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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。
正式出版
收录年代

    1979-2018年青藏高原不同地区积雪季极端降水水汽来源分析

    王卫国李弘毅朱小凡谢泽明...
    1367-1383页
    查看更多>>摘要:水汽是青藏高原水文循环的重要组成部分,对青藏高原地区的降水、水资源等有着重要的影响.本文利用FLEXPART方法,研究了 1979-2018年青藏高原4个区域(青藏高原北部NEQXP、西北地区NWQXP、东南地区SEQXP和西南地区SWQXP)积雪季极端降水的水汽来源及相对贡献.研究表明:(1)NEQXP、NWQXP和SWQXP的年极端降水量和年极端降水日数显著增加,而SEQXP则不显著.(2)青藏高原4个区域极端降水的水汽贡献存在明显差异,SEQXP和SWQXP极端降水主要由阿拉伯海和孟加拉湾的水汽控制,而对NEQXP极端降水贡献最多的是本地蒸发,中亚地区的水汽对NWQXP极端降水的贡献占据主导地位.(3)阿拉伯海孟加拉湾地区、地中海地区、北非阿拉伯半岛地区、SWQXP、中亚地区和NWQXP逐年持续的水汽供应,引起NWQXP逐年极端降水的增加;而NEQXP极端降水增加更多是因为NWQXP逐年水汽增加;SWQXP极端降水增加是因为中亚地区和SWQXP逐年持续水汽的供给导致.这些结果有助于加深对青藏高原内部水汽循环差异和极端降水事件的认识,并从水汽来源的角度解释当前极端降水逐年增加的机制.

    青藏高原极端降水积雪季FLEXPART方法水汽来源

    青藏高原春季积雪对北半球夏季季节内振荡的影响

    曹言超王晓春
    1384-1398页
    查看更多>>摘要:利用中国科学院西北生态环境资源研究院提供的1981-2016年雪深资料,分析了青藏高原春季雪深异常对北半球夏季季节内振荡(Boreal Summer Intraseasonal Oscillation,BSISO)的影响.BSISO包括周期为30-60天的BSISO1模态和周期为10~30天的BSISO2模态.结果表明,当青藏高原积雪偏多(偏少)时,与BSISO1相关的对流在印度、孟加拉湾以及"海洋性大陆"(Maritime Continent,MC)区域偏多(偏少),而在南海和西北太平洋区域偏少(偏多);与BSISO2相关的对流在北印度洋、MC以及东海南海区域偏多(偏少),而在西北太平洋区域偏少(偏多).高原积雪可以通过改变背景风场以及湿度场来影响BSISO1的对流活动.当高原春季积雪异常增多(减少)时,垂直东北风切变在北印度洋区域增强(减弱),北印度洋与孟加拉湾间的湿度梯度增加(减小),有(不)利于与BSISO1相关的对流活动传播到孟加拉湾及MC区域;MC区域水汽减少(增多),不(有)利于与BSISO1相关的对流活动继续传播到南海和西北太平洋区域.

    年际变化北半球夏季季节内振荡青藏高原积雪异常

    亚洲季风区内北半球秋季哈德莱环流特征及其与热带海温之间关系

    杜梦莹李艳冯娟
    1399-1409页
    查看更多>>摘要:利用1979-2020年英国气象局哈德莱中心海冰和海表面温度数据集以及NCEP再分析资料,分析了北半球秋季亚洲季风区内哈德莱环流(Hadley Circulation,HC)特征及其与热带海温之间的关系.结果表明:近42年秋季区域HC表现为非赤道对称,上升支位于赤道附近,下沉支位于副热带地区.区域HC的第一模态(EOF1)占比59%,空间分布表现为非赤道对称,北部分支为主体且大于南部分支,上升支位于赤道以南;时间系数主要表现为年际变化,且与ENSO(El Nino-Southern Oscillation)事件有关.在拉尼娜(La Niña)事件发生期间,由于热带印度洋(Tropical Indian Ocean,TIO)的海温表现为显著的负异常且北半球TIO的异常降温大于南半球TIO,进而导致TIO出现异常的经向梯度从而促进EOF1模态的形成.第二模态(EOF2)占比15%,其空间分布表现为南部分支范围与区域HC上升支范围一致,时间分布表现为增长的趋势,而上升支的范围与亚洲季风区TIO南北两个半球海温的增暖趋势相关,由于北半球TIO的增温速率快于南半球TIO,从而导致区域HC上升支的范围偏北.

