郑祚芳
, 任国玉
Zheng Zuofang, Ren Guoyu
中图分类号: P49
文献标识码: A
文章编号: 1000-0690（2017）12-1933-09
收稿日期: 2016-11-1
修回日期: 2017-02-19
网络出版日期: 2017-12-20
版权声明: 2017 《地理科学》编辑部 本文是开放获取期刊文献，在以下情况下可以自由使用：学术研究、学术交流、科研教学等，但不允许用于商业目的.
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作者简介:
作者简介：郑祚芳（1972-）,男,湖北荆州人,副研究员,硕士,主要从事区域气候及精细天气预报相关研究。E-mail:zfzheng@163.com
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摘要
应用近5 a自动气象站观测资料,分析了华北地区最大人工湖——密云水库的局地气候效应。结果表明：① 密云水库库区相比于附近平原地带具有气温偏低、湿度偏高、风速偏弱、降水量偏大等特点。水库对区域气候的影响范围约在10 km内,离水库越近的地方,受影响越大。② 密云水库的气候效应主要体现在夏半年,尤以气温和降水最为明显。③ 水库南、北两侧受到的局地环流的影响具有明显的差异,库区东西方向的年平均局地风速约为0.14 m/s,南北方向约为 0.10 m/s。下垫面属性的热力差异及特殊地形条件使得密云水库附近同时存在山谷风和湖陆风现象,其叠加效应是导致区域内不同位置间气象要素出现季节性及日变化差异的主要原因。
关键词：
Abstract
There exists lake-land breeze that wind blowing onshore from lake to land during the day and offshore in the evening around lake area, due to differences in air pressure mainly caused by different heat capacities between lake and land. Generally speaking, the closer to the lake, the more remarkable the lake climate effects. For studying the lake climate effects, it is not only important for understanding the characteristics of local climate and atmospheric circulation, but also helpful for analyzing and forecasting meso-and micro-scale weather processes. Miyun Reservoir (MYR), which located at 15 km north of Miyun District of Beijing city, is the largest artificial lake in North China. Up to now, there are seldom reports on the influence of MYR on local weather and climate. Based on hourly observation data obtained by 77 automatic weather stations surrounding MYR from 2011 to 2015, local climate effects of MYR were explored and discussed in the present work. The results showed that: 1) comparing with peripheral plains, climate effects of MYR were characterized by the facts that lower air temperature, higher humidity, slightly weaker wind speed and larger rainfall. As far as regional climate was concerned, the MYR had a modulate effect on the local climate and the spatial extent of the effect is about 10 km. The closer to the MYR, the more notable the MYR climate effects. 2) The MYR climate effects were mainly occurred in the summer, especially for temperature and rainfall. In detail, averaged air temperature was lower of 0.96℃ and averaged rainfall amount was higher of 13.3% in MYR than in the adjacent plains, where has the same elevation with MYR away from 10km. In addition, there were significant differences in diurnal variations of meteorological factors between the south and north regions of the MYR. 3) Excluding the impact of the large-scale background wind field, local wind presented the characteristics of monthly variation, i.e., mountain breeze was dominant from April to September, especially in summer; while in other months, valley breeze was more prevailing, especially in the wintertime. In general, annual averaged local wind speed was about 0.14 m/s in the east-west direction, which was slightly larger than that of 0.10 m/s in the north-south direction around the MYR. 4) In summer, there existed significant differences in wind vectors at the south and north regions of the MYR, due to the influence of local circulation. In most time of the whole day, component anomalies were usually in the same phase, while component anomalies presented out of phase at the south and north regions of the MYR. Lake-land breeze and mountain-valley breeze had the same/opposite directions at the north/south regions of the MYR, and thus these correspondingly formed the overlaying/counteractive effects. Due to lake-land differences in heat capacities and topography effects, lake-land breeze and mountain-valley breeze in the areas around MYR usually existed at the same time, which mainly caused the differences in seasonal and diurnal variations of meteorological elements at different locations around the MYR region.
Keywords：
在沿湖地区,由于陆地表面的夜间冷却和白天加热作用,存在着夜间风从陆地吹向湖区,昼间风从湖面吹向陆地的一种局地性环流现象,称之为湖陆风。研究湖泊气候效应不仅对于认识局地气候特征和大气循环规律具有重要意义,对中小尺度天气分析与预报也有帮助[1,2]。
国外对湖泊气候效应的研究多集中在北美五大湖等地区,早期主要通过统计方法来研究湖区站点资料,探讨湖泊对邻近地区气温、湿度,尤其是风的影响[3,4]。确立了湖区湖陆风现象的发生,进而分析湖陆风转换的时间和水平、垂直结构等,并建立指数以预报湖陆风的出现与否[5,6]。此外,基于数值模拟技术及参数化方案等的改进,湖陆风的一些更精细的结构特征被不断发现[7]。国内学者在针对中国一些大型湖泊如洞庭湖、鄱阳湖、青海湖等周边气象台站的观测资料分析中,亦发现了较明显的湖陆风效应。通过长时间序列的资料分析,揭示了中国各地湖陆风的地域差异、日变化及季节变化等特征[8,9,10,11]。一些研究表明,大面积水域的存在不仅对局地气温及风速等气象要素的作用较为显著,对长期气候波动亦有影响[12,13]。进一步的高分辨率数值模拟研究还发现,大的水体下垫面主要通过对感热和潜热的再分配,显著影响局地气象要素如气温、风、大气湿度、边界层高度及近地层湍流结构的分布,进而影响某些强对流天气的发生时间、地点及强度[14,15]。并且,在弱的天气尺度背景下,湖风本身也被认为是触发强对流天气的动力机制之一[16]。以上研究的都是针对一些大型的自然湖泊的天气气候效应,对于面积相对较小的人工湖,其对局地气候条件是否也存在类似的影响呢?如果有,其影响的范围又有多大?
