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“12 ·14”山东暴雪过程积雪深度特征及成因

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海洋气象学报 2024年第2期44卷 55-64页

作者：刘奇奇杨成芳吴雪旭王健山东省气象防灾减灾重点实验室山东济南250031 聊城市气象局山东聊城252000 山东省气象台山东济南250031

利用常规观测、积雪深度逐时加密观测资料和欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)第五代大气再分析(ECMWF Reanalysis v5,ERA5)资料,对2023年12月13—15日山东一次极端暴雪天气过程积雪特... 详细信息

利用常规观测、积雪深度逐时加密观测资料和欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)第五代大气再分析(ECMWF Reanalysis v5,ERA5)资料,对2023年12月13—15日山东一次极端暴雪天气过程积雪特征及其成因进行分析,得到以下结论:(1)此次过程是一次江淮气旋暴雪天气过程,具有持续时间长、降水相态复杂、基础温度低、降温幅度大和积雪深度厚等特征。(2)最大小时新增积雪深度可达8 cm;过程平均雪水比为0.7 cm·mm^(-1),呈“西大东小”的分布特征。(3)有积雪的站近地面温度从开始降雪到地面产生积雪,气温和雪面温度均呈下降趋势,0 cm地温在降雪前期降温明显,积雪形成后地温不再明显变化。无积雪的站在整个降雪时段内近地面温度可分为4种情况。(4)雪水比随气温变化最明显;积雪形成之后地温对雪水比大小影响不大;当雪水比小于0.75 cm·mm^(-1)时,雪水比随雪面温度降低而增大,当雪水比大于0.76 cm·mm^(-1)后,雪面温度不再有明显变化。

关键词：暴雪积雪深度雪水比温度

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积雪深度与伴随风速比的联合概率分布

建筑结构学报 2023年第S1期44卷 372-378页

作者：岳煜斐陈凯唐意建筑安全与环境国家重点实验室北京100013 中国建筑科学研究院有限公司北京100013 住房和城乡建设部防灾研究中心北京100013

大跨度空间结构为雪荷载敏感结构,在对其进行积雪分布的试验或模拟时,面临采用何种积雪深度和风速作为输入条件的问题。对某站点逐日的降雪和风速历史数据进行分析,得到了该站点年最大积雪深度和当日伴随风速比(最大积雪日伴随风速与年... 详细信息

大跨度空间结构为雪荷载敏感结构,在对其进行积雪分布的试验或模拟时,面临采用何种积雪深度和风速作为输入条件的问题。对某站点逐日的降雪和风速历史数据进行分析,得到了该站点年最大积雪深度和当日伴随风速比(最大积雪日伴随风速与年最大风速的比值)两参数的边缘分布模型和联合概率分布模型,研究了其联合重现期和同现重现期。结果表明:该站点积雪深度和伴随风速比均符合Weibull分布;求取联合分布函数时可采用Gumbel-Copula函数作为最优连接函数;基于该联合分布函数计算得到积雪深度和伴随风速比的联合重现期与同现重现期曲线,从而获取连续的两参数的取值组合。将积雪深度与伴随风速比等概率条件下同现重现期为50 a时的计算值作为输入参考值,计算得到的单参数重现期均为8.1 a,在此取值条件下,积雪深度较50 a重现期的值要小,伴随风速比较直接采用重现期风速值的小,较采用风速期望值的大。

关键词：积雪深度伴随风速比联合概率分布模型联合重现期同现重现期

北极多源积雪深度数据对比评估及其对海冰厚度估算的影响

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极地研究 2023年第2期35卷 212-237页

作者：周意韦美怡张瑜陈长胜徐丹亚上海海洋大学海洋科学学院上海201306 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519082 马萨诸塞大学达特茅斯分校海洋科学与技术学院马萨诸塞州新贝德福德市02744

积雪深度是估算海冰厚度重要的参数之一,目前对不同积雪深度产品精度及其可适用范围的评估研究较少,也缺乏系统性的认知。本研究选取了11种北极积雪深度产品,根据产品的不同时间范围,分为2013—2018年和2018—2019年2个评估时间段。根... 详细信息

