用球谐谱参数资料做长期预报的应用体会

本文简单介绍球谐谱参数因子的筛选处理及分析应用方法,对各种方法的优缺点做了评价,最后详细介绍了球谐谱参数——时间剖面图做后汛期雨量趋势预报的具体方法及其预报效果。一、球谐谱参数资料简介每月7日15时北京广播的传真资料“500百帕月平均物理量诊断分析数据表”中的“平均高度,涡度距平球函数展开系数、振幅、     

500hPa谐谱特征与石嘴山地区夏季中期降水

本文用谐谱分析方法计算了6月16日至9月15日五年的500hPa六个纬圈(60°N、55°N、50°N、45°N、40°N和35°N)的波参数和物理量谱,并将其和十年的合成波高度谱、相对振幅等谐谱资料与石嘴山地区的降水资料作了对比分析。初步寻找出了该地区夏季中期降水的十一种纬圈合成波高度谱和八种优势波、物理量谱谐谱特征。这些中期谐谱特征,天气动力学意义比较清楚,为该地区夏季中期降水预报提供了参考依据。     

谐谱参数应用于三种不同数学模型的试验和研究

谐谱分析方法作为一种客观与较有效的分析方法在天气分析和预报中得到广泛应用。为了研究谐谱参数应用于不同数学模型的效果,分别试验和研究了三种数学模型(多元回归、逐步回归和典型相关分析)。结果表明:用三种模型作降水预报的水平基本相当:典型相关变量的全回归模型对大降水有较强的预报能力,试验效果比其他模型为佳,在天气分析和预报中应予重视。     

辽宁省秋季降水对前期海洋和大气信号的遥响应

为了探讨前期海洋和大气的何种信号对辽宁省秋季降水产生影响,为辽宁省秋季气候预测业务提供理论支持.利用1961—2012年辽宁省53个气象站月平均降水资料和NCEP/NCAR再分析月平均位势高度场、海平面气压场资料及由NOAA重构的月平均海温场资料,分析了辽宁省秋季降水的异常特征.通过相关分析方法,寻找海洋和大气中影响辽宁省秋季降水的前期信号;并采用多元回归方法建立了预报方程.结果表明:1961—2012年辽宁省秋季降水EOF第一模态在空间上表现为全省一致的异常特征,且辽宁省秋季降水随时间呈减少的趋势.前期5、7月和8月北大西洋海温三极子、5月热带印度洋偶极子和5月北太平洋涛动对辽宁省秋季降水全区一致的模态具有较好的指示意义,可作为辽宁省秋季降水的预报因子.北大西洋海温三极子、热带印度洋偶极子和北太平洋涛动呈正位相时,辽宁省秋季降水全区一致偏多,反之秋季降水全区一致偏少.     

哈萨克斯坦共和国不同区域降水的变化特征

基于哈萨克斯坦5个代表站的降水资料,利用一元线性回归法、Mann-Kendall突变检验和Morlet小波的方法,分析历年降水变化特征,结果表明：东部和中部降水呈减少趋势,其余为增加趋势,东部于1962年发生突变,西部和中部分别于1970年和1984年发生突变。东部春季和夏季的降水呈减少趋势,秋季和冬季为增加趋势。西部的春季、秋季和冬季降水呈增加趋势,夏季降水呈减少趋势。北部春季和秋季降水为增加趋势,夏季和冬季降水呈减少趋势。南部的春季、夏季和秋季降水呈增加趋势,冬季降水呈减少趋势。中部春季、夏季和秋季的降水呈减少趋势,冬季降水呈增加趋势。哈萨克斯坦不同区域的降水量均存在多个尺度的周期变化,但其共同点是均存在2～3a和6a的短周期变化。     

黄河流域秋季降水及环流对ENSO和IOD的响应分析

利用1961-2011年NCEP/NCAR再分析资料和黄河流域54站降水资料,通过讨论印度洋偶极子IOD独立发生时及IOD与ENSO联合发生时黄河流域秋季降水的差异,研究了秋季降水及环流对ENSO和IOD的响应情况.结果表明:1)仅有IOD发生时,其正位相年使得黄河流域的秋季降水相应为正异常.2)当IOD与ENSO伴随出现时,无论IOD是正位相年还是负位相年,只要和El Nino同时发生,黄河流域秋季降水都表现为负异常;和La Ni-na同时发生时,黄河流域秋季降水都表现为正异常.有无ENSO发生,IOD与秋季降水的关系有很大差异.3)欧亚中纬度地区500 hPa高度东高西低距平场形势和850 hPa黄河流域中下游南风距平异常,是黄河流域秋季降水正异常的主要环流成因.4)依据秋季海温与夏季海温相关性,可以把夏季ENSO和IOD异常信号特征作为先兆信号之一来预测秋季降水趋势.     

