安徽省梅雨划分标准及各地梅雨序列的异同点

梅雨是我国乃至东亚地区重要的降水现象，是世界降水研究中的一个重要课题也是长江中下游地区的气候特色之一。梅雨的形成及其强弱与副热带高压、青藏高压、西南季风以及西风带长波等大尺度天气系统的活动有关。由于这些大尺度天气系统的强度、进退迟早和速度     

华山近５６年气温变化特征分析

利用华山1953-2008年逐日平均气温、最高气温和最低气温资料,运用M-K突变检验、Morlet小波分析等方法对华山气温变化特征进行了分析,结果表明:年平均气温、年平均最高气温和年平均最低气温均具有明显的冷期和暖期交替的特点,持续时间冷期比暖期长;四季气温均呈上升趋势,但增幅不同,冬季最大,夏季最小;年极端最低气温呈强烈的上升趋势;年平均气温、年平均最高气温和年平均最低气温突变分别出现在1995年、1997年和1993年,并且均存在准4 a、9 a的小尺度周期振荡和30 a左右大尺度周期振荡.     

基于DFA的雷暴日时间序列分形特征分析

运用最小二乘法、非趋势波动分析(DFA)与小波变换三种方法对比分析许昌市1961—2012年52 a雷暴日时间序列的变化特性,揭示雷暴日的长程相关性及其内在规律。研究结果表明:许昌市52 a月雷暴日时间序列属于分形时间序列,存在内在的长程相关性,其雷暴日数每10 a减少1.6689天,雷暴日时间序列长程幂律相关的标度指数为0.8940,该幂律关系至少可持续17个月,并将2011年和2012年观测数据作为验证数据加以验证,结果与DFA分析结果一致;雷暴日时间序列具有2个显著的标度不变区域,存在一个突变点,反映了雷暴日系统具有复杂的物理作用机制;三种分析方法均得出许昌市雷暴日呈减少趋势的结论,最小二乘法虽然能定量计算出雷暴日每10 a的减少量,但年度尺度较大,精确度变低,而DFA和小波分析法的分析结果更加细致;但在定量描述雷暴日变化趋势上DFA法优于小波分析结果,而在分析雷暴日时序的细节分量和周期特性时小波分析更加清晰;DFA法可作为预测未来雷暴日发展趋势时长的有效方法之一。     

近116年江淮梅雨异常及其环流特征分析

利用江淮地区1885—2000年近116a梅雨特征量资料和NCEP／NCAR逐日再分析资料，采用谐波分析、最大熵谱分析、小波分析、合成分析等方法讨论了江淮梅雨特征量的年际-年代际变化特征及梅雨异常的环流特征。结果表明；江淮梅雨特征量存在显著的年际和年代际变化特征。入梅日期、出梅日期、梅雨期长度呈显著上升的长期变化趋势，梅雨量和梅雨强度长期趋势变化不明显；梅雨特征量均存在多时间尺度的振荡周期，入梅日期具有准24a、准5a和准3a的显著周期；出梅日期具有准35a、准22a和准5a的显著周期；梅雨量具有准40a、准15a、准9a和准3a的显著周期。丰梅年南亚高压中心强度和西太平洋副热带高压增强。枯梅年则反之。     

近50a江淮梅雨的区域特征

利用江淮地区44个站1954-2003年50 a逐日降水资料,采用模糊聚类、经验正交函数分解(EOF)、谐波分析和小波分析等方法分析了江淮梅雨期梅雨量的时空变化特征.结果表明:江淮地区梅雨量的空间分布存在显著不同的区域差异,可以分为南、北两个区.梅雨量具有显著的年际和年代际变化特征,南区候平均雨量峰值出现在6月第5候,北区峰值出现在7月第1候,副高脊线的两次北跳分别与江淮梅雨的平均入梅日期(6月第4候)和平均出梅日期(7月第2候)密切有关;南区梅雨量长期变化呈显著的上升趋势,而北区变化不明显;南北两区梅雨量具有显著不同的年际和年代际方差构成.南北两区梅雨量均存在多时间尺度的振荡周期.副热带高压和季风环流的异常直接影响到江淮梅雨期梅雨量的丰枯.     

