青藏高原0.8m地温异常与我国汛期降水的关系

用青藏高原５个站从１９５６￣１９８６年共３１年的０．８ｍ地温距平，计算了秋季（９￣１１月）的地温异常，同时考虑了我国汛期（４￣９月）及夏季（６￣８月）的降水相关，发现两者相关很好。不同部位的高原地温异常对我国降水关系的区域是不相同的。本文为中国汛期降水预报提供了依据。     

均生函数模型在高原汛期降水预报中的应用

以均生函数为基函数,建立了正交化、主成分和最优子集回归三类预测模型。对云南昆明、滇中（包括昆明、玉溪和楚雄）及西藏林芝的汛期（６￣８）降水进行了模拟和预测、其拟合效果,特别是对极值的拟合十分理想。结果表明：在高原地区,均生函数模型预报降水具有较高的精度,拟合报准率和实际报准率分别为９７％￣１００％和６０％￣８０％,且具有多步预测能力。     

西北太平洋海温与广东省汛期降水的关系

将西北太平洋分为８个海区，分析了广东省汛期（４－９月）降水与各海区海温的关系，并用因子分析法对９－２月各海区的相互关系进行了分析，发现降维后头４个主因子的方差贡献占总方差的８２．２３％；对主因子的载荷矩阵进行了极大方差旋转，对头４个主因子的物理意义进行了初步的解释。最后建立了汛期各月降水与海温的预报方程，经试报使用，高于近１０年的平均业务预报水平，对广东省的汛期降水短期气候预测有较好的参考价值。     

青藏高原汛期降水的时空分布特征

根据1967～2008年青藏高原地区67个气象台站的月平均降水资料,利用线性趋势分析、EOF分解和Morlet小波变换等方法分析了青藏高原地区汛期(5～9月)降水的时空分布特征.结果表明:青藏高原汛期降水存在明显的区域性差异,EOF分解揭示出青藏高原汛期存在3种主要的空间分布型:南北反向型、全区一致型和东南-西北反向型...     

贵州省汛期降水特征及强降水过程分型研究

【目的】为探究贵州省汛期降水的时空分布特征及演变规律。【方法】利用贵州省81个气象观测站1981—2020年汛期降水资料,采用EOF、REOF及交叉小波分析等方法对贵州省汛期降水时空特征进行分析及强降水过程分型研究。【结果】贵州省1981—2020年汛期平均降水量为924.9mm,降水量在682.7~1194.1mm,呈显著上升趋势,上升速率为16.94mm/10a。贵州汛期降水大体上呈现西南向东北递减的趋势,强降水过程次数及持续天数分布及波动变化与汛期降水基本一致。【结论】贵州省汛期降水分布不均,具有显著的年代际变化。贵州省汛期强降水空间场主要有全省一致型、东西反向型和南北反向型3种典型模态。经REOF方法可将贵州省细分为3个强降水区域,根据环流场分析,又可进一步划分为东部型强降水（I型和III型）与西部型强降水（II型）,各类型强降水落区受500hPa环流分布情况以及850hPa水汽来源与强度的影响。     

气候场主分量逐步回归模型预测粤中西部汛期降水

运用热带海温资料、500hPa高度场等建立气候场,对此气候场均取前6个因子,共建立1248个因子的物理因子场。将粤中西部10个县（市）前汛期和后汛期降水量场进行EOF分解,得出前四个主分量;分别用这四个主分量与1248个气候场主分量因子进行相关计算,最后选取10个因子进入逐步回归方程,对前四个主分量进行预测,从而可以预测肇庆市前、后汛期降水的空间分布;再经过反算拟合,得出前、后汛期降水量的预报结果。检验表明,这种方法可以预测区域未来的降水空间分布与降水量,预报效果较好;物理意义上,可以揭示多个气候背景场的空间分布与某区域气候场的空间分布之间的联系,为小区域的短期气候预测提供物理依据。     

