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热带印-太海温与海河流域夏季降水的联合模态及降水预测应用

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地球物理学报 2024年第6期67卷 2069-2084页

作者：郝钰茜郝立生何丽烨程善俊天津市海洋气象重点实验室天津300074 天津市气候中心天津300074

利用1961—2020年中国站点观测降水资料和英国Hadley中心海表面温度资料,针对海河流域夏季降水预测困难的问题,通过多变量经验正交分解(MVEOF)方法的正、反向应用,分析了热带印度洋-太平洋前期海温变化与海河流域夏季降水异常年际变化... 详细信息

利用1961—2020年中国站点观测降水资料和英国Hadley中心海表面温度资料,针对海河流域夏季降水预测困难的问题,通过多变量经验正交分解(MVEOF)方法的正、反向应用,分析了热带印度洋-太平洋前期海温变化与海河流域夏季降水异常年际变化的联合模态特征,据此建立了海河流域夏季降水的客观统计预测模型并检验预测效果.结果表明:(1)前期ENSO事件和热带印度洋(TIO)海温季节演变与海河流域夏季降水异常分布型关系密切.若前冬El Niño事件达到鼎盛,春季开始衰减,并引起TIO海盆尺度滞后增暖,则当年夏季海河流域降水一致性偏多,偏多中心在流域北部;若前秋El Niño向La Niña事件转变,随后TIO暖海温转冷,则夏季海河流域降水易出现西部偏多、东部偏少型分布;此外,如果前期出现太平洋经向模态(冷舌模态)的海温异常分布时,夏季流域降水异常为西北多、东南少(南多北少).(2)根据联合模态统计关系建立的预测模型,对2013—2020年海河流域夏季降水有较好的预测能力.与实况相比,模型对全域降水异常预测的时间相关系数为0.86、趋势预测准确率为87.50%,对站点的趋势预测准确率为51.35%~70.27%,对旱涝程度预测的平均偏差仅为45.92%,但对降水异常空间分布的预测技巧整体较低.本文阐明了前期热带印-太海温与海河流域夏季降水异常的统计关系,并建立了海河流域夏季降水的客观统计预测模型,为我国华北地区短期气候预测提供了一种新的有效参考.

关键词：海河流域夏季降水客观预测方法热带印-太海温异常

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海河流域雨季气候特征及监测分析

地理科学进展 2021年第7期40卷 1181-1194页

作者：郝立生何丽烨程善俊梁苏洁天津市气候中心天津300074

论文采用日降水量和NCEP/NCAR(美国国家环境预报中心/美国国家大气研究中心)再分析环流资料,针对华北(海河流域)雨季监测困难问题,通过对比分析和合理性分析,建立了基于连续气象变量的海河流域雨季监测比湿副高法(简称QSH),并分析了海... 详细信息

论文采用日降水量和NCEP/NCAR(美国国家环境预报中心/美国国家大气研究中心)再分析环流资料,针对华北(海河流域)雨季监测困难问题,通过对比分析和合理性分析,建立了基于连续气象变量的海河流域雨季监测比湿副高法(简称QSH),并分析了海河流域雨季变化,以期改进该区域雨季监测技术。主要结论为:①采用比湿副高法QSH监测华北(海河流域)雨季是合理的,在业务应用上具有很好的操作性;②海河流域雨季平均的开始日期为7月9日,结束日期为8月19日,雨季长度41 d;③1961—2019年间海河流域雨季综合强度指数、雨季长度、雨季累计降水量长期变化不存在明显减小、缩短、增加或增大、延长、减少的趋势,但存在明显的年代际变化特征。海河流域雨季每18 a左右有一次强弱周期变化,近年处于较弱时期。

关键词：海河流域雨季监测华北

渤海海冰时空分布特征和大气环流对渤海海冰的强迫作用

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自然资源遥感 2024年第1期36卷 242-249页

作者：郭玉娣王铁程善俊左涛天津市气候中心天津300074 天津海洋中心气象台天津300074

海冰灾害是渤海冬季的主要海洋灾害,对石油开采、海上运输和海洋渔业造成很大的危害,因此对海冰的生消变化监测和预测尤其重要。利用2001—2020年MODIS数据、再分析格点资料和气象观测站数据,经卫星资料反演得到日尺度渤海海冰面积,统... 详细信息

海冰灾害是渤海冬季的主要海洋灾害,对石油开采、海上运输和海洋渔业造成很大的危害,因此对海冰的生消变化监测和预测尤其重要。利用2001—2020年MODIS数据、再分析格点资料和气象观测站数据,经卫星资料反演得到日尺度渤海海冰面积,统计分析渤海海冰面积的年际变化特征和不同冰情年在初冰期、盛冰期和消融期的变化特征,利用合成分析和相关分析方法探讨了渤海海冰偏重冰年和轻冰年的大气环流差异。结果表明:20 a间渤海海冰冰情等级越高,平均冰期越长,海冰面积经历了“少-多-少”的变化过程,海冰面积与积温变化趋势相反;年内海冰生消过程为单峰型和多峰型,多峰型年冰期和大面积冰封时间更长;渤海海冰初冰期集中分布在辽东湾,偏重冰年比轻冰年海冰面积多一倍,盛冰期3个海湾基本能覆盖到海冰,偏重冰年全部覆盖,消融期海冰仍以辽东湾为主,呈“东北—西南”向分布;偏重冰年较轻冰年的大气环流形势更有利于海冰生成,贝加尔湖至我国东北一线高空槽后冷空气更强,温度更低。渤海冬季海冰冰情与500 hPa位势高度有较强的负相关性,500 hPa位势高度的强弱决定了渤海海冰的冰情。

