2017年汛期气候预测先兆信号的综合分析

2017年夏季（2017年6—8月）,全国平均降水量348.6 mm,较常年同期（322.6 mm）偏多8.1%,呈现南、北两条多雨带。东亚夏季风偏弱,西太平洋副热带高压显著偏强,脊线位置偏南;欧亚中高纬呈现“两槽一脊”环流型,贝加尔湖地区为正距平控制。赤道中东太平洋海温从前冬冷水向春、夏季暖水发展,20世纪80年代以来容易出现南方多雨的Ⅳ类雨型,夏季贝加尔湖阻塞高压发展。2017年赤道中东太平洋海温从前冬冷水向春、夏季暖水发展,春季北大西洋三极子正位相和2016年欧亚积雪从秋到冬的减少,均有利于夏季贝加尔湖阻塞高压发展,这是夏季主要多雨带位于长江以南的重要前兆信号。     

2017年汛期气候预测先兆信号的综合分析

2017年夏季(2017年6—8月),全国平均降水量348.6mm,较常年同期(322.6mm)偏多8.1%,呈现南、北两条多雨带。东亚夏季风偏弱,西太平洋副热带高压显著偏强,脊线位置偏南;欧亚中高纬呈现"两槽一脊"环流型,贝加尔湖地区为正距平控制。赤道中东太平洋海温从前冬冷水向春、夏季暖水发展,20世纪80年代以来容易出现南方多雨的Ⅳ类雨型,夏季贝加尔湖阻塞高压发展。2017年赤道中东太平洋海温从前冬冷水向春、夏季暖水发展,春季北大西洋三极子正位相和2016年欧亚积雪从秋到冬的减少,均有利于夏季贝加尔湖阻塞高压发展,这是夏季主要多雨带位于长江以南的重要前兆信号。     

影响陕西夏季降水主要因子及增量预测方法

应用1959—2008年夏季（6—8月）NCEP/NCAR月平均500 hPa高度场、海表温度再分析资料及ERA-40气候指数、国家气候中心74项环流特征量等资料,经普查得到6个影响陕西夏季降水的主要因子,分别是西太平洋副热带高压强度指数、赤道平流层准两年振荡指数、低层越赤道气流指数、大气角动量指数、赤道太平洋海温、赤道500 hPa高度。将这些主要因子的年际增量、距平与陕西夏季降水的相关性及其所建立的预测模型进行对比分析,结果表明:因子年际增量具有明显的信号放大作用,增量因子的相关系数平均比距平相关系数高0.1左右;主要因子和夏季降水存在各自的长周期变化,造成其相关性不稳定,经过增量变换后,可以有效滤掉长周期变化,提高因子质量和预测模型的稳定性。前一年秋季赤道中东太平洋海温增量分布与陕西夏季降水相关密切,当该区域出现正增量分布时,当年夏季（6—8月）700 hPa西太平洋副热带高压位置偏北、偏西,形成陕西夏季多雨的环流形势;反之,当该区域出现负增量分布时,当年夏季700 hPa副热带高压位置异常偏东,形成陕西干旱少雨的环流形势。     

2001年北半球大气环流特征及其对中国气候异常的影响

2001年受前期赤道东太平洋海温长期冷水位相的影响，北半球大气环流的主要特征表现为：500hPa西太平洋副热带高压冬春季偏强，夏季秋偏弱；欧亚地区夏季500hPa位势高度距平场上中高纬从西到东呈现为“－＋－”分布形式，贝加尔湖地区为正距平中心；东亚冬、夏季风偏弱；7月赤道辐合带异常偏强、偏北等。在上述大气环流的影响下，我国的天气气候发生了异常。     

