高原季风对500hPa中纬度西风带活动的影响

利用1948--2008年NCEP／NCAR逐月再分析资料和1958—2007年中国560站夏季降水资料,设计了一个区域西风指数,探讨了高原夏季风和500百帕中纬度西风带活动的时间一频率多层次年际、年代际时间尺度变化特征以及对我国夏季降水的影响。结果表明：高原夏季风对区域西风带活动具有显著的影响,近61年来,两者总体变化趋势相反,前者增强后者减弱。除了都具有1—2年、27—28年和线性趋势变化的共同周期外,还呈现出各自的周期变化,并且均发生过一次年代际气候跃变现象,前者发生在20世纪70年代中期,后者发生在80年代中期,高原夏季风由偏弱转为偏强,区域西风由偏强转入偏弱,在跃变前后两者各种周期的时间尺度和强度存在明显的不同。如果排除1—2年周期的不确定性,预计接下来高原夏季风将直接进入偏弱期,区域西风指数可能在3—4年后才转入偏强期,并且高原夏季风会比区域西风指数提前发生突变,对区域西风指数具有一定的指示意义。高原夏季风不仅自身对我国夏季降水产生重要的作用,同时,它通过影响中纬度西风带的活动,间接地影响着我国的夏季降水。     

青藏高原冬季降水时空分布特征研究

青藏高原冬季降水的气候特征认识对高原冬季雪灾的防御有着重要意义。基于青藏高原54个气象站1971~2010年冬季(12~2月)逐月降水量资料,利用现代统计方法分析了青藏高原冬季降水的时空分布特征及突变现象,利用经验正交函数(EOF)和旋转经验正交函数(REOF)概括出高原冬季降水的6种主要空间分布型以及区域性特征进行分析。结果表明:冬季降水分布不均匀,偏东偏南部降水量相对较多,冬季降水在12月最少,2月最多;EOF对青藏高原地区冬季降水分解为6种模态,全区一致型、南北部型、东西部型、川西型、高原腹地型和西部型模态;EOF第1模态时间系数表明高原大部分地区冬季降水在20世纪90年代有显著增加、且存在14年左右的周期变化特征。REOF分析表明,高原地区冬季降水的局地特征显著,而高原腹地与中东部地区变化特征显示了高原冬季降水的主要变化特征,与EOF分析第1模态的变化特征较为一致。     

大尺度环流系统对西北太平洋变性TC频数影响的气候诊断分析

基于中国热带气旋年鉴资料,从气候学角度出发,对西北太平洋TC(热带气旋)发生温带变性的频数与大尺度环流系统间的关系进行了诊断和分析.研究发现变性TC多发生于夏、秋两季,通过对NCEP月平均再分析资料的500hPa高度场进行EOF分解,发现西北太平洋TC变性的频数与65°N附近强冷高压系统在夏、秋两季都存在着正相关关系,且相关性在秋季高于夏季;与30°N附近强副热带高压系统存在负相关关系,夏季副热带高压系统的作用更大;与30°N以南西北太平洋多台风活动区域的弱低压存在显著的负相关,低压越弱,对流越弱,则TC的生成数越少,其中发生变性的TC数也会减少.500hPa高度场EOF分解的第一特征向量所对应的时间函数分布在20世纪70年代中期前后出现了反号,较好地对应了变性TC年频数的年际变化趋势,70年代中期之前变性TC呈总体偏多,之后变性TC的频数总体偏少,呈明显下降趋势.     

四川地区44年来气候季节划分及变化特征的研究

利用四川地区135个台站的逐日温度资料和曾庆存等[1]提出的季节划分方法讨论了四川各区域的气候季节划分和季节变化,结果表明:(1)1961～2004年期间,四川地区季节的四季分配很不均匀,冬夏季偏长,春秋季偏短;并且四川不同区域间的季节划分差异主要表现在春秋两季的时间长度上.(2)季节划分的年际变化表现为春季西部高原地区有两次时间长度增加和两次减少的变化特征,在两次时间长度增加的过程中出现了一次明显的季节长度突变;高原与盆地过渡区1996年以后春季长度年际差异显著减小,东部盆地地区近年来春季时间长度明显增加.(3)季节强度指数表明,冬季西部高原和中部高原与盆地的过渡地区变暖、夏季在1960～1970年代变冷的趋势;东部盆地冬季在1970年代中后期至1980年代强度变化剧烈、夏季则显示出1982年以前逐渐变冷、以后逐渐变暖的特征.(4)成都城市群表现出春秋过渡季节更加短暂、四季分配更不均匀、气候变化幅度增大的特征.     

