近100年来中东亚干旱区气候异常与海平面气压异常的关系

利用中东亚干旱区近100年(1901-2002年)降水、气温及北半球海平面气压的格点资料,分析了该干旱区冬季、夏季降水和气温与海平面气压分布形势的相关关系,同时对典型的降水和气温异常年份的海平面气压距平场进行了合成分析.结果表明:冬季西北太平洋海平面气压持续增强、阿拉伯海附近维持较高气压时,中东亚干旱区冬季降水偏多、气温偏高.前期春季海平面气压的变化对中东亚干旱区夏季降水有显著的影响,当春季阿留申低压和其南部的西太平洋副热带高压偏强时,中东亚干旱区夏季降水偏多;当春季西太平洋副热带高压位置附近的海平面气压偏高时,中东亚干旱区夏季气温偏低;前期春季海平面气压的异常对中东亚干旱区气候变化的显著影响,对气候预测有很好的指示意义.另外,中东亚干旱区冬季异常多雨、高温年份,海平面气压在中高纬度地区为负距平,在低纬度地区则为正距平.而冬季异常少雨、低温年份,气压场分布的主要特征则相反.在夏季异常多雨年,中东亚干旱区主要位于正的气压距平区,夏季异常少雨年则反之.夏季异常气温偏高年,正距平区主要分布在印度半岛北部,中东亚干旱区西部处于负距平区、东部处于弱的正距平区中.分析结果同时说明了中东亚干旱区易出现冬季多雨/高温(少雨/低温)和夏季多雨/低温(少雨/高温)的气候配置.     

东亚季风强度变化对河北省气候的影响

统计分析了1951~2004年东亚季风强度历史变化规律以及东亚冬、夏季季风强度变化与河北省冬季气温和夏季降水的关系。分析表明:在冬季季风强盛阶段,河北省冬季气温以偏低为主;在冬季季风衰弱阶段,河北省冬季气温以偏高为主。夏季季风强度和河北省夏季降水呈正相关,夏季季风强的年份,河北省夏季降水偏多的几率较大,而夏季季风弱的年份,河北省夏季降水一般偏少。夏季季风的强弱与夏季季风来临迟早还存在着联系,夏季季风来临早的年份,则夏季季风强度以偏强为主;夏季季风来临迟的年份,夏季季风强度以偏弱为主。     

贵州夏季降水与环境场

通过分析ENSO事件、太阳活动、季风、副高及西风带系统等对贵州夏季降水的影响,得出以下结论发生厄尔尼诺事件的年份贵州夏季多雨的概率较大;太阳黑子极小值年贵州夏季多雨概率为100%;在夏季风偏弱的年份,贵州夏季多雨的概率较大;副高脊线位置偏南的年份,贵州夏季多雨概率较大;西风带系统与贵州夏季降水的关系不明显.     

夏季全国降水EOF展开与黑龙江省降水的关系

用EOF对全国160个站夏季降水展开，取前5个特征向量进行分析，发现全国主要有4种雨型分布，依次呈“＋－＋”、“＋－”、“－＋－”、“－“型。与黑龙江省降为第1种，即东北区及黄河下游多雨，江浪少雨， 长江中下游流域多雨；夏末雨带南退至长江以南，华南多雨，而中国中部为广大的少雨区。     

凉夏复冷秋 多雨转少雨

4月份以来,我区的气温一直持续偏低,降水偏多,形成了春寒及夏凉的天气特点.至9、10两月,尽管局部地区的气温一度接近正常或略偏高,但大部分地区的气温仍然偏低,只是偏低幅度较春夏季时有所减弱,基本向常值接近.降水则与春夏季有明显转折,由多雨转为少雨,有些地区在两月内甚至滴雨未降.冷空气活动9月份较多,10月则少而强.各地的初霜期早晚不一.     

泰山近50年气候变化特征

根据泰山气象站1955-2004年气温及降水资料,从年、季平均气温、平均最高气温、平均最低气温、降水量变化趋势及异常年份的分析等角度对泰山近50年来的气候变化作了较全面的分析.分析表明:近50年泰山的年平均气温、平均最高气温、平均最低气温都呈上升趋势,20世纪90年代增温尤其明显;各季节气温变化趋势不同,冬季变暖趋势最明显,其中平均最低气温升高最为显著;近50年年降水量呈明显下降趋势,其中20世纪80年代降水量最少.秋季降水呈下降趋势,而冬季在70年代为多雨期,夏季在80年代为多雨期,春季在70年代为少雨期.     

