2003年夏季长江中下游地区异常高温的分析

2003年我国和世界范围内，部分地区出现了盛夏异常高温天气。本文主要从环流特征和南京近百年气温资料，以江苏为主的长江中下游地区出现的异常高温成因，作了天气和气候的分析。经研究分析，造成2003年异常高温时段的副热带高压形势是符合历史同期出现高温天气的环流特征的。唯2003年高温时段的副热带高压的强度较历史同期显著偏强。从气候方面分析，2003年盛夏南京地区出现的高温天气仍未突破近百年来出现高温年的历史纪录。就南京地区而言，无论是7月下旬～8月上旬的持续高温，还是8月中旬紧接而来的低温冷夏天气，都显示出大气环流的演变特征和历史同期的气候特征。     

2016年四川省持续性高温天气时空变化特征及其成因

利用四川省134个地面站的逐日最高气温资料和ERA-interim再分析资料,对2016年四川省持续性高温天气过程的时空变化规律及其持续期间大尺度环流的异常演变特征进行诊断分析,结果表明:2016年8月11~26日,四川省出现历史罕见的持续大范围高温天气,全省平均最高气温、高温日数和持续高温日数均突破历史同期极值,为1968年以来最大,高温站点占比达76.1%;高温持续期间,副高持续加强并西伸,南亚高压偏强且异常东伸,二者的位置配置致使四川长期处于异常反气旋控制之下,盛行下沉气流,是诱发此次持续性高温的直接原因;东亚东部地区环流平直,伴随位势高度场正异常和偏北的副热带西风急流,致使冷空气南下受阻,同时对流层低层水汽异常辐散伴随强下沉运动,降水偏少,促使高温发展和维持。      

2007年7月广东大范围持续高温诊断分析

在分析1967～2007年广东7月高温日数气候特征及其异常年份同期大气环流、夏季风以及经向环流等因子特征的气候背景下,探讨了2007年7月广东大范围持续高温的原因.结果表明,2007年7月广东大范围高温的大气环流具有典型高温日数异常多年的环流特征,东亚阻高偏强,副热带锋区偏南,抑制副热带高压北抬,使得华南受其控制,以下沉气流为主,从而导致高温日数出现正异常.城市化效应对夏季高温的影响已逐步加大,且近十几年来城市化进程明显加快,其影响已不容忽视.     

桂东盛夏异常高温天气特征分析

2003年桂东出现了历年少有的持续性晴热高温天气,高温天气与大气环流异常、副热带高压位置、强度、稳定控制等因素有关,大气环流的异常导致高压带停滞不动是一个直接影响高温天气出现的重要因素,做好副热带高压位置的预测是做好高温天气预报的关键.     

近138年上海地区高温热浪事件分析

深入了解特大城市高温热浪的变化特征和发生条件对于科学防御其引发的灾害具有重要的实际意义.根据中国气象局高温日和高温预警信号阈值定义了上海地区高温热浪三级标准,并引入高温有效积温,基于1873-2010年上海市徐家汇站日最高气温资料分析了上海地区高温热浪的多尺度时频特征;基于环流指数和NCEP再分析资料,探讨了上海地区高温热浪异常偏强年的大气环流异常特征.结果表明:(1)将高温有效积温与高温热浪发生频次结合,可更合理地表征高温热浪的炎热程度.(2)近138年来上海共发生214次高温热浪事件,其平均高温有效积温为8.3℃,7月高温热浪发生频次和高温有效积温均多于8月.(3)近138年来上海地区高温热浪有三段持续偏多与偏强期:19世纪90年代初至19世纪末、20世纪20年代末至50年代初、80年代末尤其是21世纪初以来;最强的高温热浪事件出现在1934年;而21世纪初的10年,其炎热程度正呈明显上升趋势.(4)上海地区高湿热浪异常偏强年的主要环流特征是夏季北半球副热带高压异常偏强、西太平洋副热带高压异常偏西和印缅槽异常偏弱,如高温热浪异常偏强年夏季平均的西太平洋副热带高压西伸脊点伸展至我国东南沿海约122°E附近,而低纬地区印度半岛至孟加拉湾的低槽区基本消失.     

