长江中下游地区持续性暴雨年代际变化特征及环流形势

利用1965—2016年长江中下游地区逐日降水数据和美国气象环境预报中心/美国国家大气研究中心(National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research,NCEP/NCAR)逐日再分析资料,从年代际变化的角度对长江中下游地区持续性暴雨及环流特征差异进行了分析。结果表明:1965—2016年长江中下游地区持续性暴雨主要集中出现在6月下旬至7月上旬,此时段内持续性暴雨发生频次与夏季持续性暴雨的年代际变化一致,均呈现先增多后减少的特征,1989—2003年为长江中下游地区持续性暴雨频发年代。对长江中下游地区持续性暴雨少发、频发年代的环流特征分析发现,1965—1988年高纬度地区气流平直,冷空气不活跃,而低纬副热带高压明显偏弱,导致南海水汽输送较弱,可降水量偏少,对流运动偏弱;2004—2015年500 h Pa位势高度场上高纬度地区呈西高东低的特征,冷空气输送能力较弱,同时孟加拉湾低槽偏弱,副热带高压虽然偏强但位置偏南,水汽无法远距离输送至长江地区,可降水量也异常偏少;1989—2003年虽然为持续性暴雨频发年代,但其中无持续性暴雨年份与持续性暴雨频发年份的环流配置则完全相反,持续性暴雨频发年鄂霍次克海高压明显偏强,冷空气活跃,低纬副热带高压偏强偏西,其西北侧的水汽可以源源不断输送至长江中下游地区,造成可降水量异常偏多,冷暖空气的交汇则使垂直运动旺盛。可见,长江中下游地区持续性暴雨年代际变化与大尺度环流的年代际变化密切相关。     

高温对海南岛西南部干旱影响研究

利用1966—2018 年海南岛18个台站逐日降水和高温资料,对海南岛西南部干旱与高温进行相关分析。结果表明:海南岛西南部4—6月高温、干旱的空间分布较为相似,西南部高温多,也是干旱的易发地;降水极端偏少年与高温日数的极端偏多年有较好的一致性,均出现重大干旱灾害,这说明高温过程的出现会加重气象干旱的发展。利用NCEP/NCAR再分析资料对比分析4—6月极端旱年和涝年大气环流异常特征,发现阻塞高压、东亚大槽和阿留申低压偏弱,南亚高压偏强,海南岛上空为反气旋式异常环流,高层辐合、低层辐散,是造成4—6月海南岛西南部高温干旱的异常环流背景。     

2011年盛夏广西西北部特大干旱的环流异常特征

利用1960~2011年广西西北部16个气象观测站逐月降水资料、NCEP/NCAR再分析月平均资料、NOAA向外长波辐射资料和国家气候中心提供的环流特征量资料,分析了广西西北部地区以往盛夏干旱年的中高纬环流、西太平洋副热带高压和水汽输送特征,重点探讨了2011年盛夏(7~8月)广西西北部特大干旱大气环流的异常特征。结果表明,2011年是1960年以来广西西北部盛夏降水最少的年份。广西西北部2011年盛夏大气环流与以往盛夏干旱年明显不同的是,西太平洋副热带高压较常年异常偏弱偏东,脊线位置明显偏北,中高纬环流平直,乌拉尔山地区和东北亚区域没有明显阻塞高压形势,冷空气活动比常年弱;印缅槽活动较常年偏弱,由南向北的水汽输送明显偏弱,广西西北部上空存在有弱的水汽通量辐散,垂直运动和对流活动均较常年偏弱,这些环流特征均不利于产生降水,造成2011年盛夏广西西北部地区出现特大干旱。     

1963—2012年连平县暴雨的气候变化特征

利用1963—2012年连平县逐日降水资料,采用统计方法分析了近50年来连平县暴雨的逐月分布及年际与年代际变化特征,并对暴雨的初终日变化及持续天数等也进行了分析。结果表明:连平每个月都有暴雨出现的可能,但主要集中在4—9月,暴雨与大暴雨日数均具有单峰特征,峰值都出现在6月。暴雨日的年际变化大,近50年来,连平县年暴雨中日数呈减少趋势,且与年降水量存在着显著正相关。取NCEP再分析资料的月平均850、200 h Pa经纬风u、v资料,分析了暴雨偏多年和偏少年的大气环流背景,结果表明:6月连平高空的高、低层环流对形成暴雨最为有利。而暴雨偏少年,前汛期各月连平高空通常没有明显的高层辐散及低层辐合异常,不利于上升运动及水汽输送的加强,这是导致这些年份持续性暴雨偏少的一个主要原因。     