北太平洋冬季次表层热状况及其与中国东部夏季气候的关系

利用北太平洋次表层海温及热容量资料和我国160个台站1951-2002年夏季(6-8月)降水、气温资料,分析了北太平洋冬季次表层热状况的特征,研究了中国区域气候与热容量变化之间的关系,并用SVD方法研究了北太平洋热容量变化与中国东部夏季气候的耦合关系.结果表明:北太平洋冬季次表层海温按其特征可分为40 m和240 m两类,两者的年代际特征都很明显;北太平洋冬季热容量异常变化与其相似,并与中国东部夏季气候异常有较好的耦合关系,北太平洋中部偏北和东南部地区冬季热容量异常偏高时,中国华南和华北区夏季降水将会偏多,华南区夏季气温将会偏低;黑潮延续体及北太平洋中部偏东地区冬季热容量异常偏高和北美西海岸地区异常偏低时,中国东北和长江流域地区夏季降水将会偏少,东北和华北地区夏季气温将会偏低,其关系有着明显的年代际特征.     

中国温度、降水的长期气候趋势及其影响因子分析

根据我国温度、降水长期变化规律的分析 ,已持续 1 0多年的暖周期还将持续一段时间 ;其中北方大部分地区气温可能处于下降趋势 ,南方大部分地区可能处于上升趋势 ;冬季温度将趋于下降 ,平均温度将比 2 0世纪 90年代降低 ;夏季温度将趋于上升 ,平均温度可能会比2 0世纪 90年代升高。长江流域将可能由多雨期向少雨期过渡 ,降水将比 2 0世纪 90年代减少 ;华北和黄河流域一带可能向多雨期过渡 ,降水将增加。     

贵州冬、夏季气温和降水对比分析

利用最小二乘法分别计算贵州冬、夏季各站气温和降水以及全国冬、夏季各站气温和降水的气候倾向率,寻找其空间分布变化特征,并进一步对贵州各站冬、夏季气温和降水进行相关性分析.结果表明贵州冬、夏季气温均呈上升趋势,其上升幅度不及全国同期平均上升幅度,冬、夏季分别为0.21℃/10 a和0.01℃/10 a;贵州冬、夏季降水均呈增加趋势,且冬季增加趋势跟全国同期降水增加趋势基本一致,约为3.3mm/10a,而夏季增加趋势比全国同期降水增加趋势更为明显,约为16.4mm/10a;省之中西部冬季气温和降水具有较好的反相关关系,尤其是在西北部更为显著,而在省之东部,气温和降水则关系不明显;省之中东部夏季气温和降水具有较好的反相关关系,尤其是在东北部和东南部更为显著,而在省之西部,气温和降水则关系不明显.这对更好的进行贵州冬、夏季气温和降水预测具有非常重要的参考价值和现实意义.     

全球气候模式对中国降水分布时空特征的评估和预估

使用观测和多模式集合平均的降水资料,评估全球气候模式对中国降水时空分布特征的模拟能力,并给出21世纪的预估。结果表明：全球气候模式在一定程度上能够再现中国地区降水的分布型,也能模拟出降水的区域性差异。对年降水10年、20年尺度上的周期变化模拟效果较好。21世纪SRES A1B情景下中国年及夏季降水主要模态以全国一致型为主,2045年前后由少雨型转为多雨型;冬季降水为少雨型与多雨型交替出现。     

青藏高原及邻近地区的气候特征

利用中国710个站(青藏高原72个站)的气温和降水资料,分析了青藏高原的气候特征及与中国区域气候异常的联系。结果表明：中国多雨日区域随季节分布大致可以分为华南区、华南一青藏高原东南部区、青藏高原区以及华西区共5个区域,多雨日区自东向西移动。青藏高原东南地区降水特征呈双峰型,西北呈单峰型;西南部存在明显的“高原梅雨”、伏旱和秋雨。林芝地区的遥相关分析表明：冬季温度与青藏高原同期温度为正相关,与我国其它大部分地方为负相关;夏季降水与青藏高原南部和长江中下游地区同期降水为正相关,与高原北部同期降水呈反相关关系;冬季温度与黄河到长江流域之间区域夏季降水呈反相关关系。     

