本文基于2014~2016年华南前汛期(4~6月)广东省(简称粤)阳江市海陵岛风廓线雷达观测资料、地面自动观测站降水资料和ERA5再分析数据集,分析了粤西海岸低空急流的结构特征、日变化特征及其形成机制,并探讨了不同强度边界层低空急流对广东...本文基于2014~2016年华南前汛期(4~6月)广东省(简称粤)阳江市海陵岛风廓线雷达观测资料、地面自动观测站降水资料和ERA5再分析数据集,分析了粤西海岸低空急流的结构特征、日变化特征及其形成机制,并探讨了不同强度边界层低空急流对广东三个关键区域的地形降水时空分布影响。研究表明:(1)基于本文提出的低空急流四个等级判定标准,低空急流累计发生概率为21.2%,其中以1~3级低空急流为主,4级低空急流较为罕见。大部分(77.1%)低空急流的风速不超过14 m s^(-1),84.7%的低空急流风向为西南风,低空急流中心最大风速下方的风速垂直切变大多介于(5~25)×10^(-3)s^(-1)。低空急流最大风速出现的高度呈现出双峰结构,大部分低空急流出现在1 km以内的边界层。(2)天气尺度系统相关的低空急流日内发生频数表现为夜间单峰结构,而边界层急流发生频数为昼夜双峰结构。边界层急流夜间主峰值出现在上半夜至早晨,与局地海陆风触发的惯性振荡机制有关,白天次峰值主要出现在下午。近地面附近的低纬亚洲大陆低压与西北太平洋洋面高压两个高低值系统间的压力差对不同强度边界层急流形成起着关键的作用,白天大陆低压发展是强边界层急流午后峰值形成的主要原因。(3)边界层急流对广东地形降水分布和强度的影响机制复杂。粤中北部内陆和粤东沿海区域均以大尺度山脉迎风坡地形降水为主,边界层急流越强,地形降水越强;粤东沿海强地形降水落区稳定,而粤中北部内陆地形降水中心随边界层急流增强而西北移。粤西海岸带中小尺度地形的迎(背)风坡及尾流辐合区均可产生明显地形降水,强地形降水需在合适的低空入流风速背景下发生。(4)在地形降水日变化方面,粤中北部内陆区域降水在不同强度边界层急流影响下均出现了下午和早晨双峰结构,下午峰强度约为早晨峰的两倍,双峰强度随急流加强而增大;粤东沿海区域降水随着急流强度增强,降水由日内双峰结构演变为三峰结构;粤西海岸区域降水在较弱急流影响下为双峰,在4级强急流影响下为三峰结构,而在3级中等偏强急流影响下表现为中午单峰结构。展开更多
为给秋汛期汉江上游大洪水天气预报提供参考,基于NCEP/NCAR再分析资料及常规气象水文实况观测资料,研究了2000年以来汉江上游秋汛期大洪水的水情、雨情特征、大尺度环流形势特征以及致洪暴雨成因,结果表明:进入21世纪秋汛期汉江流域洪...为给秋汛期汉江上游大洪水天气预报提供参考,基于NCEP/NCAR再分析资料及常规气象水文实况观测资料,研究了2000年以来汉江上游秋汛期大洪水的水情、雨情特征、大尺度环流形势特征以及致洪暴雨成因,结果表明:进入21世纪秋汛期汉江流域洪水过程逐渐增多。致洪暴雨中心主要位于汉江上游南部和西部,即汉江流域南侧的米仓山、大巴山一带,安康水库以上的沿江河谷一带,及外方山南麓和伏牛山西南坡处的丹江河段。洪水峰值呈现单峰、双峰和多峰型。单峰型洪水过程持续时间最短,多峰型持续时间最长。从过程最大降水开始至洪峰出现,平均历时43 h,当起始入库流量超过4500 m 3·s^(-1)以上时,洪峰形成所需时长将大为缩短。从大尺度环流特征来看,汉江上游秋汛期降水偏多与欧亚中高纬阻塞系统强盛,西太洋副热带高压偏强、偏西,南亚高压及副热带西风急流偏北密切相关,高空辐散场大值区对应汉江上游所在区域,低层至高层的垂直运动增强,有利于致洪暴雨的发生。汉江上游秋汛期大洪水年源自阿拉伯海经由印度半岛和南海南部向北输送的水汽异常增多、西太平洋向西输送的水汽异常增多,为致洪暴雨的发生提供了异常充足的水汽供给。展开更多
作为我国第二大林区,西南林区生态环境脆弱、气候变化敏感,特别是近年来受气候、环境等因素影响,林区固碳功能已出现变化,引起了广泛关注。因此,在气候变化背景下开展西南林区固碳能力的时空动态演变及其驱动影响研究具有重要意义。采...作为我国第二大林区,西南林区生态环境脆弱、气候变化敏感,特别是近年来受气候、环境等因素影响,林区固碳功能已出现变化,引起了广泛关注。因此,在气候变化背景下开展西南林区固碳能力的时空动态演变及其驱动影响研究具有重要意义。采用陆地生态系统碳通量模型和土壤呼吸模型,结合气象和遥感资料,对2001—2021年西南林区净生态系统生产力(Net Ecosystem Productivity, NEP)进行评估。