密云水库位于北京市密云县城北约15 km的燕山丘陵之中,面积约为180 km2,是北京市唯一的地表饮用水源和生态涵养区的重要组成部分[17,18]。由于地处远郊,周边缺少常规气象观测站点,有关密云水库对局地天气气候的影响,还未见相关分析。近年来,北京市气象局进行了较大规模的自动气象站网建设。目前已在市域内布设了295套自动站,显著提高了气象监测的时空精度[19]。本文将应用密云水库周边近5 a自动气象站观测资料,分析库区附近主要气象要素的时空分布差异,探讨其对局地气候的影响。
密云水库周边自动气象站观测网自2008年以后才开始逐步完善,考虑到大部分站点在建站初期观测数据缺失较多,本文仅用观测资料较为完整的近5 a（2011~2015年）水库周边区域内共95个自动气象站的逐时观测数据,站点分布见图1。数据统计过程中先对其中少量的观测错误进行了剔除。其次,还剔除了缺测时次较多（超过总观测时次10%）的站点,实际有效观测站点为77个。
图1 研究区地形及自动气象站点分布
Fig.1 Topography and Automatic Weather Station(AWS) distribution at the Miyun Reservoir Area
受观测条件限制,在水库水面没有布设观测站点,为了讨论水库水体对周边局地气候条件的影响,本文依据观测站点所处位置,选取了海拔高度相近的几个代表性观测站点（表1）,分别位于临近水库（距离岸线2 km以内）的水库北侧、南侧以及距离水库较远的区域（距离岸线约10 km）。同时,还选取距离水库约14 km的密云气象站作为对比参考站点。密云站是国家基本气象站,观测条件良好,具有较好的区域代表性。
湖陆风是湖泊气候效应的主要标志及表现方式之一。密云水库周边地理条件复杂,其西、北、东三面环山,为西南向开口的马蹄形地形,因而可能会受到山谷风和湖陆风的共同影响。湖陆风和山谷风通常比较弱,在背景风较强时很难直接观测得到。因此,为了计算湖陆风和山谷风,要去掉大尺度的背景风场。本文首先对各时次的测站风分解为、分量,分别代表东西方向和南北方向的风。计算出各站的各年各月逐时、的月平均值,然后将1~12月的逐时月平均值进行年平均,得到各站的逐时年平均值、。之后将24 h的逐时年平均值、相加并求平均获得全日平均值、。利用逐时年平均值、减去全日平均值得到逐时距平值、。全日平均值可以看作是系统风即背景风,逐时年平均值可视作实际风,用实际风减去系统风得到局地风,求得的局地风可用于指示该区域的湖陆风和山谷风[9]。同理,可以获得各站不同季节逐时距平值、。通过分析逐时距平值、的日变化特征,可以了解到湖陆风和山谷风现象的发生情况及其季节特征。
表1 北京密云水库周边主要代表气象站信息
Table 1 Information of representative meteorological stations around the Miyun Reservoir
| 站点相对方位 | 站名 | 经度（°E ） | 纬度（°N） | 海拔高度(m) | 与水库距离(km) | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 近水库北岸 | 不老屯 | 116.971 | 40.565 | 168 | s≈1.2 | |
| 黑龙潭 | 116.806 | 40.561 | 142 | s≈1.5 | ||
| 近水库南岸 | 穆家峪 | 116.990 | 40.435 | 91 | s≈1.3 | |
| 溪翁庄 | 116.848 | 40.474 | 135 | s≈1.1 | ||
| 远库点 | 水库西南 | 三 峪 | 116.737 | 40.462 | 142 | s≈10 |
| 水库南 | 巨各庄 | 116.942 | 40.381 | 90 | s≈10 | |
| 水库东北 | 太师屯 | 117.121 | 40.536 | 164 | s≈10 | |
| 对比参考站点 | 密云站 | 116.867 | 40.371 | 73 | s≈14 | |
图2是近5 a研究区平均气温及降水量的空间分布。可见,密云水库库区气温及降水分布和水库附近平原地带相比都有明显的不同。图2a中,气温受局地地形影响明显,气温等值线基本上沿地形分布。库区气温要高于西、北、东部高海拔山地,但相比于附近同海拔高度的南部平原地带（图中红色“A”点所示,下文同）偏低,幅度约为1℃。多年平均降水量的分布上（图2b）,在库区及山前迎风坡为一个降水量高值中心,多年平均降水量接近600 mm,明显大于附近同海拔高度的平原地带。在年平均湿度及风速分布图上,库区与附近平原地带差异不明显（图略）。总体来看,库区及其北部、东部邻近地区湿度较其他地区略偏大。年平均风速分布上,库区为一个风速的低值区,平均风速约为1.6 m/s,较水库附近同海拔高度平原地带约低0.2 m/s。
图2 研究区近5 a 平均气温（a）及年降水量（b）分布
Fig.2 Spatial distribution of mean air temperature (a) and precipitation (b) at the Miyun Reservoir Area from 2011 to 2015
图3为距水库不同位置代表站点气象要素的月际分布。可见,各站点间差异主要表现在夏季,其他季节相对较小。夏季水库北侧、南侧及远距离站点的平均气温分别为23.91℃、24.70℃及25.26℃。库区气温（水库南、北两侧代表站点均值）较10 km外的远距离站点低0.96℃,且水库北侧气温比南侧气温低约0.79℃,其他月份气温差异则很小。这主要与所谓的“冷湖效应”有关[10]。此外,由于所选取的水库北侧站点平均海拔比南侧略高,夏半年盛行偏南风的温度平流效应也会导致水库北侧气温较南侧更偏低一些。
湿度的季节变化上,夏半年水库北侧比湿略高于南侧,冬半年几乎没有差异,但近水库区和远水库区差异明显,主要表现在水体未冰封的月份,距离水库近的站点比湿要明显大于远水库地区,夏季（6~8月）二者间的平均差值可达到4.74 g/kg。
在夏季,水库两侧与远水库区站点平均风速分别为1.33 m/s及1.55 m/s,相差0.22 m/s。这与局地环流在某种程度上抵消了部分盛行风,以及夏季湖面白天局地弱高压造成的静稳效应有关[20]。
近5 a夏季水库北侧站点的年平均降水量为398.1 mm、南侧为384.7 mm、远水库区为345.5 mm,距离水库较近的地方降水量要明显多于远离水库地区。进一步统计表明,密云水库库区降水量比10 km外的平原地带降水量平均多13.3%,且水库北侧降水量比水库南侧多3.5%。降水量的这种分布形态主要受周边地形的影响,密云水库库区为西、北、东三面环山的马蹄形地形,在夏季盛行偏南风的背景下,这种地形条件对降水有明显的增幅作用[20]。此外,还可能与水库本身的影响有关,由于大面积水体的存在,较大的蒸发量可提供较充足的局地水汽供应。在傍晚和夜间库区的热力、动力作用下,有利于触发局地对流天气[16]。
以上分析表明,距离水库越近的站点,气象要素受到的影响越明显。由图3可见,参考站（密云站,距离水库约14 km）与远水库站点（距离水库约10 km）之间气象要素的差异很小。特别是受局地地形影响较小的要素,如2 m气温与湿度等,二者几乎具有同样的数值,表明在距离密云水库10 km范围之外,气象要素随距离的变化已经不明显。
图4为近5 a自动站观测气象要素的日变化。不同位置站点间气温分布的差异主要表现在午后至前半夜（北京时间14:00~02:00时,下同）,在此时段内,近水库地区气温低于远库区,且水库北侧气温要低于南侧,差值约在0.3~0.6℃之间,其他时段内3地气温差异不明显。主要原因在于午后湖风开始形成,来自湖面的凉空气造成了近岸带气温的相对偏低。至于水库北侧气温较南侧更低,一方面是由于海拔高度的影响（北侧站点的平均海拔高度比南侧略偏高）,另一方面也由于湖陆风与背景盛行风一致,在一定程度上加强了降温作用。
