贵州省近50a降水变化分析

应用EOF方法对贵州省46个气象观测站47a(1961-01-2007-12)的月、季降水量距平场的时空分布变化进行统计分析,结果表明:贵州省降水量场的空间分布主要以全省一致型为主;冬季降水量场的空间分布具有大尺度特征;夏季降水量场空间分布的年际变化比冬季大.夏季降水量场空间分布变化的显著周期为10a左右,冬季降水量场空间分布变化的显著周期为3a,而春季和秋季降水量场空间分布则无显著周期存在.     

近50年热带印度洋海温距平场的时空特征分析

选取印度洋48年的海表温度距平资料,采用经验正交函数法,对热带印度洋的年季平均海表温度距平场的时空分布特征进行了研究。结果表明,印度洋海表温度多年的年季平均距平的空间分布主要表现为三种定常类型：（1）全区一致型;（2）东西差异型;（3）南北差异型。研究还表明,印度洋48年的海表温度变化相对于较大时间尺度的演变来说,主要特征是由冷到暖的年代际变化,50～60年代为偏冷期,70年代为冷暖交替的过渡期,80～90年代为偏暖期;次主要特征反映了印度洋海温东西热力场的异常年际变化,平均海温距平场第二特征向量的时间系数变化同ENSO有较密切的关系,大（小）的时间系数对应LaNina（ElNina）事件。     

近百年来我国气温变化的趋势和周期

对我国42个测站1881—1981年的年、季平均气温进行主成分分析的结果表明,按照气温年际变化的不同特征,全国可划分成五个区域,每个区域中,与大尺度气温距平分布年际变化相关联的单站气温年际变化的主要特征,分别可用一至二个主成分的线性组合表征。近百年来,除东北和新疆北部地区以外的我国大部分地区,气温长期变化趋势的主要特征都与北半球平均气温的趋势相一致,即从本世纪初到1945年前后和70年代以来,是两个明显的增暖时段,它们中间是一个降温时段。东北和新疆北部地区,气温长期趋势比较平缓,它们的最北部分,甚至可以观测到与北半球平均气温趋势相反的长期变化趋势。对年、季平均气温序列主成分进行方差谱分析的结果表明,尽管各主成分的显著周期各不相同,但这些显著周期却相对集中地出现在18.4—28.9年、2.9—3.0年和2.2—2.3年三个波段。在这三个波段内,显著周期出现频数或方差谱的平均值达到了信度α=0.01的显著标准,其中18.4—28.9年波段中的周期分量与太阳黑子11年周期双周的位相配合相当紧密。     

云南雨季开始期演变特征分析

应用EOF分析方法、小波分析方法及云南16个地州代表站1961～2002年共42年逐日降水量资料,对云南雨季开始期的空间分布、时间演变及多尺度周期变化等特征进行了诊断研究.结果表明:1)云南雨季开始期的空间分布,第一主要特征是全省雨季开始期一致偏早(晚);第二主要特征为云南滇中及以东、以南地区与云南西部雨季开始期反向变化的空间异常分布型态;2)云南雨季开始期存在明显的40年左右长周期、28年左右的年代际周期和8年左右的年际周期.从小波方差看,云南雨季开始期的变化以40年和28年左右的变化周期的振动最强,变化最显著,而年际变化相对较弱;3)云南雨季开始偏早期与偏晚期5月份500 hPa高度距平场有着明显区别;4)印度季风与南海季风对云南雨季开始爆发也起着积极的作用.     

省级区域范围产量场预报的研究

用经验正交分解的方法将产量场分解为不随时间变化的空间函数及依赖时间变化的时间函数两部分正交分量,每个正交分量代表一种空间分布形式,即典型分布。典型产量分布的时间函数的年实际变化可以气象因子场的典型分布时间函数为自变量,用逐步回归分析方程预报,进而得到预报年的产量分布场。     

近40年来中国降水量、雨日变化趋势及与全球温度变化的关系

近40年来中国降水量的空间分布与相应时段的雨日数空间分布较一致;年降水量变化趋势主要呈现东北-西南向“＋、-、＋”分布型,其中以西部地区和长江三角洲的增加和华北及川东地区的减少趋势更加显著.对季降水来说,除了冬季降水量场表现为绝大部分地区为正趋势外,其它三季变化都较复杂;绝大部分地区年雨日数的趋势系数是负值,就是说雨日数总的趋势是减少的,全国范围内秋季雨日数明显呈现减少的趋势;夏季强降水日的平均频数介于0～11之间,最大值位于西南地区的西部,最小值则位于南疆地区;无论是降水量场还是雨日数场都与全球温度距平存在显著相关,只是后者的显著性水平高于前者.     

