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2011年长江中下游地区干旱气候特征分析 ( 魏亚磊、于洋)


“海天杯”大学生科技创新竞赛

项 目 申 报 书
作 品 名 称 :2011 年长江中下游地区干旱气候特征分析 申 报 单 位 : 申报者姓名: 指导教员签名: 学员旅学员二队 魏亚磊 何宏让 于 洋

作品类别:
■自然科学论文类 □软件制作类 □发明制作类

解放军理工大学气象学院训练部

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2011 年长江中下游地区干旱气候特征分析
1 必要性和发展现状
1.1 必要性 干旱是影响我国的最主要的灾害性天气之一。相对于其他灾害 性天气而言,干旱波及范围广、持续时间长、季节性强、对我国的 工农业生产乃至军事行动影响巨大。据统计资料显示,在 1949 至 1990 年的 50 年中,我国共出现了 36 个干旱年,其中,1959 至 1961 年的 3 年连续干旱,灾害影响 10—15 个省(市、区),平均受旱面 积近 3659 万 hm2,成灾 1533 万 hm2,减产粮食 611.5 亿公斤;1972 年,我国北方大范围少雨,春夏连旱,南方部分地区伏旱,灾情严 重,受旱近 3070 万 hm2,成灾 1360 万 hm2。1999 年,北方夏秋连旱, 南方部分地区秋旱也较明显。进入 2000 年 2 月以后,全国大部分地 区降水量呈持续偏少态势。春季,长江以北大部分地区降水明显减 少,西北、华北、东北、黄淮、江淮、江汉等地发生较重干旱;南 方的广西、湖南、浙江、海南、四川、重庆等部分地区也有不同程 度旱象。夏季,华北、西北东部、东北降水仍偏少,发生春夏连旱; 南方的广西、四川、贵州、江西、江苏、安徽等省区的部分地区也 曾一度出现伏旱。秋季、广西、广东、贵州、四川等省区也出现了 旱象,其中广西伏秋连旱,旱情严重。在 1991 至 2001 年的十年中, 我国年年有干旱灾害发生,其中受旱面积超过 3000 万 hm2 的有 1992 年、1994 年、1997 年、1999 年、2000 年、2001 年。2006 年,我国 川渝地区发生百年一遇的特大干旱,截至 2006 年 8 月底,重庆全市 因旱受灾人口达 2100 万人,820.4 万人发生临时饮水困难,农作物 受灾面积 132.7 万公顷,绝收 37.5 万公顷,直接经济损失达 90.7 亿元;四川全省 700 多万人出现临时饮水困难,农作物受旱 206.7 2

万公顷,成灾 116.6 万公顷,绝收 31.1 万公顷,损失粮食 481.4 万 吨,造成直接经济损失 125.7 亿元。时隔三年, 自 2009 年 9 月至 2010 年 4 月,中国西南地区干旱长达 7 个月,为 50 年或 100 年一遇 的罕见干旱,进入 4 月,西南旱情仍在肆虐。据国家防总办公室统 计,截至 4 月 8 日,云南、贵州、广西、重庆、四川 5 省(区、市) 耕地受旱面积 1.01 亿亩,作物受旱 7907 万亩,待播耕地缺水缺墒 2197 万亩;有 2088 万人、1368 万头大牲畜因旱饮水困难。2009 至 2010 西南特大干旱的阴影还未散去,2011 年我国雨量充沛的长江中 下游地区降水异常偏少,湖北、湖南、江西、安徽、江苏、浙江、 上海 7 省市区域平均降水量为近 60 年以来同期最少。据长江水文站 资料显示,长江中下游一些站点水位创下历史同期最低纪录。湖北、 湖南、江西等地部分地区出现严重旱情。尽管我国自建国以来就更 加重视干旱气候灾害的影响,对历年干旱气候的研究也使我国在干 旱方面的研究和对干旱气候的预测有了长足的进展,但是,随着我 国社会和经济的发展,目前干旱气候预测的准确率还不能满足国民 经济可持续发展的需求,因此,做好干旱气候的预测和减少干旱造 成的灾害具有重要的实际意义。 干旱与特定的地理环境和大气环流系统相联系。如 2009 年 12 月至 2010 年 2 月,贝加尔湖低压较常年异常偏强,我国北方地区冷空 气较强,但南方大部地区环流较为平直,西南地区位势高度也较常年 偏高,而西太平洋副热带高压较常年偏西偏强,印度洋的水汽不能向 我国西南地区输送,导致降水偏少。也就是说,环流场的异常演变导 致的暖湿气流缺乏,造成了我国西南大部地区干旱少雨。最近几十年 来,短期气候预测得到了迅速的发展,尤其是理论研究和预测方面 有了很大进展。但是对大气环流异常及其所造成的极端天气及其气

