亚洲-太平洋涛动与中国南方地区1月降水异常的关系

利用NCEP、ERA-40再分析资料和中国160个观测站逐月降水资料,分析了同期和前期亚洲-太平洋涛动(APO)与中国南方地区冬季1月降水异常的关系,并讨论了相应的联系机制.研究发现,1月亚洲-太平洋涛动指数能够很好地反映同期中国南方地区降水异常.亚洲-太平洋涛动的异常变化可能影响对流层低层位势高度场,进而通过影响亚洲中、低纬度地区的对流层低层风场与中国南方地区降水紧密联系.当亚洲-太平洋涛动指数偏低(高)时,对应在东亚南部及其邻近海域对流层低层位势高度偏高(低),东太平洋位势高度偏低(高).相应地,南海以及华南沿海地区为异常西南(东北)风控制,且该异常风向北逐渐减弱,进而在中国南方地区辐合(辐散),这既有(不)利于暖湿气流向中国南方地区输送,同时也造成了该地区的水汽辐合(辐散),从而导致降水偏多(少).亚洲-太平洋涛动具有很好的持续性,上一年10月亚洲-太平洋涛动异常可一直持续至当年1月,表现出连续的显着相关特征.因此,其与中国南方地区1月降水异常也具有显着联系,可以作为指示1月中国南方地区降水多寡的一个前兆因子.     

赤道东太平洋海温、南方涛动和我国东部降水的谱分析

本文主要采用波谱分析方法对1957年1月至1977年12月赤道东太平洋海温(180°—90°W、5°N—10°S)、南方涛动指数和我国东部降水作了分析。通过功率谱的计算得到如下结果:(1)赤道东太平洋海温变化存在3.4年的振动周期。(2)南方涛动指数的变化存在3.4年和1年的振动周期。(3)我国华北、长江中、下游和华南地区降水分别存在1、2.3和3.4年的周期。利用交叉谱计算位相差,表现出海温与南方涛动在3.4年周期上近乎反向变化,海温的变化落后于南方涛动。南方涛动在3.4年周期上超前华南降水。华北降水在周期为1年的振动上落后于南方涛动。本文还对赤道东太平洋海温和南方涛动的年际变化作了简单分析。     

强La Nia背景下的东亚夏季风异常与1989年和1999年中国夏季降水的对比分析

选取两个强La Nia年(1989年和1999年),对比分析了强La Nia背景下的东亚夏季风异常和中国夏季降水分布。结果表明,受南极海冰分布异常的影响,这两年6~7月间南极涛动呈现不同的位相,进而改变了南方涛动的位相。1989年,南极涛动为正时,南方涛动为正,马斯克林高压(简称马高)偏强,澳大利亚高压(简称澳高)偏弱。与1989年相反,1999年南极涛动和南方涛动均为负位相,马高偏弱,澳高偏强,这与一般La Nia年的情况正好相反。与马高和澳高强度变化相对应,西太平洋副热带高压在1989年偏西、1999年偏东,并影响到6~7月间中国降水的分布。8月副高北抬后,南半球环流变化的影响减弱,东亚夏季风环流主要受热带环流和中高纬度环流的影响。1989年8月,受中高纬度冷平流的影响,副高偏弱,长江流域降水偏多。1999年8月,由于热带西风异常偏强,副高偏强,长江以南降水偏多。本文的研究结果表明,即使在两个相似的强La Nia事件影响下,由于其他因子对La Nia信号的调制作用,中国夏季降水仍呈现不同的分布,1989年为中间型,而1999年为南方型,这与一般La Nia年雨带偏北正好相反。最后,对中国夏季降水的季度预测提出了一些建议。     