影响中国夏季降水的前冬北半球中高纬大气环流年际变异主模态

本文利用观测和再分析资料,通过奇异值分解(Singular Value Decomposition, SVD)分析,发现北极涛动(Arctic Oscillation, AO)是显著影响中国夏季降水年际异常的前冬中高纬大气环流变异的主模态。AO在冬季发展成熟,在春季衰亡,在夏季发生位相反转。AO会导致华北、东北、长江中下游和华南夏季降水异常呈现三极型分布。伴随正位相的AO,在黄海至日本海上空的异常低压伴随的东北风异常引起华北和东北水汽通量异常辐散及降水减少,而西北太平洋的异常高压不仅增强其北侧的西南风水汽输送,和北部异常低压共同作用导致长江中下游水汽通量异常辐合及降水增加,而且使得华南水汽通量异常辐散,降水减少。因此,本文发现的前冬AO模态与我国夏季三极型异常降水分布的关系可为我国夏季旱涝预测提供一个重要的中高纬前期因子。     

东亚经向热力差异与华南夏季风及降水年际变化的关系

利用多年海表温度和中国测站近地面温度及降水资料,分析了夏季东亚地区经向热力差异的年际变化与华南夏季降水及华南夏季风环流变化的关系。结果表明:当黄河中下游及其附近地区地表气温偏高(低),华南偏低(高),则华南降水偏多(少),而江黄流域降水偏少(多)。在东亚地区夏季经向热力差异指数偏强年,南海北部至华南地区的夏季西南季风偏强,华南夏季降水偏多;弱指数年情况相反。     

中国东部夏季降水年际变化与东中国海及邻近海域海温异常的关系

本文首先利用1979～2008年中国756个站点和GPCP2.1的降水资料与Hadley中心的HadISST再分析海温资料以及应用合成和相关分析方法, 分析了中国东部夏季降水年际变化及其与东中国海及邻近海域海温异常的关系。分析结果表明: 当东中国海及邻近海域为暖 (冷) 异常时, 长江中下游、 江淮地区夏季降水减少 (偏多), 而东北南部的降水偏多 (减少)。并且, 本文应用RegCM3区域气候模式对上述关系进行数值试验, 结果表明了东中国海及邻近海域的暖 (冷) 异常, 将使得我国长江、 黄淮流域和华北大部分地区夏季降水的减少 (增加), 而华南地区、 东北南部和朝鲜半岛等地夏季降水的增加 (减少)。此外, 本文还利用NCEP/NCAR再分析资料和数值模拟对上述关系的大气环流变异过程进行了分析, 分析结果揭示了上述海域的升温或降温对东亚地区上空的纬向和经向环流有较明显的影响。当东中国海及邻近海域升温时, 除了在该海域东部引起低空辐合, 高空辐散, 产生上升运动外, 还在其西部的长江、 黄淮流域和华北地区引起低空辐散, 高空辐合, 产生下沉运动, 这将引起长江、 黄淮流域和华北等地夏季降水的减少; 并在华南、 东北南部和朝鲜半岛地区引起低空辐合, 高空辐散, 从而产生上升运动, 这使得华南地区、 东北南部和朝鲜半岛夏季降水的增加。反之, 当东中国海及邻近海域降温时, 上述区域出现相反的现象。这些都说明东中国海及邻近海域的热力状态可能是影响我国东部夏季降水的重要因子之一。     

REGIONAL CHARACTERISTICS OF SUMMER PRECIPITATION ANOMALIES OVER CHINA*

The regional characteristics of precipitation anomalies of total summer precipitation of June,July and August and individual monthly precipitation are analyzed by using the method of Varimax EOF and correlation analysis.The data set used is the precipitation of a 5°Lat.×5°Long.spatial uniform network over China in the period of 1959 to 1994.The analysis of total summer precipitation shows that the most significant regional characteristic is the existence of negative correlation in precipitation anomalies between the lower reaches of the Changjiang River and the Huaihe River Valley(the LRCH region) and the middle reaches of the Huanghe River Valley(the MRH region),and between the LRCH region and South China.The precipitation anomaly over the Sichuan Basin is negatively correlated with that over eastern part of Qinghai-Xizang Plateau and that over the LRCH region.The regional characteristics of summer precipitation anomalies in western China are that there exists negative correlation between the summer precipitation anomalies over the southern part of the central and eastern Qinghai-Xizang Plateau and that over its northern part.There also exists positive correlation between the southern part of the central and eastern Qinghai-Xizang Plateau and the eastern part of North China and the southern part of Northeast China.The above spatial correlation modes have significant periods of about 3 years and ten years.The analysis of the monthly precipitation shows that in June there exists positive correlation among the precipitation anomalies over the LRCH region,the eastern part of North China and Northeast China.In July,the precipitations in the MRH region and the LRCH region are negatively correlated.The regional characteristic of precipitation anomalies in August is very similar to that of the total summer precipitation anomalies.     

