ENSO事件与山西气候的关系

通过搜集和整理1955-2008年大同、河曲、原平、太原、阳泉、介休、离石、长治、临汾、运城等地的气象资料,分析了山西的降水量、气温与ENSO事件的关系,研究了ENSO事件对山西气候的影响。结果表明,1955-2008年ENSO事件呈现出起伏波动的特点,1980年以后波动趋势更为剧烈;大致可分为两个阶段:1955-1980年为第1阶段,ENSO冷事件的频次略高于暖事件,但强度更大;1981-2008年为第2阶段,ENSO暖事件的频次和强度均高于冷事件。ENSO事件对山西降水量的影响表现十分明显,ENSO暖事件当年降水量明显偏低,次年降水量明显增加或达到最高趋势明显。ENSO冷事件年全省降水量均明显增加。ENSO事件对山西气温的影响也十分显著,ENSO暖事件年大多表现为气温偏高或升温,ENSO冷事件年一般表现为气温偏低或降温。     

海冰和海温对西北地区中部6月降水异常的协同影响

利用1961年以来美国国家环境预报中心(NCEP)月平均再分析风场、高度场、NOAA重构海表温度以及西北地区中部54个气象站6月逐日降水资料、1979年以来北极10个区域的海冰面积,通过分析2019年6月西北地区中部降水异常的成因,揭示出对该区域6月降水具有显著影响的关键海区海冰面积及时段、北大西洋三极子(NAT)关键影响时段,结合厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)事件,分析其协同作用及影响机制。结果表明:1990年以来春季3-4月楚科奇海海冰面积异常容易激发欧亚中高纬度EU2(欧亚2型)遥相关型(即夏季EU(欧亚)遥相关型),有利于西北地区中部降水异常,1992年以来春季NAT对EU2遥相关型有明显影响,但其影响小于楚科奇海海冰面积的影响;当楚科奇海海冰面积偏少和NAT正位相(海冰面积偏多和NAT负位相)协同作用时,西北地区中部降水偏多(偏少)的概率明显增大;ENSO事件对西北地区中部6月降水无明显直接影响,但厄尔尼诺事件次年使得副热带高压异常偏强、偏西。2019年楚科奇海海冰面积异常偏少,春季NAT异常偏强,两者协同作用下使得EU2遥相关型正异常(“+-+-”),尤其使得贝加尔湖附近的阻塞高压异常偏强,鄂霍次克海和乌拉尔山附近低压异常深厚,厄尔尼诺事件使副热带高压异常偏强、偏西,将西太平洋的水汽输送至北太平洋,与鄂霍次克海附近的深厚低压相接,充足的冷空气和水汽导致西北地区中部出现异常降水。研究成果可为短期气候预测提供依据,同时,气-冰-海之间的相互作用需要更进一步研究。     

ENSO循环过程对南极海冰的影响

应用 1 951- 2 0 0 2年NINO特征指数 (NINO1 +2 ,NINO3 ,NINO4 ,NINO3 .4)和 1 973-1 998年南极海冰北界范围以及 1 950- 2 0 0 1年SODA海洋温度资料。首先分析探讨了在ElNi no期间 ,堆积于赤道东太平洋的异常暖水在南半球的传播途径 ,进而研究了ENSO以及东南太平洋异常海温场与南极海冰之间的关系。结果表明 ,在ElNino期间 ,堆积于赤道东太平洋的异常暖水 ,是沿秘鲁和智利沿岸向极传播。其传播过程持续大约 1年的时间 ,但未发现沿南赤道流的西传现象。ENSO循环过程与南极海冰变化存在一定联系 ,特别是Amundsen Belling shausen海和南极半岛海冰的变化与ENSO暖事件 (ElNino)较为密切。当ElNino事件发生后 ,时滞 2年左右的时间 ,Amundsen Bellingshausen海和南极半岛的海冰将出现明显的减少现象 ,特别是南极半岛的海冰减少最为明显。ElNino事件对南极海冰的影响过程是 ,堆积于赤道东太平洋的大量异常暖水 ,沿南美 (秘鲁和智利 )沿岸近海向极地传播 ,异常暖水的这种向极传播过程将引起近极的海温场出现异常升高 ,最终导致Amundsen Bellingshausen海和南极半岛地区的海冰减少。自 2 0世纪 80年代以来 ,Amundsen Bellingshausen海和南极半岛的海冰出现明显减少的趋势 ,与这一时期的ElNino事件的频繁发生     