强La Niña背景下的东亚夏季风异常与1989年和1999年中国夏季降水的对比分析

选取两个强La Niña年 (1989年和1999年), 对比分析了强La Niña背景下的东亚夏季风异常和中国夏季降水分布。结果表明, 受南极海冰分布异常的影响, 这两年6～7月间南极涛动呈现不同的位相, 进而改变了南方涛动的位相。1989年, 南极涛动为正时, 南方涛动为正, 马斯克林高压 (简称马高) 偏强, 澳大利亚高压 (简称澳高) 偏弱。与1989年相反, 1999年南极涛动和南方涛动均为负位相, 马高偏弱, 澳高偏强, 这与一般La Niña年的情况正好相反。与马高和澳高强度变化相对应, 西太平洋副热带高压在1989年偏西、 1999年偏东, 并影响到6～7月间中国降水的分布。8月副高北抬后, 南半球环流变化的影响减弱, 东亚夏季风环流主要受热带环流和中高纬度环流的影响。1989年8月, 受中高纬度冷平流的影响, 副高偏弱, 长江流域降水偏多。1999年8月, 由于热带西风异常偏强, 副高偏强, 长江以南降水偏多。本文的研究结果表明, 即使在两个相似的强La Niña事件影响下, 由于其他因子对La Niña信号的调制作用, 中国夏季降水仍呈现不同的分布, 1989年为中间型, 而1999年为南方型, 这与一般La Niña年雨带偏北正好相反。最后, 对中国夏季降水的季度预测提出了一些建议。     

强La Ni(n)a背景下的东亚夏季风异常与1989年和1999年中国夏季降水的对比分析

选取两个强La Ni(n)a年 (1989年和1999年), 对比分析了强La Ni(n)a背景下的东亚夏季风异常和中国夏季降水分布.结果表明, 受南极海冰分布异常的影响, 这两年6～7月间南极涛动呈现不同的位相, 进而改变了南方涛动的位相.1989年, 南极涛动为正时, 南方涛动为正, 马斯克林高压 (简称马高) 偏强, 澳大利亚高压 (简称澳高) 偏弱.与1989年相反, 1999年南极涛动和南方涛动均为负位相, 马高偏弱, 澳高偏强, 这与一般La NiNi(n)a年的情况正好相反.与马高和澳高强度变化相对应, 西太平洋副热带高压在1989年偏西、 1999年偏东, 并影响到6～7月间中国降水的分布.8月副高北抬后, 南半球环流变化的影响减弱, 东亚夏季风环流主要受热带环流和中高纬度环流的影响.1989年8月, 受中高纬度冷平流的影响, 副高偏弱, 长江流域降水偏多.1999年8月, 由于热带西风异常偏强, 副高偏强, 长江以南降水偏多.本文的研究结果表明, 即使在两个相似的强La NiNi(n)a事件影响下, 由于其他因子对La NiNi(n)a信号的调制作用, 中国夏季降水仍呈现不同的分布, 1989年为中间型, 而1999年为南方型, 这与一般La NiNi(n)a年雨带偏北正好相反.最后, 对中国夏季降水的季度预测提出了一些建议.     

南方涛动年际变化与夏季亚澳季风环流及海洋性大陆区域气候异常的联系

利用美国NOAA卫星观测的SOI(Southern Oscillation Index,南方涛动指数)资料以及NCEP/NCAR、CMAP月平均资料,采用相关分析等方法,研究了南方涛动年际变化与夏季亚澳季风环流及海洋性大陆区域气候异常的联系。结果表明:南方涛动具有显著的年际变化特征,这种年际变化对夏季亚澳季风区及海洋性大陆区域的环流、降水及温度异常有重要影响。当SOI正位相时,赤道以南的澳大利亚东部地区以及西北太平洋海域高层为气旋,低层为反气旋,赤道地区的东部太平洋低层为辐散中心,高层为辐合中心,有利于下沉运动维持;加里曼丹岛附近低层辐合,高层辐散,有利于上升运动维持;海洋性大陆地区降水为显著的正异常,东亚地区降水存在较弱的正异常;海洋性大陆地区以及我国青藏高原到东海一带温度为正异常,孟加拉湾及印度半岛区域温度为负异常。     

