我国的降水资源及其稳定性与潜在可预报性（Ⅱ）潜在可预报性

本文探讨了年降水量气候噪声估计的方法，并利用我国分布较均匀的１６２个测站１９６０－１９９１年降水资料，讨论了年降水量的潜在可预报性，以便进一步研究月，季降水量的可预报性。结果得出；黄河以南和长江流域的广大地区，特别是四川东部和江淮地区，是我国降水量气候噪声最大的地区；华北，西北以及华南地区降水量的潜在可预报性较大黄河以南和长江流域中下游地区降水量的潜在可预报性较小。     

中国季降水量的气候噪声和潜在可预报性估计

利用中国130个测站1961—2004年的日降水量资料,使用低频白噪声延伸法和方差分析法估计了中国季降水量的气候噪声方差和潜在可预报性。结果表明：中国季降水量的气候噪声方差由南向北、由沿海向内陆逐渐减小,且有明显的季节变化,夏季最高,其次是春秋季,冬季最小,而且内陆的季节变化比东南沿海的季节变化显著。季降水量的潜在可预报性有较大的季节和区域差异,但总体来说,全国大部分地区的季降水量是潜在可预报的。以绝对误差小于均方差0.68倍作为预测正确标准,全国大部分地区季降水量的预报正确率上限为50%-60%。     

云南地区季降水量和气温的潜在可预报性分析

利用云南地区42年气候资料,使用低频白噪声延伸法和方差分析方法,估计了该地区季节降水量和季节气温的气候噪声方差和潜在可预报性。分析结果表明：（1）云南季降水量的气候噪声方差随着季节降水量的增加而增加,空间上主要是由南往北减小,夏季降水量的气候噪声方差显著大于其他季节,季气温的气候噪声方差则随着季节气温的减小而增加,空间上春、冬季由东往西减小而夏、秋季由南往北增加;冬季气温的气候噪声方差显著大于其他季节;（2）云南季降水量和季气温的潜在可预报性同样具有显著的季节变化和空间变化,云南春季的降水量和气温的潜在可预报性均显著大于其他季节,夏季降水量和气温的潜在可预报性均较其他三个季节小;春、秋季降水量潜在可预报性西部大于东部,夏季北部大于南部,冬季则是南部大于北部,云南季气温除夏季外均是西部大于东部。（3）季风和冷空气活动可能对云南地区的季降水量和气温的潜在可预报性有重要影响。     

中国月平均温度的气候噪声和潜在可预报性

利用中国74个测站1960～1991年日平均温度研究了中国月平均温度的气候噪声和潜在可预报性。气候噪声是在Yamamoto等人的思想基础上设计的方法估计的,而潜在可预报性则是用月平均温度的年际变化与自然变化（气候噪声）之比表示的。一般情况下中国月平均温度的气候噪声随纬度和高度增加而增加,并随季节变化而变化。来自西伯利亚和蒙古的变性大陆干冷气团对气候噪声有很大的影响,一般而言,海洋对气候噪声起着调节和减弱作用（除了热带海洋在春秋过渡季节外）。月平均温度的潜在可预报性有较大的季节和区域差异。但总的来说中国月平均温度在α＝0．10的统计显著性水平上是潜在可预报的。这些结果表明由于气候噪声和潜在可预报性有季节和区域的差异,所以不能要求用一个气候模式在任何时候对每一地区都得到满意的结果。要对各月的气候进行预报,需根据不同月份至少不同季节建立区域气候模式可能更有发展前景。     

澳门12月份的气候概况

１９９９年１２月是澳门回归祖国月,即将举办具有历史意义的盛大庆典。因此,从现在起,人们已经在关注澳门１２月份的气候情况了。作者从澳门地球物理暨气象台获得的１９０１～１９９８年极端气象记录和１９６１～１９９０年平均气象资料中,分析出澳门１２月份的某些基本气候概况,供筹办庆典活动参考。１　降水量和云量少,阳光不猛烈　　澳门属于南亚热带海洋性季风气候,它的主体气候应该是烈日、酷热、风大、潮湿、多雨。但１２月份却是澳门一年中气候最佳的月份。澳门的干季为１１月至翌年３月,各月平均降水量都在８０ｍｍ以下。其…     