2017年夏季北半球大气环流特征及对我国天气气候的影响

2017年夏季（6—8月）,全国平均降水量348.6 mm,较常年同期（322.6 mm）偏多8.1%,呈现南、北两条多雨带。全国平均气温21.7℃,较常年同期（20.9℃）偏高0.8℃,为1961年以来第二高。东亚夏季风偏弱,西太平洋副热带高压显著偏强,脊线位置偏南,菲律宾附近对流层低层为反气旋环流控制;欧亚中高纬呈现“两槽一脊”环流型,乌拉尔山地区高度场为负距平,高压脊偏弱,贝加尔湖地区为正距平控制,日本附近高度场为负距平。低纬度和中高纬度的环流配置有利于冷暖气流在我国长江以南交汇,水汽通量辐合偏强,主要多雨带位于我国长江以南地区,降水显著偏多。西太平洋副热带高压的年代际增强和赤道中东太平洋由冷水向暖水发展是多雨带偏南的重要原因。     

河南省2002年夏季高温少雨成因

从副高特征量和500 hPa高度场以及高度距平场角度,分析了2002年夏季河南省气候特征,并分析了海温、太阳黑子等特征量对夏季降水的影响.结果表明2002年夏季副热带高压偏南,北方冷空气活动偏弱,大陆暖高压强盛发展并维持,是造成河南省夏季高温少雨的直接原因;赤道中、东太平洋维持弱的暖事件和太阳活动异常以及天文背景的影响,是造成2002年河南省夏季高温少雨的间接原因.     

2009年中国东北夏季低温及其与前期海气系统变化的联系

依据中国东北地区拥有百年地面观测记录的长春和哈尔滨测站气温资料、NCEP/NCAR再分析资料和英国哈得来中心海表温度资料,揭示2009年东北地区发生的迄今已有15年没有出现的夏季低温事件成因.结果表明:发生东北夏季低温时的水平和垂直环流结构均为低值系统,东北冷涡异常活动是其最直接的影响因子;有利的年代际变化背景是,哈尔滨和长春6-8月平均气温年代际尺度(≥9 a)的振荡值1999-2008年约-O.8℃/10 a,显著低于全球变暖东北区域响应的线性增暖值0.2℃/10 a(1961-2000年),与长春和哈尔滨夏季气温呈正相关的前一年冬季太平洋极涡面积指数年代际振荡亦呈显著下降趋势.与1994-2008年东北夏季高温的500 hPa平均环流距平场显著不同,北极涛动呈强的负位相分布,东北亚、阿留申和北大西洋上空为显著负距平区;2009年前一年冬季与明显低温的1972年的前一年冬季北太平洋涛动均呈显著的负位相,春季仍持续,且2009年前一年冬季赤道中东太平洋SSTA为拉尼娜位相,2009年春季明显减弱;2009年6-7月夏季东北冷涡活动异常强与4-5月500 hPa北太平洋地区超长波扰动转为定常波扰动槽有关;SVD和谐波分析表明,北太平洋涛动的异常位相不仅是东北夏季气温变化的重要前期信号,还是大气中除了天气尺度的混沌分量外可提取的一种行星尺度稳定分量.     

河南省2002年夏季高温少雨成因

从副高特征量和500hPa高度场以及高度距平场角度，分析了2002年夏季河南省气候特征，并分析了海温、太阳黑子等特征量对夏季降水的影响。结果表明：2002年夏季副热带高压偏南，北方冷空气活动偏弱，大陆暖高压强盛发展并维持，是造成河南省夏季高温少雨的直接原因；赤道中、东太平洋维持弱的暖事件和太阳活动异常以及天文背景的影响，是造成2002年河南省夏季高温少雨的间接原因。     

江西2003年夏季罕见高温气候诊断分析

500hPa环流特征分析表明，副高异常强盛是造成2003年江西夏季罕见高温的主要原因。利用1959-2002年资料对江西夏季高温与同期和前期500hPa高度场、海温场进行相关普查以及高、低温年合成对比分析发现，上年10月赤道太平洋中东部海温偏高、当年1月500hPa高度场新地岛附近为负距平；10月海温与次年夏季副高关系较好。用海温对夏季高温进行了预测试验，效果较好。     