西太平洋海温和南方涛动与中国冬季气候异常关系年代际变化的对比分析

利用NCEP/NCAR再分析资料和全球海温海冰GISST2.3b资料、英国CRU提供的南方涛动指数以及中国160站月平均降水和气温资料, 分析了冬季西太平洋海温和南方涛动与中国冬季气候异常关系年代际变化特征。结果表明:最近50年, 西太平洋海温指数 (WPI) 与南方涛动指数 (SOI) 之间相关关系的年代际变化在冬季很明显。当WPI-SOI相关关系不显著时, 在西太平洋赤道北侧的对流层低层存在高 (低) 海温-反气旋 (气旋) 异常环流系统, 不利于维持ENSO与西太平洋海温变化间的紧密联系; 与此相对应, 冬季整个对流层环流呈相当正压结构。在WPI-SOI相关显著 (不显著) 时段, 冬季中国降水、气温与西太平洋海温之间的相关较弱 (较强)。     

MJO和AO持续异常对云南干旱的影响研究

热带季节内振荡和北极涛动的持续异常会对全球大气环流产生影响,同样会对东亚地区的旱涝造成影响。本文针对云南及周边地区近年来频繁出现的极端干旱事件进行了分析。发现当热带大气季节内振荡（MJO）和北极涛动（AO）两者持续异常时,会对云南的降水产生影响。2009/2010秋、冬、春3季连旱就是由MJO和AO出现极端异常（MJO...     

黄河中游降水与太平洋海温、南方涛动的关联

本文采用经验正交函数(EOF)展开和波谱分析方法,讨论1957年1月至1977年12月黄河中游降水分布特征及其演变周期,并讨论了它们分别与亦道西、东太平洋、北太平洋海域海温及南方涛动指数关系。计算结果表明,黄河中游降水的年际变化异常型主要为榆社一带以及西峰镇以南以西地区降水偏多(偏少),其余四周降水偏少(偏多)。这种异常型具有20.7个月(准两年)及12.4个月(准一年)显著周期。该月降水同上述有关洋面上月海温及南方涛动指数有较强的关联,在20.7个月周期上它们关联尤为明显。     

2022年秋季我国气候异常特征及成因分析北大核心CSCD

2022年秋季,全国气候总体呈现暖干的特征,其中南方大部出现持续高温干旱。秋季平均气温为1961年以来历史同期最高。秋季降水季节内变率大,9月全国大部降水偏少,10月降水总体呈现南北少、中间多,11月我国中东部大部降水偏多而西部大部降水偏少。9—10月环流异常特征显示我国南方上空为偏北风距平,来自南海和西北太平洋的水汽输送条件极差,西北太平洋副热带高压偏强偏西,我国南方受下沉运动控制,有利于大部地区降水偏少、气温偏高,出现持续干旱。海温外强迫影响分析显示,2022年秋季印度-太平洋暖池异常偏暖,热带太平洋中东部偏冷,赤道印度洋西部偏冷,对应赤道印度洋上空纬向季风环流和太平洋上空Walker环流之间为显著的耦合特征。热带印度洋偶极子(TIOD)显著影响区域为江南西部和西南地区东南部,厄尔尼诺-南方涛动显著影响区域是江南大部和华南北部。即2022年秋季我国南方降水异常偏少受到TIOD负位相和拉尼娜状态的协同影响。     

Mechanisms of monsoon-Southern Oscillation coupling: insights from GCM experiments

