厄尔尼诺事件与中国降水及历史旱涝

本文利用中国大陆178个测站1951—1989年的月总降水量，分析厄尔尼诺事件发生当年和次年中国降水的特点及其差异。在厄尔尼诺当年，我国北方除春季降水偏多外，其余各季以少为主；南方夏季偏少，其余以多为主。与厄尔尼诺当年相比，次年多数地区降水具有相反变化趋势。这种差异在西北东部河套地区、四川盆地及青藏高原较为显著。另外，近500年来，中国历史旱涝分布与厄尔尼诺事件关系较为密切。     

1991～1995年El Ni?o事件的特征及其对中国天气气候异常的影响

利用多种资料分析了１９９１～１９９５年异常ＥｌＮｉｎｏ事件的特征及东亚环流变异和中国异常天气气候的特征。根据所采用的划分ＥｌＮｉｎｏ事件的标准和指数,９０年代初的５年里共发生了３次ＥｌＮｉｎｏ事件,即１９９１年６月～１９９２年９月、１９９３年４～１２月、１９９４年６月～１９９５年２月（简称１９９１～１９９５年３次ＥｌＮｉｎｏ事件）。这３次事件都是中部型,间隔时间短（以年尺度为主）是它们的一个显著特点。研究表明１９９１～１９９５年３次ＥｌＮｉｎｏ事件对中国天气气候的影响有许多不同的方面。其中１９９１年（ＥｌＮｉｎｏ当年）夏季和１９９２年（ＥｌＮｉｎｏ次年）夏季降水异常分布与１９５１～１９９０年间１０次ＥｌＮｉｎｏ事件的平均结果相似,但１９９３、１９９４年夏季降水与平均结果相反。这说明ＥＮＳＯ事件不是唯一决定中国夏季天气气候的强信号,还有别的气候因子影响中国夏季的天气气候异常。在东亚,夏季风的活动可能是另一个关键气候信号。通过对１９９１年和１９９４年夏季东亚大尺度环流变化和南海地区经纬向风时间演变的分析发现,两者虽都处于ＥｌＮｉｎｏ爆发的当年,但相反的环流形势造成了这两年夏季相反的降水形势。这一方面表明ＥｌＮｉ     

春季和夏季爆发型ENSO事件对夏季中国降水的影响

采用NCEP再分析资料、海温资料以及中国台站降水资料,借助统计方法,讨论了不同爆发型El Ni?o和La Ni?a事件对中国夏季(5~10月)降水分布的影响。根据定义,El Ni?o和La Ni?a事件分为两类:一类是在4~6月爆发,称为春季爆发型(分为ELSP1、ELSP2、ELSP3和LASP);一类是在7~10月爆发,称为夏季爆发型(分为ELSU和LASU)。结果显示,ELSP1型当年夏季,中国夏季降水主要呈现负距平分布,其中显著降水偏少区集中在黄河流域,在其次年夏季,降水由南往北呈现"-、+、-"异常分布,显著降水偏多区主要集中于中原地带。ELSP2型当年夏季和次年夏季,中国夏季降水基本呈现相反变化分布,即当年夏季,全国降水以偏少为主,次年夏季全国降水以偏多为主。ELSP3型当年夏季,以华南降水偏多、其余地区降水偏少为主,在其次年夏季,降水主要以长江流域和华北偏多。ELSU型当年夏季,长江以北降水偏少、西南以及华南沿海降水偏多;次年夏季,降水由南往北呈现"-、+、-、+"异常分布。LASP型当年夏季使得全国降水基本一致增多,尤其是长江流域;而在其次年夏季,除了淮河和长江下游地区降水略多异常,全国降水以基本偏少为主。LASU型当年夏季,降水呈现长江以南偏少、以北偏多的主要分布形势,在其次年夏季,除了长江中下游区域降水偏多以外,其余地区降水均偏少。降水的异常分布与Hadley环流和水汽异常分布密切相关。但LASU型所导致的环流变化对中国夏季降水预测指示意义比较弱。     