中国东部夏季不同雨带类型的海洋和环流特征差异

利用1951-2009年NCEP/NCAR再分析资料、UKMO HADISST1全球月海表温度及中国东部地区120站的月降水量资料,首先定义出能够客观表征中国东部夏季3种雨带类型的指数,然后分析了3种雨带分布类型海洋和大气环流特征的主要差异,并进一步分析了前期海洋背景的差异特征对夏季东亚环流关键系统的预测蕴示.结果表明:(1)3种雨带类型对应的前期冬季海洋信号比当年夏季强,其差异主要表现在:多雨带出现在北方地区的Ⅰ型对应的是北太平洋海温呈显著的正距平、暖池及东澳暖流为负距平、南太平洋西风漂流区为正距平;多雨带出现在黄淮地区的Ⅱ型对应的海温分布则与Ⅰ型完全相反;多雨带出现在长江及其以南地区的Ⅲ型对应的海温分布在北太平洋海域与Ⅰ型基本一致;(2)3种雨带类型对应的环流及水汽输送特征的差异主要表现在:Ⅲ型与Ⅰ型具有几乎完全相反的环流及水汽输送特征,当出现Ⅲ型时,东亚中高纬度有强盛的阻塞形势发展和维持,中高纬度的经向环流异常加强,同时西太平洋副热带高压偏强,位置偏西、偏南,该地区呈反气旋性距平环流,西太平洋副热带纬向水汽输送加强,而出现Ⅰ型时则相反;Ⅱ型与Ⅰ型的环流及水汽输送特征更接近,两者的主要差异是:当出现Ⅱ型时,西太平洋副热带地区呈反气旋性距平环流,而出现Ⅰ型时该地区呈气旋性距平环流;(3)前期冬季赤道中东太平洋海温和南太平洋西风漂流区的海温异常变化可以作为夏季西太平洋副热带高压预报的重要前兆信号.     

藏北冬季降水异常的大尺度环流特征及影响因子

利用西藏高原气象台站降水和积雪观测资料、NCEP/NCAR再分析资料和NOAA海温资料等,分析了藏北高原地区冬季降水异常的大尺度环流特征及影响因子。结果表明:藏北地区冬季降水存在2~4年周期性变化特征,其中3年的周期信号最强。降水偏多年,欧亚中高纬乌拉尔山至贝加尔湖附近500 hPa高度距平场呈现"西低东高"分布型,影响我国的冷空气路径偏西,西藏高原高度场偏低;高原上游中东急流偏强,高原南支绕流偏强,南支槽活跃。藏北地区冬季降水与同期中东急流的关系非常密切,相关系数达到0.61。进一步分析表明,冬季北极涛动正位相有利于冷空气路径偏西影响高原地区,高原上游中东急流偏强偏南,而赤道中东太平洋海温偏高也有利于中东急流呈偏强偏南的特征。北极涛动和ENSO位相的协同作用对藏北地区冬季降水的多寡起到重要的作用。     

北太平洋中纬度负海温异常对副热带高压影响的数值试验

利用中国科学院大气物理研究所的T42L9全球大气环流模式，研究了1993年夏季北太平洋中纬度海温异常对西太平洋副热带高压的影响。数值试验结果表明：（1）中纬度地区负距平海温异常对其南侧太平洋副热带高压的形态和脊线位置都有影响，负距平海温异常试验的500hPa副热带高压的形态明显比气候平均海温试验更接近于NCEP资料实况，对流层中下层副热带高压脊线的平均位置也比气候平均海温试验要偏南，与实况比也更接近了；（2）在500hPa上，北太平洋中纬度负距平海温异常在其南侧产生的高度扰动使副热带高压向南偏移，而在其北侧产生的高度扰动则沿北太平洋中高纬度、北美中高纬度、北大西洋和欧洲南部以及地中海和北非地区的大圆路径传播，并影响和改变整个北半球大气环流的变化。1993年夏季北太平洋中纬度异常的低海温可能是该年盛夏6、7月北太平洋副热带高压位置异常偏南的重要原因之一。     