关键词：渤海海冰海冰面积冰情大气环流

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基于3种指数的全球干湿变化年代际特征

干旱气象 2018年第2期36卷 176-184页

作者：程善俊梁苏洁天津市气候中心天津300074

通过对比AI指数、PDSI指数和土壤湿度的变化发现,3种指数能够较为一致地反映全球干湿变化的时空分布特征,在此基础上,研究了全球及不同气候区干湿变化的长期变化趋势和周期信号,并重点分析干湿指数的年代际演变及其变化机制。结果表明:... 详细信息

通过对比AI指数、PDSI指数和土壤湿度的变化发现,3种指数能够较为一致地反映全球干湿变化的时空分布特征,在此基础上,研究了全球及不同气候区干湿变化的长期变化趋势和周期信号,并重点分析干湿指数的年代际演变及其变化机制。结果表明:近67 a来,全球整体呈现干旱化趋势,其中半湿润区干旱化最为显著,其次为极端干旱区、湿润区和半干旱区,而干旱区表现为变湿趋势;全球干湿变化存在准20 a的显著周期信号,但不同气候区的主要变化周期存在差异,其中干旱区、半干旱区和湿润区的主周期为准20 a,而极端干旱区和半湿润区为准30 a;潜在蒸散量的显著增加趋势是导致全球干旱化的主要原因,而全球干湿变化的准20 a周期主要由降水振荡所控制。

关键词：干湿指数干旱化气候区年代际变化

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半干旱地区显著增温和能量变化特征

半干旱地区显著增温和能量变化特征

海河流域夏季降水贡献率时空特征及季节内变化

强化科技基础推进气象现代化——第29届中国气象学会年会

作者：管晓丹黄建平程善俊兰州大学大气科学学院

年降水在200-600mm之间的半干旱地区是全球气候变化最敏感,也是最脆弱的地区之一,对气候变化响应迅速而剧烈。因此,半干旱地区温度和降水变化特征的研究显得尤为重要。本文首先分析了过去百年月平均温度和降水资料,结果表明:冷季的半干...

年降水在200-600mm之间的半干旱地区是全球气候变化最敏感,也是最脆弱的地区之一,对气候变化响应迅速而剧烈。因此,半干旱地区温度和降水变化特征的研究显得尤为重要。本文首先分析了过去百年月平均温度和降水资料,结果表明:冷季的半干旱地区增温最为明显,全球半干旱地区冷季(11月-3月)平均增温达1.5oC,明显高于全球陆地平均1.13oC的增温幅度,特别是亚洲半干旱地区的增温幅度高达2.5oC。该地区对全球增温贡献率达到了13.81%,但北美和欧洲的贡献率只有6.85%和6.29%。我们还利用1948-2008年的GLDAS(Global Land Data Assimilation System)数据,分析了半干旱地区的陆-气间能量交换对冷季显著增温的影响。此外,讨论了半干旱地区生态系统对显著增温的响应,发现这种显著增温对半干旱地区的生态环境可能会产生深远影响。

关键词：

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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全球变化数据学报(中英文) 2024年第2期8卷 155-162+270-277页

作者：何丽烨郝立生程善俊马宁中国气象局流域强降水重点开放实验室/暴雨监测预警湖北省重点实验室中国气象局武汉暴雨研究所天津市气候中心

海河流域夏季降水不仅具有显著的年代际和年际变化，其空间分布也具有明显的季节内变化特征。为了反映出每年海河流域内不同区域的降水对当年全流域总降水量的贡献，利用海河流域148个地面气象台站1961—2015年逐日降水资料，计算了流... 详细信息

海河流域夏季降水不仅具有显著的年代际和年际变化，其空间分布也具有明显的季节内变化特征。为了反映出每年海河流域内不同区域的降水对当年全流域总降水量的贡献，利用海河流域148个地面气象台站1961—2015年逐日降水资料，计算了流域各台站逐年夏季（6—8月，下同）和季内各月降水量占同年海河流域总降水量的比例，并且根据台站在流域内各河系的分布，基于区域平均统计了流域内9条河系逐年夏季降水量占同年海河流域总降水量的比例，形成了海河流域夏季降水贡献率数据集（1961—2015）。数据集内容包括：（1）海河流域1961—2015年夏季和夏季内各月各气象台站逐年降水贡献率；（2）海河流域1961—2015年夏季9河系的降水贡献率。该数据集存储为1个Excel文件，.xlsx格式，数据量约175 KB。

