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2022年长江流域重大干旱发展过程中西太平洋副热带高压的多维度异常特征

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科学通报 2024年第15期69卷 2081-2092页

作者：段欣妤张强张良马鹏里方锋杨金虎朱飙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中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室兰州730020 甘肃省气象局兰州730020 兰州区域气候中心兰州730020

2022年长江流域发生了罕见的夏秋冬连旱.此次干旱是伏秋季降水异常偏少和气温异常偏高叠加形成的复合型干旱,与冬季干旱连在一起的超长事件;其中8月全流域的高温干旱异常特征最为显著.以往关于西太平洋副热带高压(简称西太副高)的异常... 详细信息

2022年长江流域发生了罕见的夏秋冬连旱.此次干旱是伏秋季降水异常偏少和气温异常偏高叠加形成的复合型干旱,与冬季干旱连在一起的超长事件;其中8月全流域的高温干旱异常特征最为显著.以往关于西太平洋副热带高压(简称西太副高)的异常变化对长江流域高温热浪和干旱的影响的相关研究主要侧重于纬向异常这种单一维度的异常,而较少关注其经向、厚度、面积、持续时间的多个维度异常;且单一维度的异常不足以刻画其作为主控环流因子对极端高温干旱事件的影响.为了揭示西太副高的多维度异常特征对此次长江流域重大干旱的影响,本文重点分析了干旱发展过程中西太副高的多个维度异常特征.结果表明,在整个干旱发展过程中,8月西太副高在500 hPa上纬向偏西异常最为显著,无明显的经向异常.覆盖长江流域的面积为历年同期最大.在垂直方向上自低层往高层不断西伸;400~200 h Pa上西太副高与南亚高压位置相互联通,以高压坝的形式覆盖长江流域,西太副高的厚度异常深厚.通过与历史同期8月不同程度干旱年份进行对比分析,结果发现,只有当西太副高的空间异常持续维持,才能造成流域严重的高温干旱.

关键词： 2022年长江流域重大干旱西太平洋副热带高压多维度异常特征

干旱条件下马铃薯叶片光合特征对叶室温度的响应

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中国农业气象 2024年第3期45卷 308-317页

作者：杨阳赵鸿杜昊霖王鹤龄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/中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室兰州730020

通过Li-6400便携式光合仪设置叶室温度分别为22、25、28、31和34℃,模拟叶片局部温度,测定马铃薯块茎膨大期充分供水(土壤含水量保持80%田间持水量,对照处理)和干旱(土壤含水量在65%田间持水量时开始持续干旱)条件下叶片光合特征的光响... 详细信息

通过Li-6400便携式光合仪设置叶室温度分别为22、25、28、31和34℃,模拟叶片局部温度,测定马铃薯块茎膨大期充分供水(土壤含水量保持80%田间持水量,对照处理)和干旱(土壤含水量在65%田间持水量时开始持续干旱)条件下叶片光合特征的光响应曲线,研究干旱条件下马铃薯叶片光合特征对叶室温度的响应特征。结果表明:充足灌溉条件下马铃薯在25℃时具有较大的光合潜能,且对弱光的利用最强,22℃条件下马铃薯叶片对光环境适应最强,28℃条件下马铃薯叶片活性最好,而干旱胁迫处理明显降低了马铃薯的最大光合能力、弱光的利用能力和叶片活性。随着温度升高,充足灌溉条件下马铃薯叶片净光合速率和气孔导度先升后降,在25℃达到最大,此时蒸腾速率最小,水分利用效率较高,说明此温度条件下马铃薯表现出较强的水、气调节能力,对环境的适应能力最强,25℃下马铃薯光合作用较为适宜,其次是22℃,而干旱胁迫马铃薯叶片在22℃条件下净光合速率最大、蒸腾速率最小、气孔导度较大、水分利用效率最高,此温度条件为干旱胁迫下马铃薯适应能力最适温度。温度高于31℃对马铃薯光合作用不利。

关键词：马铃薯光合作用干旱胁迫温度效应半干旱区

中国北方干旱多发带极端春夏连旱的主要影响因子特征

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高原气象 2024年

作者：陆晓娟李忆平王劲松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/中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室

在全球变暖背景下，天气气候事件表现出的极端性愈加明显，由此造成的各种气象灾害对社会和经济的危害程度进一步加大。在中国北方干旱多发带（Northern Drought-prone Belt, NDPB），极端干旱事件发生的次数更为频繁、强度更为剧烈、... 详细信息

