青藏高原唐古拉山南北坡夏季风降水特征的对比分析

根据GAME-Tibet加强观测期间 (1998年5~9月) 所得到的位于青藏高原唐古拉山北坡的D105站和南坡的WADD站夏季风降水资料, 对唐古拉山南北坡夏季风降水特征进行了初步的对比分析.结果表明两地夏季风降水频率较高.在1998年6月25日~9月19日, WADD站的降水量比D105站的降水量多48.8%, 而发生的降水次数在WADD站比D105站多10次, 两者的累积降水次数基本上差不多.同时, WADD站平均降水强度高于D105站.这两地的夏季风降水存在明显的活跃期和中断期, 7月中旬夏季风降水都不活跃.大多数情况下, 这两地的日降水量的变化有较为一致的趋势, 表明两地降水可能受同一降水过程的控制.9月初以后, 夏季风降水已明显减弱.     

丽水汛期降水多时间尺度演变特征

根据1953—2008年丽水汛期逐月降水量资料,在利用趋势分析和Morlet连续小波变化对汛期降水时频变化特征进行分析的基础上,利用功率谱及Mann-Kendall检验等方法对丽水汛期降水的周期性特征及突变性进行检验。结果表明:20世纪90年代前,汛期旱涝交替周期为16～20a,90年代后,交替周期缩短为4～6a。近56a来,丽水汛期总降水量呈下降趋势,5月和9月降水量减少较显著,但夏季降水量则有所增加,其中以8月最为明显;丽水汛期降水量存在不同尺度的周期分量,并且各周期强度有所不同,其中5a和18a的周期振荡通过功率谱检验。Mann-Kendall检验显示丽水汛期降水在20世纪80年代减少最为显著,1962年是降水减少的突变点。     

华北和西北区干湿年间水汽场及东亚夏季风的对比分析

为了更好地理解华北及西北地区的夏季降水气候，我们利用NCEP的再分析格点资料等，对华北和西北两区干，湿年（月）的水汽场及夏季风状况作了对比分析，主要结论是：（1）近50年来华北和西北区东部明显干旱化，这可能与同期内东亚夏季风强度趋弱，大气可降水量逐渐减少有关；（2）两地区干，湿年（月）间气柱可降水量差别明显；（3）两地区干，湿年（月）的夏季风，水汽输送通道的位置及强度，以及水汽通量的辐散辐合情况均不同；（4）高原与太平洋间的海陆温差指数及东亚夏季风指数（SMI）对表征东亚夏季风的季节变化及夏季风强度的年际变化有一定的能力，冬春季高原与太平洋间的海陆温差对其后东亚夏季风的强弱及西北和华北区的干湿状况有部分指示意义；作西北区夏季降水预报时要注意四川盆地的水汽场及广元－汉中一带，以及闽，台和两广的水汽输送状况。     

渭河上游干旱特征与降水对天水市水资源的影响

文中利用气象和水文观测资料。分析了渭河上游50a的干旱特征及降水对天水市水资源的影响，分析表明，渭河上游年降水在空间上有量的差异，但在气候变化趋势上基本一致；降水量存在17、13、11和3a的周期；水资源对气候变化有很强的敏感性。岷县降水量的年际变化对渭河水资源变化有很强的指示性；气候阶段性变化比年际变化对水资源所造成的影响严重；未来20a渭河流域降水很可能呈缓慢上升趋势。     

广西天峨近44年来不同等级降水量与降水日数变化特征

利用天峨1971-2013年逐日降水量资料,利用线性趋势和Mann-Kendall突变检验等方法,对天峨不同等级降水量和降水日数的变化特征进行分析。结果表明:年降水量和降水日数均呈减少趋势,降水日数的减少更加显著;小雨量(日数)呈极其显著的减少趋势,中雨量(日数)和大雨量(日数)呈不显著的减少趋势,暴雨量(日数)则呈增加趋势。年降水日数、小雨量(日数)、中雨日数、大雨量、暴雨量(日数)突变特征明显;年降水量(日数)、小雨量(日数)、中雨量(日数)、均有一致的22a主周期变化,而大雨量(日数)均有一致的20a主周期变化,暴雨量(日数)均有一致的26a主周期变化。     