自然灾害与防治

P461200701082740a来中国旱灾对ENSO事件的区域差异响应研究=Asyn-chronous response of droughts to ENSO in China/卢爱刚,葛剑平…∥冰川冻土.—2006,28(4).—535~542利用中国各地区1949-1990年间旱灾的受灾面积比和成灾面积比,分别与ENSO指数进行相关分析.结果发现:ENSO指数与各地的旱灾事件有着一定的反相关关系,表明ENSO的发生对我国大部分地区有着显著的影响,特别是对华北、东北、华南、内蒙古和新疆等地区的相关性具有很好的显著水平.通过对比各个分区对ENSO事件的响应程度,分析了其空间差异性.图6表2参40(洪明)BiX4320…     

泾河流域气候变化及其与ENSO的关系

ENSO(厄尔尼诺-南方涛动)常引起大气环流的改变并导致气候异常,探讨区域气候变化与ENSO的关系有助于理解区域水文等各方面的变化.通过Mann-Kendall、相关性检验和小波分析等方法.研究了1960-2005年泾河流域气候变化及其与ENSO的关系.结果表明,1960-2005年,泾河流域气候趋向暖干,且这种趋势在90年代以来愈加显著.气候变化与ENSO有显著的关系.降水对ENSO的响应程度强于温度;降水可能受南方涛动的影响比较大,而温度可能受海表温度的影响较多;ENSO暖事件对泾河流域气候变化的影响可能大于冷事件.     

我国南方冬季异常低温和异常降水事件分析

统计分析1951 年以来1 月份以及1880 年以来冬季, 我国南方的异常低温与降水事件, 结果表明1 月异常低温(温度距平< -1σ) 有12 次, 降水异常偏多(降水距平> +1") 有10 次, 冷湿组合有3 次(1969、1993、2008); 冬季异常低温有29 次, 降水异常偏多有16 次, 冷湿组合有2 次(1886/87、1904/05)。利用NCEP/NCAR 再分析资料等, 采用合成方法分析异常低温与异常降水事件时大气环流特征, 结果表明有利于南方低温的环流特征是: 西伯利亚高压、东亚大槽及东亚急流异常偏强。有利于降水偏多的环流特征是: 东亚大槽偏弱; 200 hPa 上中东急流异常偏强、东亚急流偏弱; 东亚从对流层低层到中高层都有异常南风。当发生冷湿组合时, 低温主要是受到西伯利亚冷高压异常偏强的影响, 而降水主要受对流层850 hPa 至200 hPa 环流异常的作用。南方冬季水汽主要来自南支槽的西南气流和南海上空的转向 气流, 在降水偏多时有异常西南水汽输送距平。西伯利亚高压、欧亚遥相关型、西太平洋遥相关型、北极涛动4 个环流因子能解释南方1 月和冬季气温方差的47.2%和51.5%; 而中东 急流、东亚经向风、欧亚遥相关型则能共同解释南方1 月和冬季降水方差的49.4%和48.4%。 统计降水异常与ENSO 的对应关系表明, 当发生El Niño 事件时南方冬季降水偏多的概率较 大, 当发生La Niña 事件时, 降水偏少的概率较大, 而温度与ENSO 没有明显的统计相关。     