积雪深度是估算海冰厚度重要的参数之一,目前对不同积雪深度产品精度及其可适用范围的评估研究较少,也缺乏系统性的认知。本研究选取了11种北极积雪深度产品,根据产品的不同时间范围,分为2013—2018年和2018—2019年2个评估时间段。根据上述时间段,对比分析了各产品之间的差异性,然后将这些产品与“冰桥行动”和海冰质量平衡浮标的现场观测结果进行了评估。所有产品都显示格陵兰岛和加拿大北极群岛的北部积雪深度较厚,而在东西伯利亚海、拉普捷夫海、喀拉海、巴伦支海沿线区域的积雪深度较薄,不过,部分产品在时空变化上仍存在较大差异。与“冰桥行动”的观测数据对比发现,大部分产品数据雪深都较厚,AMSR2B和IS2/CS2分别在2013—2018年和2018—2019年的评估时间段内差异较小,拟合度较好。与海冰质量平衡浮标的对比结果显示,绝大部分产品数据雪深都较薄,并且差异性较大,其中NESOSIM在整个时期拟合度较好。利用不同产品的积雪深度反演海冰厚度的结果差异显著,与“冰桥行动”观测的海冰厚度对比发现,FY3B/MWRI和IS2/CS2分别在2013—2018年和2018—2019年的评估时间段内有着最好的拟合性。综合雪深和海冰厚度的验证结果来看,经验被动微波遥感、卫星测高以及组合类型的AMSR/AVHRR有着较好的拟合度,而雪深再分析模型产品的精度仍然需要进一步提升。

关键词：北极积雪深度海冰厚度卫星遥感再分析模型

1980-2019年青藏高原积雪深度时空差异性分析

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冰川冻土 2022年第3期44卷 810-821页

作者：王芝兰张飞民王澄海孙旭映吕春艳兰州大学大气科学学院/甘肃省气候资源开发及防灾减灾重点实验室甘肃兰州730000 中国气象局兰州干旱气象研究所/甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室甘肃兰州730020 贵州省铜仁市气象局贵州铜仁554300

积雪是地表特征的重要参数,其对辐射收支、能量平衡及天气和气候变化有重要影响。利用1980-2019年被动微波遥感积雪深度资料对青藏高原积雪时空特征进行分析,在此基础上将高原划分为东部、南部、西部及中部4个区域,并分区域讨论了多时... 详细信息

积雪是地表特征的重要参数,其对辐射收支、能量平衡及天气和气候变化有重要影响。利用1980-2019年被动微波遥感积雪深度资料对青藏高原积雪时空特征进行分析,在此基础上将高原划分为东部、南部、西部及中部4个区域,并分区域讨论了多时间尺度积雪的变化特征及其与气温、降水的相关关系。结果表明:不同区域积雪深度在不同时间尺度的变化特征存在差异,高原东部积雪深度累积和消融的速率比西部快,南部积雪深度累积和消融速率比中部快。季节尺度上,冬季积雪高原东部最大,中部最小;春季积雪高原东部消融速率最大,西部积雪消融较慢但积雪深度最大;夏季高原西部仍有积雪存在。年际尺度上,各区域积雪深度在1980-2019年均呈现缓慢下降趋势,但东部积雪减少不显著;高原东部积雪深度在1980-2019年呈现出增加-减少-增加-减少的变化,其余3区均呈现出减少-增加-减少-增加-减少的变化。不同区域积雪深度对气温、降水的响应不同,高原东部和中部积雪深度与气温相关性较好;各区域积雪深度与降水呈不显著的正相关关系。

关键词：积雪深度青藏高原空间差异多时间尺度

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青藏高原积雪深度时空变化及其影响因素分析

青藏高原积雪深度时空变化及其影响因素分析

作者：叶聪霄南京信息工程大学

学位级别：硕士

青藏高原作为北半球积雪覆盖面积最大的地区,其积雪变化对气候、水文地质、生态环境有着显著影响,因此研究青藏高原积雪深度时空变化特征及其影响因素有着重要意义。本文基于台站及0.05°高分辨率雪深资料,利用多种数理统计方法分析了... 详细信息