罕见的4月高温少雨及其环流形势分析

1998年4月吉林省出现了历史罕见的高温和少雨天气。全省气温上、中旬特高,下旬偏高。全月平均气温为12．3℃,比历年同期高5．1℃,为近百年我省有纪录以来高温的第一位。降水明显偏少,特别是上、中旬我省中、西部地区基本无降水,至下旬仍然偏少,使得春播期的旱情极为严重。异常的天气源于异常的大气环流,本文对异常的天气和大气环流进行了初步分析。     

中国东北夏季极端高温的分类及其与北大西洋海表温度异常的联系

利用层次聚类方法对1979—2016年中国东北夏季259次极端高温事件爆发当天的500 hPa高度场进行聚类分型,并讨论了不同类型极端高温事件的环流演变特征及其与北大西洋海表温度异常的联系。结果表明,东北夏季极端高温事件可分为3类,即西风型、阻塞型和波列型;这3类高温事件在1979—2016年分别发生了113、89和57次。西风型高温事件的主要环流特征为极涡偏强,浅脊在准平直西风引导下于西风带内东移,当反气旋异常控制中国东北地区上空时,形成高温天气;阻塞型极端高温事件的主要环流特征为乌拉尔山阻塞高压偏强,中国东北地区位于高压脊前,西北气流下沉加热,导致中国东北地区高温;波列型极端高温事件的主要环流特征为欧亚大陆上空为"+-+"波列型环流异常,中国东北地区受反气旋环流异常控制,从而形成极端高温,且因上游波能量的维持,该类极端高温事件的持续时间、影响范围和强度均大于前两类。通过对这3类极端高温事件发生前10～20 d海表温度异常的合成分析发现,西风型和阻塞型极端高温事件发生前,北大西洋无显著的海表温度异常,而波列型极端高温事件发生前,北大西洋热带海域海表温度有显著的正异常,该海域海表温度异常与波列型极端高温事件强度呈显著的正相关关系。回归分析结果表明,北大西洋海温正异常有利于夏季欧亚大陆上空纬向波列型环流异常的维持,并为波列型高温事件的发生提供了有利条件。     

我国南方盛夏气温主模态特征及其与海温异常的联系

利用NCEP/NCAR大气环流资料、HadISST海温数据以及中国160站气温数据等,通过EOF分解、线性相关等统计方法,分析了我国南方盛夏气温异常的主导模态及其所对应的关键环流系统和可能的海洋外强迫信号。结果表明:我国南方盛夏气温偏高有两种不同的分布模态,一是以江淮地区为中心的江淮型高温,二是以江南和华南为中心的江南型高温,导致这两种高温型发生的环流影响系统和海温外强迫因子均有显著差异。影响江淮型高温的关键环流系统是高低空正压结构的高度场正距平和偏弱的东亚副热带西风急流。而影响这两个关键环流系统的海洋外强迫因子包括热带印度洋至东太平洋的"-+-"海温异常分布型及北大西洋中纬度的暖海温异常。2016年盛夏江淮型高温的大气环流和海温异常均表现出典型江淮型高温年的特征,更好的证明了统计分析的结论。而江南型高温的关键环流系统主要是加强西伸的西太平洋副热带高压。其海洋外强迫因子包括前冬赤道中东太平洋的暖海温异常和春季-盛夏热带印度洋全区一致型暖海温异常,其中热带印度洋海温的影响更为持续和显著。     

2019年4～6月云南持续性高温天气的大气环流异常成因

2019年4～6月云南省发生了历史罕见的持续性极端高温天气,并引发了严重气象干旱。本文利用1961～2019年逐日温度和大气再分析等资料以及CESM-LE计划（Community Earth System Model Large Ensemble Project）模式模拟结果,分析了历史同期云南极端高温天气发生的环流特征,探讨了2019年云南破纪录持续性高温的成因。历史极端高温日的合成分析表明,云南地区对流层上层显著异常反气旋伴随的强下沉异常和到达地表太阳辐射增加,是引发该区域极端高温天气的主要成因。该异常反气旋的形成主要源自北大西洋经东欧平原、西西伯利亚平原向东亚传播的高纬度罗斯贝波和经北非、黑海、伊朗高原向东亚传播的中纬度罗斯贝波之间的相互作用。2019年极端高温的强度和与之相应异常反气旋出现自1961年以来的最强。外强迫导致的增暖对2019年极端暖异常强度的贡献约为37.51%,同时对类似2019年以及更强极端暖事件发生概率的贡献为56.32%,内部变率对该事件也具有重要贡献。2019年4～6月北极涛动（Arctic Oscillation,AO）和ENSO事件分别处于历史极端负位相和暖位相。一方面,在AO强负位相影响下,极地上空深厚的位势高度正异常向南伸至东欧平原,有利于高纬度波列和云南上空的反气旋异常增强。另一方面,ENSO事件暖位相加强了西北太平洋异常反气旋环流,令西北太平洋副热带高压增强西伸至我国内陆地区,维持了云南上空反气旋异常。两者的共同作用,造成了2019年4～6月云南上空持续的深厚异常反气旋,云南地区继而出现持续性极端高温事件。     