    区域哈德莱环流LaNiña事件ENSO海表面温度热带印度洋

    中国冬季大范围持续性低温事件低频特征及其与大气低频振荡的联系

    谭赢李丽平施春华毛炜峄...
    1410-1424页
    查看更多>>摘要:利用1980-2017年国家气象信息中心提供的2481站逐日气温和NCEP/NCAR逐日再分析资料,对比研究了大气低频振荡对中国冬季三类(即:全国类、东北类和东部类)大范围持续性低温事件(以下简称事件)的影响差异.结果表明:20世纪80-90年代初和21世纪00年代后期以来事件偏多,冬季温度均具10~30天显著周期.通过对对流层大气环流场分析发现,在低层三类事件主要受低频西伯利亚高压(Siberian high,SH)影响,SH在全国类最强,东北类最弱;SH范围在全国类最大,南边界可达长江以南,在东北类和东部类中偏东.此外偏西的低频阿留申低压也是影响东北类事件的主要低频系统之一.在中层,全国类和东部类事件均有低频横槽转竖并和东亚大槽合并的过程,横槽在全国类中纬向尺度更大,东北类主要受东北冷涡度的影响.在高层,在全国类事件中温带急流整体持续偏弱,副热带急流整体持续偏强;东北类温带急流西强东弱,副热带急流西弱东强;东部类中温带急流整体持续偏弱,且偏弱程度大于全国类,副热带急流西强东弱.要分别关注低频500 hPa高度场上-12天(全国类)、-9天(东北类)和-10天(东部类)的西部预测信号,以及-12天(全国类)的东部信号.

    持续性低温事件中国冬季大气低频振荡延伸期预报

    副热带西风急流与中亚夏季降水的关系

    任国强赵勇
    1425-1434页
    查看更多>>摘要:基于美国国家环境预测中心(NCEP)/美国国家大气研究中心(NCAR)提供的大气环流再分析数据和全球降水气候中心(GPCC)提供的逐月降水数据,研究了副热带西风急流与中亚夏季降水的关系.结果表明,当副热带西风急流位置偏南时,中亚上空受异常气旋控制,印度半岛上空的异常反气旋将阿拉伯海的水汽向北输送,并通过中亚上空的异常气旋接力输送至中亚上空,导致中亚夏季降水偏多,反之亦然.青藏高原夏季风和热带印度洋海温是影响中亚副热带西风急流位置移动的重要因子.当热带印度洋海温整体暖异常时,南亚夏季风减弱,印度半岛降水减少潜热加热减弱,印度半岛西北侧对流层高层受异常气旋控制,导致中亚对流层中高层气温偏低;当青藏高原夏季风偏强时,高原降水增多潜热加热增强,高原西北侧对流层高层对应反气旋环流,导致中亚对流层高层气温偏低.二者共同导致中亚对流层中高层温度降低,形成异常气旋环流,导致中低纬西风加强,中高纬西风减弱,对应副热带西风急流南移,反之亦然.

    青藏高原季风副热带西风急流热带印度洋增暖中亚干旱区夏季降水

    内陆河流域浅山区土壤水热时空动态及其对气象因子的响应

    程文举席海洋司建华陈雨晴...
    1435-1445页
    查看更多>>摘要:内陆河流域浅山区土壤水热变化过程对整个内陆河地区有着重要的意义.本研究采用实地监测的气象数据和土壤水热数据,分析了内陆河浅山区西土沟流域土壤水热的时空变化特征和对气象因子的响应关系.结果表明:(1)上游山区土壤含水量在不同深度均有变化,而中下游仅在土壤表层或次表层有变化,浅山区灌丛草地、林地和荒漠草地的土壤水分年内变幅大于其他下垫面.土壤温度与土壤水分的年内变化和空间变化趋势一致,海拔越高,土壤温度越低.(2)不同海拔和下垫面状况下,土壤水分对降水的响应存在较大差异,上游山区降水量可以解释至少88%的土壤含水量变化,而中下游单次降水量低至4 mm以下时,仅能对表层0~20 cm的土层产生影响,当单次降水量不足2 mm时,无法对土层含水量产生影响.(3)0-20cm深度的土层温度对气温变化的响应较为敏感,在流域上游,土壤温度对气温的响应存在4.5 h的滞后.(4)西土沟流域下游的土壤水分受到间歇性洪水的渗漏补给,使夏季土壤含水量较高,与气温变化趋势较一致.