基于多卫星资料的全国夏秋季节降水日变化特征研究

该文利用1998-2010年期间的多卫星降水资料（3842）分析了中国地区夏季和秋季降水日变化特征。结果表明,平均降水率显示出中国地区降水强度夏季明显高于秋季,且降水强度呈东南沿海至西北减弱的分布。降水日变化振幅显示出夏季中国青藏地区和南方地区降水日变化显著,秋季,全国范围降水日变化不显著。降水率最大值出现时间显示出夏季中国大部地区在午后至傍晚降水率达最大值,秋季在除青藏地区外的中国大部分区域降水率最大值出现的时间将往后延迟至深夜至凌晨。     

渭南市近50年秋季降水气候变化及趋势分析

采用渭南市各县、市、区1961—2005年45 a资料,分析渭南市秋季(8月下旬—10月中旬)降水总量和雨日分布状况、年际变化。结果表明,渭南市秋季降水总量呈南多北少的分布,华县最多,为182 mm;大荔最少,为158 mm。渭南市秋季平均雨日21 d,最多33 d,出现在1964年和1983年;最少为10 d,出现在1996年。空间分布特点是各县(市、区)秋季雨日差别不大,南部平均22 d,北部平均20 d。近年秋季降水总量和雨日处于高值期。     

东部型El Ni?o事件发展期秋季对中国极端降水的影响

利用1961-2020年中国地面降水逐日数据集和NCEP/NCAR逐月再分析资料,采用相关及合成分析等方法分析了东部型El Ni?o事件发展期秋季对同期我国极端降水的可能影响及物理过程。结果表明：东部型El Ni?o事件在发展期秋季对华中和华南地区的极端秋季降水有显著的影响,造成华南地区秋季极端降水增多而华中地区减少。进一步分析了造成这种影响的物理过程发现,当东部型El Ni?o事件处于发展期的秋季时,中东太平洋表现为显著的正海温异常,热带西太平洋及我国南海为负的海温异常。相应地,热带中东太平洋表现为异常的上升气流,西太平洋为异常的下沉气流,在华南地区表现为异常的辐合上升,为降水创造了有利的动力条件;同时,异常海温进一步对西北太平洋副热带高压(以下简称西太副高)位置产生影响,造成西太副高异常偏西,在南海到西太平洋地区表现为反气旋性环流异常,意味着西南气流的水汽输送增强,这促进了华南地区极端降水的发生。而在华中地区则表现为异常的偏北风和水汽辐散,不利于降水的生成。以上结果对认识我国东部地区的极端降水事件的物理机理提供了科学线索。     

印度洋偶极子与中国秋季降水的关系

利用1950--1999年Hadley中心全球海温资料、NCEP／NCAR再分析资料以及国家气象局整编的160站降水资料，分析讨论了夏季印度洋偶极子与中国秋季降水的时滞关系及秋季印度洋偶极子与同期中国降水的关系。结果表明：夏、秋季印度洋偶极子均与中国南方秋季降水有很好的正相关关系；通过对印度洋偶极子时期秋季异常环流场特征分析，发现正偶极子时期中国西南部受中层槽前西南气流影响，带来充足水汽，同时低层为异常气旋性环流控制，使该地区降水增加。     

厄尔尼诺/南方涛动与我国秋季气候异常

利用1951—1999年我国秋季(9—11月)降水、温度和南方涛动指数(SOI)1935—2000年资料研究ENS0与我国秋季气候异常的关系，结果表明，秋季降水与ENS0的关系远比夏季降水与ENS0的关系好。E1Nino年我国秋季降水出现南多北少的分布型(S型)的频率增加近20％，而La Nina年出现S型的频率减少20％。反之，当我国秋季降水距平出现大尺度南北降水异常时，往往表示当时有ENS0现象发生。E1 Nino和La Nina年我国秋季降水距平的分布有显著差异，且这种显著差异主要表现在长江南北、西北和河套地区。不同时段SOI对秋季气候异常的影响不同，当年4—10月SOI值与秋季降水EOF分解第二时间系数(反映大尺度南北旱涝异常特征的权重系数)之间为较明显的正相关，其中8月最显著。上一年7—9月和同年1—3月的SOI值同秋季气温EOF分解的第二时间系数的正相关较明显。可根据前期5—8月的月平均SOI值，预报秋季大尺度降水异常，当年5—8月的SOI平均值偏高时，长江以南(北)地区的降水将有减少(增加)的可能，反之亦然。     