四维EOF分析检验数值模式模拟气候及其变化能力研究

文章提出了一个四维经验正交函数(4D-EOF)方法,原理是三维经验正交函数(3D-EOF)与扩展经验正交函数(EEOF)简单的组合,此方法不仅提供空间水平分布特征场及其对应的月际变化特征和年际变化特征,而且还提供空间垂直结构特征。利用这个新方法分析东亚季风国际区域模式比较计划(RMIP)MM5V3模拟的1989—1998年10a积分结果———包括中国大部分区域(4941个格点,格距60km)月平均100,500,700,1000hPa4个位势高度场(模拟场)及其距平场;同时分析对应的NCAR/NCEP再分析资料(观测场),进而对比两者检验模式模拟东亚季风气候及其变化能力。对比分析结果表明:对于月平均高度场的第一特征向量场,模式能比较准确地模拟出平均气候场的分布及其垂直相当正压性的结构特征;对于月平均高度距平场第一、二特征向量场,模式对于距平场的模拟也较成功,垂直方向有明显的相当正压性特征;月平均高度场及其距平场相应的月际变化和年际变化特征也在模拟中得到较好的反映。本研究表明:4D-EOF具有综合检验数值模式模拟气候及其变化的能力,而MM5V3模拟20世纪90年代东亚气候及其变化能力是令人满意的。     

福建泉州地区降水量长期变化和未来趋势分析

利用福建泉州地区共九个测站1961～2003年的月平均降水量资料,运用趋势分析和EMD (Empirical Mode Decomposition)方法,根据其独特的地理特征,将该地区划分为沿海和山区两区域,分别对两区域近44年来降水量变化的基本特征进行比较和分析,结果表明: (1) 沿海和山区年降水量距平百分率都呈上升趋势,沿海上升趋势较山区更加明显.(2) 春雨期、夏季和冬季两地区的降水距平百分率的变化与年变化一致,而霉雨期和秋季,则呈相反趋势.(3) 1980年代之后,沿海地区降水距平百分率趋势的变幅明显大于山区,山区年代际降水量正距平出现的时间滞后于沿海地区.(4) 泉州年降水量总体单调增加,并且呈现出4种不同尺度的变化周期,分别为2～3年、6年左右、10～11年和23年左右的波动周期.     

西北黄土高原月降水场的时空分布特征

本文应用自然正交函数(EOF),分析了西北黄土高原地区5—9月逐月降水频数场、降水量场的特征,指出:①降水频数比实测降水量空间分布更均匀,时间变化较稳定,更具统计保守性的变量;②自然正交函数对原变量场拟合较好,前三个主要分量的方差     

新疆春季降水量与印度洋1月海温关系的初步研究

采用奇异值分解（SVD）法对1970~1994年共25年的新疆31个站春季降水量距平场与印度洋（40°S－8°N,22°~118°E）1月海温距平场进行相关分析及反查和验证,发现新疆春季降水量距平场的某些分布型与印度洋1月海温距平场的某些分布型具有较好的对应关系。     

华南4～6月降水异常的环流特征

分析了华南４－６月降水量的年际变化特征及华南４－６月旱、涝年的５００ｈＰａ高度距平场的主要差异，结果表明，４－６降水存在２．５－３年的准周期变化和持续１０年左右的阶段性变化特征，旱、涝年１－３月５００ｈＰａ高度距平场的分布基本反位相，４－６月的距平场也存在明显的差异。综合结果表明，从冬季开始到次年６月，旱、涝年５００ｈＰａ高度距平沿５０°Ｎ纬圈的演变具有基本相反的过程。     

青藏高原地面加热场强度的气候特征

本文用1961－1985年共25年青藏高原60个站的地气温差资料，用季国良的回归方程计算了高原地面加热场强度。并且分析了它的气候特征。结果发现高原地面加热场强度比叶笃正（1979）的计算值小29％。根据自然正交函数分析和载荷量计算，发现玉树和日喀则两站地面加热场强度的平均距平可以粗略地代表整个高原。高原地面加热场具有显著的3年、准5年和准11年周期，在冬季和春季地面加的热场的持续性很强。     

数据处理方法对中国区域平均降水序列精度的影响

利用地面观测站点资料研究大范围地区的降水长期变化规律,选取不同的指标会使分析结果出现显著差异。利用中国大陆区域内2139个国家站的逐日降水资料,比较不同数据处理方法得到全国和中国西部、中国东部地区的降水量、降水日数和降水强度的区域平均时间序列,探讨对其变化趋势估算的偏差。研究表明,1951—1957年估算的中国区域平均降水量原始值出现虚假的偏高,使趋势估算出现较大误差;1951—2016年中国西部地区平均降水量距平百分率时间序列的波动幅度显著偏大;区域平均降水量、降水日数和降水强度的距平和标准化距平序列较为可信。全国平均降水量、降水日数的原始值和距平值序列都基本反映了中国东部湿润地区降水的变化,降水量距平百分率的变化主要由西部干燥区域的降水变化构成,降水量标准化距平则可综合反映湿润和干燥地区的降水变化。     