青藏高原作为北半球积雪覆盖面积最大的地区,其积雪变化对气候、水文地质、生态环境有着显著影响,因此研究青藏高原积雪深度时空变化特征及其影响因素有着重要意义。本文基于台站及0.05°高分辨率雪深资料,利用多种数理统计方法分析了青藏高原地区积雪深度年代际变化、周期变化、突变年份、空间分布及趋势变化、重心变化等时空变化特征,并通过分析地表太阳辐射、气温、降水量以及黑碳气溶胶对青藏高原雪深的影响,进一步探究了青藏高原地区积雪深度变化的驱动因素。本研究主要结论如下:(1)1961-2012年间青藏高原积雪深度总体呈现先增后减的趋势,在20世纪70年代和80年代显著增加,90年代中期之后开始减少。青藏高原西部地区雪深存在13-17年左右的周期变化,而东部地区存在3-7年左右的周期变化。雪深由少雪期到多雪期的突变时间主要处于20世纪60年代中期至70年代初,由多雪期到少雪期突变时间主要处于20世纪90年代末期至21世纪初。(2)2001-2017年间年与春秋冬三季雪深分布较为相似,其中雪深高值区主要位于几大高山山脉(喀喇昆仑山、喜马拉雅山、巴颜克拉山、以及念青唐古拉山),低值区主要分布在羌塘高原和柴达木盆地。雪深减少区域主要位于西部羌塘高原地区,在冬季减少趋势最大,为-1.02cm/a,而增加区域主要位于西北部喀喇昆仑山脉及西南部喜马拉雅山脉和东部高山地区,在秋季增加趋势最大,为0.92cm/a。(3)地表太阳辐射的减少是高原20世纪70年代和80年代积雪深度增加的主要因素,两者呈显著负相关性;20世纪90年代中后期气温的显著增加是积雪深度减少的主要因素,两者呈显著负相关性;降水量与积雪深度整体呈正相关性。(4)2001-2017年间地表太阳辐射、气温和降水量对积雪深度四季贡献程度为:秋季>冬季>春季>夏季,且在秋季对高原东部地区和西南部地区的贡献较大。青藏高原积雪深度重心在春秋冬三季逐渐向北移动,地表太阳辐射和气温主要在秋季对雪深重心纬向变化起显著负相关性,降水量主要在秋季对雪深重心纬向变化起显著正相关性。(5)珠峰站在非季风期主要受到西风影响,气团大部分来自西部和西北部,在季风期受到南风影响,气团主要来自阿拉伯海和孟加拉湾,黑碳总体呈现前季风期>冬季>后季风期>季风期的浓度变化。在季风期大气黑碳浓度对积雪深度影响较小,在非季风期黑碳浓度与积雪深度都呈现负相关性,其中冬季和前季风期间呈显著负相关性,且大气黑碳浓度低于300ng/m以下时积雪深度较大,大气黑碳浓度在800ng/m以上时积雪深度较少。

关键词：青藏高原积雪深度气象要素黑碳气溶胶

北极一年海冰表面积雪深度遥感反演与时序分析

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武汉大学学报（信息科学版） 2018年第7期43卷 971-977页

作者：庞小平刘清全季青武汉大学中国南极测绘研究中心湖北武汉430079 武汉大学国家领土主权与海洋权益协同创新中心湖北武汉430072 极地测绘科学国家测绘地理信息局重点实验室湖北武汉430079

北极海冰表面的积雪深度是重要的地球物理变量,是研究物质与能量平衡、计算海冰厚度的重要参数。为减小不同被动微波传感器观测数据的系统误差,对国防气象卫星计划（Defense Meteorological Satellite Program,DMSP）F17-SSMIS与F13-SS... 详细信息

北极海冰表面的积雪深度是重要的地球物理变量,是研究物质与能量平衡、计算海冰厚度的重要参数。为减小不同被动微波传感器观测数据的系统误差,对国防气象卫星计划（Defense Meteorological Satellite Program,DMSP）F17-SSMIS与F13-SSM/I重叠期亮度温度数据进行交叉定标,建立4个频段48个月尺度定标模型,并与传统年尺度定标模型进行比较和优选,在此基础上估算并分析2003-2014年北极一年海冰表面积雪深度变化。结果表明：19H、19V、22V、37V频段1～5月的月尺度模型决定系数高于传统年尺度拟合模型;2003-2014年,北极一年海冰表面积雪深度总体呈现下降趋势,同时积雪深度存在明显的周期性变化,每年7月积雪深度最小,9月最大;东西伯利亚海、拉普捷夫海和巴伦支海海冰表面积雪深度呈现减少的趋势。

关键词：积雪深度变化分析交叉定标北极海冰 SSM/I-SSMIS

不同积雪深度与面积对积雪覆盖遥感反演的影响

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光谱学与光谱分析 2011年第12期31卷 3342-3346页

作者：蒋洪波秦其明张宁董恒陈超北京大学遥感与地理信息系统研究所北京100871

针对利用多源遥感数据进行积雪覆盖监测的需要,在分析不同深度与面积的积雪实测光谱基础上,探讨了在利用NDSI方法进行积雪覆盖遥感监测时,不同积雪深度对其的影响,并以HJ-1B卫星以及MODIS卫星为例,研究了不同积雪面积对遥感积雪反演的... 详细信息

针对利用多源遥感数据进行积雪覆盖监测的需要,在分析不同深度与面积的积雪实测光谱基础上,探讨了在利用NDSI方法进行积雪覆盖遥感监测时,不同积雪深度对其的影响,并以HJ-1B卫星以及MODIS卫星为例,研究了不同积雪面积对遥感积雪反演的影响。结果表明,积雪深度几乎对遥感积雪覆盖监测的结果没有影响,而在积雪面积方面,受所使用的遥感影像空间分辨率的制约,对遥感积雪监测的结果有一定影响。