2017年陕西高温事件的大气环流异常及成因

利用陕西省自动气象站逐日气温资料、NCEP/NCAR 25°×25°全球再分析资料,对2017年极端高温事件进行分析,研究大气环流异常特征及成因。结果表明：在全球变暖背景下,2017年7月陕西出现的极端高温天气过程,持续时间长、极端高温强,为历史同期罕见。通过对大气环流异常的诊断分析表明,西太平洋副热带高压（简称副高）较常年偏强并显著西伸、南亚高压偏东偏北是导致2017年7月陕西出现大范围极端高温天气的直接原因。垂直下沉运动较常年异常显著,副高中心强烈的晴空辐射和深厚的下沉增温作用使整层气温持续偏高。水汽通量异常表现为北风通量,不利于水汽输送和降水天气形成,湿度条件较常年差,造成了陕西的高温少雨天气。     

1979—2019年持续性东北冷涡过程特征分析

利用1979年1月至2019年12月的ERA5资料,采用小波分析、突变M-K检验等统计方法,对1979—2019年持续时间在3 d及以上的东北冷涡过程特征进行分析。结果表明: 持续性东北冷涡过程的年平均发生次数为32.8次,最多41次,最少22次; 其中5—6月最多。年总频次存在17 a、9 a、5 a和3 a的变化周期。东北冷涡过程持续时间越长,出现的几率越小,持续时间最长的一次为13 d; 持续3 d的东北冷涡过程最多,持续9 d和10 d的过程出现频率接近十年一遇,出现10 d以上的冷涡过程6月最多。南涡出现的频次明显少于北涡和中涡,中涡最多; 北涡各月频次差异不明显,中涡、南涡5月和6月明显多于其他月份。在120°—130°E、45°—55°N的区域冷涡中心相对密集。夏、冬半年东北冷涡极端偏多月份东亚地区均为两脊一槽型。     

降雹与不降雹冷涡过程的对比分析

该文通过对１９９６年６月１３日山东大范围冷涡降雹过程与同年６月２０日不降雹冷涡的对比分析指出：降雹与不降雹冷涡，除了冷涡北侧的高空形势有明显差异外，主要表现在低层的风场、温度场和层结稳定度有显著区别。当高空冷涡进入华北上空时，若北侧有高压脊向东北方向伸展，沿脊前有东北气流侵入冷涡后部。同时，低层在４０°Ｎ附近有明显的东西向锋区配合锋生变形场逼近鲁西北一带的潜在不稳定区，该冷涡会造成山东大范围降雹。而当高空冷涡发展为较对称的深厚气旋时，处于冷涡南侧的山东地区则不会出现强对流天气。     

东北低涡造成黑龙江暴雪天气过程分析

利用NECP再分析资料、卫星云图资料、新一代天气雷达资料及实况观测资料对2010年4月12-13日一次东北低涡产生的黑龙江省暴雪天气过程进行分析,详细讨论了此次暴雪的发生机制及天气特点。此次降雪过程由地面气旋北上引发,高空低涡前部东风暖平流和槽后冷平流相遇形成暖锋锋生,低涡东北部产生暴雪。低空急流对水汽的输送作用和低层较强的辐合上升运动为此次降雪过程提供增强机制。云系的发展、移动与降雪有较好的对应关系,较大降雪出现在逗点云系顶部。     

中高纬环流因子与黑龙江省初夏气候异常分析

利用1954-2010年地面气温、降水观测资料和月环流特征量、NCEP高度场再分析资料等,采用常规气候统计方法,分析了黑龙江省初夏6月气温、降水的气候特点,通过初夏6月气温、降水与北半球500 hPa高度场相关分析,建立起与中高纬度环流因子关系。结果表明：黑龙江省初夏气候异常与中高纬度环流异常有关,影响初夏气候异常的中高纬度环流因子主要有亚洲纬向环流指数,阿留申低压指数,亚洲区极涡面积指数,鄂霍次克海的阻塞高压指数等。在此基础上分析大气及中高纬度环流因子的背景,考虑外强迫因子海温的间接作用,掌握中高纬度环流因子的变化,是准确预测黑龙江省初夏气候的关键前提所在。     

1961-2010年5-9月东北冷涡气候特征及其对辽宁气温的影响

应用1961-2010年5-9月辽宁地区逐日气温和NCEP 2.5°×2.5°资料,分析了东北冷涡的气候特征及其与辽宁气温短期变化的关系。结果表明：近50 a东北冷涡气候趋势变化不明显;年平均东北冷涡过程8.3次,平均每次过程持续3.97 d;5月东北冷涡过程次数最多,9月东北冷涡过程次数最少;5-7月平均每年受东北冷涡影响分别为7.3、7.5 d和7.4 d;东北冷涡过程次数存在13、9 a和5 a的年际变化周期。按照结构,将东北冷涡分为深厚冷涡和浅薄冷涡;受深厚北涡、中涡和南涡过程影响时,辽宁地区气温距平均为负值,而深厚中涡负距平最明显,且深厚冷涡过程持续时间越长,辽宁地区气温负距平越显著;浅薄北涡影响时,辽宁气温距平均为正值,浅薄中涡、南涡影响辽宁时,气温为弱负距平,没有深厚中涡、南涡过程影响时负距平显著,而且浅薄冷涡过程日期长短对气温影响的差异不明显。     