 The relative roles of internal atmospheric dynamics, land surface evaporation and sea surface temperature (SST) forcings on the coupling between the Asian monsoon (AM) and the Southern Oscillation (SO) are investigated in a series of GCM experiments. Results confirm previous studies indicating that the characteristic large-scale pattern of the SO is due primarily to SST anomaly (SSTA) forcing. The AM circulation anomalies are coupled to the SO via a characteristic upper level circulation couplet over the equatorial central Pacific. This couplet acts as a radiating node for teleconnection signals originating from the AM region to the extratropics. Generally, a weak AM is associated with warm SST over the eastern equatorial Pacific, concomitant with the negative phase of the SO, i.e., low (high) surface pressure over Tahiti (Darwin). The reverse holds for strong AM. Two wavetrains associated with the AM fluctuation have been identified: one arcing over northeastern Asia via the Aleutians to North American, and another emanating from northwestern Europe, via Siberia to northern India. Internal dynamics appear to underpin the origin of these wavetrains, which are strongly tempered by SSTA forcing and to a lesser degree by interactive land processes. Regionally, land-atmosphere interaction seems to have the strongest impact over East Asia/Indochina and the adjacent oceanic region of the South China Sea. Here, land-atmosphere interaction is responsible for the enhancement of a subseasonal scale see-saw oscillation in precipitation between land and the adjacent oceans. A local land-atmosphere feedback mechanism involving strong coupling between the hydrologic and energy cycles is identified. It is suggested that the interaction among precipitation, moisture convergence and land surface turbulent heat fluxes and radiation processes play key roles in determining the fast (subseasonal and shorter scales) response of the AM. On these time scales, the occurrences of cool/wet and hot/dry states associated with the precipitation seesaw appear to be chaotic. However, the preferred occurrence of a given state and the abrupt transition between states are dependent on the large-scale circulation and radiation forcings induced by the SO. One of the more provocative findings here is that effects of land-atmosphere interaction do not seem to alter the basic planetary scale features of the AM-SO system. As a result, the interannual variability of the coupled AM-SO is relatively small in the absence of anomalous SST forcing. Yet, the local effect of land-atmosphere interaction on AM is quite pronounced and dependent upon the large-scale forcings related to SO. Received: 18 November 1997 / Accepted: 07 April 1998     

基于遥感数据的江苏省水稻收获期时空分析研究

本研究基于2001—2020年中分辨率成像光谱仪遥感产品,使用谐波分析重建完整作物生长过程植被指数变化曲线,对江苏省范围内水稻种植区域的收获期进行提取。同时利用Sen趋势分析与相关分析方法,研究水稻收获期时空动态变化趋势与影响因子。结果表明:利用谐波分析方法能够较好地重建作物生长期生理参数变化曲线,滤波值与原始值线性相关系数达到0.8;水稻收获期分布在9月中旬到12月上旬之间,2010年之后,10月中下旬之后占比增加,达到50%以上;部分地区水稻收获期呈现延迟趋势,南京北部、扬州、盐城北部地区为3 d·a^-1及以上,泰州、南通等地区保持稳定,趋势绝对值低于1 d·a^-1;9—11月降水日数与降水量均对水稻收获期有影响,10月降水量与收获期存在负相关,10、11月降水日数与收获期存在正相关。本研究的基于遥感的水稻收获期提取方法为大范围的水稻农业物候信息提取提供参考。     

1957—2007年雅鲁藏布江中游河谷降水变化的小波分析

通过对近51 a雅鲁藏布江中游河谷地区4个气象站逐日降水资料进行等权平均取值,采用气候倾向率和小波分析法,研究了不同时间尺度下近51 a降水变化趋势及周期特征。结果表明:研究区降水量以20世纪80年代为最少,2000年后年降水量与20世纪90年代和60年代基本持平。夏季和秋季降水量年代际变化与年降水量的变化基本一致。近51 a降水量增加趋势不显著。年降水量存在准3 a、8—11 a和30 a的周期,以准11 a周期最为突出。降水量变化以春季增长趋势最显著,可在干旱季补充土壤水分,减轻风沙化土地的发生发展。秋季和冬季增长趋势不明显,夏季降水量呈减小趋势。就季节降水变化的时间尺度和周期性而言,2007年后四季降水表现为,春季在20—30 a时间尺度上将处于偏高期,夏季在8—12 a时间尺度上将处于偏低期,秋季在8—12 a时间尺度上将处于偏低期,冬季在20—30 a时间尺度上将出现向降水偏高的过渡期。     

