1951—2009年东亚副热带夏季风北边缘位置的地域特征

利用1951—2009年中国662个气象台站逐日降水资料和NCEP/NCAR逐日再分析资料,分析了东亚副热带夏季风北边缘地理位置的年际、年代际变化以及夏季风影响北边缘的时间演变特征。结果表明:基于过程透雨量定义的夏季风北边缘能很好地反映边缘带降水特点,东亚副热带夏季风北边缘带大致呈东北-西南走向,在110°E处,北边缘带南界大致位于36°N,北界大致位于41°N。边缘带宽度与其南界纬度具有很好的负相关,且有逐年变宽的趋势。边缘带存在显著的准3年和9年的周期特征。夏季风平均在6月28日开始影响北边缘带,9月21日南撤离开北边缘带。110°E是夏季风边缘带中南风分量最大的经度,与偏南年相比,偏北年夏季风影响边缘带时间开始早,结束迟。     

1960-2009年西南地区极端干旱气候变化(英文)

Based on the daily data of temperature and precipitation of 108 meteorological stations in Southwest China from 1960 to 2009, we calculate the monthly and yearly surface humid indexes, as well as the extreme drought frequency. According to the data, the temporal and spatial characteristics of the extreme drought frequency in inter-annual, inter-decadal, summer monsoon period and winter monsoon period are analyzed. The results are indicated as follows. (1) In general, the southwestern Sichuan Basin, southern Hengduan Mountains, southern coast of Guangxi and northern Guizhou are the areas where the extreme drought frequency has significantly increased in the past 50 years. As for the decadal change, from the 1960s to the 1980s the extreme drought frequency has presented a decreasing trend, while the 1990s is the wettest decade and the whole area is turning wet. In the 2000s, the extreme drought frequency rises quickly, but the regional differences reduce. (2) During summer monsoon period, the extreme drought frequency is growing, which generally occurs in the high mountains around the Sichuan Basin, most parts of Guangxi and "the broom-shaped mountains" in Yunnan. It is distinct that the altitude has impacts on the ex-treme drought frequency; during winter monsoon period, the area is relatively wet and the extreme drought frequency is decreasing. (3) During summer monsoon period, the abrupt change is observed in 2003, whereas the abrupt change during winter monsoon period is in 1989. The annual extreme drought frequency variation is a superposition of abrupt changes during summer monsoon and winter monsoon periods. The departure sequence vibration of annual extreme drought frequency is quasi-5 years and quasi-12 years.     

黄土高原西部地区黄土粒度的环境指示意义

通常把>30μm颗粒含量作为冬季风的替代指标。对黄土高原西部地区的兰州九州台剖面、西宁土巷道剖面粒度主成分和聚类分析表明: >40μm颗粒的含量是黄土高原西部地区更为敏感的古冬季风替代指标, <2μm颗粒的含量的变化所指示的古气候意义可能与黄土高原中部地区不同。     

西南地区冬季气候异常的时空变化特征及其影响因子

利用1961-2010 年的多种观测资料,对西南地区冬季气候异常的时空演变特征及其影响因子进行了分析。结果表明：西南地区冬季气温变化主要存在全区一致和东、西部反位相两种模态,这两种模态均存在显著的年代际变化。全区温度的一致变化与东亚冬季风的异常有关,东、西反位相的变化与西太平洋副热带高压和冷空气的异常活动有关。冬季降水异常主要表现为全区一致的变化特征。北半球环状模(NAM,AO) 和ENSO对西南地区气温没有显著的影响。当NAM偏强(弱) 时,西南地区降水偏多(少)。El Niño 年,西南地区降水一致偏多;La Niña 年,西南地区中部降水偏多,东、西部降水偏少。2010 年冬季西南地区的干旱更有可能是由NAM异常引起的,而不是El Niño。     