基于小波和M-K方法的商丘气温时间序列分析

利用1955-2011年商丘气象站地面逐日气象数据,集成Morlet小波分析法、Mann-Kendall分析法、回归分析法、变异系数等方法,分析商丘气温序列的年、季周期变化特征、突变特征、变化趋势特征及年际变率特征。结果表明：根据回归分析、5 a滑动平均分析,商丘年平均气温呈增加趋势,年际变化倾向率为0.17 ℃/10 a;各季节气温变化趋势差异明显,夏季气温呈下降趋势,年际变化倾向率为-0.08 ℃/10 a,冬春秋季气温呈增加趋势,冬季增温最为显著,冬季气温年际变化倾向率为0.35 ℃/10 a。根据Mann-Kendall分析,年平均气温突变点为1992年,夏季气温不存在明显突变,冬季气温突变点为1986年。根据小波分析,20世纪50-80年代商丘年平均气温存在准17 a周期信号,之后该周期信号消失,80年代和90年代出现准32 a周期信号,在本研究的整个时间序列上存在准5 a和准2 a周期信号,周期信号显示未来几年可能会出现低温年。商丘年平均气温的年际变异系数为0.04,年际变率较小,年际变化较平稳。商丘作为重要的粮食生产基地,集成多种方法的气温变化特征和趋势预测分析,对该区域的农业种植活动具有重要的指导意义。     

华北降水时间序列资料的小波分析

利用小波变换时域局部性特点,对华北地区降水时间序列资料作了多时间尺度小波分析.在对华北地区降水100年资料的分析过程中,运用不同的时间尺度分别得到6～7年、21～22年和35～36年的时间周期规律.这些结果为探讨华北地区长期旱涝趋势的可预报性问题提供了重要信息.此外,还对这些特征尺度下的小波分析曲线进行了重构,得到的重构曲线与用原始数据作十年滑动平均所得曲线十分吻合.     

大庆市近50a来的气温变化及突变分析

利用Morlet小波变换方法和3种突变检测方法对大庆市近50a气温变化的周期特征及突变特征进行了综合分析,结果表明:近50a来大庆市的气温变化具有1.5a、4a左右的年际尺度的周期变化和12～15a左右的年代际尺度的周期变化,气温变化的阶段性特征明显。气温的冷暖交替具有突变特征,突变点为1987年。     

近54 a江苏梅雨演变特征及2014年梅雨监测分析

通过对1961-2014年江苏省56个常规气象观测站降水及历年5-8月太平洋副热带高压资料进行了整理、订正及分析,揭示了江苏省梅雨入出梅日期、梅雨量、梅雨强度等特征量的变化趋势及年代际变化差异,并对2014年江苏省梅雨异常进行了分析。研究表明：长江以北和长江以南站点均表现出梅雨强度增强,梅雨期内降水频次和强降水事件频次增多的趋势,其中长江以南的梅雨强度、降水频次和强降水事件频次的变化趋势分别为0.18/（10a）、0.75 d/（站·10a）和0.25 d/（站·10a）较长江以北的变化趋势0.07/（10a）、0.01 d/（站·10a）和0.08 d/（站·10 a）更为明显,年代际变化特征也不尽相同。从2014年梅雨监测来看,长江以北处于空梅年份,长江以南则出现了长度为11 d的梅雨。     

江淮梅雨区域入、出梅划分及其特征分析

利用中国气象局提供的1978—2007年全国753站的逐日降水资料和NCEP/NCAR提供的逐日再分析资料,从区域整体角度讨论并划定了近30年（1978—2007年）江淮流域梅雨的入、出梅时间,并在此基础上研究了梅雨各主要特征量的变化规律。结果表明,近30年江淮地区梅雨的各重要参数均具有显著的年际变化特征;入、出梅时间与梅期长度和梅雨量有密切关系, 但入梅时间和出梅时间几乎是独立的;入梅早晚年同期大气环流存在明显的差异,副热带夏季风的强弱和推进快慢对入梅的早晚有重要影响。      

近50a江苏梅雨量异常的时空分布及其环流特征

利用1961-2009年江苏66站逐日降水资料和NCEP／NCAR逐日再分析资料,采用EOF分解、小波分析、合成分析等方法,探讨近50a江苏省梅雨量异常的时空变化和环流特征。结果表明,江苏梅雨量存在全区一致型、南北（以32°N为界）反位相型、江淮之间与淮北及沿江苏南反位相型三种主要空间型;江苏梅雨量异常均存在显著年际变化和年代际变化特征,并存在准2a、准4a和准6a的振荡周期;近50a江苏梅雨量呈一致的增长趋势,且淮北地区和苏南地区的正趋势明显,通过置信水平为95％的检验。此外,江苏丰梅年份,南亚高压中心偏东,强度偏弱,面积偏小;副热带高压西伸脊点偏东,588dagmp线北界偏北,面积偏大;东北冷涡活动频繁,引导干冷空气南下,与强盛的西南暖湿气流相互作用,冷暖气流在江苏交绥,梅雨量偏多。枯梅年环流形势则与之相反。     

