玉屏县近50 a旱涝特征和旱涝急转及其响应因子浅析

利用玉屏站1965—2014年地面气象观测资料及大气环流指数资料,运用统计学及Morlet小波方法,分析玉屏县旱涝特征得出:玉屏县年降水量存在明显的年际变化,有2~3 a的震荡周期;玉屏县持续性干旱过程平均32个月发生1次,大多数持续时间为4~6个月,属季度尺度的干旱,以夏秋干旱、秋冬干旱和冬春干旱发生频率高;玉屏县洪涝过程约35个月发生1次,持续时间1~3个月,开始时间集中发生在下半年,大多数过程并未发生在降水偏多年,阶段性特征明显;玉屏县典型旱涝急转事件有3次,均未发生在降水异常年;在旱涝急转事件中,气温、最高气温和日照的阶段性波动对本区域前旱后涝的响应程度强,而西太平洋副高脊线、西伸脊点和印缅槽指数的演变,单要素对玉屏县前旱后涝的响应不明显,但若综合考虑各指标的配置情况,对玉屏县旱涝急转事件前、后响应程度增强。     

广东省持续性干旱事件的变化及其成因

利用1961年1月—2005年12月广东省86个测站的地面观测资料、ERSST全球月平均海温资料以及NCEP/NCAR全球大气多要素资料,定义了广东持续性干旱事件,分析了广东持续性干旱事件的变化特征,从多种角度(包括大气环流、海温、海气温差)讨论广东持续性干旱事件的成因。结果表明,广东持续性干旱事件平均出现频率为每26个月发生1次,以秋冬旱或冬春旱为主,持续性干旱事件具有大范围全省性的空间分布特征;1960年代是20世纪下半叶干旱较频繁且强度较强的年代,但2001—2005年干旱出现的概率和强度都超过1960年代,反映了广东区域极端气候事件对全球气候变化的响应;各季节大气环流和海温等在广东干旱情况下表现出不同的异常变化特征:春季华南冷空气偏弱,夏季则夏季风偏弱、西太平洋副热带高压明显偏强、贝加尔湖槽及北太平洋洋中槽偏强,秋季亚洲大陆高压偏弱、冷空气活动较少,冬季则冬季风偏强、海平面气压场的北太平洋涛动(NPO)和北大西洋涛动(NAO)两种遥相关型同时出现。以上结果为干旱预测尤其是气候模式产品的动力释用提供了很好的参考依据。     

2008/2009年冬季北极涛动对河南冬季干旱的影响分析

采用NCEP/NCAR再分析资料,分析了2008-2009年冬季河南干旱主要发生时段的大气环流状况及干旱缓解的大气环流背景,结果表明:干旱发展主要阶段,北极涛动处于正位相,欧亚中高纬度环流长时间维持阻塞形势,东亚冬季季风偏弱,印缅槽区被反气旋控制,西太平洋副高位置偏东,欧亚地区环流异常长时间维持导致河南发生干旱.2009年2月大气环流发生转变,北极涛动转为负位相,有利于高纬度冷空气南下,低纬度西太平洋副热带高压西进北抬向内地输送水汽,在冷空气与水汽条件配合下,河南2月份经历多次降水过程,旱情得以缓解.     

2011/2012年冬季中国气温异常的成因及前兆信号

采用国家气候中心整理的全国160站月平均气温资料、NCEP/NCAR再分析资料及NOAA全球海温资料,在探讨1986年以来中国冬季气温异常机理基础上,对2011/2012年冬季气温异常特征及其前兆信号进行分析。结果表明:地面西伯利亚高压、东亚冬季风及500 hPa乌拉尔山与贝加尔湖南侧的异常环流等系统是影响中国冬季气温的主要中高纬环流系统,而中低纬环流系统主要包括西太平洋副高环流和印缅槽。前期热带印度洋和中东太平洋关键区海温异常与后期冬季气温关联的环流系统有密切的关系:前期夏季7、8月西印度洋海温偏高时,冬季西伯利亚高压将偏强,有利于冬季风偏强和中国冬季气温偏低;而当8—10月中东太平洋海温偏高时,西太平洋副高将偏强偏大偏西,北界位置偏北,印缅槽偏强,中国气温容易偏高,反之亦然。两者对后期环流的影响存在一定的独立性,中国冬季地面气温异常是它们共同作用的结果。     