中国和日本降水化学特性的分析比较

本文对中国33个站、日本29个站及美国9个站的降水化学资料进行了分析比较.结果表明,中、日、美三国的降水化学特性有很大不同.三国都有酸雨,但以美国的pH平均值最低.雨水中离子总浓度以中国为最高,其中SO_4~=,NH_4~+和Ca~(++)的浓度特别高.日本雨水中Cl~-和Na~+的浓度很高.NO_3~-在美国雨水中最高.从雨水中离子结构组成和几种重要参量的比值分析表明,中国雨水中的离子浓度受陆地源影响很大,而影响日本雨水中离子浓度最大因素是海洋.在美国以工业交通污染的影响相对最大.文中还对中、日两国不同地区的降水化学特性进行了分析和讨论.     

An analysis of precipitation climatology in Jordan

Summary ?One of the most important features in analysing the climatology of any region is to study the precipitation and its periodicity of different harmonics in order to study the behavior of the observed data. In this study the amplitude of frequencies, phase angle and basic statistical parameters are calculated in order to depict spatial characteristics of precipitation over Jordan. Precipitation records of 17 stations were chosen according to climatic regions of Jordan. The first and second harmonic analyses explain more than 90% of the precipitation variation in Jordan effectively. The amplitudes of the first and second harmonic were calculated in order to describe the climatic regions in the country. The maximum amplitudes were found in the northern mountainous region. The phase angle representing the time of maximum rainfall is also used in the form of a contour chart. It is found that Jordan has its main rainfall season in winter with maximum around January. The coefficient of variation shows the high variability of rainfall of the country. Received February 4, 2002; revised August 1, 2002; accepted August 6, 2002     

青海春季降水的气候变化特征及其对春旱的影响

利用青海省1961--2003年38个气象台站春季降水资料，采用线性趋势分析和小波变换分析方法分析了青海高原春季降水的变化趋势和时一频特征。结果表明：近43年来，青海高原大部分地区春季降水量的总趋势是增加的，增加幅度最大的地区是青海高原南部地区；对于10年及以上相对较大的时间尺度，青海高原农业区春季降水干、湿交替的特征非常明显，经历了6个干、湿交替的阶段。在1961--1962年、1980--1982年、1994--1996年、1999--2000年4个阶段中几乎在所有周期上均表现为负位相，不同周期的振荡同位相叠加，从而形成了春季强的干旱阶段。     

Intra- to multi-decadal terrestrial precipitation regimes at the end of the 20th century

Intra- to multi-decadal (IMD) variation in terrestrial precipitation during 1901–98 was evaluated here by sampling annual precipitation rankings over 6–30 year moving time windows and converting those rankings to Mann-Whitney U statistics. Those U statistics were then used to identify the most significant concentrations of wet and dry years relative to a null hypothesis that assumes stationary climate variability. This time series analysis approach served as the basis of a climate survey method used to identify IMD precipitation regimes over continental areas, and was also used to evaluate IMD variation in time series of annual precipitation spatially averaged over those areas. These methods showed a highly significant incidence of wet years over North America during 1972–98, with 8 of the 10 wettest years of 1901–98 occurring during that 27-year period. A comparably significant incidence of late century wetness was also found over a northern Europe grid region, with 7 of the 10 wettest years occurring during 1978–98. Although significant wet and dry regimes were also found over other land areas in the last decades of the 20th century, the late century North American and northern European wet periods stood out as the most statistically significant found here during 1901–98. It is suggested that these recent wet periods are actually terrestrial evidence of a single multi-decadal precipitation mode extending across the North Atlantic, and the most observable evidence of an even broader pattern of recent North Atlantic climate change.     