末次盛冰期以来青藏高原东北部共和盆地冬夏季风演化记录

对青藏高原东北部共和盆地冬其剖面的化学元素与粒度分析表明,末次盛冰期以来区域冬夏季风总体上呈现此消彼长的关系,气候出现多次冷干-暖湿旋回。15.82 ka BP之前冬季风最强,夏季风最弱,为末次盛冰期时的冷干气候,但21 ka BP之前气候可能寒冷偏湿。15.82~9.5 ka BP夏季风明显增强,冬季风衰弱,气候明显转暖,其中老仙女木时期（14.7~13.7 a BP）和新仙女木时期（12.1~9.5 ka BP）气候相对冷干,而B-A时期（13.7~12.1 ka BP）气候相对暖湿。全新世以来冬夏季风出现多次波动,9.5~7.0 ka BP夏季风相对较强,气候相对暖湿;7.0~5.1 ka BP冬夏季风强弱交替频繁,气候出现冷干-暖湿旋回;5.1~2.7 ka BP夏季风总体较强,气候温暖湿润;2.7 ka BP 之后冬季风明显增强,气候趋于冷干。此外,区域冬夏季风演变过程与极地冰芯记录的冷暖事件大体一致,可以认为共和盆地气候变化是全球气候变化的区域响应。     

基于统计动力反演的东亚亚热带季风变化驱动机制研究

利用观测数据,运用非线性统计-动力学方法,反演系统各因子之间的相互关系,建立了东亚亚热带季风变化的动力方程,为研究东亚亚热带季风的驱动机制提供了量化参考。研究发现：过去2 000 a东亚亚热带季风是多因子通过反馈机制相互作用影响且具有耦合效应的复杂非线性动力系统,其驱动力主要来源于普若岗日冰芯δ¹⁸О代表的青藏高原热力作用强迫、太阳黑子活动、ENSO、温室气体单因子CO₂和CH₄浓度、北极温度和CH₄及北极温度与7月太阳辐射的耦合作用机制;反馈调节作用主要源于7月太阳辐射与太阳黑子活动、CH₄浓度、中国陆地地表温、CH₄与7月太阳辐射以及CO₂和CH₄的耦合调节作用。并通过动力反演机制推论热带西太平洋对亚热带季风有一定驱动作用,但并不是主要驱动力,即驱动亚热带季风变化的主源地并不在热带西太平洋海区,石笋δ¹⁸О指代的也主要是夏季风信息。     

近50 年西南地区极端干旱气候变化特征

利用中国气象局整编的1960-2009 年西南地区108 站逐日气温、降水等资料,计算年、月地表湿润指数,并进行标准化,统计极端干旱发生频率,对年际、年代际、季风期和非季风期的极端干旱变化特征进行分析,得出结论：(1) 整体上,四川盆地西南部、横断山区南端、广西南部沿海和贵州北部是近50 年来年极端干旱发生频率明显增加的地区;年代际变化上,20 世纪60-80 年代极端干旱呈逐渐减少趋势,高发区交替出现在东南-西北-东,90 年代下降明显,整个地区都转湿,进入21 世纪后,极端干旱距平呈现正距平,且增幅较大,区域间差异却显著减小。(2) 季风期与非季风期的极端干旱变化有很大差异,季风期极端干旱频率在不断增加,多发生在四川盆地周边海拔较高的山区、广西大部和“帚形山脉”地带,海拔对季风期极端干旱发生频率有一定影响;非季风期缓慢下降,整体偏湿。(3) 通过滑动t 检验和小波分析发现,季风期西南极端干旱在2003 年发生突变,非季风期在1989 年突变,年极端干旱发生频率是季风期和非季风期的突变叠加的结果;年极端干旱存在准5年和准12 年的周期变化。     

温室气体强迫与东亚亚热带季风演变耦合效应及动力机制研究

基于主要温室气体（CO₂、CH₄和N₂O）强迫因子和石笋δ¹⁸О观测资料（1~2002 年）,分别利用关联性耦合模型和非线性统计-动力学方法,分析温室气体强迫与东亚亚热带季风演变耦合度的时序规律和定量反演模拟温室气体强迫对近2 000 a东亚亚热带季风演变影响的非线性趋势和相对贡献。研究发现：① 温室气体与季风演变耦合度的高低对应季风的强弱变化,即两者耦合作用越强,东亚亚热带季风越强;反之,两者耦合强度越小,东亚亚热带季风越弱;耦合度峰谷值对应季风极强降水和极端干旱时段。② 时序演变规律为：N₂O和CO₂相互作用与季风演变间耦合效应最强,成为东亚亚热带季风演变的主要驱动力。其次,N₂O一次项和CO₂非线性项对季风演变起主要的负反馈调节机制。③ 时序演变阶段上有所不同：1~180年,CH₄因子对季风演变主要起负反馈调节机制;180~1760年和1760~2002年,对季风演变起主要的驱动和调节机制分别为CO₂因子和N₂O因子;但1900年后N₂O和CO₂相互作用与季风演变的耦合驱动效应近百年来明显增强,耦合度在中等-较强（或极强）之间来回波动转换,耦合作用明显增强,在耦合度由较强（或极强）转弱至中等时,东亚亚热带季风也随之减弱。     