索马里越赤道气流对越南降水变化的影响

基于1979-2002年CMAP全球降水资料和NCEP／NCAR再分析资料，研究了越南降水的季节和年际变化特征及其受索马里越赤道气流的影响。结果表明，越南南北方降水具有不同的季节和年际变化特征，南方降水主要集中在夏季和秋季，且夏、秋季降水的变化呈反位相关系，而北方降水则集中在夏季。夏季索马里气流与同期及后期越南南方降水有很好的相关性，同期为显著的正相关，后期为显著的负相关。相对而言，索马里越赤道气流和越南北方降水的关系不显著。另外，夏季赤道印度洋西风与越南夏秋季降水的相关与索马里气流类似，表明索马里越赤道气流可能是通过改变纬向水汽输送来影响越南南方降水。     

孟加拉湾感热净通量与陕西秋季降水的联系

利用1979-2011年9-10月陕西96个台站的逐日降水资料和NCEP/NCAR再分析月平均资料,研究了孟加拉湾感热净通量与陕西秋季降水的关系,并对其成因机制进行了初步分析。结果表明,陕西秋季降水与孟加拉湾感热净通量为显著负相关。秋季当该海域感热净通量偏弱时,乌拉尔山附近易于形成阻塞高压,西太平洋副热带高压位置偏西偏北,陕西地区来自太平洋和印度洋的偏南水汽输送增强,大气辐合上升运动也增强,同时,9月南亚高压位置偏北、南亚夏季型季风偏强,易造成陕西秋季降水偏多的环流形势。陕西秋季降水异常与低纬度海温的年际背景场有关,秋季低纬度海洋SST的EOF第二模态的空间型一定程度上可以解释孟加拉湾感热净通量与陕西降水的联系。孟加拉湾秋季的感热通量与上一年冬季和当年夏季的感热净通量呈显著正相关,可根据该海域上一年冬季和当年夏季的感热净通量强弱估计其秋季感热状况,从而预测陕西秋季降水的多寡。     

重庆秋季降水特征及大气环流异常分析

利用重庆1960-2006年秋季降水量计算了重庆地区秋季区域降水指数,采用相关与合成分析、线性趋势估计、Mann-Kendall突变检测方法和小波分析等统计诊断方法分析了重庆秋季降水变化特征及其与同期和前期大气环流的关系.结果表明:重庆秋季降水偏多、偏少年同期及前期中高纬度地区高度场距平都有明显的差异.前期冬季北太平洋中纬度地区对流层高度距平为正,加拿大西部对流层高度距平为负时,秋季重庆降水异常偏多,具有一定的预测意义.在此基础上定义了影响重庆地区秋季降水的前期因子.     

垂直探测雷达对北京地区夏季降水分类统计北大核心CSCD

基于风廓线雷达谱参数(回波强度、速度和谱宽)提出降水云分类方案,将降水分为浅对流、浅层状云、深对流、深层状云和混合型五种类型,其中浅对流和浅层状云降水属于暖雨范畴而深对流、深层状云和混合型降水属于冷雨范畴。并且利用此分类方案对2012年和2013年夏季(5-10月)北京延庆地区降水天气类型进行了分类统计。结果表明,暖雨是北京夏季降水的一个重要组成部分,占26%,其降水比例为17%;冷雨过程占74%,降水比例为83%。北京夏季以混合型降水为主占47%,其次是层状云占43%,对流性降水最少,占10%;对流性系统造成的降水最显著,其次是混合型降水,层状云对降水的贡献最小。对各种降水类型的特征归纳得到:浅层状云降水的谱参数随高度变化均不明显,总体比较平滑;浅对流性降水变化比浅层状云降水强烈,在3 km处增大明显,且降水出现次数随高度下降迅速增多;深对流性降水谱参数分布广泛,特别是谱宽,比其他类型都宽且高空存在宽谱区;深层状云降水回波呈现出统一的亮带分布,速度和谱宽在零度层附近出现强梯度区;混合型降水兼顾对流性和层状云降水特征,其回波分布跟深对流性降水类似,速度和谱宽分布跟深层状云降水分布类似。     