山西夏季不同等级降水时空演变特征及其影响要素研究

基于1961—2018年降水观测资料,应用经验正交函数分解（EOF）、大气诊断等方法对山西夏季不同等级降水时空演变特征及其影响要素进行分析。结果表明：① 山西夏季降水量主要由大雨贡献（51.9%）,但在降水频次上以小雨为主。山西大雨与小雨事件存在显著差异。小雨多年平均雨量由南至北递增,而大雨却由南至北递减。此外,EOF表明全区一致型均是不同等级降水中的主空间模态,但在小雨和大雨中高载荷区存在明显差异。② ENSO在影响山西降水特别是大雨中占据主导,而NAO在小雨中作用更为突出。对大气环流异常结构的诊断分析表明,冷（暖）ENSO位相时,源于热带西太平洋并经由南海北上的季风水汽输送增强（减弱）,同时在ENSO和中高纬度大气活动联动调控下,在东亚地区建立的异常反气旋（气旋）可通过其西支南（北）风气流引导（抑制）季风水汽向山西进一步纵深推进,两者共同调配使得山西大雨事件增多（减少）;NAO主要通过一条沿西欧?东欧?乌拉尔山?蒙古高原的高纬度路径对降水施加影响,NAO正（负）位相时,在蒙古高原甚至山西建立的深厚异常（反）气旋通过其南支西（东）风一方面阻挡低纬度季风水汽进入山西,另一方面增强（减弱）山西有限的内陆水汽供应,从而引起山西小雨事件的增多（减少）。     

1970—2018年秦岭南北冷季降雪量时空变化及其影响因素

基于72个气象站点逐日观测数据,对1970/1971—2018/2019年秦岭南北冷季（11月~次年5月）降水类型（降雪、降雨和雨夹雪）进行识别;重点关注降雪时空变化特征,探讨降雪与气温、湿球温度的响应关系;依据“夏季-秋季-冬季”Niño 3.4区海温异常状态,细化4种不同发展过程的厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）事件,分析降雪异常与不同ENSO事件的对应关系。结果表明：① 相比气候平均态（1970—2000年）,1990—2018年,秦岭南坡（山地暖温带）降雪量下降了3.1 mm,基本与关中平原降雪量（17.1 mm）持平;② 空间趋势上,低海拔河谷地带降雪量以年代波动为主,山地高海拔地区为降雪下降区;③ 秦岭高山地区气温或湿球温度每升高1.0℃,降雪量分别下降23.1 mm和24.3 mm;从地带性角度分析,由北向南气温或湿球温度每升高1.0℃,秦岭南北降雪量分别下降3.0 mm和2.8 mm;④ 当厄尔尼诺/拉尼娜持续型发生时,关中平原降雪异常偏多;当拉尼娜发展型发生时,秦岭山地和大巴山区降雪异常偏少。当厄尔尼诺发展型发生时,秦岭南北降雪异常呈现“东西分异”,秦岭山地东部和关中平原为降雪异常偏少区。     

ENSO循环与黄河上游径流的丰枯

分析了黄河上游径流主要形成区——唐乃亥以上流域的气象和水文特性,在此基础上,根据 El Nino 现象及 La Nina 现象与黄河上游径流的丰枯的对应关系,探讨了 ENSO 事件对黄河上游径流的影响。统计结果表明,ENSO 现象与黄河上游唐乃亥以上流域的径流丰枯有着密切的关系。总体而言,伴随着 El Nino 事件的发生,黄河上游出现枯水的概率较大,而黄河上游的洪水常伴随着 La Nina 事件发生。     