西藏高原汛期水汽输送特征与降水异常

利用1979—2006年NCEP/NCAR再分析资料计算垂直积分的整层水汽输送通量及水汽通量散度,分析西藏高原汛期5—9月水汽输送特征。结果表明：两藏高原汛期主要有两条水汽输送带,印度季风输送带和中纬度西风输送带;印度季风对汛期水汽输送起着决定性的作用,决定高原汛期开始时间和雨带的推进,水汽通量向北输送达到30 kg·m~（-1）·s~（-1）时,该经度上的测站将从南到北逐渐进入汛期;在水汽的空间分布上,高原南部边缘的3个水汽输送散度场中心恰好对应着高原的水汽输送通道,其形成与西藏高原的地形直接相关;西藏高原汛期降水主要可以分为3种雨型：全区型、东西型和南北型,并分别对应着不同的水汽输送异常：全区型时索马里越赤道急流水汽输送异常较强,高原区为水汽辐合区;东西型时西藏东南部为东北向输送异常,东南部水汽供应较常年偏弱;南北型时东南部水汽输送充足而错那以西地区水汽输送不足。     

影响陕西汛期降水空间分布的强信号

为了寻找影响陕西省汛期降水空间分布的前期强信号,应用陕西省1959～2003年36个气象代表站汛期(6～9月)降水量标准化资料,进行经验正交EOF分解.根据特征向量分布,确定陕西汛期降水典型分布场为"全省一致"型、"南北振荡"型和由北向南的"两头多(少)、中间少(多)"型.通过分析关键区的海温异常和大气环流变化等因子与EOF分解前3个时间系数的相关性,得到了汛期降水预测的一些重要前期强信号,如西风漂流区海温,Nion 3区海温、北太平洋涛动、东亚冬季风等,对陕西汛期降水分布预测具有明显的预示作用.     

中国冬季地温场变化特征及与夏季降水场的关系

利用我国141个测站1980－1997年间12月－2月3.2m深度地温资料和中国160个测站1951－1997年间6－8月降水资料，采用主成分、旋转主成分分析，对冬季地温的空间异常特征、时间变化规律以及与夏季降水的关系进行分析。结果表明：未旋转的前3个载荷向量场可以较好地反映中国冬季地温整体异常结构，即全区一致的高温或低温；东西相反的东高（低）西低（高）型；南北相反南高（低）北低（高）型。旋转后的前4个载荷向量场可较好地代表中国冬季地温的4个主要异常敏感区：北方区、淮河区、西北区和江南区。旋转主分量和代表站资料反映出90年代以来西北区、华南区冬季地温呈下降趋势，北方区、淮河区、江南区呈明显上升趋势。当北方冬季地温偏高时，有利于7月黄河以北大部分地方降水偏多；当淮河区冬季地温偏高时，有利于7月江淮流域降水偏多，而使黄河以北、长江以南降水偏少；当西北区冬季地温偏高时，有利于7月江淮流域降水偏少；当江南冬季地温偏高时，有利于7月四川－云南南部降水偏多。     

近46 a重庆汛期极端降水量异常特征

利用重庆33站1961-2006年汛期（5-9月）逐日降水资料,定义了不同台站的极端降水阈值,统计出了不同台站近46a逐年汛期极端降水量,并进行时空分布特征分析。结果表明：重庆地区汛期极端降水量空间分布差异明显,一致性异常分布特征是最主要空间模态,空间分布可分为5个主要区域;各区代表站汛期极端降水量占总降水量的比重相当大;从长期变化趋势来看,整个重庆地区近46a来汛期极端降水变化趋势不显著;各区汛期极端降水主要存在着2—3a、5a左右的年际变化和11a左右的年代际振荡。     

印度季风的年际变化与高原夏季旱涝

根据NCEP／NCAR再分析资料和海表面温度距平资料,分析了西藏高原夏季降水5个多、少雨年春、夏季印度洋850hPa、200hPa合成风场和合成海温场,发现多、少雨年前期与同期印度洋高、低空风场和海温场均存在明显差异,主要表现为高原夏季降水偏多(少)年印度夏季风偏强(弱),在850hPa合成风场上印度半岛维持西(东)风距平,西印度洋—东非沿岸为南(北)风距平,夏季阿拉伯海区和孟加拉湾出现反气旋(气旋)距平环流;200hPa合成风场上印度半岛维持东(西)风距平,南亚高压偏强(弱),索马里沿岸为南(北)风距平。印度夏季风异常与夏季印度洋海温距平的纬向分布型有密切联系。当夏季海温场出现西冷(暖)东暖(冷)的分布型时,季风偏强(弱),高原降水普遍偏多(少)。相关分析指出,索马里赤道海区的风场异常与高原夏季降水的关系最为密切,在此基础上我们定义了一个索马里急流越赤道气流指数,用它识别高原夏季旱涝的能力较之目前普遍使用的印度季风指数有了明显的提高。     