大气低频变化对福建前汛期典型持续性暴雨影响

在分析福建前汛期典型持续性暴雨过程大气低频变化特征基础上,建立了福建前汛期典型持续性暴雨大气低频扰动物理概念模型:典型持续性暴雨发生期间,对流层高层朝鲜半岛至渤海湾为低频低压,青藏高原西侧为弱高压,副热带西风急流核位于长江口至东海上空,福建上空为低频辐散区;对流层中层高度场低频分量中高纬度地区若出现贝加尔湖阻塞高压加强型、乌拉尔山及鄂霍次克海双阻塞高压加强型、鄂霍次克海阻塞高压加强型和乌拉尔山阻塞高压加强型4种低频扰动之一,福建上空为低频低值区;对流层低层低频流场福建上空为低频气旋控制,气旋中心位于江南或南海上空,如此高低空低频系统配置将引起异常的低频垂直经向环流,从而导致典型持续性暴雨的形成。     

江西春季降水异常的环流特征及其对ENSO事件的响应

利用江西省83个气象观测站1961—2018年春季(3—5月)逐日降水资料和NCEP/NCAR逐日再分析资料,对江西春季降水异常的大气环流特征及其对ENSO事件的响应进行了研究。结果表明:江西春季降水异常偏多年,中层500 hPa中高纬地区受欧亚型环流(EU型)影响,乌拉尔山附近阻塞高压系统活动频繁,贝加尔湖地区低槽偏强,西太平洋副热带高压(简称西太副高,下同)偏强,有利于北方冷空气南下并与偏南暖湿气流在江西上空交汇;低层850 hPa菲律宾以东西太平洋地区为异常反气旋环流控制,造成南海水汽向江西地区输送加强。而江西春季降水异常偏少年,其环流特征表现则与之相反。ENSO是影响江西春季降水的重要强迫信号,厄尔尼诺(拉尼娜)衰减年,春季东亚地区低层850 hPa西太副高偏强(弱),有(不)利南海上空水汽向江西地区输送,低层辐合(辐散)和高层200 hPa辐散(辐合)形成的动力抬升条件是造成江西地区降水偏多(少)的主要原因。     

2006年川渝地区夏季干旱的成因分析

利用NCEP/NCAR再分析月平均资料、全国160站降水资料、向外长波辐射OLR（outgoinglongwave radiation）资料和所计算的热源资料,分析了2006年夏季东亚大气环流的异常特征,并研究了热力异常与川渝地区夏季降水的关系。结果表明,2006年夏季由南向北的水汽输送较常年偏弱;西太洋副热带高压较常年异常偏强,脊线位置明显偏北,川渝地区受高压系统影响盛行下沉气流,中高纬环流场则表现为乌拉尔山地区和东北亚区域无明显阻塞高压形势,冷空气活动比常年弱;南亚高压比常年偏北偏强,持续控制川渝地区;2006年夏季青藏高原热源偏弱,热带西太平洋暖池区热源偏强,是引起西太平洋副热带高压偏北偏强的重要原因之一。川渝地区夏季降水与西太平洋副热带高压的异常变化有密切关系,川渝地区夏季干旱年,西太平洋副热带高压偏北,并且引起西太平洋副热带高压偏北的原因与2006年类似。     

广西持续性区域暴雨对热带季节内振荡的响应特征

使用广西90个地面气象观测站逐日降水资料、NCEP/NCAR再分析资料等,研究了广西持续性暴雨气候特征及其对热带季节内振荡(Madden-Julian Oscillation,MJO)的响应特征.结果 表明,沿海地区暴雨过程持续天数历史最长、持续性暴雨过程次数最多;前汛期持续性区域暴雨发生前期MJO多处于上游地区,随时间变化向东逐渐增多,暴雨发生时MJO处于印度洋中东部次数最多,此时副热带高压西伸到南海区域,广西处于副热带高压边沿,索马里越赤道气流夹带着水汽穿过印度洋,源源不断给广西送来丰富的水汽;后汛期持续性区域暴雨发生前期MJO位于海洋性大陆次数随时间临近增多,暴雨发生时MJO位于海洋性大陆西部次数偏多,此时副热带高压偏弱,广西上空为气旋性环流,越赤道水汽输送带明显比前汛期第3位相时宽大、偏强,在西南风引导下向广西移动,利于持续性区域暴雨维持.     