华北水资源年代际变化及其与全球变暖之间的关联

本文利用1951～2011 年期间中国台站资料、东亚地区的探空资料、NCEP/NCAR 和ERA40 等大气再分析资料,通过对水分平衡方程诊断探讨了华北地区过去60 年中水资源和可利用降水量的变化特征及其与大尺度环流变化之间的关系。结果发现,华北地区69%的降水量被蒸发,可利用降水仅仅为降水量的31%。夏季可利用降水是华北水资源的主要来源,华北夏季可利用降水量在80 年代初发生突变减少,进入21 世纪初,伴随蒸发量的增加该地区可利用降水量进一步减少。西风带水汽与东亚夏季风水汽是华北可利用降水的主要来源。NCAR/NCEP 和EAR40 再分析资料的结果均显示贝加尔湖一带的位势高度偏低和西太平洋高压的偏强有利于该地区降水增多。利用探空资料进一步证明,蒙古以及贝加尔湖地区的温度在对流层低层变暖和位势高度场的加强导致了过去几十年华北可利用降水量减少。由于贝加尔湖地区温度变化与全球变暖存在密切关联,监测该地区温度的变化对预测华北水资源和东亚夏季风的长期变化具有重要的意义。     

夏季中国华北与印度降水之间的关联及其成因分析

本文基于1951~2012年的再分析资料以及站点观测资料,针对中国华北夏季降水和印度夏季风降水的协同变化(正相关)关系,利用集合经验模态分解法(EEMD)对两个降水序列进行时间尺度分解,并在年际尺度上分别考察了对两者正相关关系形成的有利和不利环流形势.结果表明,印度夏季风降水和华北夏季降水序列的较好正相关关系主要来自周期为2~3年的年际尺度分量,两者在该时间尺度上的相关系数为0.34,达到99%的信度水平.在年际尺度上,与印度夏季风降水异常有关的对流层中高层环半球遥相关型(CGT)波列能够衔接伊朗高原和环渤海地区上空的同位相环流异常(反气旋式或气旋式),从而有利于华北夏季降水和印度夏季风降水之间的协同变化.然而,这一协同变化关系并不总是成立.当伊朗高原上空异常中心的位置偏西时,CGT波列无法形成.这时,即使印度夏季风降水出现显著异常,华北地区却易受东亚—太平洋型或西太平洋型遥相关型的影响而其降水形势可能与印度夏季风降水形势相反.这些结论有助于进一步理解印度夏季风降水与华北夏季降水的正相关关系,从而对华北夏季降水的预测具有参考意义.     

东亚夏季风变化与华北夏季降水异常的关系

为认识华北夏季降水异常原因及改进气候预测技术,利用华北夏季降水资料和NCEP/NCAR再分析大气环流等资料,并采用经向风场定义东亚夏季风指数,对东亚夏季风与华北夏季降水的关系进行了综合分析。结果表明:(1)通常在强东亚夏季风年华北夏季降水偏多,在弱东亚夏季风年华北夏季降水偏少。但也有相反的情况,强东亚夏季风年降水偏多(少)的空间分布形势与弱东亚夏季风年降水偏多(少)分布明显不同。(2)无论强东亚夏季风年还是弱东亚夏季风年,华北夏季降水偏多的环流条件是有充足的水汽来源(强夏季风年为西南风水汽输送异常,弱夏季风年为东南风水汽输送异常)和较好的动力上升条件(850 hPa层在华北有辐合环流,500 hPa层中纬度纬向环流突出,华北多低槽过境)。(3)华北夏季降水偏少的环流形势明显不同:在强夏季风年虽然有充足的水汽来源(西南风异常),在弱夏季风年水汽来源不足(偏北风异常),但都缺乏有效的动力上升条件(850 hPa层在华北为辐散环流,500 hPa层中纬度经向环流突出,华北低槽过境偏少)。(4)在强东亚夏季风年,尽管水汽来源充足,但由于动力上升条件不同而造成华北夏季降水量在不同年份有明显差别。如果动力上升条件好,华北夏季降水会异常偏多,反之,华北夏季降水也会出现异常偏少。(5)在弱东亚夏季风年,西南风水汽来源大量减少,如果又缺乏其它路径水汽补充,加上动力条件弱,华北夏季降水会异常偏少。弱夏季风年西南风水汽来源大量减少,但只要东南风水汽输送加强,华北仍会有足够的水汽来源,这时,如果有较好的动力上升条件,华北夏季仍然会出现降水异常偏多的情况,如2011-2013年。预测华北夏季降水不能简单认为东亚夏季风强、华北夏季降水就多,东亚夏季风弱、华北夏季降水就少,东亚夏季风强度变化只是说明了水汽条件不同,还应结合动力条件变化才能作好华北夏季降水气候预测。     

近58年柳州市汛期降水特征分析

利用柳州市1951～2008年的月降水量资料,采用线性倾向估计和小波分析方法,分析了近58a柳州市汛期（4～9月）降水的变化特征。结果表明：近58a来柳州市汛期降水主要呈波动性变化,线性趋势变化不明显,但前汛期降水总体呈上升趋势,降水量约增加87mm;后汛期降水量总体呈下降趋势,约减少了89mm。因此,前汛期有变涝趋势,后汛期有变旱趋势。近58年柳州市汛期降水年代际变化的主要周期为20～25a,20世纪80年代以后,汛期降水存在周期10-15a的年代际变化。20世纪80年代以前,柳州市汛期降水主要的年际变化周期2～4a,以后的年际变化周期是4～8a。     