在全球变暖背景下，天气气候事件表现出的极端性愈加明显，由此造成的各种气象灾害对社会和经济的危害程度进一步加大。在中国北方干旱多发带（Northern Drought-prone Belt, NDPB），极端干旱事件发生的次数更为频繁、强度更为剧烈、范围更为广阔。本文利用气象干旱综合指数、站点的降水和近地面气温、再分析资料以及海表温度、积雪范围、海冰密集度资料，通过统计分析和合成分析方法揭示了NDPB极端春夏连旱事件的主要影响因子特征。研究表明，主要环流因子表现为：3月自巴芬湾东传的波列，5月从哈德逊湾南部到贝加尔湖以东“正-负-正-负-正-负”的位势高度异常，6月60°N附近东传的波列、丝路波列以及偏东偏弱的西太平洋副热带高压；主要的外强迫因子表现为：拉尼娜向厄尔尼诺的位相转变及印度洋海盆和北大西洋中部偏暖的海温异常，欧亚大陆中高纬和北美大陆40°N-60°N之间明显偏小、青藏高原前期偏大后期偏小的积雪范围异常，以及巴芬湾和戴维斯海峡附近偏少而格陵兰海附近偏多、从巴伦支海到喀拉海呈现“正-负-正”分布的海冰密集度异常。

关键词：极端春夏连旱事件影响因子中国北方干旱多发带

石羊河流域归一化植被指数变化及其驱动因子分析

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干旱区地理 2024年

作者：杨晓玲丁文魁周华李岩瑛陈海贝武威国家气候观象台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/中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室甘肃省古浪县气象局

石羊河流域土地荒漠化问题严重，生态环境十分脆弱。以石羊河流域2000—2020年逐月NASA GIMMS归一化植被指数（Normalized difference vegetation index，NDVI）、气温、降水量、日照时数和蒸发量等资料为基础，采用趋势斜率、累积距平... 详细信息

石羊河流域土地荒漠化问题严重，生态环境十分脆弱。以石羊河流域2000—2020年逐月NASA GIMMS归一化植被指数（Normalized difference vegetation index，NDVI）、气温、降水量、日照时数和蒸发量等资料为基础，采用趋势斜率、累积距平和信噪比、相关系数、多元回归等方法，分析研究了石羊河流域的植被指数变化及驱动因子。结果表明：（1）受海拔高度、地形地貌和气候差异的影响，石羊河流域NDVI的空间分布为上游＞全流域＞中游＞下游。（2）全流域及上、中游年NDVI呈明显增长趋势，下游呈轻微增长趋势，趋势斜率为上游＞全流域＞中游＞下游，各季节NDVI也呈增长趋势，夏、秋、冬季基本为明显增长。全流域及上、中、下游年NDVI在2011年或2010年发生了突变。（3）影响石羊河流域NDVI变化的气候因子依次为降水量、气温、蒸发量、日照时数。石羊河流域NDVI变化是气候变化与人类活动共同驱动的结果，全流域及上游气候因子对NDVI的贡献率比人类活动大，中、下游气候因子和人类活动对NDVI贡献相当。突变后人类活动的贡献率比突变前明显增大，气候因子的贡献率相对削弱。本研究可为石羊河流域植被恢复及生态环境保护提供科学依据。

关键词： NDVI 趋势斜率驱动因子多元回归石羊河流域

中国区域气候干湿与土壤湿度变化特征及其差异性分析

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干旱区地理 2024年

作者：李春华朱飙杨金虎刘晨汐段欣妤黄鹏程兰州资源环境职业技术大学兰州区域气候中心甘肃省气象局中国气象局兰州干旱气象研究所/中国气象局干旱气候与减灾重点实验室/甘肃省干旱气候与减灾重点实验室

气候干湿是表征气候特征的重要指标，土壤干湿是一个复杂的、多维的水文气候概念，二者有其差异性，也有一定一致性。在全球变暖背景下，有必要进一步深入研究二者演变趋势与差异。鉴于此，对中国气候干湿与土壤干湿变化特征及其差异进... 详细信息