南海近海热带气旋降水的气候特征分析

利用２８°Ｎ以南我国５０个测站３７ａ的资料对南海近海生成的热带气旋引起的年降水量和月降水量进行主要分量分析,发现年降水量在广东西南部和广西西南部最大,具有准９ａ的年际变化;月降水量在７月份范围最大、位置偏北,１０月份降水量最集中、位置偏南,９月份最分散。     

南海近海热带气旋降水的气候特征分析

利用２８°Ｎ以南我国５０个测站３７ａ的资料对南海近海生成的热带气旋引起的年降水量和月降水量进行主要分量分析,发现年降水量在广西南部和广西西南部最大,具有准９ａ的年际变化,月降水量在７月份范围最大,位置偏北,１０月份降水量最集中、位置偏南,９月份最分散。     

广西夏季降水量潜在可预报性估计

研究和评价短期气候预测方法必须了解月或季平均量的年际变率有多少是可以被预报出来的。通常认为, 总的年际变率能够被划分为主要来源于大气下边界条件持续性强迫的可预报成分和来源于“天气噪声”的不可预报成分, 这两个成分的方差之比给出潜在预报性的测度。文章用低频白噪声延伸法及日降水量独立和相关假设下的方差分析方法估计了广西夏季降水量潜在可预报的气候信号方差和天气噪声方差。结果表明:全区都存在潜在可预报信号, 在中部和东部气候信号最强, 南部最弱。以绝对误差小于均方差0.68倍作为预报正确的标准, 则预报正确率上限在自治区中部和东部约为72 %, 南部约为59 %, 北部和西部约为62 %。     

山东沿海和内陆城市旅游气候舒适度变化特征对比分析

基于青岛和济南1967—2016年的气象观测数据,采用气候统计方法和气候舒适度评价模型,对比分析沿海和内陆城市各气候要素之间及气候舒适度的差异。结果表明:(1)两市各个季节及年际平均气温均呈增温趋势,各个季节及年平均风速均呈减小趋势,年平均相对湿度均呈不明显减小趋势,四季及年日照时数均呈显著减少趋势。(2)温湿条件方面,两市感觉舒适以上的月份均为4个月;人体感觉舒适风的月份青岛为3个月,济南为4个月;穿配有衬衫或常用便服的月份青岛为4个月,济南为3个月。(3)青岛温湿指数、风效指数绝大多数月份呈明显上升趋势,穿衣指数呈明显下降趋势,综合舒适度指数6—9月呈明显下降趋势,其余月份呈明显上升趋势。济南四类指数除2—3月升降趋势显著外,其余大多数月份升降趋势不显著。(4)气候舒适期均在逐渐延长,较舒适期以上等级,青岛有8个月,济南有7个月。青岛舒适度比济南增加明显,全年气候舒适度高于济南。     

中国东部月降水量分布的统计特征

本文利用中国东部(105°E以东)110个站的30年(1953—1982用降水量资料,分析了月降水量分布的统计特征,经计算,月降水量的变差系数大多在0.5—1.0之间。大部分站点月降水量的频数分布呈较明显的正偏形式,但偏斜程度因时间、地点的不同而异。假设检验的结果表明:在统计意义下(α=0.05),各地都有一些站点的月降水记录遵从正态分布。这些站点的时空分布反映了我国东部干湿季明显的季风气候特点。各地遵从正态分布站点数较高的月份大体上与该地变差系数较小的月份相对应,而这些月份均位于各地的多雨时段。对于其它一些无法用正态分布拟合的月降水的频数分布,绝大部分可用三种偏斜分布模式较好地拟合。     

POTENTIAL PREDICTABILITY OF MONTHLY PRECIPITATION OVER CHINA*

In this paper,based on the data at 70 stations selected evenly over China for 31 years from 1961-1991.three methods to estimate climatic noise have been discussed and then the climatic noise and potential predictability of monthly precipitation(January.July.April and October)have been examined.The estimating of climatic noise is based on the method of Madden and improved methods of Trenberth and Yamamoto et al.(1985).The potential predictability is approximated by the ratio of the estimated interannual variation to the natural variation.Generally.the climatic noise of monthly precipitation over China has obvious seasonal variation and it is greater in summer than in winter,a bit greater in autumn than in spring.In most areas,the climatic noise is prominently decreasing from south to north and from coast to inland.The potential predictability of monthly precipitation also has obvious seasonal and regional difference,but the potential predictability is greater in winter than in summer in most parts of China.Whereas the comparison of spring and autumn is not obvious.Comparing with the method of Madden,the estimated values of climatic noise based on the improved methods of Trenberth and Yamamoto et al.are relatively lower.     

