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青藏高原东部暴雨云团局地强降水响应特征

遥感学报 2014年第2期18卷 405-431页

作者：朱平李生辰王振会肖建设南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室江苏南京210044 南京信息工程大学大气物理学院江苏南京210044 青海省气象台青海西宁810001 青海省气象科研所青海西宁810001

为研究青藏高原(简称"高原")东部暴雨云团的局地强降水响应特征,使用FY-2卫星红外通道数据,选择降水开始前4小时直到降水结束后2小时的时段,对高原东部19次典型局地暴雨过程分两种方式进行云团分析,第一种方式为针对测站上空7×7像元范... 详细信息

为研究青藏高原(简称"高原")东部暴雨云团的局地强降水响应特征,使用FY-2卫星红外通道数据,选择降水开始前4小时直到降水结束后2小时的时段,对高原东部19次典型局地暴雨过程分两种方式进行云团分析,第一种方式为针对测站上空7×7像元范围的云团进行云顶温度变化等相关分析,第二种方式为对关键四省范围内的云团进行识别和追踪,并计算对流云团参数。对暴雨云团的雷达回波特征也进行了分析。结果表明:(1)7×7像元范围红外各通道的云顶温度变化趋势一致,降水阶段云顶温度先降后升,云顶温度梯度先升后降。云顶温度梯度极大值Gmax的峰值和半小时内Gmax的最大上升变化值ΔGmax均出现在强降水前(0—11 h),Gmax峰值次数为1—2次,云顶温度极小值Tmin的谷值多出现在强降水之前,Tmin曲线斜率大值阶段对应Gmax的大值阶段,ΔGmax,Gmax和Tmin的极值分别可达到22.3℃,48.3℃和-90.3℃。(2)用7×7范围云顶温度及温度梯度建立的降水量级预报方程能较好地模拟小时降水量随时间的变化趋势且有一定的预报提前时间,预报误差在1个降水量级内。在考虑了Gmax峰值对强降水的贡献后R2由0.23提高到0.54,模拟的降水量峰值与真值峰值明显接近。(3)对流云团的识别追踪方法更简单有效,对形变较小的云团(相关系数≥0.5)的准确率为100%,对发生了合并或分裂等严重形变的云团(一般相关系数<0.5)的识别结果正确而追踪结果无效;(4)高原东部暴雨云团均为中-β—中-α尺度,水汽柱深厚但强度比低海拔地区更弱,测站暴雨开始之前多数有对流云团覆盖,若对流云团空间参数位置靠近测站,当空间距离至少小于或等于15个像距时降水或强降水将在几小时内产生。(5)暴雨云团在雷达回波图上表现为强降水超级单体风暴特征,且暴雨测站7×7范围Gmax峰值时刻对应有回波顶高度(18 dBz)的梯度极大值,红外1、红外2和红外3通道的Tmin谷值时刻分别对应回波顶高度极大值和垂直累积液态水含量的极大值。本研究结果对高原强对流云团的识别、跟踪及短时降水预报等具有重要参考价值。

关键词：红外通道局地暴雨云团识别和跟踪短时降水预报

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青藏高原“三江源地区”雨季水汽输送特征

气象学报 2009年第4期67卷 591-598页

作者：李生辰李栋梁赵平张国庆青海省气象台西宁810001 南京信息工程大学南京210044 中国气象科学研究院北京100081 青海省气象科学研究所西宁810001

利用40年NCEP/NCAR再分析资料和青藏高原三江源地区的降水资料,分析了三江源地区的水汽输送特征。研究表明:在东亚和印度季风驱动下的西南暖湿气流是三江源地区空中主要水汽来源,其次是来自西边界中东高压中的偏西气流和西风带中的偏北... 详细信息

利用40年NCEP/NCAR再分析资料和青藏高原三江源地区的降水资料,分析了三江源地区的水汽输送特征。研究表明:在东亚和印度季风驱动下的西南暖湿气流是三江源地区空中主要水汽来源,其次是来自西边界中东高压中的偏西气流和西风带中的偏北气流,这3种大尺度环流背景的气流汇集到三江源区,使该地区6—9月处在水汽辐合区内,同时在高原大地形的动力作用下,三江源地区近地面层维持定常的切变、低涡等天气系统,源源不断的降水为这一区域形成江河源头创造了条件。在水汽输入的各边界中,南边界季节变化特征显著,冬、春季水汽输入量小,夏、秋季水汽输入量大,9月达到全年的最大值。西边界的水汽输入量季节变化特征不明显,一年四季有水汽输入。北边界冬、春季水汽输入量小,夏、秋季水汽输入量大,6月达到全年的最大值。水汽输出主要在东边界。从三江源地区空中净水汽输入(输出)量收支的月际变化来看,6—9月水汽是收入的,5月收支平衡,10月到次年4月水汽是支出的,三江源地区的这种净水汽输入(输出)量收支的月际变化与该地区降水量的月际变化基本一致。冬、春季以西边界的水汽输入为主,夏、秋季以南边界的水汽输入为主。青藏高原三江源地区主要水汽输入边界的水汽通量近40年来呈现减少的变化趋势,这将影响到三江源地区未来的降水变化。

