东北地区夏季干旱的年际—年代际变化特征

利用国家气候中心提供的1951—2012年160个标准站的逐月降水和温度资料,计算了表征东北地区干旱的SPEI指数,并对该指数进行EMSD分解,研究了东北地区干旱的年际—年代际变化特征。结果表明,东北地区夏季干旱年际—年代际变化特征明显,年际变化中具有显著的准2 a、准5 a和准7 a振荡周期;年代际变化中则具有显著的准17 a和22 a振荡周期。进一步分析发现,1975—1984年和1994—2008年为相对干旱阶段,其中1994—2008年旱情比较严重,1953—1975年、1984—1994年以及2009—2012年为相对湿润阶段。Mann-Kendal检验结果表明,东北地区夏季旱涝突变发生在1975年和1994年。     

谐波分析在贵阳市降水预测中的应用

利用贵阳市1963—2017年的降水观测资料,采用M-K检验及谐波分析等统计方法对贵阳地区年降水变化特征进行了分析,并且建立了基于谐波分析方法得到的贵阳市降水预测模型。结果表明:①贵阳地区近55 a的年降水量呈递减趋势,但变化不显著。另外贵阳地区年降水存在显著的年代际变化特征,并且在1980年左右发生年代际突变,降水由之前的偏多转为偏少;②贵阳地区的年降水量存在显著的准2～3 a的年际周期振荡以及准25 a和7 a的年代际周期振荡;③基于谐波分析得到的贵阳市降水预测模型能有效预测贵阳市未来的年降水变化趋势,并且对一些突出的旱涝年也能较好的模拟和预测出来,该模型预测效果良好,可在实际业务中应用。     

贵州西部汛期降水特征及环流形势分析

利用贵州西部6个代表测站1961—2007-05-09的逐月降水量资料,对贵州西部汛期降水的时间变化特征进行了诊断分析,采用滑动t-检验法和Yam amoto法对贵州西部汛期降水进行突变检测;用Morlet小波分析了汛期降水的多时间尺度的变化特征。结果表明:近50 a来贵州西部汛期降水呈下降趋势,存在着明显的年际、年代际变化特征;汛期降水在2002年附近发生了突变;在年代际尺度上存在显著的16 a周期振荡,年际尺度上有一个9 a和5 a的周期振荡较为显著。     

贵州夏季暴雨的气候特征

 利用贵州52个测站的1961-2006年历年夏季（6-8月）逐日降水资料,分析了贵州夏季暴雨的时空分布特征、周期振荡及其突变特征。结果表明：46 a来贵州夏季暴雨量呈增加趋势,并存在明显的年际、年代际变化特征;暴雨日数和暴雨量在1985年发生突变;暴雨日数和暴雨量均存在15 a和准10 a的周期振荡;暴雨日数和暴雨量EOF分解的第一特征向量的荷载场空间分布基本一致,表明全省呈偏多（少）的一致型同位相分布。     

贵州夏季暴雨的气候特征

利用贵州52个测站的1961-2006年历年夏季（6-8月）逐日降水资料,分析了贵州夏季暴雨的时空分布特征、周期振荡及其突变特征。结果表明：46 a来贵州夏季暴雨量呈增加趋势,并存在明显的年际、年代际变化特征;暴雨日数和暴雨量在1985年发生突变;暴雨日数和暴雨量均存在15 a和准10 a的周期振荡;暴雨日数和暴雨量EOF分解的第一特征向量的荷载场空间分布基本一致,表明全省呈偏多（少）的一致型同位相分布。     