    内陆河浅山区土壤含水量土壤温度气象因子响应

    中国中低海拔地区三类强对流天气环境条件的基本气候特征

    田付友张小玲曹艳察孙建华...
    1446-1459页
    查看更多>>摘要:短时强降水、雷暴大风、冰雹等不同类型强对流天气的预报预警准确性亟待提高,对不同类型强对流天气环境特征异同的准确了解是提供准确预报预警的基础.本研究针对我国海拔低于2500 m地区超过20 mm·h-1的短时强降水、最大阵风风力大于17.2 m·s-1的对流性大风和直径大于5 mm的冰雹三类强对流天气,基于2002-2010年4-9月小时降水和冰雹实况、2010-2014年4-9月的雷暴大风实况及2002-2014年 4-9月的 l°×l° NCEP FNL(National Center for Environmental Prediction,Global Final Anal-ysis)资料,以NCEP FNL一天4次的时刻(02:00、08:00、14:00、20:00,北京时)为中心,通过时空匹配处理,对三类强对流天气的绝对水汽含量、相对水汽含量、静力稳定度参数、低层抬升触发与垂直风切变条件、特性层高度及部分物理量的联合分布等环境气候特征进行了研究.结果表明,华南是短时强降水的高发区域,华北中北部和华南南部是雷暴大风的两个高发区域,华北中北部是冰雹的高发区域.短时强降水主要集中在夏季,雷暴大风在夏初和夏末各有一个峰值,冰雹主要在春末夏初.短时强降水整层温度露点差小所体现的相对湿度大的特征明显,雷暴大风和冰雹低层温度露点差大的特征明显.三类强对流天气的大气水汽含量(total precipitable water,PWAT)、相对湿度、垂直温度递减率和零度层高度(height of 0℃ temperature above the sea surface,Z0)差异显著.三类强对流天气的PWAT中值分别为56.0 mm、33.4 mm和22.2 mm.短时强降水的主要PWAT区间为50.4~63.4 mm,雷暴大风为19.5~49.8 mm,冰雹为13.9~28.1 mm.当PWAT超过42.3 mm时几乎不会出现冰雹.短时强降水与雷暴大风和冰雹的环境相对湿度均有一定的区分度.热力表征量中850hPa和500hPa温差(TD85)及温度递减率(TLR85)对三类强对流天气的区分能力更为显著,短时强降水多出现在TLR85小于5.5℃的湿绝热环境中,冰雹多出现在TLR85大于7.0aC的偏强温度递减率环境中.仅有少于5%的短时强降水和冰雹具有类似的Z0环境,而雷暴大风的Z0与短时强降水和冰雹均有重叠.0~6 km垂直风切变(SHR6)对三类强对流天气的区分度优于0~1 km(SHR1)和0~3 km垂直风切变(SHR3).短时强降水常出现在高PWAT、高相对湿度和高Z0的环境中,冰雹常出现在低PWAT、低相对湿度和低Z0的强温度递减率环境中.物理量的联合分布显示,雷暴大风存在两个显著不同的高概率密度区,分别与短时强降水和冰雹的高概率密度区重叠,主要与环境PWAT有关,原因有待于进一步确认.

    环境条件短时强降水冰雹雷暴大风气候特征

    一次入海气旋在黄渤海造成的海雾过程分析

    柳龙生黄彬
    1460-1470页
    查看更多>>摘要:利用0.25°×0.25°逐小时ERA5再分析数据、中国气象局地面观测资料和卫星遥感监测资料对2020年5月2-4日移人黄海的温带气旋引发大范围的海雾过程进行了分析,结果表明:(1)本次海雾主要发生在入海气旋的西侧和北侧,同时具有平流冷却雾和锋面雾的性质.(2)黄渤海雾发生期间气海温差在0.5~2.5℃,2 m高度露点温度略高于海温.(3)在气旋西侧和北侧都出现了雨转雾的现象,并且从青岛L波段雷达监测温度廓线显示在500 m和1500 m高度上出现"双逆温".(4)气旋造成的湿空气辐合是本次海雾过程的重要水汽来源,降水的加湿和蒸发冷却效应同样使得近海面大气饱和度快速增长.(5)黄渤海大部海域感热通量和潜热通量均为负值,湍流热通量主要表现为大气向海洋输送,气旋造成的垂直风切变增强了大气机械湍流,使得大气和海洋进行充分的热量交换从而促进海雾在垂直方向发展.