河北夏季降水异常的变化及其与环流和海温异常的可能联系

利用河北省及周边73个台站1961-2010年夏季降水资料、NCEP／NCAR再分析资料、NOAA太平洋海温资料,应用SVD等多种统计方法探讨了河北夏季降水异常变化及其与环流和同期及前期太平洋海表温度异常（SSTA）的可能联系.研究结果表明：河北省夏季降水异常存在全省一致和东北-西南相反两种模态;夏季欧亚地区500 hPa高度场表现为从西到东的负、正、负、正的遥相关型时,河北降水偏多,最明显的区域主要位于河北省的东部;夏季东北部多雨、其他地区（保定、邢台和衡水）干旱与北太平洋SSTA的PDO正位相、赤道中东太平洋SSTA的El Niño位相具有较好的耦合关系;最大协方差分析（MCA）的诊断显示,前期冬季北太平洋SSTA类似PDO正位相且赤道中东太平洋SSTA出现El Niño型态,对河北省夏季多雨（尤其是东北部地区）的预测具有较好的指示意义.夏季850 hPa上在我国东部地区表现出明显的偏北（南）风距平,不（有）利于南方暖湿水汽向北的输送,是造成河北夏季降水异常少（多）的主要因素.     

海洋和大气状态异常对西北太平洋台风活动的影响

本文分析了33年(1951—1983年)逐月平均的赤道东太平洋海温距平(SSTA)、热带西北太平洋500hPa高度距平和西北太平洋台风频数距平资料,指出:赤道东太平洋热力状况的异常对西北太平洋台风活动有明显影响。进一步对于1982—1983年的厄尼诺过程进行诊断分析,认为,SSTA异常可以通过经圈环流改变中、低纬环流的相互作用,以此来制约西北太平洋台风活动,即:当赤道东太平洋出现暖水时,北半球的哈得来环流加强,导致中纬度上空西风带加强、斜压扰动向南发展,结果,北半球副热带高压滞留在较低纬度、热带盛行东风气流,形成了不利于西北太平洋台风发生、发展的大尺度环流条件。     

宝鸡市夏季旱涝变化与环流形势分析

利用宝鸡市1981—2013年11个气象站的夏季降水资料和美国NECP/NCAR分辨率为2.5°×2.5°的再分析资料,统计分析宝鸡市1981—2013年夏季旱涝变化特征及同期环流变化特征。结果表明:宝鸡市夏季降水量整体呈减少趋势,20世纪80年代为多雨期,90年代为少雨期,2000年以来宝鸡夏季降水有所增加。全市空间分布呈南多东少特征,太白最多,眉县扶风一带最少。宝鸡夏季涝年和旱年的环流形势存在明显差异,当100hPa上南亚高压较强,500hPa高度距平场上欧亚中高纬度地区自西向东呈"正负正"距平波列,副热带高压脊线偏南,陕西地区西南水汽输送加强,对应同期春季100hPa南亚高压增强、我国整体为东北向负距平、西南向正距平,500hPa乌拉尔山—贝加尔湖以北为负距平,东北到日本为正距平,这种环流形势配合有利于宝鸡地区夏季洪涝发生,旱年的环流形势则相反。     