冬季东亚大槽异常与El Nino的关系

通过对东亚大槽强度与ＥＩＮｉｎｏ事件的统计分析，揭露了在多数ＥＩＮｉｎｏ（反ＥＩＮｉｎｏ）事件的前期冬季，东亚大槽强度偏弱（偏强）的事实。对１０个ＥＩＮｉｎｏ事件的合成分析亦表明，ＥＩＮｉｎｏ前冬季东亚西太平洋中高纬地区５００ｈＰａ为显著的高度正距平。谱分析进一步指出，冬季东亚大槽强度与赤道东太平洋各季ＳＳＴ有密切的关系，它们都具有显著的３－４年周期振荡，且槽强度的变化超前于ＳＳＴ约４－８个月。     

不同分型厄尔尼诺事件对新疆汛期降水的影响

基于近49 a新疆102个站点汛期降水资料,分析了东部型、中部型、混合型厄尔尼诺事件对新疆当年及次年汛期降水的影响。得出以下结论:东部型厄尔尼诺事件对新疆当年及次年汛期降水影响负距平占75%;中部型厄尔尼诺事件对新疆当年汛期的影响取决于Nino峰值大小,次年影响新疆汛期降水偏多率为100%;混合型厄尔尼诺事件对新疆当年及次年汛期降水影响偏多年份占75%。Nino峰值与相应年份汛期降水距平较为显著,且对新疆各地汛期降水影响不同。用t检验分析了三种类型厄尔尼诺对新疆汛期降水的响应关系,结果表明,新疆大部分地区汛期降水与厄尔尼诺关系显著,t检验0.01,其中东部型厄尔尼诺事件次年及混合型厄尔尼诺次年T0.001。     

厄尔尼诺事件与陕西夏季降水及历史旱涝

应用陕西41个测站1960～1990年夏季（6～8月）降水量资料，分析了厄尔尼诺事件当年与次年陕西夏季降水的特点及差异性。在厄尔尼诺事件当年，陕北夏季降水偏少，易发生干旱。而厄尔尼诺事件次年，陕北夏季降水偏多，易发生涝；陕南南部夏季降水偏少，易发生干旱。陕北夏季降水差异最显著。另外，陕西历史旱涝分布与厄尔尼诺事件关系较为密切。特别是陕西历史上的几个大旱年往往出现在厄尔尼诺事件连续发生的年份里。     

不同分布型El Niňo事件对山东次年夏季降水的影响

利用1961—2016年NOAA海表温度、NCEP/NCAR再分析资料以及山东降水资料,对比不同类型El Niňo事件次年夏季山东逐月降水异常分布和环流异常特征。结果表明:不同类型El Niňo事件对山东次年夏季各月降水影响不同,但三种分布类型事件次年6月山东降水异常均较7、8月弱,且极值分布较为集中。Niňo3型事件次年夏季山东降水以偏少为主,其中6、8月降水偏少,7月降水偏多;Niňo4型事件次年夏季山东降水以偏多为主,其中6月全省降水显著偏多,7月降水异常呈东西少、中间多的分布,8月降水异常呈东南多、西北少的分布;Niňo3.4型事件次年夏季山东降水基本呈现北多南少的异常分布,6月降水偏少,7月降水大部地区偏多,8月降水呈现东南少、西北多的异常分布。降水异常分布主要由不同类型El Niňo事件次年夏季各月500 hPa环流形势、水汽输送及其辐合等决定,而环流异常则受海温影响显著。     

ENSO事件对我国季节降水和温度的影响

对近40年来ENSO当年和次年我国季节降水和温度异常进行了合成分析和信度检验。结果表明，ENSO当年我国以少雨、低温为主，次年则相反。降水和温度异常季节变化也基本呈相反趋势。长江中下游地区显著降水异常并不发生在夏季，而在ENSO当年春、秋季和次年春季；东北地区最显著的低温也不在夏季，而在ENSO当年秋季至次年春季。根据本文结果对目前ENSO影响研究中的有关问题提出了看法。     

ENSO冷暖事件与郑州地区汛期气候异常关系

利用1951～2000年郑州站汛期气温和降水资料,分析了ENSO冷暖事件与郑州地区汛期气候异常的关系.结果发现ENSO冷暖事件对郑州地区汛期降水和气温均有较大影响,对降水异常的影响更显著.暖事件出现当年,郑州地区汛期易出现降水异常偏少,次年则易出现降水异常偏多;冷事件出现当年,郑州地区汛期降水易出现异常偏多,次年降水出现异常的几率较小.     