湖北十堰降水量的气候特征与旱涝分析

针对十堰市旱涝灾害问题,利用1971~2011年十堰站逐日降水量观测数据,采用一元线性回归、小波分析、分级评价、Z指数等方法分析了十堰降水量的气候特征以及旱涝特征。结果表明,十堰市近41年年降水量倾向率为-16.3mm/10a,总体呈变少的趋势,特别是1985~2001年降水偏少较明显;降水量季节变化呈现秋季显著减少,春季次之,夏季略有增多的趋势,4月有减少趋势;年降水量有较强的周期变化特征,20世纪80年代到90年代初,年际变率在4~8年这个周期上较强,其他年份以2~4年周期为主;十堰旱涝中以旱为主,春旱主要集中发生在2000年以后,夏旱在2000年以后有增加的趋势,伏旱在1970年代和1980年代是一个高发期,一般性洪涝主要发生在8月。     

四川盆地区表层土壤湿度时空变化特征分析

分析常年土壤干湿状况及其影响因子,是监测评价四川盆地区土壤水分变化的基础,有利于农业干旱防灾减灾.利用四川盆地区农业气象站近17年0～20cm的逐句土壤湿度观测资料,运用旋转正交函数分解(REOF)、相关分析、趋势倾向率分析等方法,对四川盆地区表层土壤相对湿度的时空变化特征进行分析,并分区域选取代表站建立表层土壤湿度与气温、降水量、日照时数的多元回归方程.结果表明,盆地表层土壤相对湿度空间分布大致是从南到北逐渐减小;年际变化呈现弱的上升趋势;常年季节变化呈双峰型特点,秋季高,春季低,夏季波动明显,初夏高盛夏低;表层土壤干湿状况总体呈现出冬春季相对偏干、夏秋季相对偏湿的季节变化.盆地表层土壤湿度变化与气温、日照显著负相关,与降水显著正相关性,气温、日照、降水因子分别对盆地东北部、中南部、西北部表层土壤湿度变化影响大.     

川渝冬季降水的年际变化及其与海温异常的关系

为了认识川渝冬季降水与海温之间的关系,利用川渝地区44个站点降水资料和海表温度资料并借助EOF分解、小波分析和相关分析等方法,讨论了川渝冬季年际降水变化特征及其与前期海温异常之间的关系。结果表明：川渝冬季年际降水空间分布主要有3个类型,EOFl型为川渝冬季降水的一致偏多（偏少）,EOF2型为川渝西南部、东部降水偏少（偏多）,而川渝地区西北部、中部降水偏多（偏少）;EOF3型为川渝西南部降水偏多（偏少）,而东北部降水偏少（偏多）;EOF1型和EOF2型降水与前期海温的相关明显小于EOF3型并较为分散,EOF3型降水与前期夏季、秋季海温在热带中、东太平洋和印度洋中、北部呈现非常显著的正相关,对应ENSO特征非常明显。     

北半球环状模变化特征及其对中国冬季气温的影响

平流层异常对于对流层的影响研究,尤其是与中国天气气候的关系已成为近年来的研究热点。首先利用1951~2010年逐月NAM指数(NAMI)序列,采用小波方法分析了北半球环状模的时间变化特征。结果表明,近60年来,尤其是自1970年以来,北半球环状模NAM指数一直呈现持续增长趋势,并存在15a的年代际振荡周期,在1970s前8a的年际振荡明显。进一步挑出9个NAM指数强值年和8个NAM指数弱值年,结合中国160台站的气温资料和NCEP/NCAR再分析资料,探讨NAM指数变化对中国冬季气温的影响。结果发现,在NAM指数强值年,相对于NAM指数弱值年,中国北方、东部地区尤其在东北南部和华北地区气温偏高,西南的大部分地区气温偏低;NAM指数与中国东北冬季气温呈明显的正相关,同期相关性最好。     