湿度日变化上,水库南侧及远库区站点湿度的日变化为双峰型结构,存在2个极大值（分别位于08:00和20:00前后）及2个极小值（位于05:00及15:00时前后）。窦晶晶等[21]在分析北京城区近地面比湿分布时,亦有类似的发现。其原因在于随着太阳辐射增强,气温升高,强烈的垂直混合容易将近地面水汽输送到高层,导致近地面比湿持续减小,之后随着太阳辐射减弱气温下降,垂直上升运动减弱,近地面比湿开始增大。夜间由于地表气温不断降低,下垫面蒸发减小,近地面水汽容易发生凝结,导致比湿迅速减小。而位于水库北侧的站点,表现出单峰型结构,白天比湿要高于南侧站点,主要受平流作用和湖陆风影响较大。夜间则相反,陆风效应导致其比湿要低于水库南侧。
图3 研究区自动气象站观测要素的月际变化（2011~2015年平均）
Fig. 3 Five-years averaged monthly variation of meteorological factors measured by AWS at the Miyun ReservoirArea during 2011-2015
风速分布为单峰型结构,各地均在14时左右达到最大,凌晨2时左右为风速最小值。白天3地间的风速差异不明显,夜间近水库站点风速明显低于远水库区,相差约0.2 m/s。
库区周边降水主要出现在傍晚到夜间（16:00~05:00）,占总降水量的比例超过70%,凌晨到正午前的降水相对较少。和整个北京地区的平均降水分布相比[22],库区主要降水持续时段更长,从傍晚延续到后半夜,平均降水量也更大。
图4 研究区自动气象站观测的要素的日变化（2011~2015年平均）
Fig.4 Five-years averaged diurnal variation of meteorological factors measured by AWS at the Miyun Reservoir Area during 2011-2015
图5反映的是按前文方法滤除大尺度背景风场后水库南、北两侧局地风速、风分量距平的月际及日变化。由图5a可见,在方向上水库北侧、南侧风速具有类似的分布形态,均为单峰型结构。春季至秋初（4~9月）为正距平,山风占主导,以夏季为甚。其他月份则以负距平为主,谷风占主导,以冬季为甚。水库北侧、南侧站点风速距平的年均振幅分别为0.34 m/s和0.62 m/s,南侧大于北侧,表明水库南侧受山谷风的影响比北侧更明显。夏季（6~8月）水库南、北两侧局地风分量具有相反的位相。主要原因在于水库北侧湖陆风和山谷风方向一致,形成叠加。而在南侧,湖陆风和山谷风方向相反,有一部分会相互抵消。统计得知,年平均态下密云水库区域东西方向的局地风速约为0.14 m/s,略大于南北方向的局地风速（约为0.10 m/s）。
局地风的日变化上,方向水库北侧自08:00至20:00距平为正值,山风占主导,最大正距平为0.25 m/s。其他时段谷风占主导,最大负距平为-0.27 m/s,平均日振幅为0.52 m/s。水库南侧自11:00至19:00为正距平,其他时段为负距平,期间距平极值分别为0.84 m/s和-0.37 m/s,日振幅达到1.11 m/s,其幅度要明显高于北侧。水库南侧的山风维持时段平均比北侧短,但其强度要比北侧明显偏大,峰值约为北侧的3倍。方向上,水库南、北两侧风速距平大部分时段是反位相的。水库北侧自11:00至19:00,以南风分量为主,最大正距平达到0.80 m/s。夜间则以北风分量为主,最大负距平为-0.29 m/s,日振幅为1.09 m/s。水库南侧自08:00至19:00为正距平,其他时段则为负距平,最大负距平为-0.21 m/s,平均日振幅为0.33 m/s,量值上明显小于北侧。由图5b可知,水库南北两侧分量距平的差异主要表现在夏季。在夏季,白天有由库区指向岸边的湖风,同时还有由平原指向山区的谷风,使得水库北侧的分量加大,水库南侧的分量则部分抵消。夜间,由于山区、谷地、水体降温速度的差异,出现由岸边指向库区的陆风,以及由山区指向平原的山风,导致水库北侧的南风分量加大,水库南侧的北风分量减弱。
图5 水库南、北两侧站点局地风速距平的月际变化（a,b）及日变化（c,d）
Fig.5 Monthly (a, b) and diurnal variation (c, d) of wind speed anomaly on local scales at the south and north sides of the reservoir
山谷风和湖陆风全年均可出现,但以温暖的季节为盛[23,24]。作为一个样例,图6为2013年8月16日15时及17日02时自动站观测的气温（已按气温垂直递减率统一插值到海平面高度）及风场分布。可以看到,在背景天气较稳定的情况下,白天（图6a）海拔较高的山地气温要明显高于库区水体（由于缺少水库中的观测,仅由水库附近的站点插值得到等温线,实际水体的温度更低）及平原地带,较大的温度梯度形成了较明显的谷风,同时亦可见由水库指向陆地的湖风。在水库北侧,湖风与谷风方向一致,相互叠加。而在水库南侧,湖风与谷风方向相反,部分相互抵消,导致水库北侧的风速大于南侧。
夜间（图6b）,由于山地气温较平原地区下降更快,山、谷间形成与白天相反的温度梯度,与之相伴形成的是山风,同时亦有由陆地吹向湖面的陆风。在水库北侧陆风与山风方向一致,而在水库南侧陆风与山风方向相反。这种山谷风及湖陆风效应,有助于解释前文中库区周边站点气象要素的分布及日变化差异。
图6 研究区温度场及风场分布
Fig.6 Spatial distribution of surface air temperature and wind field at the Miyun Reservoir Area
关于大型自然湖泊的气候效应的研究已有很多,而针对面积相对较小水体的气候效应的观测分析还很少见。本文的分析表明,类似密云水库大小的人工湖（水域面积180 km2,近5 a平均蓄水量为10.6108m3）对局地气候条件亦有一定的调节作用,表现在水库库区气象要素的分布较之同海拔高度的临近平原地带有明显的不同,但其影响范围（约为10 km）要小于自然大型湖泊。已有研究表明,鄱阳湖（面积约4 125 km2）对附近50 km范围内气象站点的观测影响明显[9]。本文分析发现密云水库湖陆风的强度明显弱于鄱阳湖区,约为后者的1/3。这意味着水体面积与其对区域气候的影响距离及影响程度之间可能并不成正比例关系,值得进一步研究。
随着气候变化的进一步加剧及降水特别是暴雨强降水过程时空分布格局的转变,对密云水库的入库容量及水域面积将会带来很大的影响。未来气候情景下,密云水库对区域气候变化的响应,值得关注[25,26] 。尤其南水北调工程的实施,密云水库的水体面积及库容会在现有的基础上有显著的增加,其对区域天气气候的影响也将会更加显著。此外,目前虽然在水库周边布设有一定数量的自动气象站,能够揭示地面气象要素的一些局地差异。然而,由于缺少垂直方向的观测资料,有关水库水体对局地气象条件影响机制的分析和研究仍很不足,也难以区分山谷风环流和湖陆风环流的各自贡献率,下一步应进一步应用高分辨率的数值模拟试验,探讨山谷风环流和湖陆风环流的耦合效应对库区天气气候的影响。
应用近5 a自动气象站逐时观测资料,分析了密云水库对局地气象要素的影响。主要结论如下：
1） 密云水库对10 km范围内区域气候效应有较明显的影响,离水库越近的地方,影响越明显。
2） 密云水库的气候效应主要体现在夏半年,夏季库区气温较10 km外的同海拔平原地带低约0.96℃,降水量则偏多约13.3%。
3） 密云水库东西方向的局地风速约为0.14 m/s,略大于南北方向 0.10 m/s的风速。下垫面属性的热力差异及特殊地形条件使得水库附近同时存在山谷风和湖陆风现象,其叠加效应是导致区域内不同位置间气象要素出现季节性及日变化差异的主要原因。
The authors have declared that no competing interests exist.