ENSO冷暖事件与郑州地区汛期气候异常关系

利用1951—2000年郑州站汛期气温和降水资料，分析了ENSO冷暖事件与郑州地区汛期气候异常的关系。结果发现：ENS0冷暖事件对郑州地区汛期降水和气温均有较大影响，对降水异常的影响更显著。暖事件出现当年，郑州地区汛期易出现降水异常偏少，次年则易出现降水异常偏多；冷事件出现当年，郑州地区汛期降水易出现异常偏多，次年降水出现异常的几率较小。     

山西省夏季年际气候异常研究1.山西省一致多雨或少雨型

利用美国国家环境预报中心(NCEP)再分析资料以及山西64个测站的月降水量等资料,采用EOF分解和合成分析方法研究了1960-2003年山西夏季降水的年际变化异常以及时空特征.利用EOF方法分析山西夏季降水,第一类雨型是山西省夏季一致多雨型,并给出此类异常雨型的时空分布和相应的典型年份.山西省夏季降水趋势分析表明,自1960年以来山西省夏季降水趋于减少.从500hPa位势高度场、纬向风、850hPa风场、700hPa水汽场、海温场等物理量场分析表明,山西夏季一致多雨年对应偏强的东亚夏季风,一般出现在La Nina事件(冷水事件)发生的当年和El Nino事件(暖水事件)发生的来年,中高纬度地区易出现纬向排列的 - -环流异常纬向分布型,大陆地区为一个异常槽和两个异常脊,乌拉尔山以东地区和鄂霍次克海是异常高压脊,而贝加尔湖地区是一个异常低压槽.山西省夏季一致少雨年对应偏弱的东亚夏季风,一般出现在El Nino事件(暖水事件)发生的当年和La Nina事件(冷水事件)发生的来年,与一致多雨年相反,中高纬度地区通常呈现纬向排列的- - 环流异常纬向分布型,大陆地区出现两个异常槽和一个异常脊.山西省夏季第一类雨型的发生与中高纬度地区纬向排列的环流异常分布和赤道太平洋海温异常有关系.     

ENSO事件对珠海市降水的影响

统计1960~2006年间的ENSO事件,将厄尔尼诺细分为早发型、晚发型及东部型、中部型。统计珠海市近47年的逐日降水资料,通过距平分析及显著性检验方法,研究ENSO影响期间珠海市降水的变化特征,降水异常与ENSO的关系,发现ENSO影响期间珠海市各时段降水出现了一定的异常,并且不同类型厄尔尼诺事件的影响存在差异,但并不是每种异常都与ENSO关系密切。结果表明:厄尔尼诺当年和次年及拉尼娜年珠海市年降水量明显偏多,早发型及东部型厄尔尼诺当年前汛期降水量明显偏多,早发型厄尔尼诺年当年汛期降水量显著偏多。但晚发型厄尔尼诺次年前汛期降水量却比常年明显偏少。     