洞庭湖流域各季节旱涝及其与大气环流和关键区海温的关系

利用逐月降水数据和NCEP/NCAR再分析数据,分析了洞庭湖流域春、夏、秋季57年来旱涝异常的年际变化以及典型旱涝异常年份的全球海温分布形势,并利用降尺度和趋势分析方法探究气象因子对ENSO和关键区海温的响应,以加强对流域旱涝前期影响因素的认识。结果表明：1）流域在春、秋季旱涝变化趋势不明显,在夏季较明显地变湿。2）前期冬、夏季ENSO事件分别对流域春、秋季旱涝产生显著影响,而与夏季呈不显著的统计特征。3）在消除前期ENSO信号后,阿留申群岛附近海域（S3）、澳大利亚东部海域（S4）海温和印度洋偶极子（Indian Ocean Dipole, IOD）现象仍分别为春、夏、秋季与流域旱涝有密切联系的海温因素。4）S3区SST对流域春季旱涝的影响通过西风带环流实现,S4区SST偏高似乎是东亚夏季风强度偏弱的表现,成熟的IOD现象为流域秋季旱涝的主导因子。     

SAM和ENSO对罗斯海和阿蒙森海区域冬季气候的影响

本研究利用ERA5数据对南半球环状模(SouthernAnnularMode,SAM)正、负位相和ENSO (El Ni?o-SouthernOscillation)事件发生时罗斯海和阿蒙森海冬季风场、气温和海平面气压进行合成分析,并深入分析了SAM和ENSO对冬季阿蒙森低压(Amundsen Sea Low, ASL)的影响,通过对典型区域进行经验正交分解(Empirical Orthogonal Function, EOF),结合ASL中心的位置变化,解释了SAM和ENSO事件同时发生时该区域风场的变化特征。结果表明,在罗斯海和西阿蒙森海,主要由SAM和ENSO通过影响ASL的纬向位置来影响该区域的风场,当SAM正位相和拉尼娜事件同时发生时,ASL的位置显著靠东,造成了西罗斯海南风减弱,东罗斯海南风加强,西阿蒙森海沿岸东风减弱。而在东阿蒙森海,主要由SAM通过影响ASL的经向位置来影响该区域的风场, SAM负位相时, ASL中心位置靠北会造成东阿蒙森海东风增强。此外,ASL位置的偏移也会造成该区域大气环流的改变,当SAM正位相和拉尼娜事件同时发生时, ASL偏移至西阿蒙森海沿岸,而...     

宁夏气候变化对ENSO事件的响应

自20世纪50年代以来，宁夏气温具有明显的上升趋势，尤其是60年代中后期以来，增温趋势更加明显，每10年增温0．514℃。近40多年来，宁夏气候总体上趋于干旱，虽然自80年代到90年代初降水有增多的趋势，但90年代中期以来又有明显的减少趋势。经功率谱分析发现，ENSO和降水有14年、3．75年、准2年和1．5年的周期。宁夏气温对E1 Nino事件响应有滞后的现象，并且在滞后7～18月期间的相关程度都通过了0．0l显著性水平检验，对于La Nina事件，并没有发现这种现象。而降水对ENSO的响应也存在滞后现象，对E1 Nmo事件滞后4个月时达到最大响应，而对La Nina事件只需滞后1个月，它们的相关显著性都通过了0．0l显著性水平检验。宁夏降水对ENSO响应存在明显的区内差异，南部地区降水对ENSO事件达到最显著响应比中北部地区迟缓1个月，中北部地区对ENSO的相关显著性强于南部地区。E1 Nmo发生时，降水偏少，4～6月份降水偏少非常明显，与往年相比偏少大约20％左右。La Nina发生时，降水偏多，冬季降水增多尤其明显，其中12月增多20％以上。     

基于可公度方法的香港雷暴活动趋势判断

选取香港雷暴活动异常年作为研究对象,分析了1960―2013年香港地区雷暴发生规律,利用可公度法对其未来雷暴异常年进行趋势判断,在此基础上探讨了太阳活动、ENSO事件与雷暴活动的关系。结果表明：1）1960―2013年香港地区雷暴活动呈现增加趋势,增长速率为2.6 d/10 a,与中国内陆大部分地区雷暴日数呈下降趋势相比,香港雷暴活动异常增强。2）香港雷暴活动异常年具有明显的可公度性,未来10年中,2017年的随机性概率为86.67％,不漏报的置信水平为81.25％;2018年的随机性概率为93.33％,不漏报的置信水平为87.50％,2017和2018年雷暴多发趋势信号较强,有可能为雷暴活动异常年。2017年可公度结构系表现为以1、3、5、8、15 a为主周期的平移对称;2018年表现为以1、4、5、8、12、15 a为主周期的平移对称。3）太阳黑子、ENSO与香港雷暴异常活动具有相关性。当太阳黑子处于低值区时,香港地区雷暴活动强烈,赤道太平洋海温异常偏暖时（厄尔尼诺）,香港雷暴活动异常偏多。     