西南地区冬季气温和降水的时空变化

In recent years,the socio-economic impacts of winter extreme climate events have underscored the importance of winter climate anomalies in Southwest China (SWC).The spatio-temporal variability of surface air temperature (SAT) and precipitation in SWC and their possible causes have been investigated in this paper based on observational data from 1961 to 2010.The results indicate that SAT anomalies in SWC have two dominate modes,one is homogenous,and the other a zonal dipole.The former is caused by the anomalies of East Asian winter monsoon;the latter arises from the anomalies of both subtropical west Pacific high and regional cold air in lower troposphere.The most dominant mode of precipitation anomalies in SWC is homogenous and it has a high correlation with northern hemisphere annular mode (NAM,AO).Neither NAM nor ENSO has significant impacts on SAT in SWC.The anomalies of NAM are associated with the anomalies of tropical circulations,and there-fore precipitation over the SWC.When NAM is in positive (negative) phase,the winter pre-cipitation is more (less) than normal in SWC.Winter precipitation increase over the whole SWC is associated with the El Nino.However,during La Nina winter,the pattern is not uni-form.There is an increase in precipitation over the central parts and a decrease in western and eastern parts of SWC.The severe drought in SWC in winter 2010 is more likely caused by anomalies of NAM,not El Nino.     

5 000 a来柴达木盆地东南缘风成沉积记录的冬季风演化

 通过柴达木盆地东南缘下西台剖面风成沉积粒度组成、元素含量等指标的分析,重建了该区5 000 a来冬季风的演化历史。其可划分为4个阶段：5 300~4 300 a BP和2 900~930 a BP时期冬季风较弱;4 300~2 900 a BP和930 a BP以来冬季风较强。同时,该记录揭示了两次气候突变事件： 3 960~3 720 a BP,冬季风急剧减弱;而1 700~1 400 a BP冬季风增强。重建结果与其他记录具有很好的可比性。在千年尺度上,下西台剖面所记录的冬季风演化与格陵兰冰芯的粉尘记录存在一定的联系,意味着源区近地面风场的变化在全球粉尘循环过程中起着重要的作用。柴达木盆地可能为东亚粉尘远程输送的主要源区之一。     

东亚夏季风推进过程的气候特征及其年代际变化

利用1951~2001年NECP的逐日再分析资料及中国东部366站1957~2000年逐日降水资料,提出东亚夏季风推进过程的定量指标,分析东亚夏季风推进过程的年代际变化。结果表明：标准降水指数为1.5的等值线较好反映了中国东部夏季雨带的南北移动,以及雨带推进过程中呈现的阶段性与突变性特征。东亚夏季风的推进过程具有显著年代际变化,与夏季风前沿位置有关的指标在20世纪60年代中期前后发生显著变化,与夏季风推进强度有关的指标则在70年代末出现突变。60年代中期前,南海夏季风的建立时间较迟,但北推较快,夏季风前沿到达华北地区时间较早,在华北地区维持时间长,夏季风的北界位置偏北,华北雨季、淮河梅雨明显。70年代末以后南海夏季风的建立时间较早,夏季风前沿附近南风强度明显偏弱,降水主要集中在长江流域及其以南地区,华北雨季不明显。     