采用Theil-Sen趋势分析、Mann-Kendall趋势检验和Hurst指数,分析西南林区NEP变化的趋势特征与可持续性特征;基于偏相关性分析和地理探测器模型等方法,定量评估气温、降水、坡向坡度等气候环境因子对森林NEP的影响程度。结果表明:(1)西南林区多年平均NEP为333.8 g C m^(-2)a^(-1)(3.338 t C hm^(-2)a^(-1)),总体表现为碳汇,且2001—2021年林区NEP呈现波动增长趋势,平均每年增加3.9 g C m^(-2)a^(-1)(0.039 t C hm^(-2)a^(-1))。其中,NEP达到显著增加趋势的面积,占林区总面积的33.2%,主要分布在四川北部、云南西南部等地。落叶阔叶林和贵州林区NEP增加趋势最大,平均每年分别增加4.5 g C m^(-2)a^(-1)(0.045 t C hm^(-2)a^(-1))和5.9 g C m^(-2)a^(-1)(0.059 t C hm^(-2)a^(-1))。(2)从变化持续性看,大部林区NEP的Hurst指数小于0.5,表明NEP未来变化趋势与过去相反,林区NEP未来可能呈下降趋势,其中NEP由增加趋势变为减少趋势的林区面积占比达到64.6%。但是依然有30.5%林区NEP未来变化呈增加趋势,其中云南林区分布最多(57.1%)、四川次之(36.2%)。(3)从时间尺度的影响分析来看,近20年西南大部林区NEP与降水具有负相关性、与蒸散和气温具有正相关性,其中蒸散是影响林区NEP的第一关键气候因子,影响面积占比67.2%,降水影响范围次之(21.3%),气温影响范围第三(6.1%)。但是关键气候因子在不同森林类型间存在一定差异,其中降水是影响贵州灌丛和常绿阔叶林NEP的第一关键气候因子,而气温是影响贵州针叶林NEP的第一关键气候因子。(4)从空间分布的影响分析来看,气候环境因素对固碳功能的影响较为复杂,其中气温、辐射、高程是对西南林区NEP空间分异解释力最强的前三个因子。但是在贵州和重庆林区,各因子对NEP解释力均明显偏弱(q值<0.1),表明气候环境因素对林区NEP空间分布驱动机制更为复杂。此外,各因子间对林区NEP空间分布变化存在交互作用,分别属于双因子增强或非线性增强作用。其中最大交互影响力分别为,气温∩日照(q值=0.33)、辐射∩蒸散(q值=0.31),气温∩辐射(q值=0.29),表明这些因子交互作用对西南林区NEP空间分布的影响占主导地位。本研究结果将有助于揭示森林NEP对气候环境变化的响应机制,为西南林区碳中和研究提供基础数据支持。展开更多
文摘本文基于2014~2016年华南前汛期(4~6月)广东省(简称粤)阳江市海陵岛风廓线雷达观测资料、地面自动观测站降水资料和ERA5再分析数据集,分析了粤西海岸低空急流的结构特征、日变化特征及其形成机制,并探讨了不同强度边界层低空急流对广东三个关键区域的地形降水时空分布影响。研究表明:(1)基于本文提出的低空急流四个等级判定标准,低空急流累计发生概率为21.2%,其中以1~3级低空急流为主,4级低空急流较为罕见。大部分(77.1%)低空急流的风速不超过14 m s^(-1),84.7%的低空急流风向为西南风,低空急流中心最大风速下方的风速垂直切变大多介于(5~25)×10^(-3)s^(-1)。低空急流最大风速出现的高度呈现出双峰结构,大部分低空急流出现在1 km以内的边界层。(2)天气尺度系统相关的低空急流日内发生频数表现为夜间单峰结构,而边界层急流发生频数为昼夜双峰结构。边界层急流夜间主峰值出现在上半夜至早晨,与局地海陆风触发的惯性振荡机制有关,白天次峰值主要出现在下午。近地面附近的低纬亚洲大陆低压与西北太平洋洋面高压两个高低值系统间的压力差对不同强度边界层急流形成起着关键的作用,白天大陆低压发展是强边界层急流午后峰值形成的主要原因。(3)边界层急流对广东地形降水分布和强度的影响机制复杂。粤中北部内陆和粤东沿海区域均以大尺度山脉迎风坡地形降水为主,边界层急流越强,地形降水越强;粤东沿海强地形降水落区稳定,而粤中北部内陆地形降水中心随边界层急流增强而西北移。粤西海岸带中小尺度地形的迎(背)风坡及尾流辐合区均可产生明显地形降水,强地形降水需在合适的低空入流风速背景下发生。(4)在地形降水日变化方面,粤中北部内陆区域降水在不同强度边界层急流影响下均出现了下午和早晨双峰结构,下午峰强度约为早晨峰的两倍,双峰强度随急流加强而增大;粤东沿海区域降水随着急流强度增强,降水由日内双峰结构演变为三峰结构;粤西海岸区域降水在较弱急流影响下为双峰,在4级强急流影响下为三峰结构,而在3级中等偏强急流影响下表现为中午单峰结构。