基于DEM的新疆克州气候要素空间分布模拟

摘要: 根据新疆克州及其周边13个气象台站1961-2010年的历史气候资料,采用基于DEM的空间插值技术对该地区年平均气温、降水量和日照时数等气候要素的空间分布进行了模拟分析。结果表明：（1）经验证,该方法对克州年平均气温等主要气候要素的空间分布模拟效果较好,精度较高;（2）新疆克州年平均气温的空间分布总体呈现“平原高,山区低”的特点;年降水量呈现“北部多,南部少;山区多,平原少”的空间分布格局;年日照时数的空间分布总体呈现“高山带多,中、低山带和山前倾斜平原少”的特征。     

我国干旱半干旱区气候变化特征及其对干湿波动的影响

气候干湿状况是表征区域气候特征的重要指标,是在全球气候变暖背景下,水循环与陆面蒸散发作用的综合结果。本文从湿润度指数入手,结合降水与潜在蒸散的时空变化,分析了我国干旱半干旱区气候特点与干湿变化特征及对土壤湿度的影响。分析发现：近50年来,我国干旱与半干旱区均呈变湿趋势。干旱区与半干旱区潜在蒸散与降水月差值在年内出现时间上存在不一致,且干旱区明显大于半干旱区;3～9月为干旱气候区潜在蒸散与降水差值大值期,3～6月半干旱区潜在蒸散明显大于降水,7月起差值明显减小。作用分析表明,在干旱区,降水对湿润度指数的影响更大,而对于半干旱区,降水与潜在蒸散作用相当。长期以来,我国整个干旱与半干旱区大部分土壤湿度在逐渐变干,尤其是农业耕作层的浅层土壤,几乎全区域一致呈现变干趋势,说明我国干旱半干旱区农牧业生产存在较大的潜在干旱风险。     

国家气候中心多模式解释应用集成预测

多模式集合和降尺度技术是提升模式预测能力的有效工具。该文对国家气候中心多模式解释应用集成预测 (MODES) 技术与业务应用现状进行了综合介绍。MODES采用欧洲中期天气预报中心、东京气候中心、美国国家环境预报中心和中国气象局国家气候中心4个气候业务季节预测模式输出场,利用EOF迭代、变形的典型相关分析、最优子集回归和高相关回归集成4种统计降尺度方法以及等权平均、经典超级集合等集成方法进行全国月及季节降水和气温预测。目前对MODES进行了夏季回报检验和约1年的实时业务应用。回报检验和业务应用表明,MODES对气温有较好的预测能力 (月预测平均PS评分为76),对降水有一定预测技巧 (月预测平均PS评分为68),具有短期气候预测业务应用价值。     

中国干旱气候分区及其降水量变化特征

利用中国614个气象台站1974～2006年历年月平均降水资料,计算各站的降水量距平百分率及其干旱等级序列,采用REOF等方法,对干旱等级序列进行气候分区,并分析各区域50a左右干旱等级的时间演变特征。结果表明：全国降水量具有显著的年代际变化特征,尤其西北地区年代际变化十分突出,其中新疆西部地区在21世纪以来降水量的增加非常明显,增加的程度也是近33a中最强的。根据干旱等级序列的旋转载荷向量将中国划分为11个区域,它们各自具有不同的旱涝特征。干旱等级序列和代表站资料反映出近50a东北、华北及河套地区的干旱明显加重,而西北大部分地区降水量有显著的增加。     

中国西部降水资源的稳定性研究

选用中国西部（110°E以西）132个测站、1958—1989年历年各月总降水量资料，通过有关统计量的计算，分析了月总降水量的时空分布及稳定性特征。分析表明，月降水量在东南多、西北少（新疆北多南少），降水量多的地区和季节，降水稳定，干旱区及干季降水少而不稳。     