四川盆地区表层土壤湿度时空变化特征分析

分析常年土壤干湿状况及其影响因子,是监测评价四川盆地区土壤水分变化的基础,有利于农业干旱防灾减灾.利用四川盆地区农业气象站近17年0～20cm的逐旬土壤湿度观测资料,运用旋转正交函数分解(RE-OF)、相关分析、趋势倾向率分析等方法,对四川盆地区表层土壤相对湿度的时空变化特征进行分析,并分区域选取代表站建立表层土壤湿度与气温、降水量、日照时数的多元回归方程.结果表明,盆地表层土壤相对湿度空间分布大致是从南到北逐渐减小;年际变化呈现弱的上升趋势;常年季节变化呈双峰型特点,秋季高,春季低,夏季波动明显,初夏高盛夏低;表层土壤干湿状况总体呈现出冬春季相对偏干、夏秋季相对偏湿的季节变化.盆地表层土壤湿度变化与气温、日照显著负相关,与降水显著正相关性,气温、日照、降水因子分别对盆地东北部、中南部、西北部表层土壤湿度变化影响大.     

甘肃河东春季第一场区域性透雨日期的气候特征

分析了甘肃省河东地区春季(3～5月)第一场区域性透雨日期的年际和年代际变化，指出河东第一场透雨日期与春季降水的关系，给出第一场透雨日期典型年份500hPa的当时场，详细分析了河东第一场透雨日期出现迟早的年代际变化与北半球500hPa环流年代际变化之间的影响和联系。     

四川巴中地区38年来气候变化特征分析

利用1971—2008年巴中地区4个站点的地面常规观测资料和滑动平均、MK法及MHF小波分析等统计诊断方法,分析了该地区降水和温度的年际、年代际的气候变化特征。结果表明：巴中地区的年均气温总体上表现出暖→冷→暖3个阶段,并呈现出8年的准周期变化特征;冬春气温的年代际变化显示出暖→冷→暖3个阶段性特征,而夏秋气温的年代际变化则显示出暖→冷→暖→冷4个阶段性特征。巴中地区的年降水量呈现出减少的趋势,递减率为13．813mm／10年;春季降水量低于全国的春季平均水平,夏、秋季平均降水量均高于全国的平均水平,且占到全年降水量的80％以上。巴中地区的年降水量存在较为显著的2年和6年的准周期变化,降水量增加和减少的突变较多显示出其复杂性。春、夏、秋三季的降水量有随温度升高而下降的趋势,而冬季的降水量有随温度的升高先增多后减少的趋势。巴中气候特征的分析对巴中农业区划和生产安排有其重要意义。     

四川巴中地区38年来气候变化特征分析

利用1971—2008年巴中地区4个站点的地面常规观测资料和滑动平均、MK法及MHF小波分析等统计诊断方法,分析了该地区降水和温度的年际、年代际的气候变化特征。结果表明：巴中地区的年均气温总体上表现出暖→冷→暖3个阶段,并呈现出8年的准周期变化特征;冬春气温的年代际变化显示出暖→冷→暖3个阶段性特征,而夏秋气温的年代际变化则显示出暖→冷→暖→冷4个阶段性特征。巴中地区的年降水量呈现出减少的趋势,递减率为13．813mm／10年;春季降水量低于全国的春季平均水平,夏、秋季平均降水量均高于全国的平均水平,且占到全年降水量的80％以上。巴中地区的年降水量存在较为显著的2年和6年的准周期变化,降水量增加和减少的突变较多显示出其复杂性。春、夏、秋三季的降水量有随温度升高而下降的趋势,而冬季的降水量有随温度的升高先增多后减少的趋势。巴中气候特征的分析对巴中农业区划和生产安排有其重要意义。     