文摘为给秋汛期汉江上游大洪水天气预报提供参考,基于NCEP/NCAR再分析资料及常规气象水文实况观测资料,研究了2000年以来汉江上游秋汛期大洪水的水情、雨情特征、大尺度环流形势特征以及致洪暴雨成因,结果表明:进入21世纪秋汛期汉江流域洪水过程逐渐增多。致洪暴雨中心主要位于汉江上游南部和西部,即汉江流域南侧的米仓山、大巴山一带,安康水库以上的沿江河谷一带,及外方山南麓和伏牛山西南坡处的丹江河段。洪水峰值呈现单峰、双峰和多峰型。单峰型洪水过程持续时间最短,多峰型持续时间最长。从过程最大降水开始至洪峰出现,平均历时43 h,当起始入库流量超过4500 m 3·s^(-1)以上时,洪峰形成所需时长将大为缩短。从大尺度环流特征来看,汉江上游秋汛期降水偏多与欧亚中高纬阻塞系统强盛,西太洋副热带高压偏强、偏西,南亚高压及副热带西风急流偏北密切相关,高空辐散场大值区对应汉江上游所在区域,低层至高层的垂直运动增强,有利于致洪暴雨的发生。汉江上游秋汛期大洪水年源自阿拉伯海经由印度半岛和南海南部向北输送的水汽异常增多、西太平洋向西输送的水汽异常增多,为致洪暴雨的发生提供了异常充足的水汽供给。
文摘作为我国第二大林区,西南林区生态环境脆弱、气候变化敏感,特别是近年来受气候、环境等因素影响,林区固碳功能已出现变化,引起了广泛关注。因此,在气候变化背景下开展西南林区固碳能力的时空动态演变及其驱动影响研究具有重要意义。采用陆地生态系统碳通量模型和土壤呼吸模型,结合气象和遥感资料,对2001—2021年西南林区净生态系统生产力(Net Ecosystem Productivity, NEP)进行评估。采用Theil-Sen趋势分析、Mann-Kendall趋势检验和Hurst指数,分析西南林区NEP变化的趋势特征与可持续性特征;基于偏相关性分析和地理探测器模型等方法,定量评估气温、降水、坡向坡度等气候环境因子对森林NEP的影响程度。结果表明:(1)西南林区多年平均NEP为333.8 g C m^(-2)a^(-1)(3.338 t C hm^(-2)a^(-1)),总体表现为碳汇,且2001—2021年林区NEP呈现波动增长趋势,平均每年增加3.9 g C m^(-2)a^(-1)(0.039 t C hm^(-2)a^(-1))。其中,NEP达到显著增加趋势的面积,占林区总面积的33.2%,主要分布在四川北部、云南西南部等地。落叶阔叶林和贵州林区NEP增加趋势最大,平均每年分别增加4.5 g C m^(-2)a^(-1)(0.045 t C hm^(-2)a^(-1))和5.9 g C m^(-2)a^(-1)(0.059 t C hm^(-2)a^(-1))。(2)从变化持续性看,大部林区NEP的Hurst指数小于0.5,表明NEP未来变化趋势与过去相反,林区NEP未来可能呈下降趋势,其中NEP由增加趋势变为减少趋势的林区面积占比达到64.6%。但是依然有30.5%林区NEP未来变化呈增加趋势,其中云南林区分布最多(57.1%)、四川次之(36.2%)。(3)从时间尺度的影响分析来看,近20年西南大部林区NEP与降水具有负相关性、与蒸散和气温具有正相关性,其中蒸散是影响林区NEP的第一关键气候因子,影响面积占比67.2%,降水影响范围次之(21.3%),气温影响范围第三(6.1%)。但是关键气候因子在不同森林类型间存在一定差异,其中降水是影响贵州灌丛和常绿阔叶林NEP的第一关键气候因子,而气温是影响贵州针叶林NEP的第一关键气候因子。(4)从空间分布的影响分析来看,气候环境因素对固碳功能的影响较为复杂,其中气温、辐射、高程是对西南林区NEP空间分异解释力最强的前三个因子。但是在贵州和重庆林区,各因子对NEP解释力均明显偏弱(q值<0.1),表明气候环境因素对林区NEP空间分布驱动机制更为复杂。此外,各因子间对林区NEP空间分布变化存在交互作用,分别属于双因子增强或非线性增强作用。其中最大交互影响力分别为,气温∩日照(q值=0.33)、辐射∩蒸散(q值=0.31),气温∩辐射(q值=0.29),表明这些因子交互作用对西南林区NEP空间分布的影响占主导地位。本研究结果将有助于揭示森林NEP对气候环境变化的响应机制,为西南林区碳中和研究提供基础数据支持。