Simulations of Water Resource Changes in Eastern and Central China in the Past 130 Years by a Regional Climate Model

Anthropogenic influences on regional climate and water resources over East Asia are simulated by using a regional model nested to a global model. The changes of land use/land cover (LULC) and CO₂ concentration are considered. The results show that variations of LULC and CO₂ concentration during the past 130 years caused a warming trend in many regions of East Asia. The most remarkable temperature increase occurred in Inner Mongolia, Northeast and North China, whereas temperature decreased in Gansu Province and north of Sichuan Province. LULC and CO₂ changes over the past 130 years resulted in a decreasing trend of precipitation in the Huaihe River valley, Shandong Byland, and Yunnan-Guizhou Plateau, but precipitation increased along the middle reaches of the Yangtze River, the middle reaches of the Yellow River, and parts of South China. This pattern of precipitation change with changes in surface evapotranspiration may have caused a more severe drought in the lower reaches of the Yellow River and the Huaihe River valley. The drought trend, however, weakened in the mid and upper reaches of the Yellow River valley, and the Yangtze River valley floods were increasing. In addition, changes in LULC and CO₂ concentration during the past 130 years led to adjustments in the East Asian monsoon circulation, which further affected water vapor transport and budget, making North China warm and dry, the Sichuan basin cold and wet, and East China warm and wet.     

我国9大气候区降水特性及其物理成因的研究Ⅰ——基本特性分析

首先利用旱涝Z指数对全国9大气候区的旱涝进行了评定，并给出我国9大气候区旱涝Z指数的分布图。分析结果表明，1950年代我国除新疆地区处于偏早期外，其它几个区都处于多雨量期，1960年代由多雨向少雨转变的时期，1970年代——1980年代中期我国大部分地区处于雨量偏少期；1990年之后我国各个区的雨量都有所增加。此外，还应用Morlet小波变化对我国9大气候区降水的旱涝周期变化、旱涝分型及变化趋势进行了分析。研究结果表明：在16年、32年层次变化上，各气候区在不同时间段上，8年层次上降水的变化出现了一定的规律：东北、华北在1980年之后存在1年位相差；而长江中下游、江南及华南三者之间在1951～1970年时段上依次有着2年的位相差；长江中下游、内蒙及新疆之间依次存在着3年位相差。     

EFFECTS OF PACIFIC SSTA ON SUMMER PRECIPITATION OVER EASTERN CHINA, PART Ⅰ: OBSERVATIONAL ANALYSIS

With the methods of REOF (Rotated Empirical Orthogonal Function), the summer precipitation from 43 stations over eastern China for the 1901 - 2000 period was examined. The results show that South China and Southwest China, the middle and lower reaches of Changjiang River, North China and the southwestern of Northeast China are the three main areas of summer rainfall anomaly. Furthermore, correlation analysis is used in three time series of three mostly summer rainfall modes and four seasonal Pacific SSTA (Sea Surface Temperature Anomaly), and the results suggest that the Pacific SSTA which notably causes the summer rainfall anomaly over eastern China are the SSTA of the preceding winter over Kuroshio region of Northwest Pacific, SSTA of the preceding spring in the eastern and central equatorial Pacific, and SSTA of the current summer in the central region of middle latitude. The relationship between summer precipitation over eastern China and SSTA of Pacific key regions was further verified by SVD (Singular Value Decomposition) analysis.The composite analysis was used to analyze the features of atmospheric general circulation in the years of positive and negative precipitation anomaly. Its results were used to serve as the base of numerical simulation analysis.     

EFFECTS OF PACIFIC SSTA ON SUMMER PRECIPITATION OVER EASTERN CHINA, PART Ⅰ: OBSERVATIONAL ANALYSIS

With the methods of REOF (Rotated Empirical Orthogonal Function), the summer precipitation from 43 stations over eastern China for the 1901 - 2000 period was examined. The results show that South China and Southwest China, the middle and lower reaches of Changjiang River, North China and the southwestern of Northeast China are the three main areas of summer rainfall anomaly. Furthermore, correlation analysis is used in three time series of three mostly summer rainfall modes and four seasonal Pacific SSTA (Sea Surface Temperature Anomaly), and the results suggest that the Pacific SSTA which notably causes the summer rainfall anomaly over eastern China are the SSTA of the preceding winter over Kuroshio region of Northwest Pacific, SSTA of the preceding spring in the eastern and central equatorial Pacific, and SSTA of the current summer in the central region of middle latitude. The relationship between summer precipitation over eastern China and SSTA of Pacific key regions was further verified by SVD (Singular Value Decomposition) analysis.The composite analysis was used to analyze the features of atmospheric general circulation in the years of positive and negative precipitation anomaly. Its results were used to serve as the base of numerical simulation analysis.