华北雨季降水集中度和集中期的时空变化特征

运用新定义的降水集中度和集中期,讨论了我国华北地区雨季降水在时间上和空间上的分布特征和变化规律。结果表明,华北东部地区的降水较西部更为集中;集中期较晚,华北地区雨季降水集中期空间分布有较好的整体一致性;从长期趋势上看,集中度、集中期和雨季降水量都呈显著的下降趋势,但三者在空间上则表现出较大的区域差异,发生突变的时间都集中在20世纪70年代末至80年代初。集中度和集中期周期振荡不一致,但二者和雨季降水量在一定时间内存在相同周期;华北地区的降水量与集中度和集中期存在一致的正相关性,采用合成分析方法,华北地区多水年和少水年降水集中度的空间分布有明显的不同。青藏高原北部到蒙古高原的低压可能是影响华北降水集中度的最重要因子。华北地区雨季集中期和雨季降水量与东亚夏季风具有较好的正相关关系,华北北部地区为集中期与东亚夏季风的显著相关区。     

东北地区夏季不同等级降水变化特征及小雨雨量减少成因分析

利用1961～2017年我国东北地区96个站点逐日降水、相对湿度和气温等资料,运用趋势分析、Mann-Kendall突变检验等方法,分析了东北地区夏季小雨、中雨、大雨、暴雨的气候变化特征,并对东北地区小雨量减少进行了成因分析,得出主要结论如下:东北地区夏季总降水量与各量级降水频率和贡献率均呈显著的正相关,总降水量的多寡受大雨频率及贡献率的影响最为显著。小雨量和中雨量的减少是导致东北地区夏季总降水量减少的主要原因,暴雨量受暴雨贡献率增加影响呈增加趋势。小雨量和小雨贡献率在1993年前后出现了年代际突变,小雨贡献率的突变是造成小雨量年代际突变的内在因素。东北地区总降水量呈减少趋势的站点有72个;小雨量呈减少趋势的站点有85个,显著减少的站点数达到25个;中雨量呈减少趋势的站点有70个,显著减少的站点只有9个;大雨量呈增加与减少趋势的站点数相当;而暴雨量呈增加趋势的站点数大于减少的站点数。从云形成机制角度出发,分别讨论大气水汽、温度、气溶胶浓度变化对东北地区小雨量减少的影响。结果表明,在全球变暖背景下东北地区气温增加和气溶胶浓度增加是导致该地区小雨量减少的主要原因。     

四川西部夏季降水从1950s起的衰减趋势

Changing precipitation in the densely populated Sichuan basin may have a great impact on human life. This study analyzes the change in summer precipitation since 1951 over the western Sichuan basin, one of the regions of the heaviest rainfall in China, by using two datasets provided by the Chinese Meteorological Data Center. The results indicate that summer (from June to September) precipitation over the western Sichuan basin shows a significantly decreasing trend. The summer precipitation over this region has decreased by about 20% since the 1950s, with a rate of decrease of about 40 mm per decade.     

新疆博州地区降水量、降水日的时空变化

根据1961--2005年新疆博州4站逐日降水资料,用气候趋势系数及Monte Carlo检验、t检验研究了降水量与降水日的长期变化趋势与突变时间。结果表明：（1）博州地区年与冬季降水量均在1977年前后突变增加,夏季降水量均在1998年前后增加,大部分地区年与冬夏降水量的长期增加趋势达到0．05以上的显著性水平。（2）年降水量的增加主要是由日降水量≥0．1mm的降水日数增加造成的,其次是不同区域不同季节日降水量≥0．1mm的日平均降水量强度的增加。（3）年与冬季日降水量≥0．1mm的降水日数约在1975年前后突变增加,45a里增加了7～8d。（4）0．0mm的降水日除精河外,其余地区均在1975年前后突变减少,阿拉山口减少最多,约10．5d,其余减少3～5d。其中,秋、冬季大范围在1975年前后突变减少。（5）博河上游地区年与冬夏日平均降水强度均出现了显著的突增现象。（6）夏季日平均降水强度除精河外,其余也均在1998年前后有一次显著的突增。     

东北地区夏季降水时空变化特征

采用东北地区99个测站1960～2000年逐日降水资料，运用小波分析、突变分析、旋转EOF等方法，研究了东北地区不同区域夏季降水的长期变化特征。结果表明，东北地区夏季降水呈减少趋势，并存在14年和2～4年的变化周期。东北地区夏季降水异常可分为5种空间分布类型：东北西南部型、东北东南部型，东北东北部型、东北西北部型、东北中部型。东北东南部地区夏季降水减少趋势最明显，东北西南部降水的增加趋势最明显。各区域降水的变化周期有所区别，东北东北部存在16～18年的变化周期，其它地区存在10～14年的变化周期，各区域降水突变的时间主要在60年代和80年代。     