湖南2022/2023年夏秋冬季持续极端干旱事件特征及成因分析

湖南是干旱灾害多发区,针对湖南地区开展干旱事件特征与成因分析,对于提高湖南干旱灾害的监测预测水平、减少灾害损失具有重要现实意义。基于地面观测站日降水数据和再分析资料,分析2022/2023年夏秋冬季湖南发生的持续极端干旱事件特征和成因。结果表明,这次湖南夏、秋、冬三季连旱具有降水显著偏少（全省平均累积降水量为1961年以来历史同期最少）、持续时间长（历时201 d）的特点,同时2022年夏季还伴随罕见的长江全流域性极端高温热浪,湖南平均气温、高温天数等多项指标均达到1961年以来历史同期极值,给湖南工农业生产和人民生活带来严重影响。本次夏秋冬持续干旱事件与海温和环流异常密切相关,前期春季拉尼娜事件和印度洋偶极子负位相模态导致沃克环流增强,西太平洋副热带高压（简称“西太副高”）加强西伸和北抬。2022年8—11月西太副高西伸至105°E,湖南地区受其控制,盛行下沉气流,导致湖南夏秋干旱发展;12月至2023年2月上旬,西太副高相比历年同期偏弱,东亚大槽增强,且位置在湖南以东,难以引导冷空气南下影响湖南,印缅槽偏弱,不利于槽前西南气流发展,湖南地区水汽输送受阻,导致冬季湖南干旱持续。     

西太平洋海温和南方涛动与中国冬季气候异常关系年代际变化的对比分析

利用NCEP/NCAR再分析资料和全球海温海冰GISST2.3b资料、英国CRU提供的南方涛动指数以及中国160站月平均降水和气温资料, 分析了冬季西太平洋海温和南方涛动与中国冬季气候异常关系年代际变化特征。结果表明:最近50年, 西太平洋海温指数 (WPI) 与南方涛动指数 (SOI) 之间相关关系的年代际变化在冬季很明显。当WPI-SOI相关关系不显著时, 在西太平洋赤道北侧的对流层低层存在高 (低) 海温-反气旋 (气旋) 异常环流系统, 不利于维持ENSO与西太平洋海温变化间的紧密联系; 与此相对应, 冬季整个对流层环流呈相当正压结构。在WPI-SOI相关显著 (不显著) 时段, 冬季中国降水、气温与西太平洋海温之间的相关较弱 (较强)。     

秋季南极涛动异常对冬季中国南方降水的影响

本文针对秋季南极涛动(AAO)和冬季中国南方降水的关系作了研究,发现两者之间存在显著的反向年际变化关系。AAO正(负)异常年,副热带西风急流显著增强(减弱),欧洲西部槽、乌拉尔山高压脊和东亚沿岸大槽均偏强(偏弱),阿留申低压、南支槽和西太平洋副高偏弱(偏强),西南急流上的扰动不活跃(活跃),我国大部分地区出现异常偏北风(偏南风)和OLR弱正距平,导致南方降水偏少(偏多)。两半球存在东亚—南半球高纬地区和纵贯太平洋南北的两个遥相关型,海洋性大陆对流活动可能是秋季AAO影响南方冬季降水的一个机制。因此,秋季南极涛动的异常很可能对预测我国南方冬季降水有显著指示意义。     

江西盛夏高温干旱的气候分析及预测研究

采用逐日降水及最高气温资料,计算了盛夏高温干旱指数;应用500hPa月平均高度及西太平洋副高(简称副高)特征量、海温资料,分析了盛夏高温干旱与副高、海温的关系。结果表明:副高偏强偏西是盛夏高温干旱的典型特征;冬季厄尔尼诺偏强、上年秋冬季赣中降水量异常偏多及4月赣南气温明显偏高是有利于全省盛夏高温干旱发生的强信号。     

秋季南极涛动异常对冬季中国南方降水的影响

本文针对秋季南极涛动（AAO）和冬季中国南方降水的关系作了研究,发现两者之间存在显著的反向年际变化关系。AAO正（负）异常年,副热带西风急流显著增强（减弱）,欧洲西部槽、乌拉尔山高压脊和东亚沿岸大槽均偏强（偏弱）,阿留申低压、南支槽和西太平洋副高偏弱（偏强）,西南急流上的扰动不活跃（活跃）,我国大部分地区出现异常偏北风（偏南风）和OLR弱正距平,导致南方降水偏少（偏多）。两半球存在东亚—南半球高纬地区和纵贯太平洋南北的两个遥相关型,海洋性大陆对流活动可能是秋季AAO影响南方冬季降水的一个机制。因此,秋季南极涛动的异常很可能对预测我国南方冬季降水有显著指示意义。     