三江并流区干热河谷成因新探析

干热河谷是青藏高原周边及三江并流区引人注目的、较为独特的地生态现象。干热河谷是构造-地貌-古生态效应、环流-季风-“狭管”效应、地形波-局地环流-降水-焚风效应、植被-土地利用-人类活动干扰效应等综合作用而形成的原生性的地生态现象。早第三纪时,三江并流区是斜贯我国广阔干旱气候带的组成部分。随着青藏高原的隆起和西南季风的形成演化,逐渐向暖湿性的亚热带气候和植被演化,进入上新世末-更新世以后,纵向岭谷地貌形成,大江大河溯源侵蚀,河谷深切,在深切河谷下部逐步形成与其纬度位置相当的干旱半干旱生态景观,从古生态上实现了某种意义上的“返祖”现象。冬半年本区受西风南支急流控制形成干季,夏半年受西南季风控制,尽管带来大量水汽,但受特殊地貌格局影响,在本区形成金沙江河谷等四个少雨区,部分气流沿狭窄平直河谷急速北流一路无阻,水汽被输送到北部地势增高之处形成地形降雨。纵向排列的岭谷地形波,形成明显的降水波状起伏分布曲线,气流越过山岭后下沉气流带来“焚风”效应,形成干热河谷。人类活动叠加在原已生态脆弱的干热河谷生态系统之上,社会经济发展使其土地利用强度加剧、植被减少、水土流失严重等,促使生态环境进一步朝干热化方向发展。因而,干热河谷形成有着其地史、大气环流、季风、大地貌及地形波效应、植被抗逆性差等自然要素的综合作用,并叠加了人类的干扰,是局地地-气-水-生-人交互作用及耦合效应的综合产物。     

基于SOFM 的区域界线划分方法

区域分异研究是人们对地理环境认知深度和自然地理研究水平的重要标志之一, 划定分区界线就成为一 项迫切而意义重大的工作, 尤其是在气候复杂、地貌多样的我国西南高原、山地组合区。云南省南部地区由于多季 风系统和大地形作用的影响, 气候复杂多样。雨季, 温暖湿润的西南夏季风给研究区西部带来大量降水, 东部雨量 少; 干季, 整个研究区主要在西风南支急流控制之下, 天气晴朗、少雨, 同时也使得植被种类及盖度差别较大。基于 研究区30 个气象台站的海拔高度、多年平均气温和降水、风速、活动积温、潜在蒸散以及MODIS- EVI 等数据, 利用 神经网络技术构建了非线性分类器, 即自组织特征映射模型( SOFM) , 对所有气象台站进行了聚类研究。结果显示, 哀牢山成为阻挡北来冷空气进入西南山地的屏障, 是我国冬季东北风和夏季西南风的分界线, 因此也成为研究区 东、西两类气候的分界线。SOFM网络应用于地形复杂、地貌多样的生态地理区域分异研究, 基本能反映不同区域之 间界线两侧的相似性和差异性, 能够揭示一个由量变到质量过程的连续性, 不失为一种较好的综合自然地理区划 方法。     

广西2013年夏季旱涝急转特征

利用NCEP/NCAR（美国国家环境预报中心/美国国家大气研究中心）全球日平均再分析资料和广西气象信息中心整理的广西88个国家气象观测站逐日降水量资料,对2013年夏季广西旱涝急转现象及环流背景特征等进行分析,结论如下：1）广西2013年夏季总降水量接近正常,但发生了旱涝急转现象,第31―44候全区平均降水量偏少36%,而第45―48候全区平均降水量偏多1.4倍,转折点发生在第45候（8月第3候）。2）第31―44候平均环流呈现出典型的干旱环流特征,欧亚中高纬度地区环流平直,西太平洋副高偏强,并控制广西,华南上空水汽通量散度为辐散。而第45―48候平均环流在对流层低层呈现出明显的偏涝特征,广西处在副高南侧、并受热带辐合带（ITCZ）控制,华南上空风场为气旋式异常、水汽通量散度为辐合、对流加强。3）2013年第45候大气环流发生调整,沿110° E的副高脊线由25° N突然北跳到30°―35° N,ITCZ随之向北移动,并在缅甸―华南―菲律宾北侧稳定维持,台风接连影响广西,使广西由干旱迅速转为持续的雨涝天气。     

沙尘暴沉降物的粒度特征及其环境意义

近年有些研究者尝试用黄土中更为敏感的粒度指标指示冬季风的强度。笔者列举、分析了若干不同强度、不同源地的沙尘暴事件, 总结了沙尘沉积物粒度与风力、源区覆被状况、距源区距离等因素的关系, 认为沙尘粒度组成是由多因素决定的。作为地史上沙尘暴活动产物的黄土, 其粒度组成并不是冬季风的单一函数。黄土粒度中包含了冬季风强度、源区覆被、距源区远近等多方面信息。因此, 在用黄土粒度恢复冬季风强度时, 必须结合其他代用指标。     

