《中国西北地区东部汛期降水异常成因及预测研究》系统介绍了西北地区东部汛期降水异常大气环流特征、持续性早涝和旱涝急转环流特征,海温、北亚洲地面感热、青藏高原热状况、北半球高纬度海洋热状况对西北地区东部降水影响与机理,及其预测方法、模型和预测系统等方面的新研究成果。
《中国西北地区东部汛期降水异常成因及预测研究》资料翔实、结构严谨,内容丰富全面,阐述简明,理论性、针对性和实用性较强,具有较高的学术价值,对气候预测业务服务有重要的指导作用。
《中国西北地区东部汛期降水异常成因及预测研究》既可供气象、地理、环境、生态、水文等相关专业从事科研和业务的专业技术人员,以及政府部门的决策管理者参考,也可供相关学科的大专院校师生参考。
中国西北地区东部包括青海东部、甘肃中东部、宁夏、陕西及接壤的内蒙古中部,大约在100°-111°E,32°-42.5°N范围内,位于青藏高原东北侧,深居内陆,距海遥远,属干旱半干旱气候区,处于东亚副热带夏季风的西北边缘区域,同时处于我国黄土高原腹地和黄河中上游地区,植被稀疏,土地疏松,是我国乃至世界上水土流失最严重、生态环境最脆弱的地区。该地区降水量的空间分布很不均匀,自东南向西北迅速减少,年循环具有明显的季风雨特点,主要降水量集中在夏季。降水量年际变率很大,因降水异常偏少造成的干旱是中国西北地区东部天气气候最主要的特点,也是最重要的气象灾害。严重干旱引起农业减产、水资源短缺、土地荒漠化和生态环境恶化等严重问题,是区域性可持续发展和打赢扶贫攻坚战的一个重要制约因素。同时,由于长期干旱,土质疏松,短期降水异常偏多引起的洪涝又时常造成农业受灾、人员伤亡和水土流失等严重问题。
在全球气候变暖大背景下,中国西北地区东部极端降水事件趋多。最新研究发现,21世纪以来中国西北地区东部的干旱出现了显著加剧的新趋势,2004年秋季到2007年6月在中国西北地区东部发生了持续3年降水异常偏少的严重干旱;2008年11月至2009年6月降水持续异常偏少,出现了严重旱情。在这种严重干旱的情况下,暴雨、连阴雨却时有发生,强度有不断加强的趋势。2006年7月14日,宁夏北部发生了历史罕见暴雨,其中心区12小时降水量超过全年降水量的60%;2007年夏、秋季节西北地区发生了3次历史罕见的持续阴雨天气;2008年年初中国西北地区东部又出现了历史罕见的低温连阴雪天气;2010年8月甘肃省甘南州舟曲县发生了持续强降雨,并引发了严重的泥石流灾害;2017年7月25-27日陕北发生特大暴雨;2017年8月下旬西北地区还出现了历史罕见持续低温寡照的连阴雨天气;2018年8月22日宁夏贺兰山银川至石嘴山段出现了百年一遇局地特大暴雨。这样频繁出现的极端降水异常事件,给当地的农业生产和人民生活带来了极大影响。因此,如何在月、季时间尺度上对降水异常做出较为准确的预测,更好地服务于当地防灾减灾和社会经济发展就成为当务之急。然而,要做出准确预测,就必须搞清楚影响降水异常变化的成因。
降水异常的直接原因是持续性的大气环流异常造成的,但是,大气本身的记忆时间很短,不足以用来做短期气候预测。因此,要进行气候预测,必须要考虑具有较长时间记忆的前期海温、海冰、大陆积雪和地表加热等下垫面影响因子的异常。以往对中国西北地区东部降水进行了大量的研究工作,取得了卓有成效的成果。但是,目前对引起中国西北地区东部降水异常成因的科学认识仍显不足,尤其缺乏对影响异常降水的物理机制和过程的深入研究。而且在多个影响因子出现异常的情况下,究竟是哪个具有预测意义的下垫面因子(如地表加热、海温、积雪、海冰等)的异常或几个异常因子相互配合、共同作用来影响中国西北地区东部的降水异常,通过什么物理机制和过程引起中国西北地区东部降水异常等,这些科学问题都还需进行深入细致的研究。
前言
第1章 中国西北地区东部自然概况
1.1 自然概况
1.2 地形地貌
1.3 气候特征
1.4 中国西北地区东部汛期降水研究现状及必要性
第2章 中国西北地区东部汛期降水时空分布特征
2.1 平均降水量空间分布
2.2 汛期降水异常时空特征
2.3 汛期降水周期的演变特征
2.4 本章小结
第3章 中国西北地区东部汛期降水异常的大气环流特征
3.1 夏季平均环流特征
3.2 中国西北地区东部汛期降水异常偏多年、偏少年环流特征
3.3 本章小结
第4章 中国西北地区东部汛期持续性干湿及其转折环流特征及预测
4.1 干湿转折/持续干湿的定义及指标构建
4.2 持续干湿/干湿转折的大气环流特征
4.3 持续干湿/干湿转折的预测模型
4.4 本章小结
第5章 海温对中国西北地区东部降水异常的影响
5.1 海温对气候变化的影响研究
5.2 热带印度洋海盆模的影响
5.3 热带太平洋ENSO的影响
5.4 北大西洋海温异常的影响
5.5 南印度洋三极子海温异常的影响
5.6 本章小结
第6章 北亚洲地面感热变化及其对中国西北地区东部汛期降水的影响
6.1 中国西北地区东部汛期降水的变化及其大气环流特征
6.2 北亚洲冬春季地面感热的变化特征及其影响中国西北地区东部汛期降水的关键区
6.3 北亚洲感热影响汛期降水的环流背景和物理机制
6.4 感热对中国西北地区东部汛期降水异常的预测指标和概念模型
6.5 本章小结
第7章 青藏高原热状况与中国西北地区东部汛期降水周期耦合关系
7.1 青藏高原冬季积雪的时空异常特征
7.2 青藏高原春季地面感热的时空异常特征
7.3 青藏高原积雪与中国西北地区东部降水的周期耦合及循环机理
7.4 青藏高原感热与中国西北地区东部降水的周期耦合及循环机理
7.5 青藏高原热状况对中国西北地区东部汛期降水的预测指标和概念模型
7.6 本章小结
第8章 北极海冰对中国西北地区东部降水的影响与机理
8.1 中国西北地区东部夏季降水异常与北极海冰变化的关系
8.2 格陵兰海-巴伦支海海冰影响中国西北地区东部6月降水异常的过程
8.3 格陵兰海-巴伦支海海冰异常影响中国西北地区东部降水数值模拟
8.4 格陵兰海-巴伦支海海冰影响中国西北地区东部降水预测指标和概念模型
8.5 本章小结
第9章 中国西北地区东部降水客观化预测方法和模型
9.1 基于有物理意义的外强迫因子的客观化预测模型
9.2 外强迫因子综合相似预测方法
9.3 本章小结
第10章 中国西北地区东部汛期降水气候预测系统
10.1 系统简介
10.2 系统安装
10.3 预测系统操作界面简介
10.4 降水气候预测系统诊断分析
10.5 预测系统客观化工具
10.6 本章小结
第11章 总结
11.1 汛期降水周期及强度变化
11.2 降水异常特征及典型异常环流
11.3 海温对降水异常的影响及其机理
11.4 北亚洲地面感热对降水异常的影响及机理
11.5 青藏高原热状况与降水周期的耦合关系
11.6 北极海冰对降水的影响及其机理
11.7 降水预测指标、模型和系统
参考文献