影响长江流域异常旱涝的因子分析

用相关矩分析方法，研究了赤道东太平洋海温等因子与长江流域夏季旱涝之间的关系及各因子在旱涝形成中的贡献。结果表明，所选因子的前期异常变化，对长江流域夏季降水都有不同程度的影响。它们之间的关系主要通过异常旱涝年反映出来，且海温、南方涛动指数和西太平洋副高与旱涝的相关具有一定的持续性。因子综合分析表明，前期赤道东太平洋海温、南方涛动指数、西太平洋副高及长江区温度在长江流域旱涝形成中贡献较大。     

降水异常偏多 气温变幅较大——2010年冬季(2009年12月—2010年2月)浙江天气与气候

浙江省2010年冬季气温偏高,降水量偏多,日照偏少。厄尔尼诺事件至12月达到盛期,西太平洋副热带高压偏强偏西,北极涛动(AO)呈负位相特征,与此相应,浙江省冬季多连阴雨(雪)天气,降水量异常偏多,季内大雾、局部大到暴雪、强对流等灾害性天气对电力、交通、林业等行业造成一定的影响和损失。     

铜仁地区2009—2010夏秋冬连旱程度分析及成因初探

铜仁地区2009—2010年出现历史罕见的夏秋连旱并叠加冬旱的严重干旱,通过分析和评估发现,在这次夏秋冬三季连旱过程中,一是以冬季干旱最重,地区大部达到特重等级,且地区西部旱情重于东部;二是夏季干旱普遍达到中旱等级,干旱严重程度仅次于冬旱;三是地区东部秋旱偏重,普遍达到中到重旱等级,而地区西部秋旱只达到轻旱标准,旱情比东部偏轻;四是这次铜仁地区冬季出现罕见的特重干旱是前期长时间降水偏少累积、气温偏高所致,而西太平洋副热带高压长时间跨季节异常稳定偏强、脊点位置异常偏西、南海夏季风异常以及中东太平洋海温异常是造成这次干旱灾害的主要成因。     

冬季北极涛动异常与新疆气温变化的关系

基于新疆96个气象站1961—2014年月平均气温、北极涛动指数和NCEP/NCAR再分析环流资料,分析了冬季北极涛动异常与新疆同期气温变化的关系及其影响。结果表明:冬季北极涛动指数与新疆冬季平均气温相关较好,42.7%的测站冬季气温与北极涛动指数的相关系数通过0.05显著性水平检验,主要集中在新疆北部地区。在冬季北极涛动指数偏强的7 a,新疆冬季气温偏高、偏低的概率分别为93.0%与6.3%;在冬季北极涛动指数异常偏低的14 a,冬季气温偏高、偏低的概率分别为41.5%和56.1%,偏低概率高于偏高概率。当冬季北极涛动指数偏强时,850 h Pa新疆及其北部广大区域盛行异常偏南风,不利于冷空气南下,新疆冬季气温高;反之,盛行异常偏北风,新疆冬季气温偏低。     

2013年海洋和大气环流异常及对中国气候的影响

本文对2013年海洋和大气环流异常特征进行分析,讨论这些异常特征对中国气温和降水的主要影响。结果表明：2012/2013年冬季,北极涛动持续维持负位相,500 hPa位势高度场上,欧亚大陆中高纬环流呈“两槽一脊”的环流形势,乌拉尔山的高压脊持续偏强,而东亚槽也异常偏强,导致全国平均气温较常年同期偏低。季内,西伯利亚高压强度变化显著,与之相对应,我国气温季内阶段性变化大,前冬冷、后冬暖。进一步研究表明,前秋北极海冰的大幅偏少是造成东亚冬季风偏强的重要原因。2013年冬季至夏季,赤道中东太平洋海温异常偏低而海洋性大陆至西太平洋海温异常偏高,受此影响,夏季西太平洋副热带高压位置明显偏北,导致我国北方夏季多雨。与此同时,受西太平洋副热带高压下沉气流的控制,我国南方大部高温持续。2013年南海夏季风爆发偏早两候,结束偏晚4候,强度偏弱。     