2015年全球重大天气气候事件及其成因

2015年全球平均表面温度继续偏高,比1961—1990年平均值偏高0.76℃,成为有气象记录以来最暖的一年。年内,赤道中东太平洋海温异常偏暖,全球海洋平均热容量突破历史纪录。北极海冰年内最大值又创新低,南极海冰继续偏多。受下垫面因子的影响,大气环流持续性异常导致全球多地出现极端天气气候事件,如春季南亚地区暴雨成灾,夏季欧洲受到高温侵袭等。分析表明赤道中东太平洋以及赤道印度洋的海温异常偏高引起西太平洋副热带高压异常偏西、偏强,以及印度半岛局地对流活跃是导致南亚地区春季暴雨频繁的主要原因;另外,北极涛动负位相的维持导致中纬度西风减速及经向型环流的建立,是造成欧洲7月初高温热浪的直接原因。     

近40a江苏省冬季气温异常的演变及其涨气背景场特征

通过1961－1998年江苏省11个站点冬季平均气温的EOF分析，探讨江苏省冬温异常的演变特征，并分析其同期及前期500hPa高度距均，海温距平场的特征，指出冬季异常冷年，同期与前期500mPa高度距平场主要表现为亚洲－太平洋地区阻塞形势发展，经向环流加强，同期至前期6个月赤道东太平洋海温为持续负距平。而暖冬同期与前期500hPa高度距平场的特征特征是，西太平洋海温为持续负距平。而暖冬同期与前期500hPa高度距平场的特征是，西太平洋副高势力较强，亚欧大陆中高纬 纬向环流占优势，同期赤道东太平洋海温具有厄尔尼诺的特征，但前期赤道东太平洋海温距平具有由负向正转变特征。     

华北地区夏季持续性高温事件的时空变化特征

利用1961年-2009年华北地区94站逐日最高气温观测资料及NCEP／NCAR再分析资料及海温资料讨论了华北地区夏季持续性异常高温事件发生频次的气候特征。结果表明：华北地区夏季持续性异常高温事件发生频次有明显的年际、年代际变化特征。上世纪80年代之前持续性高温事件发生频次主要呈年际振荡,80年代至90年代中期为显著减少期,而1997年以后出现了明显的跃升;华北地区的西部及京、津、冀大部和山西的南部是持续性高温事件的频发区;华北地区发生持续性高温事件的环流背景为：500hPa位势高度场上,乌拉尔山以东地区为位势高度负异常,贝加尔湖地区为显著的位势高度场正异常。夏季蒙古东部到我国东北一带500hPa高度场偏强时,华北地区持续性异常高温事件偏多。西太平洋副高偏北时华北地区持续性异常高温事件偏多,西太平洋副高偏南时华北地区持续性异常高温事件偏少。海气异常对华北地区夏季持续性异常高温事件有较大的影响,在赤道中、东太平洋由前期的冷位相转为暖位相时华北地区易出现持续性异常高温事件,E1Nino年,华北地区夏季易出现持续性异常高温事件。对典型个例的分析表明,持续性高温事件易发生在南压高压和副热带高压相向而行,华北地区流层上下层被稳定的高压所控制阶段。     

2002年北半球大气环流特征及其对中国气候异常的影响

2002年春末夏初一次新的厄尔尼诺事件形成；1～12月北半球大气环流的主要特征表现为：中纬度地区纬向环流盛行，西太平洋副热带高压持续偏强偏西，我国大部地区气温偏高，降水呈南多北少分布；欧亚地区夏季500hPa位势高度距平场上，中高纬从西到东呈现为“ - ”分布形式，贝加尔湖地区为正距平中心，7月在贝加尔湖地区出现典型阻高；东亚夏季风偏强，南亚夏季风及热带对流指数偏弱；夏季赤道辐合带偏弱等。在上述大气环流的影响下，我国的天气气候发生了异常。     

世界异常天气及其评价

在北半球500hPa 月平均图上,主要环流特点是:20°N——70°N 中高纬度区域内多为负距平,特别是北太平洋中纬度地区负距平更为显著,这种趋势整月都在维持。北太平洋副热带急流则整月都表现出偏南趋势。另外,4月下旬,出现了北太平洋东部负距平、北美西北部正距平、北美东南部负距平这样一种PNA 型形势,这一特征在月平均图上也能够