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Global consequences of land use [J].https://doi.org/10.1126/science.1111772 URL [本文引用: 1] |
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热力强迫对局地环流的扰动作用 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-7313.2008.04.013 URL [本文引用: 1] 摘要
用积分变换法求解了包含地面加热作用的二维不可压缩流体的Boussinesq方程组,得到一组描述地面加热作用激发的局地扰动流场的解析解,主要有垂直风、水平扰动风、扰动气压、扰动温度。进而用动力学分析观点结合图形分析,定性讨论了热力强迫作用对局地环流的扰动作用,以及加热影响下各物理扰动场的空间分布及时间演变特征。
Effects of thermal forcing on the local circulation .https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-7313.2008.04.013 URL [本文引用: 1] 摘要
用积分变换法求解了包含地面加热作用的二维不可压缩流体的Boussinesq方程组,得到一组描述地面加热作用激发的局地扰动流场的解析解,主要有垂直风、水平扰动风、扰动气压、扰动温度。进而用动力学分析观点结合图形分析,定性讨论了热力强迫作用对局地环流的扰动作用,以及加热影响下各物理扰动场的空间分布及时间演变特征。
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Lake breeze on the eastern shore of lake Michigan: observation and model [J].https://doi.org/10.1175/1520-0469(1967)0242.0.CO;2 URL [本文引用: 1] 摘要
This study was undertaken to determine the physical and dynamical characteristics of the lake breeze wind system at a site on the eastern shore of Lake Michigan. Lake breeze development and progress inland were observed by hourly pilot balloon ascents in a vertical plane perpendicular to the lake shore. The fields of moisture and temperature in this vertical plane on a day when a clearly defined lake breeze occurred were obtained using an instrumented aircraft. Observations were made during periods when prevailing external meteorological conditions would exert minimum influence on the local thermal circulation.Over the land the depth of the layer of onshore flow is approximately 750 m and a maximum velocity of 5-7 m secis observed within 250 m of the surface directly over the lake shore.Above the lake breeze current a well defined return flow is apparent by midafternoon. The layer of return flow is about twice as deep as the lake breeze and velocities in the return flow axe proportionately lower. The local wind system extends through a depth exceeding 2500 m.Using climatological records it is demonstrated that flow can be in opposite directions on opposite sides of the lake, at least near the surface. Homogeneity of the lake breeze along the shoreline and the orderly progress of the lake breeze front to a distance exceeding 16 km inland are clearly apparent in the data. Evidence suggests that the structure and dimensions of the lake breeze wind system over the water are similar to those over the land. Turning of the local wind in response to the Coriolis force is also demonstrated by the observations.One cell of a symmetric lake breeze has been modelled numerically using the techniques developed by Estoque for the sea breeze with appropriate boundary condition modifications to account for the finite extent of the water surface. The temperature wave over the land was specified in accordance with observed temperatures on days when a lake breeze did occur. Results of the numerical forecast after 6 hr and after 9 hr of meteorological time are compared with the observed lake breeze at corresponding times.
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Local Climate near the Small Lake Part 2. air temperature distributions near Lake Toye. Hokkaido, In Spring and Summer [J],J .https://doi.org/10.2480/agrmet.36.13 URL [本文引用: 1] 摘要
Abstract Local climate near a small lake (smaller than 200km2) was investigated in this study. Air temperature distribution and the wind system near Lake Toya, Hokkaido, Japan, were measured in winter. The lake effect on the wind system over Lake Toya and surrounding regions was remarkable in a calm night. The wind near the ground blew toward the lake from surrounding regions at night. But, in the daytime, the wind direction near the ground was the same as the gradient wind.The lake effect on the air temperature distribution at the shoreline was observed both in the daytime and at night. Air temperature of the onshore-wind on the northern shore was about 2℃ higher than that of offshore wind on the southern shore of Lake Toya in the daytime. The regional fluctuation of air temperature was remarkable at night. The locational difference of air temperature was about 5℃ at its maximum.
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The climatology and prediction of the Chicago Lake Breeze [J].https://doi.org/10.1175/1520-0450(1972)011<1259:TCAPOT>2.0.CO;2 URL [本文引用: 1] 摘要
is defined where V, is the geostrophic wind speed from the 1200 GMT surface chart, Cthe specific heat of dry air, and T the difference (℃) between the maximum air temperatures at an inland location and the mean water temperature of the southern basin of the lake. Used as a hindcasting technique, it was found that a critical value of 10.0 emerged, above which a lake breeze would not be expected to occur at the shoreline. A hindcast accuracy between 90 and 95% was obtained by applying several additional criteria regarding the amount of cloudiness and the direction of the gradient flow with respect to the shoreline.
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Lake /land breeze circulation on the Western Shore of Lake Michigan [J].https://doi.org/10.1175/1520-0450(1978)0172.0.CO;2 URL [本文引用: 1] 摘要
A classic lake breeze circulation cell that formed on the western shore of Lake Michigan on 4 September 1974 is studied in great detail. Wind measurements are made with surface anemometers and serial pibals, with air trajectories monitored via tetroons. Aircraft measurements map the thermal internal boundary layer and small and large aerosol distributions. Recirculation of pollutants is indicated from analysis of the tetroon data. Aerosol measurements suggest size sorting of small versus large particles as they are transported through the complex three-dimensional flow. These wind data also form the basis of a kinematic diagnostic study of mesoscale pollution transport in coastal areas, to be reported in a subsequent paper.
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Numerical simulation of an observed lake breeze over Southern Lake Ontario [J].https://doi.org/10.1007/BF00121122 URL [本文引用: 1] 摘要
A time-dependent, two-dimensional primitive-equation atmospheric boundary-layer model has been applied to the South shore of Lake Ontario, using data obtained by Estoque et al . (1976).The model has correctly predicted the times of onset, maximum intensity and disappearance of the lake breeze. However, it underestimated the maximum inland penetration of the lake breeze, probably due to the fact that horizontal variations of surface potential temperature over the land had not been taken into account.
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洞庭湖湖面风速与湖区陆地风速的对比分析 [J].
对洞庭湖区湖面风与陆地风风速进行水平方向及垂直方向对比分析，水平方向湖面风平均风速比陆地风大2.3m/s，湖面风瞬时风速是陆地风的2倍左右，并建立了各月的线性关系方程，解决了湖面风比陆地风大多少的问题；垂直方向上湖岸风与湖面风也有差异，为湖区交通运输和防汛气象服务提供了科学依据。
Comparison and analysis of lake and land breeze speed of the Dongting Lake .