江淮梅雨的时空变化特征

利用江淮地区37站1954--2001年48a梅雨特征量资料,采用谐波分析、EOF和最大熵谱分析等方法讨论了江淮梅雨的时空变化特征。结果表明：江淮梅雨时空分布不均,梅雨特征量存在显著的年际一年代际变化特征,梅雨特征量年代际变化之间存在明显的负相关或正相关关系;梅雨特征量存在显著不同的多时间尺度振荡周期和长期演变趋势且江淮地区雨季也呈不同的年际和年代际变化特征。     

上海浦东地区"梅雨期"降水及其多尺度时频特征

提出了浦东地区"梅雨期"降水的概念.在此基础上,利用小波变换分析了浦东地区"梅雨期"降水的多尺度时频特征及其突变现象.结果表明:浦东地区6月1日-7月10日期间的降水序列能更加客观地反映该地区春末夏初这一特殊的"梅雨期"降水量的实际状况;浦东地区"梅雨期"降水存在准2a和10～20a的主要振荡周期;利用小波逆变换重构的不同振荡周期的时间序列能更好地反映原序列的主要周期振荡特征及其趋势信息.     

江淮梅雨长期变化对太阳活动因子的响应分析

利用美国国家海洋大气局(NOAA)地球物理数据中心(NGDC)1954-2005年太阳黑子数资料,把太阳活动作为地球气候的外强迫因子,采用小波分析和交叉小波分析方法,研究了太阳黑子数与江淮梅雨特征量及西太平洋副热带高压指数的关系。结果表明:太阳活动与江淮梅雨的相关性存在南北差异,北部呈现正相关而南部呈现负相关,且正负相关性在时间序列上保持不变;江淮南部梅雨量与太阳黑子数有稳定的11年共振周期及0.5~1年的相位滞后;西太平洋副热带高压指数与太阳黑子数也有较好的相关关系,说明太阳活动影响地球气候可能存在太阳活动—西太平洋副热带高压—江淮梅雨这样一条过程链。     

梅雨期中国东部降水的时空变化及其与大气环流、海温的关系

利用1961～2000年中国台站降水资料、 NCEP/NCAR再分析资料以及扩展重建海平面温度 (Extended Reconstructed Sea Surface Temperatures, ERSST) 资料, 采用EOF、小波变换、合成及相关方法探讨中国东部梅雨期降水的时空变化及其环流、水汽输送和海温异常特征.分析指出中国东部梅雨期 (6月11日～7月10日) 降水存在三种主要空间型: 江南北部多雨型、长江流域多雨型和江淮平原多雨型.三种降水型都存在多时间尺度特征, 由于年际和年代际振荡的周期和强度随时间的变化有不同表现, 三种雨型旱涝年出现的年份有所不同.三种雨型对应的东亚夏季风环流各子系统的强度、位置、水汽输送等也存在明显差异.梅雨期三种雨型与冬季海温的研究表明:赤道东太平洋海温偏高有利于出现江南北部降水型; 赤道印度洋、南海和西太平洋黑潮海温偏高有利于出现长江流域降水型; 北太平洋中纬度海温偏高则有利于出现江淮平原降水型.     

中国夏季淮河和江南梅雨期降水异常年际变化的气候背景及其比较

基于中国160站57年(1951-2007年)的月降水量、NCEP/NCAR再分析资料和哈得来中心的海表温度(SST)资料,将江淮梅雨分成淮河梅雨和江南梅雨,分别对这两部分的夏季梅雨期(6-7月)降水量进行了分析,并加以比较.结果表明:淮河和江南梅雨期的降水量存在明显的年际变化,但都没有显著的长期线性趋势;然而,从20世纪90年代末开始,淮河梅雨有显著增加的趋势,而江南梅雨则显著减少.在年际变化的时间尺度上,对应于淮河梅雨的多雨年,大气环流的异常表现为中高纬度的乌拉尔山东部和鄂霍次克海东部地区明显的双阻塞高压型(双阻型)分布,而西太平洋副热带高压(副高)的变化并不显著;副热带东亚地区高空的西风急流轴略有南移,在淮河流域上空形成了显著的西风异常,这使得急流入口区次级环流的异常上升支恰好位于淮河附近,同时北方的冷空气南下与副高西侧的西南气流交汇于淮河流域,这些都有利于降水集中在淮河区域.对应江南梅雨的多雨年,大气环流异常也表现出中高纬度的双阻型分布,但该双阻型的位置较淮河梅雨双阻型的位置明显偏西,特别是鄂霍次克海附近的阻塞高压;同时,西太平洋副高显著加强西伸,加之副热带东亚西风急流轴显著加强南移,从而在黄海到长江以南的大范围地区形成了显著的西风异常,由此引发的急流入口区次级环流的异常上升支主要位于长江以南地区,并且菲律宾附近的反气旋异常增强,使得北方的冷空气与副高西侧的西南气流交汇于江南流域,因此有利于降水集中在江南地区.进一步针对海温的分析表明,北太平洋白令海附近的海温是影响淮河梅雨的关键区,从前冬开始这一区域的正海温异常往往导致中国夏季淮河梅雨的增加;而对应江南梅雨的正异常,菲律宾附近的海温在同期夏季有显著的正异常,研究还发现该海温异常可能与前冬到前春赤道东印度洋附近的正海温异常有关.     