中国东南部地区4-6月强降水的低频变化特征

利用全国2 400多台站逐日降水资料,分析了中国东南部地区4—6月10~30 d低频强降水的时空变化特征。结果表明:4—6月10~30 d低频强降水的方差大值区在中国的长江及其以南地区,中心位于江南的中东部,东南部地区4—6月10~30 d低频强降水距平的第一模态反映该区域呈一致变化。功率谱分析表明第一模态时间变化的周期以10~30 d低频分量为主。根据区域强降水及其10~30 d低频强降水、区域强降水正交经验函数(EOF)分析的第一模态时间系数(PC1)及PC1的10~30 d低频分量的年际方差,结合它们两两之间逐年的相关系数,确定了区域强降水10~30 d强振荡典型年份。对典型年降水异常分布的方差分析,表明强振荡年区域总降水量异常主要是由10~30 d强降水的低频变化引起的。     

北半球月平均环流异常与我国夏季月降水量异常之间关系的时空综合EOF分析

本文利用一种时空综合的经验正交函数（ＥＯＦ）方法探讨了我国夏季降水场与同期及前期北半球５００ｈＰａ环流场之间的关系。这种方法能够同时给出降水场的距平分布及其对应的同期和前期环流场距平分布型。分析了前三个特征向量场的空间结构，得到了三种不同降水异常分布型及其与之相应的同期和前期５００ｈＰａ环流异常型。结果发现，前期（冬季）５００ｈＰａ高度距平场在中高纬度地区有着同夏季几乎完全相反的分布特征，在这一特征下，我国东部夏季降水场有较一致的距平分布，此外，当前期冬季５００ｈＰａ出现ｗｐ型环流异常时，我国长江流域夏季降水会出现显著异常。     

西安市近50年来气候变化多时间尺度分析

利用Ｍｏｒｌｅｔ小波变换法分析了西安市近５０年月平均气温距平和月降水量距平变化的多层次时间尺度结构，发现西安市气候变化除１年的自然周期变化和２０－４０年尺度范围的周期变化信号在全时间域中都强小，其它时间尺度的周期变化在时间域中分布很不均匀，具有很强的局部化特征，西安市月平均气温距平变化主要表现为随机振荡，无特征尺度，而月降水量距平变化则有显著的４～５月的时间尺度，西安市气候变化受地理条件的影响较大     

广东年、季降水量时空变化分布特征

选取广东省86个气象观测站1966～2007年42年的逐月降水资料,应用EOF分析方法对广东省年、季降水特征进行对比分析,结果表明：年、季降水量距平第1特征向量场分布全省位相比较一致,反映全区一致偏少（多）的主要特性,雨季雨量变化的地域差异比干季大,粤西变化梯度大于粤东,山脉对这种变化分布特征的影响十分明显;上半年降水量多寡的空间变化对年雨量的多寡空间变化具有重要影响,上半年雨量的空间变化特征基本上决定了年雨量的空间变化特征。汛期降水的多寡对该年旱涝特征具有决定性影响,但也有例外。     

我国江淮地区5-7月降水异常的区域特征

采用旋转经验正交展开(REOF)方法，对我国江淮地区50a5—7月降水标准化距平场进行客观分区，并分析了南北两区5—7月降水异常的长期变化趋势及其周期的变化。结果表明，江淮地区5—7月降水方差场可以分为2个区域，各区降水量异常有明显的季节变化，降水异常峰值出现在6月和7月，基本呈单峰型分布；南部区变化趋势比北部区明显，均具有显著的年际和年代际变化特征：南北两区都存在3a的主周期，南部和北部分别有21a和15a的年代际周期；江淮南、北区的降水在降水偏多、偏少年都与全国大部分地区呈同位相分布，但江淮北区的降水始终都与华南地区呈反位相分布；副热带季风系统的强弱及副高南北位置的变化直接影响江淮5—7月降水。     

近50a海口市降水量与蒸发量变化

利用1961～2007年海南省琼山站的降水量和20cm口径小型蒸发皿资料,采用累积距平曲线和线性倾向估计方法,对海口市降水量、蒸发量的变化及其对干燥度的影响进行了分析.结果表明:海口市年、季降水量的年际变化明显,年、季蒸发量的年代际变化明显;近50a海口市年、季降水量没有显著的线性变化趋势,但年、春、秋、冬季的蒸发量均有显著的线性减少趋势;受此影响,近50a海口市气候总体趋于更加湿润,但2003～2007年由于降水量减少,蒸发量增大,气候处于相对干燥时期.     

近47年雅鲁藏布江中游地区汛期降水量的小波分析

根据雅鲁藏布江中游地区4个代表站(拉萨、泽当、日喀则和江孜)近47年(1960—2006年)月降水量总量资料,利用墨西哥帽小波函数,分析了该地区近47年汛期(5-9月)降水量序列的周期变化特征。结果表明:雅鲁藏布江中游地区汛期降水量存在准14年和准2年的周期振荡,其中日喀则和江孜站以准14年的周期为主,而拉萨和江孜站以准2年周期为主;在12-16年左右的时间尺度上经历了8个干湿交替,而准2年周期在1964-1976年和1984-1997年期间表现得尤为显著;20世纪70年代中期以后8年左右时间尺度的周期变化显著;在近47年内有5个时段出现了不同尺度周期振荡同位相叠加,致使降水量异常年份较多。