1979~2015年青藏高原低涡降水特征分析

为了研究青藏高原低涡降水长期特征,利用1979~2015年高原低涡数据集、依照高原低涡降水范围,匹配高原各站逐日降水信息,对高原低涡降水特征进行统计分析。结果表明,青藏高原低涡降水量呈上升趋势,大值中心位于西藏那曲地区,呈向东南凸出递减分布,并以夏季低涡降水为主,全年和夏季高原低涡降水量与总降水量均存在明显的正相关关系。安多站高原低涡降水呈下降趋势,但对年降水的平均贡献率高达三成;那曲站与托托河站高原低涡降水在总体上却呈上升趋势,递增率分别为0.2 mm/a和0.7 mm/a,其中那曲低涡频数与低涡降水强度的正相关系数达0.66,而托托河低涡降水占总降水的百分比却呈下降趋势。高原低涡日降水量等级主要以小雨为主,但中雨却是低涡降水量的主要贡献者。趋势分析发现高原低涡降水递增中心位于青海北部,递增率达到0.9 mm/a,次中心在西藏西南部雅鲁藏布江沿线地区;同时,高原低涡引发小雨降水基本呈全区一致增加趋势,中心位于西藏东北部和青海西南部地区;中雨降水上升趋势主要集中在西藏西南部、青海地区以及四川西部,其中青海南部存在较为明显上升中心区,下降趋势主要分布在西藏北部和东部。     

福建伏旱期旱涝环流特征及其预测探讨

本文取1960～2000年全省25个代表站7月降水资料和北半球500hPa高度场资料、以及500hPa面上的极涡、中纬度环流、青藏高原高度场(即高原地区等压面高度场)、副热带高压等74个环流指数为素材；首先标定伏旱期降水的异常指数和严重旱涝年例，其次分析严重旱涝年例的500hPa环流背景，最后揭示预测概念模型，得出秋冬季北半球副热带高压，欧亚经向环流和青藏高原高度场的变化是预测福建伏旱期降水的强信号因子。     

A quantitative assessment of changes in seasonal potential predictability for the twentieth century

Changes over the twentieth century in seasonal mean potential predictability (PP) of global precipitation, 200 hPa height and land surface temperature are examined by using 100-member ensemble. The ensemble simulations have been conducted by using an intermediate complexity atmospheric general circulation model of the International Center for Theoretical Physics, Italy. Using the Hadley Centre sea surface temperature (SST) dataset on a 1° grid, two 31 year periods of 1920–1950 and 1970–2000 are separated to distinguish the periods of low and high SST variability, respectively. The standard deviation values averaged for the (“Niño-3.4”; 5°S–5°N, 170°W–120°W) region are 0.71 and 1.15 °C, for the periods of low and high SST variability, respectively, with a percentage change of 62 % during December–January–February (DJF). The leading eigenvector and the associated principal component time series, also indicate that the amplitude of SST variations have positive trend since 1920s to recent years, particularly over the El Niño Southern Oscillation (ENSO) region. Our hypothesis states that the increase in SST variability has increased the PP for precipitation, 200 hPa height and land surface temperature during the DJF. The analysis of signal and noise shows that the signal-to-noise (S/N) ratio is much increased over most of the globe, particularly over the tropics and subtropics for DJF precipitation. This occurs because of a larger increase in the signal and at the same time a reduction in the noise, over most of the tropical areas. For 200 hPa height, the S/N ratio over the Pacific North American (PNA) region is increasing more than that for the other extratropical regions, because of a larger percentage increase in the signal and only a small increase in noise. It is also found that the increase in seasonal mean transient signal over the PNA region is 50 %, while increase in the noise is only 12 %, during the high SST variability period, which indicates that the increase in signal is more than the noise. For DJF land surface temperature, the perfect model notion is utilized to confirm the changes in PP during the low and high SST variability periods. The correlation between the perfect model and the other members clearly reveal that the seasonal mean PP changed. In particular, the PP for the 31 years period of 1970–2000 is higher than that for the 31 years period of 1920–1950. The land surface temperature PP is increased in northern and southern Africa, central Europe, southern South America, eastern United States and over Canada. The increase of the signal and hence the seasonal mean PP is coincides with an increase in tropical Pacific SST variability, particularly in the ENSO region.