对洞庭湖区湖面风与陆地风风速进行水平方向及垂直方向对比分析，水平方向湖面风平均风速比陆地风大2.3m/s，湖面风瞬时风速是陆地风的2倍左右，并建立了各月的线性关系方程，解决了湖面风比陆地风大多少的问题；垂直方向上湖岸风与湖面风也有差异，为湖区交通运输和防汛气象服务提供了科学依据。
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鄱阳湖地区湖陆风特征及成因分析 [J].https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00197 URL Magsci [本文引用: 3] 摘要
利用20062010年鄱阳湖地区德安、鄱阳、湖口、进贤和星子站风向、风速常规气象观测资料, 分析了鄱阳湖地区湖陆风的特点及季节性变化。结果表明, 鄱阳湖地区有湖陆风现象存在。平均而言, 东西方向湖陆风强度为0.5~0.7 m·s-1, 湖西侧湖陆风转换时间较湖东侧早2 h左右, 而南北方向的湖陆风强度相对较弱, 为0.3 m·s-1左右, 湖北侧的湖陆风转换时间较湖南侧提前近5 h。湖陆风存在季节变化, 夏季湖陆风表现得相对更强一些, 而秋季表现异于其他季节。利用2010年 8月中尺度自动气象站逐时观测资料得到, 湖区的湖陆风现象与湖陆热力差异有关。采用浅水波模型对鄱阳湖地区湖陆风形成原因进行了模拟分析, 结果与实际现象基本一致, 能反映湖陆风的一些特征。
Analysis of the phenomenon of Lake-Land Breeze in Poyang Lake Area .https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00197 URL Magsci [本文引用: 3] 摘要
利用20062010年鄱阳湖地区德安、鄱阳、湖口、进贤和星子站风向、风速常规气象观测资料, 分析了鄱阳湖地区湖陆风的特点及季节性变化。结果表明, 鄱阳湖地区有湖陆风现象存在。平均而言, 东西方向湖陆风强度为0.5~0.7 m·s-1, 湖西侧湖陆风转换时间较湖东侧早2 h左右, 而南北方向的湖陆风强度相对较弱, 为0.3 m·s-1左右, 湖北侧的湖陆风转换时间较湖南侧提前近5 h。湖陆风存在季节变化, 夏季湖陆风表现得相对更强一些, 而秋季表现异于其他季节。利用2010年 8月中尺度自动气象站逐时观测资料得到, 湖区的湖陆风现象与湖陆热力差异有关。采用浅水波模型对鄱阳湖地区湖陆风形成原因进行了模拟分析, 结果与实际现象基本一致, 能反映湖陆风的一些特征。
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夏季青海湖局地环流及大气边界层特征的数值模拟 [J].
使用美国NCAR新版MM5V3.6非静力模式,采用两重嵌套方法,模拟了青海湖区域的局地环流及大气边界层特征,并且与无湖试验进行了比较。结果表明:白天由于青海湖的存在有很好的降温作用,夜晚则有保温效应,表现出明显的冷(暖)湖效应;青海湖对感热和潜热的影响有很强的日变化,白天湖面感热、潜热都小,夜间情况相反,这使得白天青海湖是冷干岛,夜间是暖湿岛;青海湖使得白天湖面边界层顶低,陆面边界层顶高,夜间相反。这样的边界层顶高度和温度、地面能量通量相配合,形成了一个很好的保护机制,对青海湖的水土保持和生态环境的维持有正效应;青海湖使得湖面上空大气下沉,陆面上空大气上升,从而产生了湖面上空大气冷干,陆面上空大气暖湿的边界层特征;青海湖边缘的陆面形成的较大的湿气柱围绕着湖面,起到了保护湖面的作用;青海湖低空白天有明显的湖面向四周的辐散气流,而夜间则为从北偏东方向来的陆风。
Numerical simulation of summer circulation and atmospheric boundary layer characteristics over Qinghai Lake .
使用美国NCAR新版MM5V3.6非静力模式,采用两重嵌套方法,模拟了青海湖区域的局地环流及大气边界层特征,并且与无湖试验进行了比较。结果表明:白天由于青海湖的存在有很好的降温作用,夜晚则有保温效应,表现出明显的冷(暖)湖效应;青海湖对感热和潜热的影响有很强的日变化,白天湖面感热、潜热都小,夜间情况相反,这使得白天青海湖是冷干岛,夜间是暖湿岛;青海湖使得白天湖面边界层顶低,陆面边界层顶高,夜间相反。这样的边界层顶高度和温度、地面能量通量相配合,形成了一个很好的保护机制,对青海湖的水土保持和生态环境的维持有正效应;青海湖使得湖面上空大气下沉,陆面上空大气上升,从而产生了湖面上空大气冷干,陆面上空大气暖湿的边界层特征;青海湖边缘的陆面形成的较大的湿气柱围绕着湖面,起到了保护湖面的作用;青海湖低空白天有明显的湖面向四周的辐散气流,而夜间则为从北偏东方向来的陆风。
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洞庭湖湖陆风特征与降水 [J].Characteristic feature of the Lake-land Breeze and its effect on precipitation over the Dongtinghu Lake . |
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洮河流域土地利用/土地覆被变化及其驱动机制研究 [J].
系统收集和整理1970s 后期至2000s 洮河流域土地利用/土地覆被、水文气象和经济社会发展数据，采用综合利用指数、转移矩阵、动态度、相关性和主成分分析方法及多元线性回归方法，得到结果表明，过去30 a，洮河流域总体表现为林、草面积减少、耕地面积增加、土地开发利用程度进一步提升。驱动因子相关性及主成分分析表明，洮河流域LULCC受“区域经济+农耕因素+城镇化和气候”3 个主成分大类的交互影响和驱动；基于此构建的LULCC 多元回归驱动模式，在率定期和验证期精度良好，能够反映洮河流域经济社会发展及区域气候对LULCC的驱动和影响。
Land use and land cover change in Taohe River Basin and its driving forces .
系统收集和整理1970s 后期至2000s 洮河流域土地利用/土地覆被、水文气象和经济社会发展数据，采用综合利用指数、转移矩阵、动态度、相关性和主成分分析方法及多元线性回归方法，得到结果表明，过去30 a，洮河流域总体表现为林、草面积减少、耕地面积增加、土地开发利用程度进一步提升。驱动因子相关性及主成分分析表明，洮河流域LULCC受“区域经济+农耕因素+城镇化和气候”3 个主成分大类的交互影响和驱动；基于此构建的LULCC 多元回归驱动模式，在率定期和验证期精度良好，能够反映洮河流域经济社会发展及区域气候对LULCC的驱动和影响。
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西北干旱区阿克苏河径流对气候波动的多尺度响应 [J].