近54 年辛集市气温及降水变化特征

根据河北省辛集气象站近54 a（1957-2010年）的月平均地面观测资料,采用气候统计学方法,分别从气温及降水的趋势变化、周期变化、突变特征等方面进行分析,总结该市近54 a气温及降水的变化特征。结果表明：1）近54 a来辛集市年平均气温、各季平均气温及极端最低气温呈显著上升趋势,四季中冬季增温趋势最明显,夏季增温幅度最弱,极端最低气温上升而极端最高气温下降,导致气温日较差减小;2）在20世纪60年代,年平均和冬季气温表现出准2～3 a的显著年际变化周期,年平均和春季气温还表现出准7 a的显著年际周期特征;3）该市年降水量近54 a来整体呈先增加后减少的变化趋势;4）年和夏秋季降水量在20世纪60年代均表现出准3～4 a的周期特征,而在春季准7 a的年际振荡贯穿始终;5）辛集市的气温变化趋势以及突变开始时间与全国、河北省以及石家庄地区近50 a气温变化基本一致,但该市的降水量变化则略有不同,降水量变化的长期趋势不显著且突变不明显,主要是由于降水量的时空变化差异性较大。     

六盘水地区夏季降水异常特征分析

利用六盘水市1961-2000年近40 a夏季(6-8)月降水资料,采用小波分析、二项式系数加权滑动平均等方法,对六盘水地区夏季降水异常进行了分析,结果表明:六盘水夏季降水近40 a来呈上升趋势,具有明显的年际、年代际变化特征;降水存在显著的12~14 a、准6 a、2~4 a左右的振荡周期;近40 a来降水变化的能量主要集中在较小时间尺度的演变上。     

全球变暖背景下青藏高原夏季气温在对流层上下反相变化及其与降水和环流的关系

本文利用NCEP/NCAR月平均再分析资料及中国596个测站月降水资料,采用线性倾向估计、经验正交函数分解(EOF)、相关分析、合成分析等方法,对青藏高原夏季对流层气温垂直变化及其与降水和环流的关系进行了分析。气温垂直变化特征分析表明:自1971年以来,青藏高原夏季对流层低层至对流层中上部气温呈现显著增暖趋势,对流层上部气温呈现显著变冷趋势,高原对流层低层至中上部气温及对流层上部气温在年际、年代际尺度上均呈较显著负相关,且均存在2~4 a及8~13 a的周期;夏季青藏高原地区沿27.5°N~40°N平均的气温距平垂直分布的EOF分解第一模态特征向量在对流层表现为"下降温上增温"的反相变化,其时间系数呈显著负趋势,且存在1978年及1994年的突变点。高原夏季气温在对流层的上下反相变化与我国夏季降水的关系在年际、年代际尺度上均显示:当高原对流层低层至对流层中上部升温而对流层上部降温时,我国夏季降水表现为南方型,其中以江南至华南地区降水显著偏多而我国东北地区降水显著偏少为主要分布特征;另外,长江流域的局部地区及我国西北的部分地区降水也明显偏少,而华北东部的局部地区、青藏高原中部及东部地区以及新疆西北部地区降水明显偏多;降水异常分布在年代际尺度上比年际尺度更显著。环流分析显示:当高原对流层低层至对流层中上部升温而对流层上部降温时东亚中高纬度地区为异常高压控制,中低纬度地区受异常低压影响。环流场与降水分布有较好的配置关系。     

拉萨夏季大气可降水量的演变特征及其与降水的关系

根据拉萨站近40 a(1969—2008年)探空观测资料以及同期的地面降水资料,分析了拉萨近40 a夏季大气可降水量和地面降水的演变特征及其关系.结果表明:该站夏季大气可降水量和降水存在显著的正相关关系,两者存在相同的年际和年代际变化,均具有准3 a年际振荡和准11 a左右的年代际振荡;近40 a来两者均呈现出上升趋势,其中降水的增加趋势明显,其增幅大于可降水量的增幅.进一步通过对拉萨夏季降水转化率分析得知,拉萨夏季平均降水转化率约为26.06%,但存在明显的年际差异,夏季降水转化率最大值约为最小值的3倍;夏季降水转化率正(负)异常年,拉萨地区低层的辐合和高层的辐散均明显增强(减弱),拉萨地区垂直速度将增加(减弱),从而有(不)利于降水形成.     