厄尔尼诺次年夏季中国地区云的变化特征及其与降水的关系

基于1961—2010年中国地面台站和卫星观测等多种数据,对不同类型厄尔尼诺事件次年夏季中国地区云的变化特征和不同类型降水的变化特征进行了分析,探讨云的变化特征与总降水异常的复杂联系。结果表明:站点数据中,厄尔尼诺事件次年夏季总云量和低云量的异常与降水异常分布形势大致相同;积雨云、雨层云和层积云等低云的出现频率有所增加。云量与降水异常在全国范围内表现出显著的正相关;通过显著性检验的正相关站点,云量与降水异常的线性关系也通过了显著性检验,总云量和低云量与降水的增加比例分别接近1:3和1:1。卫星观测数据中,厄尔尼诺事件次年夏季高云量、深对流云量、光学厚度和云水路径的变化与站点降水异常基本呈正相关;黄河以南地区总降水的变化主要来源于对流降水的异常,其贡献比例高达80%。中国东部地区低云对降水具有很好的指示作用;厄尔尼诺事件次年夏季南方地区总降水的异常主要来自对流降水的变化;对流降水异常增加与深对流云的异常增多有关。厄尔尼诺事件的发生使得次年夏季中国季风区对流活动增强,对流云云量增多,云层增厚,云顶向上发展,故而对流降水增加,异常雨带形成。      

ENSO与宁夏夏季降水关系的分析

文中计算了太平洋地区各月海温距平与宁夏６、７、８月降水指数的相关,发现各月的高相关区在时间和空间上有所不同,分析了９次ＥＮＳＯ当年和次年宁夏各月降水变化的总体特征,发现宁夏夏季降水ＥＮＳＯ当年偏少,偏少程度占年偏少的６５％～７９％;ＥＮＳＯ次年偏多,偏多程度占年的５９．２％～８７．９％。对宁夏夏季降水和ＮＩＮＯ指数的谱分析发现,宁夏６月降水没有明显周期,７月降水存在１５年和３年左右的周期,８月降水只有３年周期,ＮＩＮＯ指数存在３．７５年左右的周期。对凝聚谱和位相谱值的分析结果表明,赤道东太平洋地区海温变化超前宁夏夏季降水变化１．６７年,这就为宁夏的夏季降水长期预报提供了依据。     

厄尔尼诺及海温对江西6月降水的影响

分析得知：厄尔尼诺次年6月西太平洋副高脊线偏南、西伸脊点偏西,从而造成我省6月降水偏多,易发生洪涝;上年夏季至当年春季赤道东太平洋海温偏高,则预示着6月西太平洋副高脊线偏南,西伸脊点偏西,我省6月降水偏多;反之,则6月副高偏北、偏东,我省6月降水偏少。黑潮区海温与我省6月降水为反相关。     

两次超强厄尔尼诺事件海温异常与次年中国东部夏季降水特征对比

利用NOAA逐月海表温度(SST)资料,NCEP/NCAR风场、高度场和比湿再分析资料和国家信息中心提供的753站逐日降水资料,对比分析了1997/1998年和2015/2016年两次强厄尔尼诺事件的海温异常分布特征、次年中国东部夏季降水以及环流异常特征,结果表明:1)2015/2016的厄尔尼诺事件是自1950年以来持续时间最长,强度最强的一次事件,日界线附近的海温较1997/1998年的偏高。2)1997/1998年厄尔尼诺事件次年华南西部、江南北部到长江流域、黄淮北部到华北南部以及我国东北地区降水较常年偏多。而2015/2016年厄尔尼诺事件次年降水范围和强度相对较小,强雨带主要分布在长江流域一带、黄淮地区和华北一带及河套北部。3)1997/1998年事件次年夏季西北太平洋副热带高压强盛,位置偏西,脊线偏南,向上垂直质量输送异常偏强、高低层水平风场配合以及水汽通量异常辐合偏强均有利于长江流域一带以及我国东北地区降水产生,而2015/2016年事件次年的副高相对偏弱,且脊线位置偏北、偏东,水平、垂直异常环流和水汽偏弱,因此降水范围和程度较1997/1998年的偏弱。从海温分布型和次年对我国东部夏季降水造成的影响上看,2015/2016年的超强厄尔尼诺事件有别于传统东部型事件。     