关键词：青藏高原三江源地区水汽输送

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青藏高原冬、夏季月平均气温及异常分布研究

高原气象 2000年第4期19卷 520-529页

作者：李生辰唐红玉马元仓张吉农青海省气象台青海省西宁市810001

利用西藏 (1 5个测站 )、青海 (38个测站 )冬季和夏季的月平均气温资料、运用EOF、REOF方法 ,得到了青藏高原冬、夏季气温异常的空间分布特征及时间变化趋势。分析表明 :青藏高原夏季气温场与冬季气温场前 1 0个RPC的累积方差贡献均在 9... 详细信息

利用西藏 (1 5个测站 )、青海 (38个测站 )冬季和夏季的月平均气温资料、运用EOF、REOF方法 ,得到了青藏高原冬、夏季气温异常的空间分布特征及时间变化趋势。分析表明 :青藏高原夏季气温场与冬季气温场前 1 0个RPC的累积方差贡献均在 90 %以上 ,表明青藏高原的气温无论是冬季还是夏季都具有收敛速度快的特点。经旋转后按方差贡献的大小将青藏高原冬季气温异常敏感区分为北部型、东南部型、边缘型、中部型和西部型。夏季分为东北型、东部型、南部型、柴达木型和西部型。青藏高原气温异常的分布不仅受到地形、地貌及海拔高度的影响 ,而且受到天气系统的影响。其中 ,冬季西风带气流的南北分支、冷空气的活动 ,夏季地面热低压、高原切变涡、印度西南季风和柴达木低涡对高原气温异常的分布起着决定性的作用。从时间趋势来看 ,80年代后青藏高原冬季气温呈上升趋势 ,夏季主要在高原的东北部、南部和西部亦呈上升趋势。

关键词：青藏高原夏季冬季月平均气温气温异常分布

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青藏高原东北部一次强暴雨过程环流特征分析

高原气象 2010年第2期29卷 278-285页

作者：李生辰巩远发王田寿青海省气象台青海西宁810001 成都信息工程学院四川成都610041 青海省西宁市气象局青海西宁810001

利用NCEP再分析资料,对2007年8月25日青藏高原(下称高原)东北部的强暴雨天气过程的影响系统、垂直环流特征、不稳定条件和水汽输送进行了分析和研究。结果表明:(1)强暴雨天气过程发生的主要影响系统是西伸到高原东部的副热带高压、生成... 详细信息

利用NCEP再分析资料,对2007年8月25日青藏高原(下称高原)东北部的强暴雨天气过程的影响系统、垂直环流特征、不稳定条件和水汽输送进行了分析和研究。结果表明:(1)强暴雨天气过程发生的主要影响系统是西伸到高原东部的副热带高压、生成于高原中部的热低压及自高原北侧移入的冷温槽。(2)高原东北侧的冷空气移上高原后,呈楔形插入高原南侧西南暖湿气流的下部,高低层之间产生的强风切变和暴雨区上空形成强盛上升气流是暴雨发生的有利环流条件。(3)热低压中的上升气流与冷锋后的下沉气流构成纬向(纬圈方向)闭合环流,经向(经圈方向)闭合环流是由高原热低压中的上升气流与副热带高压中的下沉气流构成的,垂直闭合环流的形成提供了稳定的上升气流和源源不断的暖湿气流,持续的降水造成了暴雨天气。(4)θse线的锋区进入暴雨区,配合强上升运动和高原中部热低压暖中心的加强伸展到高原东部,在暴雨中心区(36°N、102°E)附近上空的中低层之间产生了强的大气层结对流不稳定,是暴雨发生的稳定度条件。(5)由于高原中部热低压逐渐东移,在热低压东部和西伸副热带高压西部之间形成强暖湿气流带,将水汽源源不断地输送到高原东北部,同时冷空气通过祁连山进入高原东北部,在暴雨区上空形成偏南和偏西的强水汽辐合带,暖湿气流交汇造成强暴雨的发生。