关键词：积雪深度积雪面积积雪覆盖遥感反演

青藏高原中东部积雪深度时空变化特征及其成因分析

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冰川冻土 2019年第5期41卷 1150-1161页

作者：沈鎏澄吴涛游庆龙蒋国俊解雪峰朱丽东尹敬文浙江师范大学地理与环境科学学院浙江金华321004 复旦大学大气与海洋科学系/大气科学研究院上海200438

基于逐日积雪深度(雪深)、逐月气温和逐月降水量地面观测资料,利用数理统计方法分析了青藏高原中东部地区1961-2014年雪深时空变化特征及其成因,结果表明:青藏高原雪深空间分布不均,存在喜马拉雅山脉南坡(高原西南部)、念青唐古拉山-唐... 详细信息

基于逐日积雪深度(雪深)、逐月气温和逐月降水量地面观测资料,利用数理统计方法分析了青藏高原中东部地区1961-2014年雪深时空变化特征及其成因,结果表明:青藏高原雪深空间分布不均,存在喜马拉雅山脉南坡(高原西南部)、念青唐古拉山-唐古拉山-巴颜喀拉山-阿尼玛卿山(高原中部)和祁连山脉(高原东北部)三处雪深高值区,冬季最大,其次是春秋季,夏季仅在纬度或海拔较高处才有雪深记录;从长期来看雪深以减少为主,尤其是夏秋季。在青藏高原普遍"增温增湿"背景下,雪深表现为先增后减的变化特征;雪深随海拔升高而增加,但最大雪深并非出现在最高海拔处;在不同季节雪深的气象要素成因上,冬季由降水主导,其余季节由气温主导。1961-1998年冬春季雪深增加与降水增多有关,而1998-2014年气温的上升以及降水的减少共同导致了雪深的减少,夏秋季雪深持续减少与同期气温持续升高有关。

关键词：青藏高原台站积雪深度时空变化海拔

基于CMIP6气候模式的新疆积雪深度时空格局研究

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冰川冻土 2021年第5期43卷 1435-1445页

作者：张庆杰陶辉苏布达窦挺峰姜彤南京信息工程大学地理科学学院/灾害风险管理研究院江苏南京210044 中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室新疆乌鲁木齐830011 中国气象局国家气候中心北京100081 中国科学院大学资源与环境学院北京100049

积雪深度的变化对地表水热平衡起着至关重要的作用。选用了国际耦合模式比较计划第六阶段(CMIP6)中目前情景比较齐全的五个全球气候模式,通过对比新疆地区1979—2014年积雪深度长时间序列数据集,评估了气候模式在新疆地区模拟积雪深度... 详细信息

积雪深度的变化对地表水热平衡起着至关重要的作用。选用了国际耦合模式比较计划第六阶段(CMIP6)中目前情景比较齐全的五个全球气候模式,通过对比新疆地区1979—2014年积雪深度长时间序列数据集,评估了气候模式在新疆地区模拟积雪深度的模拟能力,接着预估了未来不同SSPs-RCPs情景下新疆地区在2021—2040年(近期)、2041—2060年(中期)、2081—2100年(末期)相对于基准期(1995—2014年)的积雪深度变化。气温和降水对积雪深度变化有着重要的影响,因此还分析了新疆地区到21世纪末期气温和降水的变化趋势。结果表明:订正后的气候模式模拟的积雪深度数据与观测数据的相关系数均达到0.8以上,其中1月至3月与观测数据的结果更为吻合。气候模式基本上能够反映积雪深度年内变化的基本特征,气候模式模拟的积雪深度空间分布和观测数据具有相似的特征。气温和降水在未来不同情景下均会波动上升,其中气温的增幅相对比较明显,达0.43℃·(10a)^(-1),而降水的增幅为0.63 mm·(10a)^(-1),新疆未来的气候总体上呈现出变暖变湿的趋势。新疆地区的平均积雪深度在未来不同时期相对基准期均呈增加的趋势。SSP1-1.9情景下,21世纪近期、中期和末期北部大部分地区的积雪深度将会有所增加;SSP1-2.6情景下,北部阿尔泰山地区的积雪深度在21世纪近期有所减小,但中期和末期将会有所增加;SSP2-4.5情景下,21世纪不同时期东部地区的积雪深度将会有所增加,北部和中部大部分地区在不同时期积雪深度将会变小;SSP3-7.0情景下,21世纪不同时期北部和西南地区的积雪深度将会普遍变小,东部地区的积雪深度将普遍增加;SSP4-3.4和SSP4-6.0情景下,21世纪不同时期西南昆仑山地区的积雪深度将会普遍变小,东部地区的积雪深度将普遍增加;SSP5-8.5情景下,北部阿尔泰山地区和东部地区的积雪深度将普遍增加。

关键词： SSPs-RCPs CMIP6 积雪深度预估新疆