基于阿克苏河流域1960～2010年的气象、水文观测数据，利用集合经验模态分解（EEMD）方法，对研究期内阿克苏河径流时间序列进行多尺度的分析，并探讨其在不同时间尺度上的振荡模态结构特征及其对气候因子的多尺度响应。结果表明：①近50年来，阿克苏河年径流整体上呈现出显著的非线性增加趋势，且其变化在年际尺度上表现出准3a和准6～7a的周期性波动，在年代际尺度上表现出准13a和准25a的周期性变化；②各周期分量的方差贡献率表明，年际振荡在径流长期变化中占据主导地位，年代际尺度在径流变化过程中也起着重要作用。重构的径流年际变化能够较为详细地描述原始径流序列在研究时期内的波动趋势，重构的径流年代际变化则有效揭示了阿克苏河径流在不同年代丰、枯水期交替出现的状态。③在年际尺度上径流与气温、降水和潜在蒸发都表现为不显著的正相关关系，而在年代际尺度上，径流量与气温和降水均表现为显著的正相关关系，与潜在蒸发表现为显著的负相关关系，且在年代际尺度上相关性和显著性明显强于年际尺度，表明年代际尺度更适于评价径流对气候波动的响应。结果表明EEMD是一种甄别非线性趋势和尺度循环的有效方法。
Multi-scale response of runoff to climate change in the Aksu River Basin in Arid Area of the Northwestern China .
基于阿克苏河流域1960～2010年的气象、水文观测数据，利用集合经验模态分解（EEMD）方法，对研究期内阿克苏河径流时间序列进行多尺度的分析，并探讨其在不同时间尺度上的振荡模态结构特征及其对气候因子的多尺度响应。结果表明：①近50年来，阿克苏河年径流整体上呈现出显著的非线性增加趋势，且其变化在年际尺度上表现出准3a和准6～7a的周期性波动，在年代际尺度上表现出准13a和准25a的周期性变化；②各周期分量的方差贡献率表明，年际振荡在径流长期变化中占据主导地位，年代际尺度在径流变化过程中也起着重要作用。重构的径流年际变化能够较为详细地描述原始径流序列在研究时期内的波动趋势，重构的径流年代际变化则有效揭示了阿克苏河径流在不同年代丰、枯水期交替出现的状态。③在年际尺度上径流与气温、降水和潜在蒸发都表现为不显著的正相关关系，而在年代际尺度上，径流量与气温和降水均表现为显著的正相关关系，与潜在蒸发表现为显著的负相关关系，且在年代际尺度上相关性和显著性明显强于年际尺度，表明年代际尺度更适于评价径流对气候波动的响应。结果表明EEMD是一种甄别非线性趋势和尺度循环的有效方法。
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一个含植被影响的湖陆风数值模式 [J].A numerical model for lake-land breeze containing vegetation effect . |
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Lake breezes in southern Ontario and their relation to tornado climatology [J],https://doi.org/10.1175/1520-0434(2003)0182.0.CO;2 URL [本文引用: 1] 摘要
Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES) imagery is used to demonstrate the development of lake-breeze boundaries in southern Ontario under different synoptic conditions. The orientation of the gradient wind with respect to the shorelines is important in determining the location of such lines. When moderate winds (5-10 m s) are parallel to straight sections of coastlines, cloud lines can extend well inland. In the region between Lakes Huron and Erie lake-breeze lines merge frequently, sometimes resulting in long-lasting stationary storms and attendant heavy rain and flooding. The influence of the lakes is apparent in the tornado climatology for the region: tornadoes appear to be suppressed in regions visited by lake-modified air and enhanced in regions favored by lake-breeze convergence lines. The cloud patterns in the case of a cold front interacting with merging lake-breeze boundaries are shown to be similar to those on a major tornado outbreak day. Two of the cases discussed are used as conceptual models to explain many of the features in the patterns of tornado touchdown locations. In general, it appears that the lakes suppress tornadoes in southern Ontario, compared with neighboring states and in particular in areas where southwest winds are onshore, but enhance tornado likelihood locally in areas of frequent lake-breeze activity.
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太湖地区湖陆风对雷暴过程影响的数值模拟 [J].Numerical simulation of the lake breeze impact on thunderstorm over the Taihu Area . |
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北京市生态涵养区生态系统服务供给与流动的能值分析 [J].https://doi.org/10.11821/dlxb201706003 URL [本文引用: 1] 摘要
近年来北京市建成区扩张迅速,对城市周边地区的生态系统服务需求上升.本文以北京市生态涵养区为例,利用能值评估方法评估该区域生态系统服务,分析各生态系统及其与城市系统之间的服务流动和依赖关系.研究结果表明:从生态系统类型上看,2012年森林生态系统服务对涵养区生态系统服务贡献最大,占到生态系统服务总能值的79.7％,其次为农田和水域生态系统,分别占总能值的19.7％和0.6％;从生态系统服务类型上看,森林生态系统的有机物生产和水源涵养是其主要的生态系统服务,分别占总能值产出的40.4％和35.8％.粮食供给是农田系统的主要能值输出,占农田生态系统能值的70％.水域提供的生态系统服务中,能值比例较高的依次为水源供给、洪水调蓄和水产品供给,分别占水域生态系统能值的35.1％、28.6％和28.2％;从能值转移矩阵分析可以看出,对城市来说,森林生物量、森林土壤水、水域地下水和农田生物量是重要的生态系统服务供给组分;系统能值动态分析结果表明,2004年到2012年森林和水域生态系统重要程度增加,农田生态系统重要程度有所减少,城市系统的角色由主动变为被动.因此,在未来的发展规划中,对森林和水域生态系统的保育应给予足够关注.
Emergy analysis of ecosystem services supply and flow in Beijing ecological conservation area .https://doi.org/10.11821/dlxb201706003 URL [本文引用: 1] 摘要
近年来北京市建成区扩张迅速,对城市周边地区的生态系统服务需求上升.本文以北京市生态涵养区为例,利用能值评估方法评估该区域生态系统服务,分析各生态系统及其与城市系统之间的服务流动和依赖关系.研究结果表明:从生态系统类型上看,2012年森林生态系统服务对涵养区生态系统服务贡献最大,占到生态系统服务总能值的79.7％,其次为农田和水域生态系统,分别占总能值的19.7％和0.6％;从生态系统服务类型上看,森林生态系统的有机物生产和水源涵养是其主要的生态系统服务,分别占总能值产出的40.4％和35.8％.粮食供给是农田系统的主要能值输出,占农田生态系统能值的70％.水域提供的生态系统服务中,能值比例较高的依次为水源供给、洪水调蓄和水产品供给,分别占水域生态系统能值的35.1％、28.6％和28.2％;从能值转移矩阵分析可以看出,对城市来说,森林生物量、森林土壤水、水域地下水和农田生物量是重要的生态系统服务供给组分;系统能值动态分析结果表明,2004年到2012年森林和水域生态系统重要程度增加,农田生态系统重要程度有所减少,城市系统的角色由主动变为被动.因此,在未来的发展规划中,对森林和水域生态系统的保育应给予足够关注.