阜新地区1951—2010年降水变化特征

根据阜新地区2个观测站1951-2010年逐月和逐年降水资料,通过趋势分析、Mexicohat小波变换和Mann-Kendall突变检验等方法,分析了阜新地区降水的气候变化特征。结果表明：阜新地区近60 a来年降水量呈下降趋势,下降速率为10.7 mm/10a;降水量年际变化明显,极易出现旱涝灾害。除春季降水略有增加外,其他三季均呈减少趋势。年降水量和季节降水量均有准12 a和18 a的周期振荡。除春季降水量没有明显突变点外,夏、秋、冬三季均存在突变点,其中夏季降水量存在3个突变年份,分别为1967年、1978年和1986年,秋季降水量在1996年存在突变,冬季降水量在2004年存在突变。     

1960-2005年湖南省降水的变化

 利用线性回归、突变分析及小波分析方法,分析了湖南省1960-2005年86个地面台站降水量的变化。结果表明：46 a来湖南省年降水量呈增加的趋势,气候倾向率为21.8 mm/10a,其中春秋两季降水量呈减少趋势,夏冬两季降水量呈显著增加的趋势,11 a滑动平均曲线表明,今后湖南省降水量有减少趋势; 湖南省在1990年代初年降水量增多是一突变现象,主要是夏冬降水量发生突变,而春秋两季无突变现象;湖南省年降水量和四季降水量存在4个主要周期的变化。     

1960-2005年湖南省降水的变化

利用线性回归、突变分析及小波分析方法,分析了湖南省1960-2005年86个地面台站降水量的变化。结果表明：46 a来湖南省年降水量呈增加的趋势,气候倾向率为21.8 mm/10a,其中春秋两季降水量呈减少趋势,夏冬两季降水量呈显著增加的趋势,11 a滑动平均曲线表明,今后湖南省降水量有减少趋势; 湖南省在1990年代初年降水量增多是一突变现象,主要是夏冬降水量发生突变,而春秋两季无突变现象;湖南省年降水量和四季降水量存在4个主要周期的变化。     

贵州夏季自然云中冰雪晶和大粒子观测结果的分析

本文对夏季贵州自然降水性云的冰雪晶、大粒子作了初步分析。主要结果有:(1)冰雪晶平均浓度比北方地区的低,另外云中含水量大的区域冰雪晶平均浓度值也较大。(2)积状云冰雪晶浓度频数分布较集中,大多数集中于平均值附近,不超过一个量级。(3)冰雪晶和大粒子空间分布有明显差异。(4)在浓积云内暖云部分有冰雪晶沉降。(5)贵州夏季自然云降水及其人工催化的研究必须考虑冰相过程。     

西北偏湿背景下青海省夏季降水的统计降尺度方法研究

本文研制建立了一个预测青海省夏季降水的动力—统计相结合的组合降尺度预测方法（Hybrid Statistical Downscaling Prediction，HSDP），该方法综合利用了气候模式Climate Forecast System 2.0版本（CFSv2）实时预测的高可预报性环流信息及前期观测的与青海夏季降水具有高相关性的气候因子，采用年际增量方法，基于气候变量的年际增量规律建立统计模型，从而实现对青海夏季降水进行动力—统计相结合的气候预测。根据全球气候因子的年际增量与青海省夏季降水年际增量的相关系数，以及CFSv2预测产品对实况模拟能力的评估，选取以下关键区气候变量的年际增量作为预测因子：（1） CFSv2模式预测当年夏季包含贝加尔湖脊、乌拉尔山脊和新疆脊区域的500 hPa高度场；（2） CFSv2模式预测青藏高原以西200 hPa纬向风场；（3）观测资料中前1 a秋、冬季热带太平洋地区海表面温度场；（4）观测资料中前1 a秋、冬季西伯利亚地区的海平面气压场，对青海省夏季降水进行统计降尺度预测。统计降尺度模型利用1983—2011年进行建模，回报2012—2018年夏季青海省降水的空间分布和时间变化，并对该模型对1983—2011年的夏季青海省降水的回报能力进行了交叉检验。回报结果表明该统计降尺度模型对CFSv2的青海省夏季降水预测能力有显著的提高，能够很好地再现青海省夏季降水西北部的高原地区偏少，而在东南部偏多的特点。该模型预测所得2012—2018年夏季青海省降水的时间变化也与实况有着较高的相关系数（0.76），对于降水显著偏少的年份（如2015年）和显著偏多的年份（如2012、2018年）的降水预测都有很好的表现。对于建模时段的交叉检验结果（相关系数为0.46，比模型回报结果与实况的相关系数0.48略低）表明，该模型具有较高的稳定性和可靠性。     

