平均误差最小,为0.002℃;Noah-LSM陆面过程方案中2 m气温均方根误差(4.01℃)和平均绝对误差(3.30℃)最小,但昼夜温差较观测显著偏小;同时CLM陆面过程方案模拟的积雪深度均方根误差、平均误差和平均绝对误差均最小,分别为4.70 cm、-1.25 cm和2.75 cm,但该方案对融雪速率有所高估,导致积雪消融时间被低估.Noah-LSM和Noah-MP陆面方案模拟的融雪速率与观测较为一致.3种陆面过程均能较好地再现积雪消融阶段反照率整体呈下降的趋势,但反照率日变化细节均有所欠缺.初始场积雪数据使用ECMWF Reanalysis v5(ERA5)数据集时,CLM陆面过程方案表现最优,再现积雪反照率变化特征,日变化特征与观测较为一致;Noah-LSM和Noah-MP陆面过程方案不能再现反照率日内变化,且低估新雪反照率.CLM陆面过程方案能再现积雪消融过程中净辐射逐渐增大的特征,且峰值与观测相近,同时也能模拟出地表与大气,地表与浅层土壤的能量传输.本研究将为青藏高原积雪模拟陆面方案的选取提供参考依据.

    青藏高原积雪WRF模式陆面过程

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    青藏高原东部多、少雪年地表能量和水分特征对比研究

    王梓月罗斯琼李文静王景元...
    444-464页
    查看更多>>摘要：青藏高原积雪对地表能量和水分交换有重要影响.本文通过选取青藏高原东部玛多、玛曲和垭口3个站点多雪年和少雪年的气象资料,对比分析了多雪年和少雪年的地表能量和土壤水热特征.结果表明:在地表辐射平衡方面,多雪年或积雪较多的时期可以反射掉较多的向上短波辐射.玛多站多雪年反射掉的向上短波辐射是少雪年的2.3倍,玛曲站主要积雪期(3-5月)中多雪时期比少雪时期多反射掉10.07W·m-2的向上短波辐射,垭口站多雪年的年平均向上短波辐射分别比两个少雪年高出37.49W·m-2和31.92W·m-2.多雪年或积雪较多的时期还可以减少向上长波辐射的发射.玛多站多雪年与少雪年向上长波辐射的差值在整个研究时段中基本为负,垭口站两个少雪年在当年12月初到次年1月和次年2月末到4月初这两个时段,积雪越深,向上长波辐射值越小.向上短波和向上长波辐射的差异使得多雪年的地表净辐射少于少雪年.不论多雪年还是少雪年,土壤热通量的值都很小,地表能量分配主要以感热通量和潜热通量为主.玛多站少雪年以感热通量为主且感热通量为正,但多雪年感热通量为负;玛曲站的3-5月,多雪年的降雪较少雪年集中,多雪年地表能量分配以潜热为主,少雪年地表能量分配以感热为主.两个站点多雪年土壤热通量由负转正的时间均晚于少雪年.由于积雪的保温效应,多雪年土壤温度高于少雪年,且地表温度与大气温度的差值较大,大气湿度的平均值也大于少雪年;土壤进入冻结期后,各个土层深度上土壤含水量随时间的改变减弱,玛多站在5 cm深度多雪年土壤含水量明显大于少雪年,玛曲站少雪年10～40 cm的土壤含水量变化更明显,垭口站20～160 cm各层土壤多雪年冻结时间晚于少雪年.

    青藏高原积雪多、少雪年土壤水热地表能量

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    三江源区域夏季降水异常的水汽输送及源地特征的研究

    杨显玉吕雅琼文军孟宪红...
    465-476页
    查看更多>>摘要：三江源作为中国长江、黄河、澜沧江三条大河的发源地,其水汽来源和输送对于下游地区的天气和气候具有重要影响.根据1994-2019年三江源地区的夏季降水数据表明,三江源地区的夏季7月降水量表现为多次的正负异常交换特征,正异常最强的为2012年(+1290 mm),负异常最强的为2015年(-802 mm).本研究在此异常时段采用基于拉格朗日方法的FLEXPART模式进行模拟,后向追踪在研究时段内所有到达三江源区域的气块,着重分析了三江源在降水异常时段的水汽输送特征和水汽源地并评估了不同水汽源地对三江源区域内降水的贡献率.结果表明:三江源的水汽输送通道主要为南北两支,在降水正异常时段通过南支输送从青藏高原北侧、西侧和南侧进入三江源为主,在降水负异常时段通过北支输送从青藏高原北侧进入三江源为主,三江源的降水量越小,南支输送越弱,北支输送越强.三江源的潜在水汽源地对三江源区域内降水贡献最为重要的是青藏高原北侧,其次是青藏高原西侧和三江源本地,还有部分源地为青藏高原南侧、阿拉伯海和孟加拉湾.青藏高原北侧在三江源降水负异常期间对三江源降水的贡献率有所增加,而其他水汽源地的贡献率减小.