1998年夏季长江流域梅雨期环流演变的特殊性探讨

利用1998年南海季风试验(SCSMEX)和华南暴雨试验(HUAMEX)的同化资料和2001年"973"中国暴雨试验(CHeRES)的T106背景场资料,对1998、2001年夏季6～7月环流和降水的分析表明:(1)1998年中高纬度双阻形势有利于冷空气南下,对"二度梅"的形成有重要作用;2001年副高偏东,中纬度槽脊的位置与典型梅雨相反,没有形成典型的梅雨.(2)东亚沿岸大槽的形成以及相应西风急流的南移、东伸和北风(冷空气)的南进,对"二度梅"开始时副高的突然南压有重要作用,这些因子可以作为1998年7月下旬"二度梅"形成的前期预报因子.(3)对降水与夏季风关系的分析表明,季风的短期变化与雨带的进退和维持有密切关系,特别是20～30°N较大范围的低空急流对梅雨锋降水有重要作用;1998年梅雨期风速和湿度场有明显的日变化,且与强对流系统发生的时间一致.(4)对历史上"长梅"和"二度梅"年情况进行了分析,并将1998年的环流与1950年以来造成严重洪涝灾害的"长梅"和"二度梅"的环流作了对比,再次确认这几次梅雨期的中高纬度均为双阻或单阻形势,而1954、1980、1991年的副高为带状;1954、1980年副热带高压属于西进稳定型,1991、1998年分别属于南退北跳型及北跳南退型,但最后经调整使副高停留在长江以南,均有利于梅雨期降水.     

江淮梅雨与梅雨期西北太平洋热带气旋的关系

基于梅雨综合指数,本文对1955—2010年江淮梅雨与梅雨期西北太平洋TC的变化关系及成因进行统计分析研究。结果表明:梅雨强弱与梅雨期TC频数存在显著的负相关,达到-0.41。同时,挑选出强梅雨年和弱梅雨年,发现强、弱梅雨异常年的TC特征差异显著,表现在:强梅雨年TC生成较少,以西、西北行为主,主要影响我国南部地区;弱梅雨年TC生成偏多,以转向路径为主,影响我国东南沿海众多省份。此外,两者通过大气环流场相互影响,梅雨期季风槽的位置与强度影响TC生成频数与源地,TC的活动又反作用于梅雨期的环流形式与水汽输送。     

梅汛期区域性暴雨的多尺度分析及临近预警

利用常规观测数据、NECP1°×1°逐6 h再分析资料、FY2E卫星黑体亮度温度TBB资料以及南京、常州多普勒天气雷达产品,对2012年江苏出梅之前的最后一场区域性暴雨过程进行多尺度分析。在此基础上,探索该类暴雨的临近预警线索,结果表明:(1)此次过程的雨带呈准纬向分布,属于典型的梅汛期静止锋降水。过程中主要有两次降水集中时段,两个阶段的降水性质存在差异,但都具备较高的降水效率。(2)中高纬大范围稳定的阻塞形势,为此次持续性暴雨过程的产生提供了有利的大尺度环流背景。而在此过程中,两段降水集中期的形成与地面触发系统的出现和维持有着较为密切的联系。(3)此次过程中两段降水集中期内的物理量特征以及TBB的演变情况和其对应的降水特征存在异同。(4)雷达特征分析表明,此次过程具有较高的降水效率和较长的持续时间。实际业务工作中可以通过判断回波的质心高度和边界层风速有无跃增来估计降水效率的潜势。当推断较高的降水效率潜势将持续较长时间时,应及时发布暴雨警报。