气候干湿是表征气候特征的重要指标，土壤干湿是一个复杂的、多维的水文气候概念，二者有其差异性，也有一定一致性。在全球变暖背景下，有必要进一步深入研究二者演变趋势与差异。鉴于此，对中国气候干湿与土壤干湿变化特征及其差异进行分析，明确气候干湿与土壤干湿的异同。采用湿润度指数对中国气候干湿整体状况及区划情况进行研究，并对同时段土壤干湿趋势进行分析。研究表明：（1）近60余年中国不同气候区分界线未发生明显变化，但不同的气候态与1961—1990年气候态时段相比，中国北方自西向东存在一个面积广大的气候变干带，其湿润度指数存在着轻微变小的趋势，只是变化程度尚未达到改变气候分类的程度。（2）中国不同气候区气候干湿与土壤干湿在年内变化有所差异，湿润区与半干湿区二者一致性明显好于半干旱和干旱区；不同气候区潜在蒸散与降水差值的月变化存在明显差异，对干旱与半干旱区而言，3—9月与3—6月为气候干期，该时段干旱发生的可能较大；半湿润气候区7—8月进入水分盈余阶段，而湿润气候区，除个别月份，全年基本处于水分盈余状态。（3）中国区域气候干湿变化与土壤湿度多年变化存在着明显的差异，不同气候区多年湿润度指数均呈轻微增加趋势，但土壤湿度大部呈变干趋势，侧面说明中国不同气候区农牧业生产潜在干旱风险在增高。研究结果有助于全面认识气象干湿与土壤干湿，促进对二者关联的进一步研究；同时有助于加强干旱风险的防控意识，提高农牧业生产的抗旱应对举措。

关键词：气候干湿土壤湿度变化特征差异性中国

甘肃河东夏季区域性短时强降水环流形势分类特征

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高原气象 2024年第2期43卷 329-341页

作者：孔祥伟李晨蕊杨秀梅杨毅杨晓军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中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室甘肃兰州730020 兰州大学大气科学学院/兰州大学地球系统模式发展研究中心甘肃兰州730000 兰州中心气象台甘肃兰州730020

甘肃河东地区短时强降水易致灾,预报预警难度大。利用2010-2021年夏季加密观测站逐小时降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,筛选出甘肃河东50次区域性短时强降水天气过程,基于这些天气过程的500 hPa位势高度距平场,使用K均值客观聚类分析和... 详细信息

甘肃河东地区短时强降水易致灾,预报预警难度大。利用2010-2021年夏季加密观测站逐小时降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,筛选出甘肃河东50次区域性短时强降水天气过程,基于这些天气过程的500 hPa位势高度距平场,使用K均值客观聚类分析和主观天气学检验相结合的方法进行天气尺度环流形势分类,并通过合成分析和中尺度对流天气环境场条件分析方法构建不同类型的天气尺度系统配置概念模型。结果表明:(1)甘肃河东区域性短时强降水的天气尺度环流形势可分为高原槽东移型、副高边缘西南气流型、两高切变型和西北气流型四类。(2)副高边缘西南气流型引发的区域性短时强降水次数最多,两高切变型和高原槽东移型发生频率相当,西北气流型发生次数最少。(3)四种类型的环流形势在天气系统配置、抬升条件、水汽条件和不稳定条件等方面存在显著差异。高原槽东移型、副高边缘西南气流型、两高切变型三种类型发生时西太平洋副热带高压(以下简称西太副高)所处的位置逐渐向西向北推进,水汽条件和不稳定条件逐渐趋好,当高空槽引导冷空气东移南下,斜压锋生形成大范围短时强降水。高原槽东移型抬升条件最好,短时强降水落区偏南;两高切变型冷空气偏北且主要由对流层低层侵入,短时强降水落区偏北;副高边缘西南气流型冷暖气团交汇最剧烈,斜压锋生最强,短时强降水范围及强度也更大。西北气流型的动力条件和水汽条件是四类中最差的,但强烈的中高层干冷平流叠加低层暖湿气流或温度暖脊形成了四类中最好的不稳定条件,短时强降水落区较分散。

关键词：甘肃河东地区短时强降水天气尺度环流形势聚类分析概念模型

河西走廊西部一次暴雨过程降水特征及极端性分析

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高原气象 2024年第1期43卷 156-165页

作者：张君霞黄武斌王一丞赵彦琴王基鑫甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室甘肃兰州730020 兰州中心气象台甘肃兰州730020 金塔县气象局甘肃酒泉735300

2022年8月12日20:00至13日20:00(北京时)酒泉市金塔县发生一次极端暴雨过程,金塔站24 h降水量和小时降水量均突破历史极值。利用逐分钟、逐小时、日降水观测数据及地面-雷达-卫星三源融合降水分析产品(CMA Multi-source Merged Precipit... 详细信息