1951年以来ENSO事件对中国西北不同气候区的影响

通过对中国西北典型半湿润区、半干旱区、干旱区和半荒漠区4个不同气候区1951-2015年降水和气温资料的搜集、整理和处理,分析研究区1951年以来降水和气温的变化,并对其进行M-K突变检验,总结ENSO事件对气候与旱涝灾害的影响.研究结果表明:①4个气候区降水量逐年变化幅度差异明显,半干旱区为变化幅度最小区域,半湿润区和干旱区变化幅度最大但出现降低的趋势,而半荒漠区则是降水量增长最明显的区域;降水的集中度由东往西变化逐渐增大,东部比西部滞后5d左右.②4个气候区气温上升幅度存在差异,半湿润区气温上升幅度最大,干旱区气温上升幅度最小.③El Ni(n)o事件使4个气候区发生不同程度的降水减少、气温升高,而La Ni(n)a事件则使降水增加、气温降低.④El Ni(n)o事件会给4个气候区当年带来旱灾,次年带来涝灾;La Ni(n)a事件则会给当年带来涝灾,次年带来旱灾.     

西北太平洋边缘海区海面变化多尺度解析及空间分异

利用MODWT对西北太平洋边缘海区8站位1965~2005年验潮序列进行多尺度分解,讨论了该区域海面变化多尺度波动特征及空间分异。结果显示年周期组分振幅随纬度增大而逐渐增大,半年周期组分振幅以中国沿岸最大,其余站位相对较小。年际尺度的波动中ENSO信号与1~2年尺度的准周期波动存在模态混叠现象,表现为对序列构形和不同时段的相关关系的影响。利用ICA方法从小波分解的年际尺度和信号中分离出的ENSO信号,表明不同纬度海面对ENSO事件的响应整体上呈现向高纬衰减的变化特征。基于小波相似性的分析结果显示,低纬各站海面对ENSO在各尺度上均呈现出显著的负相关,而中高纬地区则呈现出正相关。1980年之前和之后中高纬地区的海面对ENSO的响应出现了显著的差异,这可能与ENSO自身频率的调整有关。     

淮河流域降水过程时空特征及其对ENSO影响的响应研究

基于淮河流域35个站点1961~2008年日降水资料,从成因角度研究不同厄尔尼诺-南方涛动事件（ENSO）事件对流域降水过程时空演变特征的影响。研究表明：① 流域降水过程出现沂沭泗河水系变干、淮河水系降水量缓慢增大的特征。② CPW年,年最长连续降水日数、年最长连续降水量的距平变化幅度大且为负值;EPC年,年最长连续无降水日数较常年明显增多;EPW年,连续降水日数变长、连续降水量减少。③ ENSO对流域强降水影响较大,在CPW和EPW年淮河水系暴雨、大雨日数较常年多,而沂沭泗河水系暴雨、大雨日数比常年少;EPC年与此相反。④ ENSO对连续4 d以上降水影响显著,其中EPC年影响最大。     