关键词：青藏高原东北部强暴雨层结不稳定水汽输送

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青南高原汛期降水异常与水汽输送

冰川冻土 2008年第1期30卷 35-42页

作者：任雨张雪芹李生辰陶杰中国科学院地理科学与资源研究所青海省气象台青海西宁810001

根据地面气象站观测资料,分析1961—2004年青南高原汛期降水变化的区域特征,并依据NCEP/NCAR再分析资料分析了典型多雨和少雨年份的大气水汽输送.研究表明:青南高原汛期降水变化的区域性较强,其东北部、西部和中南部变化形势差异显著,... 详细信息

根据地面气象站观测资料,分析1961—2004年青南高原汛期降水变化的区域特征,并依据NCEP/NCAR再分析资料分析了典型多雨和少雨年份的大气水汽输送.研究表明:青南高原汛期降水变化的区域性较强,其东北部、西部和中南部变化形势差异显著,各区典型异常年份出现的时段和频率以及对应的水汽来源不同.其中,来自赤道西太平洋的水汽输送是青南高原东北部地区汛期降水的主要来源,而西北冷空气是降水形成的重要促进因素;西部地区汛期降水主要受到来自孟加拉湾水汽输送和西风水汽输送的影响,同时欧洲东部和西西伯利亚地区阻塞高压活动对其亦有一定影响;中南部地区汛期降水主要来源于西南季风的水汽输送,此外也受到欧亚中高纬环流形势的影响.

关键词：青南高原汛期降水异常水汽输送

低涡切变影响下河湟谷地两类强降水环境条件及成因对比

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气象 2022年第1期48卷 44-60页

作者：苏永玲李生辰胡垚张雪琦梅成红青海省气象台西宁810001 高原与盆地暴雨旱涝灾害四川省重点实验室成都610072 青海省气象科学研究所西宁810001

利用2018—2020近三年青海河湟谷地低涡切变影响下强降水天气个例地面观测、NCEP 1°×1°再分析、FY-2G云图相当黑体亮温温度、模式及雷达拼图等资料,对比分析相同环流背景影响下不同类型强降水环境条件和成因差异,以及初步评估模式预... 详细信息

利用2018—2020近三年青海河湟谷地低涡切变影响下强降水天气个例地面观测、NCEP 1°×1°再分析、FY-2G云图相当黑体亮温温度、模式及雷达拼图等资料,对比分析相同环流背景影响下不同类型强降水环境条件和成因差异,以及初步评估模式预报能力。结果表明:伴有雷暴、冰雹、雷暴大风等混合性强降水天气称为强降水Ⅰ型,以纯短时强降水为主的强降水天气称为强降水Ⅱ型。低涡切变是两种类型强降水的影响系统,强降水Ⅰ型400~300 hPa高空冷平流入侵促使低涡切变系统加强东移,地面冷锋发展在河湟谷地形成锢囚锋。强降水Ⅱ型受副热带高压西进阻挡,低涡切变系统和地面冷锋减弱消失;强降水Ⅰ型主要具有较强的高空干冷急流、高的下沉对流有效位能,较高的700 hPa和400 hPa温差以及强的垂直风切变均为强对流发生提供动力条件,产生的强天气以风雹类为主,而强降水Ⅱ型具有较高的0℃层和-20℃层高度、较高的抬升凝结高度,产生的强天气以短时强降水为主;强降水Ⅰ型云图特征主要表现为午后发展起来组织化程度高的冷涡云系,相当黑体亮温(TBB)初始中心数值在-45~-35℃,发展阶段TBB下降至-75~-40℃,强降水Ⅱ型云图特征主要表现为分散的块状对流云系,TBB初始中心数值在-35℃左右,发展阶段TBB下降至-70~-50℃;地面辐合线是两类强降水的触发系统,强降水Ⅱ型假相当位温数值大于强降水Ⅰ型,以热力强迫为主,强降水Ⅰ型垂直速度大于强降水Ⅱ型,以动力强迫为主;全球同化预报系统相比中尺度天气数值预报系统更具优势,ECMWF和CMA-MESO两种模式对500 hPa低涡切变有较好的刻画,ECMWF模式能较好模拟出对流有效位能,三家模式降水量级预报明显偏大、降水中心位置偏北偏西,而中国气象局中尺度天气数值预报系统CMA-MESO模式在降水预报方面略具有优势。

关键词：河湟谷地低涡切变短时强降水环境条件成因对比

青海“8.25”和“9.20”罕见暴雨过程对比分析

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北京农业（下旬刊） 2013年第A10期 176-177页