2022年8月12日20:00至13日20:00(北京时)酒泉市金塔县发生一次极端暴雨过程,金塔站24 h降水量和小时降水量均突破历史极值。利用逐分钟、逐小时、日降水观测数据及地面-雷达-卫星三源融合降水分析产品(CMA Multi-source Merged Precipitation Analysis System, CMPAS)1 h降水量数据,分析了此次暴雨天气过程的降水特征及极端性。结果表明:此次暴雨过程具有过程雨量大,局地性强,小时雨强强,对流性明显等特征,主要降水时段为夜间,暴雨中心位于酒泉市金塔县。11个气象观测站累计雨量达建站以来最大值,金塔站88 mm,是酒泉市所有国家气象观测站降水观测的次大值,超过62年来(1961-2022年)汛期平均值的58%;13个气象观测站小时降水量达建站以来最大值,金塔站56.2 mm,位居酒泉市所有气象站小时降水量的首位,接近62年来金塔站8月平均雨量的3倍,历史极端性明显。金塔站有3个降水时段,强降水主要发生在第二时段,逐分钟降水强度强,持续时间长。强降水中心首先出现在金塔站东南部,随后向西北移至金塔站附近,且强降水范围扩大,持续3 h后降水强度减弱并向东南方向移出,暴雨区降水过程结束。

关键词：干旱区暴雨极端降水对流分钟降水

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冬小麦-夏玉米轮作田沟金针虫垂直活动特征

应用气象学报 2024年第4期 467-479页

作者：赵花荣任三学齐月张玲田晓丽杨超胡丽丽中国气象科学研究院中国气象局.河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室河北固城农业气象国家野外科学观测研究站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·中国气象局干旱气候变化与减灾重点实验室甘肃省气象信息与装备保障中心河北省保定市气象局

基于河北固城农业气象国家野外科学观测研究站2019—2020年、2021—2022年冬小麦-夏玉米轮作田沟金针虫在土壤中分层调查数据,引入虫口重量指标,结合虫口密度指标,揭示沟金针虫在冬小麦-夏玉米轮作田为害-休眠动态变化,讨论沟金针虫在... 详细信息

基于河北固城农业气象国家野外科学观测研究站2019—2020年、2021—2022年冬小麦-夏玉米轮作田沟金针虫在土壤中分层调查数据,引入虫口重量指标,结合虫口密度指标,揭示沟金针虫在冬小麦-夏玉米轮作田为害-休眠动态变化,讨论沟金针虫在土壤中垂直活动特征、气象条件与其相关性以及对冬小麦产量影响。结果表明:沟金针虫在冬小麦-夏玉米轮作田存在3个为害期和3个休眠期,且交替出现。3个为害期出现在冬小麦返青-拔节期、夏玉米幼苗期、冬小麦秋苗期,3个休眠期出现在冬小麦越冬期、冬小麦成熟-收获期、夏玉米灌浆-成熟期,3个为害期中以冬小麦返青-拔节期最为严重。冬季偏暖及春季回暖早,沟金针虫表现出晚下早上特征,使得沟金针虫冬季休眠期缩短而为害活动期延长;土壤温度、湿度以及食源关系共同影响沟金针虫为害、休眠以及取食活动,其为害适宜土壤重量含水率约为15%～18%,适宜土壤温度为14～18℃。分析沟金针虫为害与冬小麦减产率可知,虫口密度每增加10 m-2或虫口重量每增加1.0 g·m-2,可导致减产率增加5.1%。

关键词：沟金针虫垂直活动冬小麦夏玉米轮作田

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乌兰察布市草原景区旅游气候舒适度评价

草业科学 2024年

作者：陈海英安莉娟代海燕李瑞青李多李亿平皇彦内蒙古凉城县气象局内蒙古自治区气候中心内蒙古自治区生态与农业气象中心内蒙古大学国家气候中心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/中国气象局干旱气候变化与减灾重点实验室乌兰察布市气象局

为全面了解草原地区旅游气象环境和气候资源状况。本文利用乌兰察布市草原景区常规气象观测站点资料，基于温湿指数、风寒指数、着衣指数基础上构建旅游气候舒适度评价模型，计算逐年各旬旅游气候舒适度指数，划分草原景区旅游气候舒适... 详细信息

为全面了解草原地区旅游气象环境和气候资源状况。本文利用乌兰察布市草原景区常规气象观测站点资料，基于温湿指数、风寒指数、着衣指数基础上构建旅游气候舒适度评价模型，计算逐年各旬旅游气候舒适度指数，划分草原景区旅游气候舒适度等级，分析草原景区旅游气候适宜性分布特征。研究表明，温湿指数、风寒指数5月中下旬至9月中下旬均表现为舒适等级，着衣指数6-8月为舒适等级；乌兰察布市草原景区舒适期主要分布在5月中旬至9月上旬，而辉腾锡勒草原旅游区舒适期仅在6-8月期间，舒适期最短；夏季旅游舒适度高，为舒适期，冬季舒适度低，为不舒适期。全年旅游气候舒适度呈现倒“U”型，7月中旬至8月中旬期间北部比南部气候舒适度更加舒适，更适宜避暑旅游。

关键词：温湿指数风寒指数着衣指数气候舒适度乌兰察布市