    三江源水汽输送降水异常FLEXPART

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    2014年夏季一次那曲强降水的诊断分析和水汽来源的模拟研究

    曾钰婷张宇王熙瞾郝倚天...
    477-488页
    查看更多>>摘要：青藏高原作为"亚洲水塔",研究其降水来源对我国水安全和水资源利用有重要意义.采用诊断分析和拉格朗日模式模拟的方法,对高原涡引起的一次那曲强降水进行了分析研究,确定了那曲地区的水汽来源并进一步量化了水汽源区对研究区夏季降水的贡献.结果表明:那曲上空上升运动强烈,且具备良好的水汽条件.有多次多个强对流云团相继生成,形成短时强降水.影响降水的绝大多数目标气块来自目标区域以南的相对较低的大气层,可追溯到孟加拉湾、阿拉伯海和印度洋.此外,青藏高原以西路径有一小部分目标气块来自中、低层大气.高层水汽主要为南亚高压反气旋输送.少数气块来自中国东部和南海.西边界和南边界的水汽输送为本次那曲强降水的主要来源,水汽源区主要为印度洋、阿拉伯海、印度、孟加拉湾、新疆和中亚.来自印度洋和阿拉伯海的水汽对降水区起到了关键的水汽贡献,局地水汽贡献忽略不计.

    强降水诊断FLEXPART水汽追踪

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    夏季南亚高压和西太副高活动特征指数与中国东部降水分布的联系

    雷显辉宋敏红张少波
    489-501页
    查看更多>>摘要：为了进一步研究夏季南亚高压(South Asia High,SAH)与西太平洋副热带高压(West Pacific Sub-tropical High,WPSH)活动特征指数变化及其互动作用对我国东部降水的影响,利用2001-2020年高分辨率ERA5再分析资料分析了南亚高压和西太副高的夏季逐候强度指数、面积指数、脊线位置和东西伸脊点的演变特征,并针对两者同强同弱和经纬向位置远近情形下对比分析了两者互动作用对我国东部降水的影响.结果表明:(1)南亚高压和西太副高的强度指数与面积指数变化均呈较明显的正相关,特别是南亚高压的脊线位置、强度指数和面积指数的变化有较好的一致性,即:南亚高压脊线越偏北(南),其强度和面积指数均越大(小).(2)夏季南亚高压东伸脊点和西太副高西伸脊点的逐候平均位置变化具有"相向而行、相背而去"的互动趋势,南亚高压纬向位置的突变晚于经向位置的突变,间隔时间约4候.(3)两者同强同弱年与我国东部降水有较好的相关性,即当两者同时偏强(弱)时,长江中下游地区降水偏多(少),华南地区降水偏少(多).两者经纬向相对位置的异常对我国东部降水有一定的影响,即:当两者经纬向异常靠近时,黄河下游至出海口区域降水偏多,江南、西南地区降水偏少;而当两者经纬向异常远离时,西南地区降水偏多,长江中下游地区降水偏少.

    南亚高压西太副高降水特征指数逐候变化

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    青海高原短时强降水天气的葵花-8卫星监测预警特征对比分析

    朱平肖建设
    502-514页
    查看更多>>摘要：为获得青海高原(以下简称高原)对流云团的强降水监测预警特征和预警方法,使用葵花-8卫星数据跟踪识别高原典型强降水天气过程的对流云团,计算并分析具有提前预警意义的云团特征参数.结果表明:(1)本文提出的对流云团识别的改进多通道法,经与传统多通道法对比检验,证明所得云团更接近对流主体,该方法适用于高原对流云团识别.(2)对流形成到成熟阶段,特征参数起伏变化,但红外与水汽通道亮温差(DTB13)和云顶亮温(Tmin)整体下降,云顶亮温梯度(GTmax)整体上升;在对流发展阶段仅红外1和2通道亮温差(DTB12)平均可达预警极值,在成熟阶段则是Tmin、DTB13、GTmax、深对流指数(DCI)等平均可达预警极值.高原上强降水天气的对流云多发展成深对流,降水发生在云团特征参数极值附近,短时强降水发生在深对流云区内特定云顶(上冲云顶或近似上冲云顶)所在特征参数极值区内或边缘附近.(3)特征参数极值对一般降水和强降水的开始时间分别提前0～1 h和0.5～4.5 h出现,在西风型流场下对强降水开始的提前时间相对较长.降水开始前,副高型流场下对流云团向深对流发展变化最剧烈,表现为DCI和GTmax平均最大,且DTB12均值最小,而西风型流场下积云发展相对弱.降水开始后,西风型流场下的深对流相对浅但云顶变化仍剧烈,表现为DCI和Tmin均值分别更低,但GTmax和DTB13平均更大,而在低涡切变型流场下的对流发展相对较深厚.(4)提出高原短时强降水天气的对流云团预警方法为:当对流云团发展到具有特定云顶,其所在尺度为50 km范围云区的Tmin≤223 K、DCI≥20 K、GTmax≥18 K、DTB12≤0K、DTB13≤3 K等同时满足时,可预警在该范围内将产生或继续产生短时强降水,经检验该预警方法在高原深对流云短时强降水预警中的实用性较高.

    青海高原葵花-8卫星云团识别监测预警参数短时强降水大气流场

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