基于多源降水数据的洞庭湖流域夏季降水与西太平洋副热带高压的关系

基于中国气象科学数据共享服务网提供的1979~2012年夏季6~8月降水实测数据（CMD）和3种不同来源的再分析降水数据,研究和比较副高特征指数与洞庭湖流域夏季降水的关系及空间差异。结果表明：① 6、7月副热带高压（副高）脊线位置偏北,洞庭湖流域大部分区域降水偏多,8月偏少;6、7月北界位置偏北使流域东南降水偏少、西北降水偏多,8月大部分地区降水偏多;6~8月西伸脊点位置东移使降水偏多范围自东向西增大;6月份副高强度增强使东部和南部降水偏多、西部和北部降水偏少,7和8月大部分地区降水减少。② 再分析降水数据大体上能反映出7月份脊线指数、6和7月北界指数、6~8月西伸脊点指数和副高强度指数对相应月份CMD降水的影响。③ 副高特征指数对CMD降水的拟合能力存在区域差异。     

东亚季风强弱变化及其对初夏我国东部地区降水的影响

本文通过对东亚季风系统的分析,发现东亚季风存在3-4年左右的长期振荡.这类振荡与赤道东太平洋海面温度变化有相互作用,形成一个相互反馈的耦合振荡过程.据此提出海温通过季风系统的变化影响初夏我国东部地区降水分布的可能长期天气过程.     

福建东部海坛岛老红砂敏感粒度组分对东亚冬季风演变的响应

本文在福建东部海坛岛青峰老红砂剖面年代学框架基础上,通过2.5 cm等间距高密度采样进行粒度分析,采用粒级-标准偏差方法提取敏感粒度组分,并证明敏感粒度组分平均粒径可作为东亚季风的强弱变化的替代指标,据此建立了约44.0 ka以来青峰剖面老红砂记录的冬季风演变序列。结果显示,约44.0 ka以来东亚冬季风经历了3个演变阶段：①44.0~25.5 ka BP东亚冬季风较弱, 呈现在波动中逐步增强趋势;②25.5~15.5 ka BP为东亚冬季风最强盛期,并呈现高频波动特点,东亚冬季风在21.8 ka BP前后达到鼎盛期;③15.5~7.1ka BP为冬季风减弱期,但在11~10 ka BP前后,冬季风突然显著增强。相邻剖面平均粒径记录的冬季风演变阶段也具有较好的重复性。对比发现,青峰剖面老红砂敏感粒度组分的气候记录与长江下游葫芦洞石笋δ18O和格陵兰GISP2冰芯δ18O记录之间有较好的吻合,尤其对新仙女木事件和4次H事件三者都有记录,但青峰剖面对D-O旋回记录信号不明显。     

地形强迫的流场非地转性与广西旱涝的空间分布

本文分析了地面平均流场，从地转偏差的角度讨论了广西多雨区与少雨区空间分布的动力学原因，着重指出“弧形山”结构在形成广西气候特点上的特殊作用。     

秦岭—大巴山高分辨率气温和降水格点数据集的建立及其对区域气候的指示

本文建立了秦岭—大巴山高分辨率（~29 m×29 m）的气候格点数据集,包括逐月气温和降水、年均温和年降水、春夏秋冬气温和降水。空间插值方法采用国际上较为先进的ANUSPLIN软件内置的薄盘光滑样条函数,以经度、纬度和海拔为独立变量。空间插值结果与流行的WorldClim 2.0气候格点数据集具有一致性,但是比后者更精确、分辨率更高、细节更突出。本文揭示和证实：秦岭南麓是最冷月气温的0 ℃分界线。秦岭—大巴山气温具有明显的垂直地带性。6月气温直减率最大,为0.61 ℃/100 m;12月气温直减率最小,为0.38 ℃/100 m;年均气温直减率为0.51 ℃/100 m。夏季和秋季降水从西南向东北递减,强降水中心出现在大巴山西南坡。冬季降水从东南向西北递减。大巴山是年降水1000 mm分界线,夏季降水500 mm分界线;秦岭是年降水800 mm分界线,夏季降水400 mm分界线。与大尺度大气环流对比揭示：秦岭—大巴山气温和降水空间分布主要受到东亚季风和地形因子的控制。本文进一步明确了秦岭和大巴山的气候意义：大巴山主要阻挡夏季风北上,影响降水空间分布;秦岭主要阻挡冬季风南下,影响冬季气温空间分布。本文建立的高分辨率气候格点数据集,加深了对区域气候的认识,并将有多方面的用途。