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近30 年来密云水库上游水土流失动态监测 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1672-5867.2013.10.043 URL [本文引用: 1] 摘要
使用修正的通用土壤流失方程RUSLE，综合考虑降雨、土壤可蚀性、地形、土地覆盖和水土保 持措施等因素，计算得密云水库上游地区1990年、2000年和2008年3期的土壤侵蚀数据，并对土壤侵蚀变化结果及其原因进行分析，发现：①研究区近 20年水土流失状况经历由加剧到减轻的过程，但总体来说是减轻的，1990～2008年减轻区面积和加剧区面积分别为3083．11km。和 2287．71km2；②研究区水土流失变化的原因主要为以土地利用类型变化为特征的人为因素，降雨也有影响，而与坡度没有关系。
Dynamic monitoring of soil loss in Miyun Reservoir in last thirty years .https://doi.org/10.3969/j.issn.1672-5867.2013.10.043 URL [本文引用: 1] 摘要
使用修正的通用土壤流失方程RUSLE，综合考虑降雨、土壤可蚀性、地形、土地覆盖和水土保 持措施等因素，计算得密云水库上游地区1990年、2000年和2008年3期的土壤侵蚀数据，并对土壤侵蚀变化结果及其原因进行分析，发现：①研究区近 20年水土流失状况经历由加剧到减轻的过程，但总体来说是减轻的，1990～2008年减轻区面积和加剧区面积分别为3083．11km。和 2287．71km2；②研究区水土流失变化的原因主要为以土地利用类型变化为特征的人为因素，降雨也有影响，而与坡度没有关系。
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北京地区加密自动气象站数据的质量分析 [J].Evaluating the quality of meteorological data measured at automatic weather stations in Beijing during 1998-2010 . |
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形和城市热力环流对北京地区一次β中尺度暴雨的影响 [J].https://doi.org/10.7519/j.issn.1000-0526.2009.12.008 URL [本文引用: 2] 摘要
北京特殊的箕簸型地形和超大城 市热力环流对北京局地暴雨的落区和强度有重要影响。利用北京地区丰富的地面和高空观测资料,对2006年7月24日的一次局地暴雨过程中温度、湿度、风场 的演变和相互配置进行了详细的分析,揭示了一次系统性冷空气与地形和城市热力环流相互作用并激发产生β中尺度雨带中不同降水中心的精细过程。得出如下主要 结论:受北京地形影响,此次冷空气以东北—西南路径影响北京城区,在冷空气明显的条件下,强降水容易发生在温度较高的城区,同时降水中心倾向于出现在温度 距平等值线密集且靠近冷空气移动路径的方位,即冷暖交汇最剧烈的位置。地形辐合切变在冷空气到来时得到了迅速加强,为京西城区强对流提供了强有力的扰动 源,同时近地面辐合切变的向上传播对强降水的持续提供了有利的动力支持。降水过程中的潜热释放造成风场垂直切变的改变,在一定程度上使风暴中心附近的东南 风迅速加强,使得降水所需的水汽条件得以维持。
Effects of topography and urban heat to a Meso-β Torrential Rain in Beijing Area .https://doi.org/10.7519/j.issn.1000-0526.2009.12.008 URL [本文引用: 2] 摘要
北京特殊的箕簸型地形和超大城 市热力环流对北京局地暴雨的落区和强度有重要影响。利用北京地区丰富的地面和高空观测资料,对2006年7月24日的一次局地暴雨过程中温度、湿度、风场 的演变和相互配置进行了详细的分析,揭示了一次系统性冷空气与地形和城市热力环流相互作用并激发产生β中尺度雨带中不同降水中心的精细过程。得出如下主要 结论:受北京地形影响,此次冷空气以东北—西南路径影响北京城区,在冷空气明显的条件下,强降水容易发生在温度较高的城区,同时降水中心倾向于出现在温度 距平等值线密集且靠近冷空气移动路径的方位,即冷暖交汇最剧烈的位置。地形辐合切变在冷空气到来时得到了迅速加强,为京西城区强对流提供了强有力的扰动 源,同时近地面辐合切变的向上传播对强降水的持续提供了有利的动力支持。降水过程中的潜热释放造成风场垂直切变的改变,在一定程度上使风暴中心附近的东南 风迅速加强,使得降水所需的水汽条件得以维持。
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北京城区近地面比湿和风场时空分布特征 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-7313.2014.05.005 URL [本文引用: 1] 摘要
利用2008-2012年北京城区平均5 km 的高密度自动气象站逐时观测数据，分析了北京城区近地面比湿、风向和风速的时空精细分布特征，初步探究了城市下垫面对局地气象要素的影响机制。研究表明：夏季白天北京城区为干岛，冬季城区表现为弱湿岛特征。受城市效应的影响，北京城区与郊区比湿日变化有明显差异。近地面10 m 风受到地形、城市和季节性盛行风的共同影响。当气流经过城区时有明显的绕流现象。夏季05：00-10：00（北京时，下同），受山风、弱的夏季偏南风和城市热岛共同作用，气流向城市中心辐合。冬季15：00-19：00，受季节盛行风偏北气流和谷风偏南气流的共同作用，在城区形成一条西北-东南走向的辐合线。对风速研究发现：城市粗糙下垫面使北京城区风速减小，二环路和三环路之间存在一条“n”状的风速小值带。由此可见，除已开展较多研究的城市热岛效应外，北京城市效应对近地面湿度和风场亦有显著影响。
Fine spatial and temporal characteristics of humidity and wind in Beijing Urban Area .https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-7313.2014.05.005 URL [本文引用: 1] 摘要
利用2008-2012年北京城区平均5 km 的高密度自动气象站逐时观测数据，分析了北京城区近地面比湿、风向和风速的时空精细分布特征，初步探究了城市下垫面对局地气象要素的影响机制。研究表明：夏季白天北京城区为干岛，冬季城区表现为弱湿岛特征。受城市效应的影响，北京城区与郊区比湿日变化有明显差异。近地面10 m 风受到地形、城市和季节性盛行风的共同影响。当气流经过城区时有明显的绕流现象。夏季05：00-10：00（北京时，下同），受山风、弱的夏季偏南风和城市热岛共同作用，气流向城市中心辐合。冬季15：00-19：00，受季节盛行风偏北气流和谷风偏南气流的共同作用，在城区形成一条西北-东南走向的辐合线。对风速研究发现：城市粗糙下垫面使北京城区风速减小，二环路和三环路之间存在一条“n”状的风速小值带。由此可见，除已开展较多研究的城市热岛效应外，北京城市效应对近地面湿度和风场亦有显著影响。
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基于自动气象站观测的北京夏季降水特征 [J].Statistical characteristics of precipitation in summer in Beijing Area during 2007-2011 . |
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Numerical modeling of the effects of vegetation and environmental conditions on the lake breeze [J].https://doi.org/10.1023/A:1000906300218 URL [本文引用: 1] 摘要
The influence of vegetation and environmental conditions on the lake breeze and associated boundary-layer turbulence structure has been studied using a two-dimensional nonhydrostatic, compressible mesoscale model coupled with the SiB2 land-surface scheme. The results show that the impacts of vegetation on the lake effects are dependent on the environmental conditions, such as soil wetness and background wind, as well as vegetation characteristics. Both soil wetness and background wind play important roles in modifying lake effects on boundary-layer turbulence and the lake breeze, while the effects of vegetation type are secondary compared to the other factors. Without background wind, and under the same soil wetness, the maximum horizontal windspeed of the lake breeze is insensitive to the type of vegetation. Soil wetness can greatly affect both the maximum horizontal windspeed and the maximum vertical velocities of the lake breeze. With background wind, the lake-breeze circulations, upward motion regions, and boundary-layer turbulence structure all change markedly. A weaker background wind can strengthen the lake breeze, while stronger background wind suppresses the lake breeze circulations. The distribution of sensible and latent heat fluxes is also very sensitive to the soil wetness and background wind. However, for the same soil wetness (0.25 and 0.4 were chosen), there is only a small difference in the distribution of sensible and latent heat fluxes between the bare soil and vegetated soil or between the types of vegetated soils.