    海雾温带气旋气海温差逆温层湍流热通量

    柴达木盆地东北缘山区和平原区雨滴谱特征对比研究

    彭旺李琼魏加华乔禛...
    1471-1480页
    查看更多>>摘要:利用2020年7-9月在柴达木盆地东北缘宗务隆山不同海拔处的雨滴谱观测资料,对不同降雨强度下不同粒径雨滴微物理参量的贡献、粒径-粒子数浓度平均谱、微物理特征参量和反射率因子-降雨强度(Z-R)关系展开研究.结果表明:雨滴数密度主要由小雨滴贡献,中雨滴和大雨滴则是反射率因子Z、降雨强度R和液态水含量W的主要贡献,大雨滴对Z、R和W的贡献在海拔较高的山区站占比更高.山区站在小雨、中雨和大雨时的谱宽更宽,且在不同降雨强度下大雨滴端的粒子数浓度要更高,地形的抬升对较大雨滴的N(D)有明显的促进作用.质量加权平均直径(Dm)随海拔升高而增大,R更高时雨滴直径也越大.广义截断参数(Log10Nw)会随降雨强度升高而先增大后有所减小,较小雨滴是构成降雨的主要来源,柴达木盆地降雨有其独特的雨滴谱结构特征.山区站Log10Nw与Dm的分布更为离散,且山区站相比平原站Log1oNw偏低而Dm偏高.若采用统一的降水估测公式Z=300R1 4会产生对降雨量的高估,山区站点降雨的高估更严重.

    柴达木盆地雨滴谱地形微物理特征参量Z-R关系

    关中北部一次暴雨水汽条件及不稳定分析

    郭大梅潘留杰李明娟屈丽玮...
    1481-1491页
    查看更多>>摘要:2019年9月13-14日关中北部出现暴雨天气,这次暴雨开始时关中北部地区位于冷锋后地面冷高压中和700 hPa横切变线的北侧,探空图上中低层是锋面逆温稳定层结,中低层以下是深厚的冷垫,地面能量较低,没有对流不稳定,低层水汽不足,短期时效内暴雨漏报.为了研究此次过程中的水汽条件和不稳定机制,为今后此类暴雨预报提供有价值的预报思路,利用常规地面高空观测、欧洲中心细网格模式预报等资料对其水汽条件和不稳定进行诊断分析,结果表明:较强降水期间关中北部水汽的大值区集中在700hPa,700 hPa随时间而增强的偏南风为其提供了充沛的水汽,700hPa比湿大值区、切变线随着增强的偏南风北移至关中北部,这为关中北部暴雨提供了较强的水汽辐合条件,因此,为关中北部提供充沛水汽的偏南风能否随时间而增强是其暴雨能否发生的关键.而偏南风增强与高低空急流的耦合和凝结潜热释放有关,暴雨区高低空急流耦合形成的次级环流上升支有利于暴雨区中低层减压,西太平洋副热带高压和暴雨区之间的气压梯度加大,这将使西南低空急流加强并向东北方向移动,移动后的低空急流在其前方辐合上升造成新的暴雨区,这将形成低空急流和暴雨的正反馈,西南低空急流随着时间向东北方向移动,造成关中南部地区出现低空急流和关中北部偏南风增强;暴雨区凝结潜热释放有利于上升运动,使得中低层减压,这同样造成关中南部形成偏南风急流、关中北部偏南风增强.可见,高低空急流耦合和凝结潜热释放通过影响偏南风而间接影响关中北部暴雨区水汽条件.关中北部暴雨的不稳定机制是条件性对称不稳定.700~600 hPa关中北部暴雨区有着较强的垂直地转风切变和向北的水平地转风切变使得等地转绝对动量倾角较小,偏南暖湿气流输送水汽和能量使得等饱和相当位温面倾角较大,这一区域存在条件性对称不稳定即等饱和相当位温面的坡度大于等地转绝对动量坡度的区域.当冷锋上空偏南气流沿着锋面爬升至关中北部暴雨区辐合上升至700~600 hPa条件性对称不稳定区域,产生倾斜对流,使得降水强度增大,这也是造成关中北部暴雨天气的原因之一.在西太平洋副热带高压南撤东退及地面冷高压的形势下,暴雨预报需考虑西太平洋副热带高压的走向,高低空急流耦合、凝结潜热释放对低空急流及偏南风的影响,有可能出现的条件性对称不稳定机制,结合数值模式,综合考虑暴雨的可能性.

    暴雨偏南风高低空急流耦合凝结潜热条件性对称不稳定