Global distribution of thermosteric contribution to sea level rising trend

The sea level derived from TOPEX/Poseidon(T/P) altimetry data shows prominent long term trend and inter-annual variability.The global mean sea level rising rate during 1993-2003 was 2.9 mm a-1.The T/P sea level trend maps the geographical variability.In the Northern Hemisphere(15°-64°N),the sea level rise is very fast at the mid-latitude(20°-40°N) but much slower at the high-latitude,for example,only 0.5 mm a-1 in the latitude band 40°-50°N.In the Southern Hemisphere,the sea level shows high rising rate both in mid-latitude and high-latitude areas,for example,5.1 mm a-1 in the band 40°-50°S.The global thermosteric sea level(TSL) derived from Ishii temperature data was rising during 1993-2003 at a rate of 1.2 mm a-1 and accounted for more than 40% of the global T/P sea level rise.The contributions of the TSL distribution are not spatially uniform;for instance,the percentage is 67% for the Northern Hemisphere and only 29% for the Southern Hemisphere(15°-64°S) and the maximum thermosteric contribution appears in the Pacific Ocean,which contributes more than 60% of the global TSL.The sea level change trend in tropical ocean is mainly caused by the thermosteric effect,which is different from the case of seasonal variability in this area.The TSL variability dominates the T/P sea level rise in the North Atlantic,but it is small in other areas,and shows negative trend at the high-latitude area(40°-60°N,and 50°-60°S).The global TSL during 1945-2003 showed obvious rising trend with the rate of about 0.3 mm a-1 and striking inter-annual and decadal variability with period of 20 years.In the past 60 years,the Atlantic TSL was rising continuously and remarkably,contributing 38% to the global TSL rising.The TSL in the Pacific and Indian Ocean rose with significant inter-annual and decadal variability.The first EOF mode of the global TSL from Ishii temperature data was the ENSO mode in which the time series of the first mode showed steady rising trend.Among the three oceans,the first mode of the Pacific TSL presented the ENSO mode;there was relatively steady rising trend in the Atlantic Ocean,and no dominant mode in the Indian Ocean.     

Definition of Arctic and Antarctic Sea Ice Variation Index

1　Introduction Itiswellknownthatseaiceinthepolarregionplaysanimportantroleintheglobal climatechangesasapartofclimatesystem(Carleton1989;YuanandMartinson2000, 2001;ChengandBian2002;LiuandMartinson2002;LiuandZhang2004;Gigorand Wallace2002etal).Infact,numerousmodelingstudiessuggestanimportantinfluence throughtheseaicefieldsalone(Grumbine1994,Meehl1990,Rindetal.1995).Inor dertounderstandthevariabilityofArcticandAntarcticseaicealongwiththepossiblecon nectionswithclimaticanomaliesindetail…     

基于长时序MODIS数据的中国城市昼夜热岛强度时空特征

随着我国城市化进程的加快,城市热岛难显缓解之势,有关土地利用/覆盖类型、城市规模、城市形态对城市热岛的影响已有较多研究,尚缺少气候背景对我国城市昼夜地表热岛强度的影响研究。本文通过长时序的MODIS地表温度数据,从年均、季节和昼夜3个时间尺度,从全国、气候带、城市3个空间尺度探讨了我国347个城市昼夜地表热岛强度的空间分布特征以及时间变化规律。结果表明：① 昼夜差异：我国城市年均地表热岛强度白天（1.25±0.81 ℃）高于夜晚（0.79±0.43 ℃）;② 季节差异：昼夜地表热岛强度在不同季节表现不同,白天表现为夏季高,冬季弱,夜晚四个季节差异不大;③ 气候带差异：昼夜地表热岛强度分布呈现明显的空间分异。白天地表热岛强度表现为热带及亚热带地区高于温带及高原地区,其中南亚热带表现为最强,高原气候区最弱;夜晚则表现为温带高于亚热带、热带及高原地区,其中中温带最强,北亚热带最弱;④ 时空变化：白天地表热岛强度年际呈非显著下降趋势（|Z|<1.96）,而夜晚呈显著上升趋势（|Z|>1.96）;昼夜地表热岛强度年际变化存在季节差异,白天地表热岛强度夏季上升趋势显著高于其他季节,夜晚四个季节都呈显著上升趋势,其中冬季地表热岛强度上升趋势最大;白天呈显著上升趋势的城市主要分布在热带及南亚热带地区,夜晚呈显著上升趋势的城市广泛分布在中温带和暖温带。     

东北区域水汽收支的变化及其与降水的关系

为了明确东北区域水汽收支变化及其与降水的关系,利用1970～2010年NCEP/NCAR逐月平均分析资料、国家气象信息中心提供同期的气象站逐日降水实况资料,对东北区域夏半年（5～9月）区域水汽收支的年（年代）际变化及其与降水的关系、降水偏多（少）年的水汽输送特征进行研究.研究结果表明：（1） 1970年代水汽异常输送主要来自华北地区;1980年代,水汽异常输送主要来自蒙古东部和日本海;1990年代,水汽异常输送主要来自鄂霍次克海;2000年以后,水汽异常自东北区域向西南方向输送.总体而言,1970～1990年代区域内的水汽增加,2000年以后区域内水汽明显大幅度减少.（2）东北区域水汽总收支与夏季降水相关性较好,相关系数可达0.79,通过99％的信度检验,南、北边界的水汽输送对该区域的夏季降水有显著影响.（3）东北地区降水偏多年,西北太平洋上的水汽明显增强;降水偏少年,西风带和西北太平洋的水汽输送明显减弱.     