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鄱阳湖地区大气边界层特征的数值模拟 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.0001-5733.2011.04.003 Magsci [本文引用: 1] 摘要
采用WRFV2.2中尺度数值模式对鄱阳湖地区200 km×200 km范围内,2009年11月5日00∶00至2009年11月6日12∶00不同高度的气象要素进行了数值模拟,得到了水平分辨率为1 km的鄱阳湖地区大气边界层风、温、湿度场和廓线分布的大气边界层物理特征.模拟结果发现:白天鄱阳湖面上空存在着冷岛效应并伴随湖风,而夜间湖面上空存在着热岛效应并伴随陆风,湖面与陆地之间最大温差可达6 ℃;同时地形以及下垫面类型对鄱阳湖区风场的分布具有很大影响,夜间存在一条东北西南走向的低空辐合带,白天逐渐消失;此外受风场和地形作用湖面上空的湿度分布也不均匀,白天湿度层厚度低而夜晚湿度层厚度高,湖中心右侧湿度值大于左侧湿度值.模拟结果能较好地反映鄱阳湖的大气边界层物理特征,有助于了解鄱阳湖地区区域气候的特点,以及由于地形、地理环境、地表特征所形成的不同高度上的风、温、湿的分布规律和大气边界层物理特征,为鄱阳湖地区局地天气预报、风能资源开发、环境保护等提供了科学依据.
Numerical simulation of features of boundary-layer over Poyang Lake area .https://doi.org/10.3969/j.issn.0001-5733.2011.04.003 Magsci [本文引用: 1] 摘要
采用WRFV2.2中尺度数值模式对鄱阳湖地区200 km×200 km范围内,2009年11月5日00∶00至2009年11月6日12∶00不同高度的气象要素进行了数值模拟,得到了水平分辨率为1 km的鄱阳湖地区大气边界层风、温、湿度场和廓线分布的大气边界层物理特征.模拟结果发现:白天鄱阳湖面上空存在着冷岛效应并伴随湖风,而夜间湖面上空存在着热岛效应并伴随陆风,湖面与陆地之间最大温差可达6 ℃;同时地形以及下垫面类型对鄱阳湖区风场的分布具有很大影响,夜间存在一条东北西南走向的低空辐合带,白天逐渐消失;此外受风场和地形作用湖面上空的湿度分布也不均匀,白天湿度层厚度低而夜晚湿度层厚度高,湖中心右侧湿度值大于左侧湿度值.模拟结果能较好地反映鄱阳湖的大气边界层物理特征,有助于了解鄱阳湖地区区域气候的特点,以及由于地形、地理环境、地表特征所形成的不同高度上的风、温、湿的分布规律和大气边界层物理特征,为鄱阳湖地区局地天气预报、风能资源开发、环境保护等提供了科学依据.
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中国年代际暴雨时空变化格局 [J].
采用1951~2010 年中国659 个气象站点的日值降水数据,以中国气象局颁布的降水强度等级划分标准为依据,分别计算1951~1960、1961~1970、1971~1980、1981~1990、1991~2000、2001~2010 年的年代际暴雨雨量、雨日和雨强,并统计了其相应的站点数目变化。结果表明,在时间上,中国年代际暴雨雨量和雨日显著增加,暴雨雨强也呈现增加趋势;在空间上,中国年代际暴雨雨量和雨日呈现出从东南沿海地区向华中和西南及环渤海地区逐渐扩张的梯度增加趋势,年代际暴雨雨强远不如暴雨雨量和暴雨雨日梯变明显。中国暴雨1951~2010 年年代际时空变化格局很可能是在全球变暖大背景下中国地势与城市化共同作用的结果。
Spatio-temporal patterns of China Decadal Storm Rainfall .
采用1951~2010 年中国659 个气象站点的日值降水数据,以中国气象局颁布的降水强度等级划分标准为依据,分别计算1951~1960、1961~1970、1971~1980、1981~1990、1991~2000、2001~2010 年的年代际暴雨雨量、雨日和雨强,并统计了其相应的站点数目变化。结果表明,在时间上,中国年代际暴雨雨量和雨日显著增加,暴雨雨强也呈现增加趋势;在空间上,中国年代际暴雨雨量和雨日呈现出从东南沿海地区向华中和西南及环渤海地区逐渐扩张的梯度增加趋势,年代际暴雨雨强远不如暴雨雨量和暴雨雨日梯变明显。中国暴雨1951~2010 年年代际时空变化格局很可能是在全球变暖大背景下中国地势与城市化共同作用的结果。
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密云水库流域入库径流量变化特征及归因研究 [J].https://doi.org/10.13448/j.cnki.jalre.2016.297 URL [本文引用: 1] 摘要
运用累积距平法、小波分析和累积量斜率变化率比较法,对密云水库流域1960~2014年入库径流量时间序列进行研究。结果表明:1)密云水库流域入库径流量存在两个突变年份,即1979和1998年。2)1979年前流域径流量基本上呈增加趋势;1980~1998年,径流量呈先减后增的趋势;1999年后,径流量呈明显减少趋势。3)密云水库流域入库径流量序列存在7a和16a左右的震荡周期,持续时间分别为1960~2000年和1960~2014年。4)气候变化和人为活动对入库径流量影响具有阶段性特征:1979年以前,气候是影响径流量波动的主要因素;1980~1998年,气候因素是径流增加的原因之一,人为因素成为影响径流量减少的主要因素;1999年以后,人为活动仍是入库径流减少的主要原因;与1980~1998年相比,其对径流量减少的影响有所降低,气候变化对入库径流量减少的贡献率略有增加。
The characteristics and attribution of runoff change in the Miyun reservoir watershed .https://doi.org/10.13448/j.cnki.jalre.2016.297 URL [本文引用: 1] 摘要
运用累积距平法、小波分析和累积量斜率变化率比较法,对密云水库流域1960~2014年入库径流量时间序列进行研究。结果表明:1)密云水库流域入库径流量存在两个突变年份,即1979和1998年。2)1979年前流域径流量基本上呈增加趋势;1980~1998年,径流量呈先减后增的趋势;1999年后,径流量呈明显减少趋势。3)密云水库流域入库径流量序列存在7a和16a左右的震荡周期,持续时间分别为1960~2000年和1960~2014年。4)气候变化和人为活动对入库径流量影响具有阶段性特征:1979年以前,气候是影响径流量波动的主要因素;1980~1998年,气候因素是径流增加的原因之一,人为因素成为影响径流量减少的主要因素;1999年以后,人为活动仍是入库径流减少的主要原因;与1980~1998年相比,其对径流量减少的影响有所降低,气候变化对入库径流量减少的贡献率略有增加。
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