青藏高原地表温度对华北汛期降水变化的影响

利用1980-2001年青藏高原月平均地表温度、1961～2001年我国160站月降水以及NECP／NCAR再分析月平均高度场资料,分析了华北地区汛期降水与青藏高原地表温度的关系,结果表明华北地区汛期降水与青藏高原5～6月地表温度具有显著的正相关。相关场的正值中心位于高原的东北部和西南部地区。华北地区汛期降水偏少年,青藏高原前期5～6月地温以负距平为主且距平值较小;相反,降水偏多年,青藏高原前期5～6月地温以正距平为主且距平值较大。EOF和SVD分析表明,青藏高原5～6月地温和华北地区汛期降水的第一典型场都表现出大体一致的变化特点。此外,诊断分析得到,青藏高原5～6月地温偏高年,7～8月西太平洋副热带高压的强度偏强,位置偏北;地温偏低年,西太平洋副热带高压的强度偏弱,位置偏南。     

西藏高原夏季旱涝年OLR分布差异

根据美国NOAA卫星观测得到的射出长波辐射资料(Outgoing Longwave Radiation,简称OLR)，分析了西藏高原及其附近地区各月的辐射气候特征，指出:高原冬、春季节OLR主要反映了高原下垫面温度的季节变化，高原夏季为雨季，OLR与降水之间存在较好的负相关。印度季风爆发前后的OLR演变特征反映出中、低纬大气环流调整对高原雨季形成及降水分布的影响。旱涝年OLR合成分析表明:高原夏季降水与赤道印度洋反Walker环流强弱、印度季风槽、副热带高压及西太平洋暖池区对流强度、位置变化有密切的关系。     

中国春末夏初降水量异常的气候类型

选取中国大陆均匀分布的８０个测站１９５１—１９９４年历年５—６月月总降水量标准化距平资料，利用ＥＯＦ和ＲＥＯＦ方法对春末夏初降水量异常的空间结构及时间演变规律作了研究。结果表明，中国春末夏初降水异常在空间上主要表现为南北相反变化的差异（ＬＶ）。旋转载荷向量场（ＲＬＶ）反映出１１个主要降水异常类型区。旋转主分量（ＲＰＣ）揭示了４４年来春末夏初降水的时间演变特征：江淮和江南地区降水量减少，东北和南疆地区降水量增多；河套东部、华南、北疆、华北地区呈多雨—少雨—多雨的抛物线型，而河套西部、西南地区呈少雨—多雨—少雨的反抛物线型。     

南疆夏季降水异常的环流和青藏高原地表潜热通量特征分析

利用1980—2004年NCEP/DOE新再分析月平均资料及我国225个测站1980—2004年月降水量资料,通过诊断分析,研究了南疆夏季降水异常的环流和高原地表潜热通量特征。结果表明:南疆夏季降水偏少年,南亚高压西部偏强,西风急流位置偏北,500 hPa中高纬环流经向度减弱,伊朗高压偏北、偏东,西太平洋副热带高压偏西、偏南;降水偏多年则相反。南疆夏季降水偏少年,高原北部和南疆地区为下沉的垂直环流距平,Ferrell环流增强;降水偏多年则相反。南疆夏季降水偏少年和偏多年的前期冬春季开始孟加拉湾、青藏高原和南疆地区地表潜热通量具有相反的变化,南疆夏季降水与高原北部地表潜热通量呈显著正相关,与南部地表潜热通量呈反相关关系。     

青藏高原热力异常与华北汛期降水关系的研究

利用1980～1994年NCEP/NCAR再分析资料,以及我国336个测站1956～1994年月降水量资料,通过诊断分析和数值实验,研究了夏季高原上热力异常与华北汛期降水的关系.结果表明:华北汛期干旱年,青藏高压及西太平洋副热带高压偏南、偏东,华北汛期降水偏多年则相反;华北汛期旱年时,高原上升、高原东侧邻近地区下沉的垂直环流明显加强,而降水偏多年时,垂直环流减弱,华北地区为上升气流控制;夏季高原为热源和水汽汇区,它们的异常对华北地区降水有很大影响,当热源和水汽汇增强(减弱)时,华北地区降水偏少(偏多).数值试验表明,高原上潜热加热异常引起青藏高压、西太平洋副热带高压、亚洲季风以及欧亚中高纬地区环流的变化,进而影响到华北地区的降水.     