Interannual variability of the southern Yellow Sea Cold Water Mass

Temperature data collected in the sections of 34°N, 35°N and 36°N in August from 1975 through 2003 were analyzed using Empirical Orthogonal Function (EOF) to investigate interannual variability of the southern Yellow Sea Cold Water Mass (YSCWM). The first mode (EOF1) reveals variations of basin-wide thermocline depth, which is mainly caused by surface heating. The second mode (EOF2) presents fluctuations of vertical circulation, resulting mainly from interannual variability of cold front intensity. In addition, it is found that the upward extent of upwelling in the cold front is basically determined by wind stress curl and the zonal position of the warm water center in the southern Yellow Sea is correlated with spatial difference of net heat flux.     

Beach Morphology and Coastline Evolution in the Southern Bohai Strait

The beach studied in this paper spans a length of 51 km and is one of several long sandy beaches in the southern Bohai Strait. Due to the obstruction of islands in the northeast and the influence of the underwater topography, the wave environment in the offshore area is complex; beach types and sediment transport characteristics vary along different coasts. The coastlines extracted from six aerial photographs in different years were compared to demonstrate the evolving features. Seven typical beach profiles were selected to study the lateral beach variation characteristics. Continuous wind and wave observation data from Beihuangcheng ocean station during 2009 were employed for the hindcast of the local wave environment using a regional spectral wave model. Then the results of the wave hindcast were incorporated into the LITDRIFT model to compute the sediment transport rates and directions along the coasts and analyze the longshore sand movement. The results show that the coastline evolution of sand beaches in the southern Bohai Strait has spatial and temporal variations and the coast can be divided into four typical regions. Region(I), the north coast of Qimudao, is a slightly eroded and dissipative beach with a large sediment transport rate; Region(II), the southwest coast of Gangluan Port, is a slightly deposited and dissipative beach with moderate sediment transport rate; Region(III), in the central area, is a beach that is gradually transformed from a slightly eroded dissipative beach to a moderately or slightly strong eroded bar-trough beach from west to east with a relatively moderate sediment transport rate. Region(IV), on the east coast, is a strongly eroded and reflective beach with a weak sediment transport rate. The wave conditions exhibit an increasing trend from west to east in the offshore area. The distribution of the wave-induced current inside the wave breaking region and the littoral sediment transport in the nearshore region exhibit a gradual weakening tendency from west to east, which is opposite to the trend of the wave conditions outside the breaking region. The presence of submerged shoal(Dengzhou Shoal), deep trough(Dengzhou Channel), islands and irregular topography influnces the wave climate, beach types, wave-induced current features, littoral sediment transport trends and coastline evolution patterns in the southern Bohai Strait. Human activities, such as the sand exploitation of Dengzhou Shoal and other coastal engineering projects, also influence the beach morphology and coastline evolution.     

夏季东亚副热带西风急流特征指数表征方法对比分析

为了能够给科研工作者和业务技术人员合理使用各种东亚副热带西风急流表征方法提供科学依据,利用1960～2009年NCEP/NCAR再分析资料和中国714个基准站20时(北京时)降水观测资料,归纳总结了以往夏季东亚副热带西风急流客观定量表征方法,并以2005年6～8月为例,进行了表征方法的数值反演和性能分析,结果表明:表征位置指数的方法有轴线法、EOF分解法、区域风速差法。轴线法定义合理且有明确的物理意义,方法简单易行、意义清晰、表现直观,适用于逐日实时监测和诊断分析。EOF分解法与区域风速差法适用于气候评估和季节诊断;表征急流强度的方法有区域风速法及中心强度法,均适应于逐日实时监测与环流观测,且对华北地区及长江中下游雨量多寡有较好的指示意义,方法计算简便、意义清晰、指示性好。同时还指出,业务工作者和科研工作者实际应用时应根据需求合理选择指数或者对指数进行适当改进。