作者：王敏李生辰青海省黄南州气象局青海同仁811399 青海省防灾减灾重点实验室青海西宁810001 青海省气象台青海西宁810001

利用常规气象观测资料、卫星云图、自动站资料,对青海2007年8月25和2010年9月20日罕见暴雨过程,从天气形势、中尺度特征、云图演变以及地形等方面进行对比分析。结果表明,2次暴雨的影响系统是副热带高压、500 hPa低槽、700 hPa低涡和地... 详细信息

利用常规气象观测资料、卫星云图、自动站资料,对青海2007年8月25和2010年9月20日罕见暴雨过程,从天气形势、中尺度特征、云图演变以及地形等方面进行对比分析。结果表明,2次暴雨的影响系统是副热带高压、500 hPa低槽、700 hPa低涡和地面冷锋等,影响系统的强度和冷空气的势力"8.25""8.25"暴雨过程,云图演变上反映"8.25"是南部对流云系与西部短波槽云系结合,"9.20"是南部对流云与北部冷锋云系相结合。狭谷地形的抬升和收缩作用,对局地暴雨产生增幅作用。

关键词：暴雨影响系统物理量特征云图演变对比分析

青海高原1961-2013年积雪日数变化特征分析

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冰川冻土 2016年第5期38卷 1219-1226页

作者：王海娥李生辰张青梅魏国财西宁市气象台青海西宁810003 青海省防灾减灾重点实验室青海西宁810001 青海省气象科学研究所青海西宁810001 青海省气象台青海西宁810001

应用1961-2013年逐日积雪深度及气象要素资料,采用REOF、多元线性回归等方法,分析了青海高原积雪日数时空分布特征,探讨了各季节积雪日数与气温和降水的关系.结果表明:(1)青海高原积雪日数呈先增加再减少的变化趋势,1961年至20世纪90年... 详细信息

应用1961-2013年逐日积雪深度及气象要素资料,采用REOF、多元线性回归等方法,分析了青海高原积雪日数时空分布特征,探讨了各季节积雪日数与气温和降水的关系.结果表明:(1)青海高原积雪日数呈先增加再减少的变化趋势,1961年至20世纪90年代末呈增加趋势,其中1982年达到峰值为44天,2000-2012年呈减少趋势.(2)青海高原积雪时空分布不均,地域差异大,分为六个积雪气候区,主要特点为高原南部积雪日数最多且呈显著增加趋势;东部农业区、西部柴达木盆地积雪少且呈下降趋势.(3)冬、春季积雪日数有上升趋势,冬季较显著;秋季积雪日数有下降趋势.(4)各季节平均气温均呈上升趋势,是影响秋、春季积雪的关键因子;冬、春季降水量呈上升趋势,是影响冬季积雪的关键因子.青海高原冬、春季有暖湿化趋势.

关键词：青海高原积雪变化 REOF

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青海湖水面蒸发量变化的研究

气候与环境研究 2010年第6期15卷 787-796页

作者：时兴合李生辰安迪李栋梁苏忠诚中国气象局成都高原气象研究所成都610072 青海省气候中心西宁810001 青海省气象台西宁810001 南京信息工程大学南京210044

利用青海湖区1958～2007年气象、水文站的观测资料和江西沟、刚察沙柳河2个站20cm口径蒸发皿与E-601型蒸发量的对比观测资料,计算了月、季、年蒸发量,并应用气候诊断方法分析了蒸发量的年代际变化规律及其突变特征。结果表明:青海湖区4... 详细信息

利用青海湖区1958～2007年气象、水文站的观测资料和江西沟、刚察沙柳河2个站20cm口径蒸发皿与E-601型蒸发量的对比观测资料,计算了月、季、年蒸发量,并应用气候诊断方法分析了蒸发量的年代际变化规律及其突变特征。结果表明:青海湖区4～9月20cm口径蒸发皿湖水与淡水蒸发量的折算系数在0.91～0.97之间,5～9月E-601型与20cm口径蒸发皿蒸发量的折算系数在0.70～0.78之间,同期的蒸发量与温度、湿度、风速等因素关系密切。青海湖年蒸发量呈逐步减少的趋势,但其变化存在明显的阶段性。1958～1963年、1977～1981年、1998～2004年蒸发量增加,1964～1976年、1982～1997年、2005～2007年蒸发量减少。青海湖年蒸发量每25年发生一次突变,20世纪60、80年代蒸发量表现出不稳定,70、90年代是年蒸发量的相对平稳时段。青海湖降水量增多是导致蒸发量减少的最主要的原因之一。

关键词：青海湖水面蒸发量气候变化