黑龙江省近43a积温和降水的变化对农业的影响

利用黑龙江省81个气象观测站点43a的气象资料,以积温和降水作为主要因子,采用聚类分析的方法,重点分析了黑龙江省积温、降水量的时空分布和年代际变化。黑龙江省呈变暖趋势,43a来全省平均升温0.88℃,不同年代的平均气温异常各有其特点,20世纪90年代前气温异常年主要以异常偏冷年为主,20世纪90年代后气温异常年主要以异常偏暖年为主。聚类分析的结果将全省划分成5个种植带。     

梅雨锋结构特征及与锋上涡旋扰动关系的诊断分析

利用1999年6月下旬持续性梅雨锋降水过程的模拟结果以及野外实验的加密资料，对这次梅雨锋过程进行诊断分析， 发现梅雨锋主；要表现为中层锋面，强度比边界层锋强，低涡沿中层锋面南缘移动。中层锋强的演变对两类低涡（西南涡和局地涡）发展的影响程度不同。对于东移明显的西南涡，梅雨锋强度的加强比低涡提早6小时以上。而对于长江中游的局地涡，锋面最强与低涡最强出现的时间却比较接近。梅雨锋中层锋面发展最强的位置与低涡发展最强的位置在东西方向上基本重合，基本在同一经度上。因此，低涡暴雨扰动加强发展区的北侧正是前期持续锋生所在，并且锋生的位置在东西方向上基本不随时间发生位移。当低涡移经该地时，低涡强度最强， 随后低涡东移并且强度减弱，锋面大值带也减弱并随低涡向东传播。     

东北冷涡下辽宁省短时强降水统计与合成分析

利用2000—2014年6—8月常规资料、FNL资料和辽宁省逐时降水资料,将东北冷涡分为北涡、中间涡和南涡,统计每类冷涡短时强降水特征,并进行动态合成分析。结果表明:短时强降水共755次,冷涡下227次,冷涡强降水多发生在1~3 h内。6月短时强降水主要由中间涡引起,7、8月中间涡与北涡共同影响,有一定周期变化;而南涡没有在辽宁产生强降水。北涡水汽输送充沛,中间涡水汽条件较差,切变辐合场与水汽输送的结合是有利于强降水的重要因子。降水基本处于斜压区内,冷涡中心降水处在斜压区北侧和高空急流左前方,高空槽前或槽后的降水处在斜压区南侧和急流中心右后方,降水区附近多有高空急流形成的次级环流配合。槽后降水区干侵入活动明显,冷涡中心降水主要通过高位涡诱发气旋性环流而触发上升运动。     

青海省春季沙尘暴特征及其异常气候背景分析

主要分析了青海春季沙尘暴空间、时间演变特征及异常大气环流、海温对沙尘暴天气的影响。结果表明,青海沙尘暴高发区位于柴达木盆地、青海湖西北部、海南南部3地;20世纪60年代至本世纪初青海沙尘暴天气总体上是减少的。过程次数20世纪60年代青海北部较多、南部较少,70年代北部开始减少、南部回增,80年代开始整体减少,进入90年代后呈波动式减少趋势,且在80年代初大部分地区发生了一次由高向低的显著波动;青海沙尘暴天气与前期12～2月、同期3～5月500hPa高度场相关密切,尤其是同期3～5月,当乌拉尔山高压脊加强(减弱),蒙古低槽加深(减弱),冷空气活动频繁(减少),青海春季沙尘暴天气偏多(少),这种沙尘暴的时间变化趋势和异常天气形势与我国北方一致。青海春季沙尘暴与前期印度洋海温关系密切,当前期3～5月、6～8月印度洋中北部海温持续偏高(低),青海春季沙尘暴偏少(多)。     

2009年冬季至2010年春季黑龙江省气温持续偏低成因

利用常规观测温度资料和中国国家气候中心提供的环流特征量、NCEP／NCAR再分析资料及美国气候预测中心（CPC）提供的AO指数等,分析了2009年11月至2010年4月中高纬大气环流异常特征,探讨了AO与同期气温的关系。结果表明：黑龙江省冬春气候异常与500hPa大尺度环流背景有关。冬春持续偏冷,对应北半球欧亚中高纬地区呈“-＋-”的波列分布,90°-180°E呈现出“北正南负”的环流形势;北半球极涡面积偏大,冬季东亚大槽位置偏西,春季东亚大槽强度偏强,冬春AO指数持续异常偏强,显著负位相。