2010年5月我国南方持续性暴雨过程分析

使用NCEP日再分析资料和常规降水观测资料,对2010年5月5—23日我国南方地区持续性暴雨过程雨情及影响系统特征进行了初步分析。结果表明:乌拉尔山阻塞高压和贝加尔湖低压大槽异常偏强并稳定维持、副热带高压偏强偏南且维持在20°N以南是有利于持续性暴雨发生的稳定环流型;旺盛的水汽输送及其辐合带维持在江南至华南北部为南方持续性暴雨发生提供了充足的水汽条件;高原东侧或东移、或停滞的西南低涡和切变气流中频繁活动的涡旋是造成江南至华南持续性暴雨过程的重要中尺度对流系统。     

毕节地区6月份降水特征及典型异常年大气环流分析

利用毕节市1980—2016年月降水资料,分析毕节6月降水特征、周期性、降水与环流指数的相关性以及异常年份大气环流特征,得出结果:近37a中毕节6月降水量出现8次异常,其中6月降水在1993年和2003年出现两次降水突变,小波分析发现降水序列存在2—3a,6—7a的周期变化,在2002年左右振荡幅度最为明显;降水异常年西太副高特征指数的副高北界指数及副高脊线指数和降水有显著相关性,其余特征指数相关性差;降水偏多年南亚高压位置偏西,500hPa上高纬地区冷空气较强,经向环流明显,有利于南北空气交汇,在贵州西北部多切变辐合;降水偏少年南亚高压位置偏东,强度强,经向环流弱,副热带高压较平均场偏弱明显。     

2009—2010年贵州秋、冬、春季干旱气象要素与环流特征分析

利用2009年9月—2010年5月贵州88个气象站地面观测资料,800个自动气象站温度、降水资料以及NCEP再分析资料,分析了持续干旱过程中的大尺度环流背景及气象要素分布特征,同时运用气候干湿指数、综合气象干旱指数对此次持续干旱程度进行了模拟。结果表明,贵州此次持续干旱天气主要发生在西太平洋副热带高压呈带状分布,强度偏强、位置偏西、南支系统偏弱及冷空气活动路径偏北偏东的环流条件下。在干旱期间,贵州西部地区气温为正距平,降水为负距平,空气相对湿度为38%～73%,气候干湿指数<0.6;东部地区气温除2009年11月和2010年4～5月为负距平外,其余月份均为正距平,降水基本上为负距平,空气相对湿度为60%～81%,除2009年11月和2010年4～5月气候干湿指数>1.0外,其余月份均<0.6。总体上,贵州西部地区的旱情较东部地区严重。     

江淮梅雨异常空间分布型对比分析

利用国家气候中心整编的中国160个测站的月降水资料,提取1951—2012年江淮流域26站6、7月份的梅雨量距平场资料进行EOF分析,将梅雨雨型分为北涝南旱型和南涝北旱型。利用NCAR/NCEP再分析资料对两种空间分布的典型年大气环流背景特征进行合成分析,结果表明:北涝南旱年,高纬度鄂霍次克海高压阻塞形势偏强,极涡偏弱,西太平洋副热带高压和南亚高压位置偏北,东亚副热带夏季风偏强,水汽辐合中心偏北;南涝北旱年情形基本相反,高纬度鄂霍次克海高压阻塞形势和极涡偏强,西太平洋副热带高压和200 hPa南亚高压位置偏南,东亚副热带夏季风偏弱,水汽辐合中心偏南。     

2013年夏季湖南严重高温干旱及其大气环流异常

利用湖南省97个台站降水、气温资料和NECP/NCAR再分析资料以及NOAA卫星观测的OLR场资料,系统分析了2013年6月30日至8月14日湖南持续高温干旱的时空分布及同期大气环流异常特征。结果表明：2013年夏季是湖南1951年以来降水最少、高温干旱程度最严重的一年。西太平洋副热带高压强度偏强、西伸脊点偏西,湖南处在副高控制下,盛行下沉气流是发生持续高温干旱的直接原因;西太平洋副高内增强的下沉气流,致使多数县市高温日数和极端高温突破历史同期最高记录。位于菲律宾附近的OLR低值带中心偏西,致使副热带地区下沉区偏西,进而造成西太平洋副高偏强偏西。此外,湖南地区上空为水汽输送异常辐散中心,这在一定程度上促使了干旱的发生发展。     

2018年盛夏大连地区极端高温干旱天气环流特征及成因分析

利用1951-2018年大连地区7个站的逐日气温和降水资料、2018年7-8月220个自动站的降水资料及1948-2018年NCEP逐日再分析资料,对2018年盛夏大连地区极端高温干旱天气过程的基本特征及大气环流异常成因进行分析。结果表明：大连地区各站的高温日数和高温持续日数均列历史首位,持续无降水日数远超历史同期纪录,降水较常年偏少7-8成。大连地区上空受正压结构的异常反气旋性环流控制,并叠加欧亚(EU)遥相关型,同时,东亚沿岸由南至北为"负-正-负"的高度距平分布,呈"东亚-太平洋型"遥相关负位相的特征,对流层低层菲律宾附近至日本以南地区维持异常的气旋式环流。西太平洋副热带高压异常偏西偏北,与异常偏东偏北的南亚高压相向运动,强度同步发展加强并叠加在大连地区上空,引起整层大气增温。高空西风急流异常偏北,冷空气活动偏北不易南下。在副热带和东亚中高纬大气环流的这种配置下,大连地区上空受异常反气旋控制,在其南侧存在一个气旋性环流,阻挡暖湿气流向大连地区输送,加之异常辐散下沉运动影响,不利于形成降水。     