青藏高原雨季特征及其对气候增暖的响应

利用青藏高原气象台站逐日观测资料,采用候雨量稳定通过临界阈值的方法对高原雨季起讫期进行客观定量划分,在此基础上,进一步分析增暖背景下雨季起讫期和雨季降水演变特征,并对比增暖前后高原雨季起讫期及不同等级降水的响应特征。结果表明：青藏高原雨季平均开始期为5月第3候、结束期为9月第6候、共持续28候;青藏高原雨季降水集中期为6月中旬至9月中旬,并在7月上旬、下旬和8月下旬出现3个峰值,7月上旬为雨季主峰期;1961—2017年雨季降水量总体呈增加趋势,雨季降水量自东南向西北逐渐递减,高值区位于青藏高原东南部的横断山脉;青藏高原雨季气候于1997年开始增暖,增暖前后雨季起讫期区域间差异较大,增暖后雨季开始期在青藏高原西部明显推迟,其余地区均提前,结束期则总体推迟;气候增暖后中雨以上日数增多,雨季降水极端性显著增强且空间覆盖范围明显扩大。     

青藏高原感热与黄土高原春季降水异常关系研究

利用1961～2000年黄土高原56站的春季降水、气温资料,用SVD方法分析了其与青藏高原感热场的关系。结果表明,降水量与青藏高原感热场的前两模态代表了两场间的主要耦合特征;上年冬季和秋季青藏高原感热场的异常通过影响大气环流,能够导致次年黄土高原春季降水异常;青藏高原感热对黄土高原西部和南部、北部的部分地区影响较显著,而对陕西北部、山西中部影响不明显。前期高原感热场SVD第一、二模态的变化,可以作为黄土高原春季降水异常的预测信号。     

青藏高原汛期降水异常空间分布及水汽配置

青藏高原汛期(5—9月)降水具有南北反相的空间分布特征,利用青藏高原67个台站1967—2008年逐月降水资料,分别讨论了汛期各月降水的主要空间分布型以及初夏(5—6月)和盛夏(7—8月)对应的水汽配置和环流异常.结果表明:初夏高原降水以南北反相型(North-South Reverse Type,NSRT)为主,全区一致型(Whole Region Consistent Type,WRCT)次之;盛夏高原降水以WRCT为主.高原降水呈现NSRT分布时,初夏水汽由高原南部输向北部,而盛夏高原北部为水汽辐合区,南部为水汽辐散区.高原降水呈现WRCT分布时,初夏高原水汽主要来自西太平洋,盛夏水汽主要来自阿拉伯海向东转向的水汽输送,该水汽输送由高原西南地区进入高原.在500 hPa位势高度场上,初夏(盛夏)降水两种主要空间分布型的位势高度差异以经(纬)向差异为主,且影响高原降水异常分布的系统多为深厚系统.     

Asian summer monsoon anomalies induced by aerosol direct forcing: the role of the Tibetan Plateau

In this paper we present results of a numerical study using the NASA finite-volume GCM to elucidate a plausible mechanism for aerosol impact on the Asian summer monsoon involving interaction with physical processes over the Tibetan Plateau (TP). During the pre-monsoon season of March–April, dusts from the deserts of western China, Afghanistan/Pakistan, and the Middle East are transported into and stacked up against the northern and southern slopes of the TP. The absorption of solar radiation by dust heats up the elevated surface air over the slopes. On the southern slopes, the atmospheric heating is reinforced by black carbon from local emission. The heated air rises via dry convection, creating a positive temperature anomaly in the mid-to-upper troposphere over the TP relative to the region to the south. In May through early June in a manner akin to an “elevated heat pump”, the rising hot air forced by the increasing heating in the upper troposphere, draws in warm and moist air over the Indian subcontinent, setting the stage for the onset of the South Asia summer monsoon. Our results suggest that increased dust loading coupled with black carbon emission from local sources in northern India during late spring may lead to an advance of the rainy periods and subsequently an intensification of the Indian summer monsoon. The enhanced rainfall over India is associated with the development of an aerosol-induced large-scale sea level pressure anomaly pattern, which causes the East Asia (Mei-yu) rain belt to shift northwestward, suppressing rainfall over East Asia and the adjacent oceanic regions.