"三江并流区"水储量的时空变化特征及其对ENSO的响应

青藏高原东南部的"三江并流区"气候环境复杂且敏感,陆地水循环过程空间分异明显,在全球气候变化背景下,区域旱涝灾害频发,水循环过程发生变化,刻画区域水储量时空变化特征有助于揭示灾害事件产生的原因。本文使用GRACE RL06数据、水文模型数据、实测数据等,反演获得了2002年4月—2016年8月"三江并流区"水储量变化时间序列及其多年变化空间分布,分析了水储量异常与旱涝事件的联系,进一步探讨了ENSO对水储量影响的强度及滞后程度,并就水储量反演的不确定性做了讨论。获得如下结论:(1)区域水储量处于下降状态,除个别年份,水储量的亏损超过35 mm/a,区域整体较干旱,土壤水是水储量变化的主要组分,区域干旱事件的发生大多与土壤水的持续下降有关;(2)水储量变化空间分异明显,西南下降、西北上升,怒江流域为水储量严重亏损的区域,水储量持续下降的区域常伴随着干旱事件的发生;(3)ENSO对水储量变化的影响存在2.72个月的时滞,每个月的影响强度为0.95 mm,水储量存在重大亏损的区域,ENSO影响强度相对偏大;(4)使用双重尺度因子能在一定程度上恢复滤波造成的误差,但受数据空间分辨率的影响,反演结果仍只能反映变化趋势,难以刻画水储量变化的细部特征。     

新疆北部夏季降水与海温异常的关系

利用1960—2004年新疆北部36个气象站月降水资料和美国国家气候数据中心重建的1960—2004年全球2°×2°月平均海洋表面温度资料,研究了新疆北部夏季降水与海温异常的关系。研究表明,新疆北部夏季降水变化与ENSO事件关系不密切,而与前期冬末—春季的5个海温敏感区密切联系,这5个海温敏感区分别为北印度洋、西太平洋暖池及黑潮区、热带中东太平洋、北大西洋和热带大西洋。前期春季海温异常与新疆北部夏季降水变化联系最显著,表现为显著正相关关系。研究为预测新疆北部夏季降水提供了有益的因子。     

黄河流域不同时间尺度干旱对ENSO事件的响应

利用黄河流域1963-2012年逐月气温和降水量数据,计算了各气象站点不同时间尺度的标准化降水蒸散指数(SPEI),通过对不同时间尺度SPEI与Niño 3.4区海洋表面温度距平(SSTA)的时空相关性进行分析,揭示不同时间尺度干旱对ENSO事件的响应及ENSO事件对黄河流域不同区域降水量和气温的影响。结果表明:(1)黄河流域1、3、6个月时间尺度的干旱在各时间段均有发生,12、24个月时间尺度的干旱主要发生在20世纪末和21世纪初的近20年。黄河上游和中游地区不同时间尺度的SPEI与SSTA均呈负相关关系,下游地区呈正相关关系。(2)黄河流域不同时间尺度的SPEI与SSTA相关性在空间分布上具有显著的差异性。久治站以上的黄河上游地区、中游地区的宁夏、内蒙古、陕西和山西的北部以及下游地区均呈正相关关系,其余地区呈负相关关系。全流域1、3、6、12个月和24个月时间尺度的相关性系数通过0.05显著性检验的站点占总站点数分别为14%、43%、61%、75%和44%。(3)ENSO事件强度与降水量在黄河上游地区的相关性较弱,在中游和下游地区呈显著的负相关性,强度增大时降水量下降,减弱时降水量上升。全流域ENSO事件强度与气温呈显著的正相关性,强度增大时温度有上升趋势。其中El Niño对气温有抬高的趋势,La Niña对气温有降低的趋势。     

地-气耦合气候动力系统的解析研究

ENSO事件是影响全球气候表象大尺度的海洋-大气耦合系统,其规律和预防的研究,为当前国际学术界关注的对象。非线性摄动理论和方法在国际学术界研究中是十分热门的。许多学者做了一类常微分方程非线性奇摄动边值问题, 反应扩散问题, 椭圆型边值问题,双曲型初始边值问题,非线性方程奇摄动问题的冲击层解等。文章讨论一类大气物理中海-气现象的ENSO模型,在一定条件下,利用摄动理论和方法较简捷得到相应非线性问题解组的任意次近似的渐近展开式。