用模糊均生函数作区域夏季旱涝预测

用模糊均生函数建模方案建立宁镇的地区夏季旱涝趋势预测模型，其拟合效果，特别是对大旱大涝的拟合十分理想。１９９４年用该模型预测宁镇地区梅雨量，结果与实况较为接近。     

贵州夏季降水异常的区域特征

利用贵州省19个测站1951～2000年夏季逐月降水资料,计算了降水量的月平均（区域平均）标准化距平。并进行模糊聚类分析、经验正交函数分解（EOF）和小波分析,研究了贵州夏季降水异常的区域特征。结果表明,贵州夏季降水在近50 a中存在5个明显的气候段：20世纪50年代前期为多雨期;50年代中期到60年代前期为少雨期;60年代中后期为多雨期;70～80年代为少雨期;90年代以后进入多雨期;降水呈增多的趋势。全省一致性是贵州夏季降水的最主要特征,同时还存在区域差异。贵州夏季降水异常有5种空间分布型,即：全省旱（涝）型、东旱（涝）西涝（旱）型、南旱（涝）北涝（旱）型、中东旱（涝）西南涝（旱）型和西南旱（涝）其余涝（旱）型。各型降水具有多时间尺度振荡的特点,存在10～12 a、4～5 a、2～3 a的周期。     

国华北地区汛期降水变化趋势的初步预测

根据华北地区18个代表站1951－1999年月降水资料，利用回归分析研究了华北地区汛期降水的长期变化特征，并从海洋对气候的影响出发，运用基于均生函数的生主成分建模方案对华北地区汛期降水的长期变化趋势进行了初步预测。结果表明：华北地区汛期降水的长期变化具有明显的地域性；在1951－1999年的49a间，华北I区汛期降水量减少了近64mm，而华北Ⅱ区则减少了119mm，华北I区汛期降水从偏多（少）到偏少（多）的转换期约为17a，而华北Ⅱ区约为20a。预测结果指出：1999－2008年的10a间，华北地区汛期降水的长期变化具有明显的地域性；在1951－1999年的49a间，华北I区汛期降水量减少了64mm，而华北Ⅱ区则减少了119mm；华北Ⅰ区汛期降水从偏多（少）到偏少（多）的转换期约为17a，而华北Ⅱ区约20a。预测结果指出：1999－2008年的10a间，华北地区汛期降水基本处于其多年平均状态，即不会出现明显的干旱现象。     

基于海气耦合模式的山西省夏季降水统计降尺度预测研究

基于中国气象局国国家气候中心海气耦合模式(CGCM/NCC)预测产品和山西省50站夏季降水资料,利用典型因子回归的方法(CCA),建立了山西省夏季降水的统计降尺度预测模型。该预测模型选取了CGCM/NCC模式夏季500 h Pa高度场和海平面气压作为预测因子,分别选取了长江中下游地区和热带中东太平洋作为预报关键区。统计降尺度模型对2007~2014年山西省夏季降水的回算较模式原始结果有显著提高,除2008年外,空间距平相似系数(ACC)均通过了0.01的显著性检验,时间相关系数(TCC)在山西省大部分地区都有显著提高,最大可达0.6,降水预测(PS)评分在70分以上。检验结果显示,基于CCA降尺度方法建立的预测模型对山西省夏季降水模态预测的准确率较高且比较稳定,其预测效果远高于CGCM/NCC直接输出降水结果。