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候事件的预测依然是大气科学中的难题。通过对干旱的研究,必然 推动对短期气候预测理论的研究,具有重要的理论意义。 总之,研究干旱气候发生发展的物理机制,可以完善对干旱气 候的认识,提高干旱气候预测的准确率,减小干旱对我国工农业生 产和对人民生活造成的危害。因此,通过 2011 年长江中下游地区干 旱气候特征的分析研究,对进一步提高我国干旱气候预测的效果具 有重要的理论和现实意义。 1.2 国内外发展现状 影响干旱发生发展的因子比较多。国内许多学者从不同角度对 干旱发生发展的物理机制进行了研究:我国地球物理学会会员陈菊 英在《中国旱涝的分析和长期预报研究》一书中指出,我国的气候 特征主要受冬季的内蒙古高压和阿留申低压与夏季的印度洋低压和 太平洋副热带高压这四个半永久性大气活动中心的影响。我国干旱 气候的发生是由于大气环流异常所致,我国的旱涝与南方涛动和厄 尔尼诺现象以及北太平洋海温场的关系必须加大研究力度。丁一汇 在《气候变化》一书中强调了干旱气候与海气相互作用之间的关系, 提出了对干旱气候的研究方法。从干旱的研究方法出发,目前主要 有两种方法:一是采用统计的方法,二是采用数值模拟的方法。 近年来,许多学者对我国发生的干旱气候特征、大尺度环流、 中尺度特征等进行了观测试验、天气学分析、气候统计、数值模拟 和理论研究,揭示了干旱气候的基本特征和形成机理,为客观、定 量的分析研究干旱气候奠定了坚实的基础。 本文利用常规气象资料、NCEP 每 6h 一次的 1°×1°格点资料 以及长江中下游地区的全球逐日气象资料和 30 年平均的全球气候资 料,对此次我国发生大面积干旱的大尺度观测特征和物理机制进行

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天气学诊断分析,以求总结规律,提高对干旱气候的预测水平,为 做好干旱灾害的预防工作服务。 1.3 我军现在及需求分析 未来高技术战争的气息保障中需要更准确、时效更长的天气和 气候预报。目前我军积极开展异常气候研究,探索气候预测的方法, 虽然取得了一定成果,但目前的预测水平明显难以满足军事活动对 气象保障的要求。当今国际局势仍不稳定,国家周边安全并不乐观, 为提供短期气候预测水平,提高我军的总体气象保障能力,对极端 气候现象进行机理研究是非常必要的。

2 用途及研制总要求
通过此项目的研究,进一步了解和认识我国长江中下游地区地 区干旱气候的特点以及发生的大尺度背景,从气候角度,分析干旱 这种极端气候事件产生的原因以及干旱与与特定的地理环境和大气 环流系统的关系,为提高我国干旱气候预测的准确率、减少干旱造 成的灾害和短期气候的预测提供理论依据。

3 主要研究内容及技术指标
3.1 主要研究内容 (1)定量揭示我国长江中下游地区干旱气候特征; (2)分析我国长江中下游地区干旱气候的形成机理; (3)提出对我国干旱气候预测有参考价值的结论。 3.2 战术技术指标 (1)定量揭示我国长江中下游地区干旱气候的事实; (2)对我国长江中下游地区干旱气候的形成机理进行分析研 究; (3)能够提出对我国的干旱气候特征预测有用的结论。

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4 初步技术方案和实施途径
4.1 初步技术方案 1、收集长江中下游地区干旱期间的全球逐日气象资料; 2、收集 30 年平均的全球气象资料; 3、查阅相关文献,设计研究方案和方法; 4、对逐日数据进行处理,分析长江中下游地区气温、气压、降 水和流场的月平均特征、旬平均特征和侯的演变特征; 5、分析这些气象要素的月、旬和侯的演变特征; 6、对比历史资料,定量揭示异常特征; 7、从大气环流演变、海气相互作用及陆气相互作用等方面分析 气候异常的机理; 8、分析总结异常气候预测的指标。 4.2 实施途径 实施途径分以下几步: (1)2011.10 至 2011.11,收集相关资料,查阅相关文献,了 解目前国内外干旱异常气候研究的思想和方法; (2)2011.12 至 2012.01,根据收集的各种资料,制定切实可 行的研究方案; (3)2012.02 至 2012.04,分析资料,定量揭示我国长江中下 游地区气候的特点;对比历史资料,定量揭示异常气候的特征,并 初步分析长江中下游地区干旱出现的直接和间接原因; (4)2012.05 至 2012.06,撰写论文。

5 推广应用前景
研究成果对进一步认识干旱的形成机理、了解干旱气候过程中 各因子的相互作用具有重要意义,其结果还可为短期气候预测尤其

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是高温伏旱气候现象的预测提供可参考的信息。

6 成果形式
论文形式。

7 研究周期和进度安排
时 间 内 容 资料搜集 制定研究方法和研究方案 对干旱气候的形成机理进行分析 撰写论文

2011.10 至 2011.11 2011.12 至 2012.01 2012.02 至 2012.04 2012.05 至 2012.06

8 申报人情况
序号 姓 名 专 业 单 位 年 级 分 工 分析研究 1 魏亚磊 军事气象学 2队 4 年级 撰写论文 2 于 洋 军事气象学 2队 4 年级 资料搜集

9 申报经费
序号 1 2 内容 图书资料费 资料查询费 金额(元) 400 200 备注 购买教材 网上查询

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公交打的费

100 合计:700 元

交通费等

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