近45 a冬季北大西洋涛动异常与我国气候的关系

利用1873～1995年的北半球海平面气压月平均资料,定义了北大西洋涛动指数.用近45a资料研究了北大西洋涛动与我国冬、夏季气候变化的关系.指出,北大西洋涛动异常变化与我国冬、夏季天气气候关系密切.强涛动年,冬季我国是偏暖、多雨的气候特征;夏季我国江淮之间地区气温明显偏低.还表明,强涛动年冬季,西太平洋副热带高压强度与西伯利亚高压及高空经向环流都明显偏弱,大气环流具有弱WA遥相关型、弱的东亚冬季风特征,对应的夏季环流特征与强东亚夏季风特征较接近.     

前期南方涛动对初夏西太平洋副高活动特征的影响

本文利用近34年资料,对前期各月南方涛动指数(SOI)与6月西太平洋副高活动各特征量的联系作了较全面的分析,发现上年夏—当年3月的SOI均对6月西太平洋副高强度、脊点经度和脊线纬度有相当的影响。冬春SOI与6月西太平洋副高偏北西伸频数—入梅期的相关值随时间发生很大变化。后者受到前期行星尺度和前冬地区性海温因子(黑潮和南海海温)的综合影响,前冬SOI只是其中一个因子。根据三个前期因子(前冬SOI和黑潮区海温距平,2—3月南海副高强度)的后延影响就能合理解释6月西太平洋副高活动特征,因此前者也就具有相当的隔季预报能力。      

南方涛动强弱与我国旱涝关系

南方涛动影响我国秋季大范围降水的机制是一个有待进一步深入研究的问题,已有的结果表明,南方涛动弱时,赤道东太平洋海温高,哈特来环流发展,西太平洋副高增强。另一方面,南方涛动弱时,阿留申低压增强、冰岛低压也有同时增深的现象,这位于两个低压之间的经向环流有增强的趋势。     

天津春季气候特征及2013年春季影响因子分析

利用1974-2012年天津12个气象站的降水、气温资料及NCEP／NCAR再分析资料等,采用经验函数正交分解（EOF）和相关分析等统计方法,对天津春季的气候特征及主要影响因子进行分析。结果表明：1）天津春季降水空间分布主要有全市一致型和南北反位相型2种分布型,其总方差贡献接近90％,2013年春季为全市一致型。2）东亚冬季风、北极涛动（AO）和西太平洋副高是天津春季气候的主要影响因子。3）2013年,东亚冬季风偏强,AO冬、春持续负位相,春季西太平洋副高偏弱、偏东,均指示天津2013年春季降水偏少、气温偏低的可能性大。     

冬季北极涛动和华北冬季气温变化关系研究

利用北极涛动指数（AOI）、NCEP／NCAR40a再分析资料中的海平面气压（SLP）、850、500、200hPa等压面高度场资料及中国160站月平均气温资料，运用小波分析，经验正交函数（EOF）分析等方法，分析了华北冬季气温和冬季北极涛动指数的变化特征及其关系。结果表明它们之间存在有着显著相关，特别是在年代际尺度上关系尤其密切。华北在20世纪70年代初以前为持续冷冬，80年代中期之后变为持续暖冬，其间相对正常，而冬季北极涛运指数亦存在类似的3个阶段，冬季北极涛动高（低）低数年，华北地区为暖（冷）冬年。其原因在于，北极涛动在于对流层低层和高层都可激发类似EU遥相关型的异常，通过影响西伯利亚高压和东亚大槽影响华北地区气温。强（弱）涛运年大气环流具有弱（强）东亚冬季风特征，西伯利亚高压减弱（增强），亚洲大陆地面东北风减弱（增强），高空东亚大槽减弱（增强）。     

2013年春季我国气候异常特征及其可能原因

2013年春季,全国平均气温较常年同期偏高1.0℃,平均降水量较常年同期偏多8.3%,但气温和降水空间分布不均,东北气温持续偏低,华北出现区域性气象干旱。分析表明：2013年冬春季北极涛动（Arctic Oscillation, AO）持续强的负位相;3和4月东北冷涡活跃,不仅频次偏多且强度偏强;同时,从2013年秋季开始东北地区积雪面积持续偏大,这些因子共同作用造成东北出现强的持续性低温。而2012年冬季以来西伯利亚高压持续偏弱,同时异常高脊控制我国北方大部地区,加之水汽输送不足,造成华北地区出现区域性气象干旱。