东部型和中部型厄尔尼诺事件对山东夏季降水的不同影响

利用1951—2017年NOAA月平均海面温度、NCEP/NCAR的再分析资料以及中国160站月降水观测资料,通过分类合成分析方法研究了东部型（eastern Pacific,EP）和中部型（central Pacific,CP）厄尔尼诺（El Niño）事件当年及次年对山东夏季降水年际变化的影响。结果表明,两类El Niño发生年,山东夏季降水均较常年显著偏少,但EP El Niño对山东夏季降水的影响强度和范围略弱于CP El Niño：EP El Niño发生年夏季,仅鲁西北部分地区以及胶州湾附近降水较常年显著偏少,而CP El Niño当年夏季山东全区降水较常年显著偏少。EP El Niño和CP El Niño次年对山东夏季降水异常的影响呈反位相,且影响大值区空间位置也完全相反：EP El Niño次年夏季山东东部尤其是半岛地区降水较常年异常偏少（青岛地区最为突出）,而CP El Niño次年夏季山东中部和北部尤其是西北部地区降水较常年异常偏多。EP El Niño当年和次年夏季、CP El Niño当年夏季500 hPa高度场异常分布形势不利于西北太平洋副热带高压的北上,850 hPa风场为偏北风和偏东风异常,山东水汽输送条件差,水汽无明显辐合,造成大部分地区降水偏少。CP El Niño次年夏季西北太平洋副热带高压偏强,位置偏西偏北,850 hPa显著西南风场异常,山东中西部水汽辐合明显,这些是降水偏多的重要原因。     

不同类型和强度的厄尔尼诺事件对次年华南前汛期降水的可能影响

根据气象行业标准（QT/T370-2017）对厄尔尼诺事件不同类型的划分结果以及国家气候中心最新颁布的华南前汛期业务监测标准,利用1961~2016年NCEP/NCAR日、月尺度再分析大气环流资料、海表温度资料（ERSST V4）以及华南261个国家气象观测站逐日降水资料,采用相关、合成等方法分析了不同类型、强度的厄尔尼诺事件特征以及与次年华南前汛期的关系,并探讨其海温和大气环流异常特征。结果表明,厄尔尼诺事件的类型、强度对次年华南前汛期降水的影响存在明显差异。中等及以上强度东部型厄尔尼诺事件次年,华南前汛期开汛早、结束晚,前汛期持续时间长、降水多;弱等级的东部型以及中部型厄尔尼诺事件次年则相反。在厄尔尼诺事件次年华南前汛期,中等及以上强度东部型厄尔尼诺相对弱东部型或中部型厄尔尼诺的大气环流存在明显差异。高层西风急流明显加强,中层北半球极涡加强,东亚大槽强,低层菲律宾以东存在反气旋异常环流,华南存在南北风的交汇和水汽辐合加强,有利于华南前汛期降水偏多。     

公元1500年以来El Nino事件与中国降水分布型的关系

利用我国近500年旱涝等级资料和公元1500年以来的El Nino事件的记录，用合成分析方法，讨论El Nino事件的有关年份，中国东部夏季降水的空间分析特征。对1500—1990年间101例El Nino事件所作的El Nino当年的旱涝等级合成图表明:多雨地带在东北、黄淮地区和广东沿海，而干旱少雨地带在内蒙—甘肃和长江中下游地区；这101例El Nino事件结束后的第一个非El Nino年的合成图，则表明其旱涝分布型几乎正好与El Nino当年的相反。1951—1990年间的9例El Nino事件当年     

不同分布型El Nio事件次年宁夏春季降水的差异

利用1961~2014年春季宁夏20个气象站的降水及NCEP再分析等资料,重点分析了不同分布型El Nio事件次年宁夏春季降水的差异。结果表明:由于El Nio事件在1990年代以后主要转为中部型,宁夏春季降水对El Nio的响应也发生了变化,由之前在El Nio发生次年春季降水偏多,转为次年春季降水偏少。东部型和混合型El Nio事件次年春季,500 h Pa高度距平场上欧亚中高纬地区环流分布及700 h Pa水汽输送条件,均有利于宁夏出现降水;而中部型El Nio事件次年春季,青藏高原南侧以偏西风为主,青藏高原东南侧相对湿度较低,不利于宁夏春季出现降水。