关键词：海河流域夏季降水降水贡献率季内变化

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天津市2018年春季农业气象条件分析

天津农业科学 2018年第10期24卷 68-72页

作者：董朝阳陈跃浩程善俊天津市气候中心天津300074

为探究天津市2018年春季(3—5月)气象条件对农业生产的影响,以全市13个基本观测站和253个区域自动站气象数据为基础,采用距平百分率、五日滑动以及空间插值等方法对春季温度、水分、光照等气象条件进行了分析,并结合田间调查评估其对作... 详细信息

为探究天津市2018年春季(3—5月)气象条件对农业生产的影响,以全市13个基本观测站和253个区域自动站气象数据为基础,采用距平百分率、五日滑动以及空间插值等方法对春季温度、水分、光照等气象条件进行了分析,并结合田间调查评估其对作物生长的影响。结果表明,2018年春季气温较往年略偏高,波动明显;降水略偏少,时空分布不均,日照略偏少。早春气温偏低,冬小麦返青起身延迟;3月下旬气温回升迅速,麦苗长势好转;4月3—7日出现强降温雨雪过程,设施拱棚和露地早春覆膜作物遭遇冷害;4月中旬到5月中旬光温水匹配适宜,小麦长势好转升级,春播持续推进;5月下旬气温迅速攀升,未出现有效降水,春播因干旱受阻,旬末出现小麦干热风天气。总体来看,今春农业气象条件利弊参半。

关键词：春季气象条件天津评估

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多种土壤湿度资料在中国地区的对比分析

干旱气象 2019年第1期37卷 40-47页

作者：刘丽伟魏栋王小巍程善俊兰州区域气候中心甘肃兰州730020 兰州中心气象台甘肃兰州730020 天津市气候中心天津300074

利用1992—2012年中国区域土壤湿度观测资料对目前使用较为广泛的5套土壤湿度资料(ERA-Interim、NCEP再分析资料、GLDAS同化资料、CPC模式资料和AMSR-E卫星反演资料)的适用性进行检验,分析5套资料对中国区域土壤湿度的时空分布特征和变... 详细信息

利用1992—2012年中国区域土壤湿度观测资料对目前使用较为广泛的5套土壤湿度资料(ERA-Interim、NCEP再分析资料、GLDAS同化资料、CPC模式资料和AMSR-E卫星反演资料)的适用性进行检验,分析5套资料对中国区域土壤湿度的时空分布特征和变化趋势的描述能力。结果表明:5套资料都能大体反映暖季中国区域土壤湿度东南湿、西北干,自东南向西北递减的分布格局以及西北干旱区和半干旱区变湿、长江流域部分地方变干的变化趋势,其中CPC资料最接近观测事实,并能较好地表现局地特征;在描述土壤湿度的季节变化和年际变化方面,GLDAS和NCEP资料与观测数据的相关性较好,能较好反映土壤湿度的时间演变特征。进一步利用检验效果较好的GLDAS、NCEP和CPC资料分别对中国区域土壤湿度时间和空间的长期变化趋势分析发现:中国区域标准化年平均土壤湿度在1948—1996年处在相对湿润期,而1996—2012年处在相对干旱期;中国区域年平均土壤湿度的空间变化特征是东部变干、西部变湿,自东北、华北至西南呈现一个干旱化带。

关键词：土壤湿度资料对比时空分布变化趋势

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干旱半干旱区土壤湿度数值模拟研究进展

干旱气象 2014年第1期32卷 135-141页

作者：管晓丹程善俊郭瑞霞季明霞兰州大学半干旱气候变化教育部重点实验室兰州大学大气科学学院甘肃兰州730000

总结和回顾了干旱半干旱地区土壤湿度研究在区域气候变化研究过程中的重要性,详尽描述了干旱半干旱区土壤湿度数值模拟的研究现状。在过去几十年里,大型地面观测试验计划的开展、卫星遥感监测能力的加强促进了干旱半干旱地区陆面模式模... 详细信息

总结和回顾了干旱半干旱地区土壤湿度研究在区域气候变化研究过程中的重要性,详尽描述了干旱半干旱区土壤湿度数值模拟的研究现状。在过去几十年里,大型地面观测试验计划的开展、卫星遥感监测能力的加强促进了干旱半干旱地区陆面模式模拟土壤湿度能力的提高,推动了干旱半干旱地区土壤湿度数值模拟的研究进程。尤其是干旱半干旱地区气候观测站的建立,积累了长期宝贵的连续性观测数据,增强了检验卫星反演方法的能力,促进了陆面模式的参数化改进。近年来随着气象学、生态学以及水文学、土壤学等学科之间交叉合作的加强,气候变化背景下土壤湿度对碳、氮循环的影响研究得到越来越多的重视,尤其在干旱半干旱地区,局地碳通量和水分供应存在密切联系。因此,未来半干旱地区土壤湿度的研究不仅要开展观测计划,积累长期连续的高质量数据,改进卫星反演能力和模式参数化方案,而且要进一步深化和加强学科交叉内容的研究,分析气候变化背景下土壤湿度在生态学、水文学、土壤学等学科的变化形式和特点,多角度、多方向地开展和改进干旱半干旱地区土壤湿度的数值模拟研究。

关键词：干旱半干旱区土壤湿度观测卫星数值模拟