1960-2005年湖南省降水的变化

利用线性回归、突变分析及小波分析方法,分析了湖南省1960-2005年86个地面台站降水量的变化。结果表明：46 a来湖南省年降水量呈增加的趋势,气候倾向率为21.8 mm/10a,其中春秋两季降水量呈减少趋势,夏冬两季降水量呈显著增加的趋势,11 a滑动平均曲线表明,今后湖南省降水量有减少趋势; 湖南省在1990年代初年降水量增多是一突变现象,主要是夏冬降水量发生突变,而春秋两季无突变现象;湖南省年降水量和四季降水量存在4个主要周期的变化。     

1960-2005年湖南省降水的变化

 利用线性回归、突变分析及小波分析方法,分析了湖南省1960-2005年86个地面台站降水量的变化。结果表明：46 a来湖南省年降水量呈增加的趋势,气候倾向率为21.8 mm/10a,其中春秋两季降水量呈减少趋势,夏冬两季降水量呈显著增加的趋势,11 a滑动平均曲线表明,今后湖南省降水量有减少趋势; 湖南省在1990年代初年降水量增多是一突变现象,主要是夏冬降水量发生突变,而春秋两季无突变现象;湖南省年降水量和四季降水量存在4个主要周期的变化。     

中国近54年来夏季极端降水事件特征研究

利用1960~2013年中国6~8月无缺测的571站逐日降水资料,定义7个极端降水指数,研究中国夏季极端降水事件特征。结果表明:(1)极端降水事件空间分布存在明显的区域性差异,长江中下游地区、华南地区、西北地区表现为增加趋势,东北地区、华北地区、西南部分地区表现为减少趋势;时间分布表现出具有显著的年际和年代际变化特征,极端降水事件有增加趋势,在20世纪90年代初期有明显转折。(2)M-K检验表现出极端降水事件在20世纪90年代初发生突变,突变前(后)偏弱(强)。(3)极端降水指数周期振荡不完全一致,准15年周期振荡为主,其次是准7年周期,最强振动出现在1998年。(4)除持续干期指数外,其他极端降水指数间存在较好的相关性。     

小兴安岭五营林区近49a气候变化趋势及突变分析

利用1958～2006年五营林区的地面资料,采用气候倾向率、累积距平、信噪比等气候统计方法,研究了近49a五营气候的变化趋势、气候突变和异常年份等。结果表明:五营林区近49a气候明显变暖,雪季升温较雨季快。降水量异常的年份增加,年降水量呈显著减少的趋势,-22.44mm/10a。前后10a降水中心生了明显的时空变化。雨季降水日数、年平均气温分别在1974年、1987年发生了气候突变。     

An Abrupt Rainfall Decrease over the Asian Inland Plateau Region around 1999 and the Possible Underlying Mechanism

A decadal change in summer rainfall in the Asian inland plateau(AIP) region is identified around 1999. This decadal change is characterized by an abrupt decrease in summer rainfall of about 15.7% of the climatological average amount,leading to prolonged drought in the Asian inland plateau region. Both the surface air temperature and potential evapotranspiration in the AIP show a significant increase, while the soil moisture exhibits a decrease, after the late 1990s. Furthermore,the normalized difference vegetation index shows an apparent decreasing trend during 1999–2007. Three different drought indices—the standardized precipitation index, the standardized precipitation evapotranspiration index, and the self-calibrating Palmer drought severity index—present pronounced climate anomalies during 1999–2007, indicating dramatic drought exacerbation in the region after the late 1990s. This decadal change in the summer rainfall may be attributable to a wave-like teleconnection pattern from Western Europe to Asia. A set of model sensitivity experiments suggests that the summer warming sea surface temperature in the North Atlantic could induce this teleconnection pattern over Eurasia, resulting in recent drought in the AIP region.     

京津冀地区近47a降水量的变化特征

利用线性回归、突变分析和小波分析方法,分析了京津冀地区1960~2006年84个地面台站降水量的变化.结果表明:47 a来京津冀降水量呈下降趋势,气候倾向率为-15 mm/10 a.除夏季外,其余季节降水量均呈增加趋势.由于华北地区夏季降水量集中了全年降水量的60%~70%,所以夏季降水量的显著减少使得年平均降水量呈下降趋势;京津冀地区夏季降水量在1990年代初发生突变,其他季节降水量无突变现象;年和4季降水量大致存在4个周期的变化.