热带印度洋偶极子与中国夏季年际气候异常关系的年代际变化

利用中国站点观测逐月降水和月平均气温资料以及NCEP/NCAR再分析资料,揭示了热带印度洋偶极子(IOD)与中国夏季气候异常关系的年代际变化.结果表明:IOD与中国夏季年际气候异常的关系既有稳定的一面,又存在着年代际变化.较为稳定的关系表现为:IOD与同年夏季长江黄河之间的降水变化存在显著负相关,与四川气温变化存在显著正相关;IOD与次年夏季四川降水存在显著正相关.伴随发生在20世纪70年代末的大尺度环流年代际转型,IOD与中国气候年际异常的联系亦发生变化:IOD正位相年的同年夏季降水异常型,由中国大部分地区偏少变为长江以南(北)偏多(少),气温由西南地区东部偏暖变为长江以南(北)偏冷(暖);次年夏季降水由全国大部分地区偏多变为长江以南(北)偏少(多),气温由全国大部分地区相关不显著变为黄河以南大部分地区显著偏暖.在IOD负位相年,中国夏季气候异常的特征与IOD正位相年相反.在20世纪70年代末的大尺度年代际气候转犁前后,与IOD相关的东亚大气环流异常特征明显不同.在IOD发展阶段,在70年代末以前,印度夏季风和南海季风偏强,副热带高压势力偏弱,导致中国华南大部分地区降水偏少,华北西部以及内蒙古中部等地降水偏多;70年代末以后,东亚大陆中纬度为弱的东风距平,导致新疆北部降水偏少,气温偏高,华南降水偏多.在IOD次年夏季,70年代末以前,华南、河套以及四川等地盛行偏南气流,降水偏多;70年代末以后,南亚高压和西太平洋副高偏西偏强,华南、江南降水偏少.     

我国地闪活动和降水关系的区域差异

利用我国部分地区2005年的地闪定位资料和气象台站雨量观测资料,由南向北选取我国四个不同气候带区域(区域1～4),分析了这些区域的地闪活动与降水的相关关系。结果表明,由南向北及气候特征由潮湿趋于干旱的区域的地闪活动和降水相关性增强。闪电活动与有闪电降水(即对应闪电的降水)日变化的线性相关系数在由南向北的区域分别为0.56、0.46、0.56、0.80,旬变化的线性相关系数分别为0.73、0.86、0.89、0.92,月变化的线性相关系数分别为0.74、0.88、0.965、0.99;较干旱的区域3和区域4的地闪活动与所有降水的时间序列有较强的相关性,其线性相关系数日变化分别为0.31、0.41,旬变化分别为0.84,0.52,月变化分别为0.93、0.80;地闪与降水的空间线性关系相对复杂,但也表现出由南向北和气候趋于干旱对应关系增强的特征,区域4的闪电和降水相关性达到0.54。分析区域中较干旱地区的雷暴活动产生机制(主要受热力抬升作用)相比潮湿地区(既受热力抬升作用,又受大尺度系统相互作用)更为单一,这可能是干旱地区的闪电活动与降水有较好相关的重要原因。     

中国东部的降水区划及备区旱涝变化的特征

为了研究我国旱涝发生的规律、成因和预测，事先掌握降水的气候型区和各区降水变化的气候特征是十分必要的。本文利用１９５１—１９８６年中国东部１４０个站的月降水资料，分析了下半年降水相对系数、月际和年际标准差等参量时空变化的特征，并综合应用逐级归并法和成批调整法，对中国东部地区进行了降水气候区的划分。在此基础上，进一步探讨了各区旱涝的频数和长期变化的趋势。     

气候变化背景下陆地季风与非季风区极端降水特征对比

利用月平均地表气候要素数据集(CRU TS 4.02)的逐月降水和逐月日平均气温资料,采用线性趋势分析、滑动平均和相关分析等方法,研究了1901-2017年气候变化背景下全球陆地季风区与非季风区的极端降水特征。结果表明:我国所处的亚洲季风区的极端降水频率分布较为稳定,仅在变暖减缓时段出现大范围小值区;非季风区在急剧加速变暖时段极端降水频率分布呈现两极化,大范围的小值区与大值区共存,而季风区不易出现这种情况。季风与非季风区极端降水频率均值变化基本趋于一致,只在加速变暖时段有所不同。季风与非季风极端降水频率小值区格点数占比变化趋于一致,仅在两个加速变暖时段有所区别,而对于大值区,除去1921-1949年和1950-1972年,季风区大值区格点数占比均低于非季风区。季风与非季风区极端降水量的分布形式受气候变化影响相对较小,但无论处于哪个冷暖时段,季风区的极端降水量均远远高于非季风区。非季风区的极端降水频率与气温的相关性要好于季风区,叠加温度趋势变化时,中高纬度大部分地区呈正相关的关系,去趋势后,相关性减弱。