垂直探测雷达对北京地区夏季降水分类统计

基于风廓线雷达谱参数(回波强度、速度和谱宽)提出降水云分类方案,将降水分为浅对流、浅层状云、深对流、深层状云和混合型五种类型,其中浅对流和浅层状云降水属于暖雨范畴而深对流、深层状云和混合型降水属于冷雨范畴。并且利用此分类方案对2012年和2013年夏季(5-10月)北京延庆地区降水天气类型进行了分类统计。结果表明,暖雨是北京夏季降水的一个重要组成部分,占26%,其降水比例为17%;冷雨过程占74%,降水比例为83%。北京夏季以混合型降水为主占47%,其次是层状云占43%,对流性降水最少,占10%;对流性系统造成的降水最显著,其次是混合型降水,层状云对降水的贡献最小。对各种降水类型的特征归纳得到:浅层状云降水的谱参数随高度变化均不明显,总体比较平滑;浅对流性降水变化比浅层状云降水强烈,在3 km处增大明显,且降水出现次数随高度下降迅速增多;深对流性降水谱参数分布广泛,特别是谱宽,比其他类型都宽且高空存在宽谱区;深层状云降水回波呈现出统一的亮带分布,速度和谱宽在零度层附近出现强梯度区;混合型降水兼顾对流性和层状云降水特征,其回波分布跟深对流性降水类似,速度和谱宽分布跟深层状云降水分布类似。     

华南地区秋季无降水日的变化特征及其与海温的联系

选用中国气象局提供的华南地区（共48个站）1960—2011年共52年的逐日降水资料,通过EOF分解、回归分析等方法分析了华南地区秋季无降水日的变化特征及其与海温的联系。研究结果表明,在华南各个区域的无降水日数年均分布基本保持一致,但秋季的发生频次最多,且线性上升趋势最强。因此,侧重分析华南地区秋季无降水日数特征,EOF分解的主要模态在空间上表现为无降水日数呈现全区域一致变化,时间序列上包含年际和年代际变率。进一步寻找前期典型海区的影响,表明显著影响的海域为前期（7—8月）西北太平洋。该地区的海温将通过影响整层水汽通量散度和局地的下沉运动,不利于秋季降水的发生。      

我国西南地区秋季降水年际变化的空间差异及其成因

使用1980～2010年全国站点降水资料、ERA-Interim再分析环流资料、哈德莱海表温度资料,运用聚类分析和旋转经验正交函数分解,对西南地区的秋季降水按照其年际变化规律进行分区,进而分析影响各区域降水变化的物理过程和机理。结果表明:西南地区被分为东、西两个区域。西南东、西区域秋季降水的年际变化、显著周期、旱涝异常年份、相关的环流系统都有明显差异。西南东部秋季降水主要与热带海温异常有关,受低纬度环流影响。当赤道东太平洋为暖海温异常,热带印度洋为西正东负的偶极子型海温异常时,分别激发出西北太平洋反气旋和孟加拉反气旋,共同向西南东部输送水汽,造成西南东部降水偏多。西南西部降水在秋季三个月份与不同的环流形势对应:9月降水由中南半岛反气旋输送的暖湿气流决定;10月降水受高原以东反气旋环流和孟加拉湾低槽共同影响;11月降水主要受中高纬环流异常的影响,与斯堪的纳维亚遥相关存在显著负相关。     

2007年我国秋季降水异常的成因分析

利用NCEP再分析资料和观测的我国160个台站的降水资料,分析了2007年秋季我国北方地区降水异常偏多的时空特征和大尺度环流特征,重点分析了2007年夏秋季开始的La Ni(n)a事件对2007年秋季降水和大气环流的影响.结果表明:2007年我国秋季降水出现了典型北多南少的分布,尤其是9月和10月北方地区降水异常偏多.这段时期内,印缅槽偏强,高原东侧的西南季风异常活跃,加强了来自孟加拉湾和南海的水汽向我国北方地区的输送,同时巴尔喀什湖一贝加尔湖高度场偏低,利于不断分裂的冷空气南下,由于西太平洋副热带高压脊线偏北,使冷暖空气主要交汇在我国北方地区.秋季降水EOF第二模态表现为南北反相的分布,与赤道中东太平洋海温异常有密切关系,解释了我国秋季降水10%以上的方差贡献.2007年我国秋季降水和大气环流都表现出了典型La Ni(n)a事件影响的特征.     

中国西部OLR与秋季降水的关系

利用中国西部280站地面降水资料和NCEP再分析OLR资料,采用EOF、相关分析方法,分析了中国西部OLR与降水的关系.结果表明:(1)中国西部秋季OLR高值区与降水低值区相吻合,OLR低值区偏于降水高值区一侧.秋季OLR和降水具有显著的反相变化趋势.(2)西部秋季各月OLR与降水有大片显著的负相关区存在,在西北和东南...