广东省6月长连续暴雨过程的气候特征及成因

该文采用合成分析、相关分析等方法研究了影响广东省6月的最长一段暴雨日数的气候特征,并对有无长连续暴雨过程的同期及其前期环流场和海温场进行分析。结果表明:7 d以上的长连续暴雨大都出现在20世纪90年代以后。长连续暴雨过程500 hPa合成平均环流场上, 高纬度地区呈西高东低、低纬度地区呈东高西低分布。中高纬度地区欧洲槽较深,巴尔喀什湖—贝加尔湖为明显的高压脊,说明经向环流较强,冷空气活动频繁。低纬度地区南支槽活跃,副热带高压较强,有利于冷暖交绥于华南沿海,形成长连续暴雨过程。根据长连续暴雨过程的海温合成平均距平图,东太平洋Ni?o4区海温为负距平、Ni?o3区为较弱正距平,黑潮海区为较明显的正距平中心,西风漂流区以较弱的负距平为主。研究还揭示了长连续暴雨过程3—6月海温场发生了较为激烈的演变,Ni?o3,Ni?o4区海温是一个由负变正的增温过程,而无连续暴雨过程3—6月海温场的演变维持为El Ni?o海温分布型。     

大连两次台风暴雨过程对比分析

利用常规气象资料、加密气象自动观测站资料及NCEP再分析资料对2017年8月3日和2012年8月3日发生在大连地区的“海棠”(1710)和“达维”(1210)两次台风暴雨过程进行对比诊断分析。通过对台风路径、环流形势、双台风相互作用等方面进行对比分析。结果表明:这两次台风暴雨过程的降水系统为典型的双台风降水模型,在两个台风的北部都有不同强度的冷空卷入,触发对流不稳定,有利于中尺度暴雨云团的发展。低层850hPa上均有不同程度的切变辐合,高空有急流的建立;两次过程主要降水时段内强降水中心从低层到高层均出现了强烈的上升运动,暴雨中心上空维持着高层辐散、低层辐合。日本海南部存在台风迫使副热带高压转为径向型或形成阻塞高压,双台风或三台风与副热带高压之间形成的低空急流为暴雨的生成和维持提供了有利的动力条件和水汽条件。台风“海棠”残余环流与高空槽相结合,高空槽带来的冷空气更加强烈,锋生效果更加明显,这种情况更有利于强对流的发生发展。台风“苏拉”与影响大连的台风“达维”相互作用导致强降水阶段暖湿气流更加旺盛,降水持续时间更长,范围更广。     

山东夏季降水异常的环流特征及降尺度解释应用预测方法研究

基于山东省123个国家级气象观测站1961—2015年夏季降水资料、1991—2015年NCEP再分析资料,分析了山东夏季降水变化特征及其与大气环流的关系。结果表明,在山东夏季降水偏多（少）时,乌拉尔山阻塞高压偏弱（强）,副热带高压偏强（弱）,南亚高压偏强（弱）,并且200 hPa经向风场有明显的类似丝绸之路遥相关型的波列结构。利用国家气候中心第二代海气耦合模式3月起报的未来夏季海平面气压场建立降尺度预测模型,该模型对山东夏季降水的预测符号一致率达到64%,有一定的预测能力,进一步分析发现,模式对关键区环流因子的模拟预测能力显著影响降尺度预测方法的准确率。     

华南前汛期持续性暴雨年代际变化特征及成因

应用福建、广东、广西243个气象站1961-2012年逐日降水资料,构建华南前汛期暴雨强度指数,揭示了前汛期持续性暴雨年代际变化特征及其可能机理。研究表明:前汛期持续性暴雨经历了多发（1961-1972年）-少发（1973-1991年）-多发（1992-2012年）3个阶段,目前仍处于多发期,具有持续时间较长且强度增强的特点;由于前汛期降水的低频振荡受热带低频信号北传的调制,因此,导致这种显著年代际变化的可能成因是热带低频信号北传的周期和强度的年代际差异,当热带低频信号北传至华南时低频周期长（短）且强度强（弱）,则前汛期易出现持续时间长（短）且强度强（弱）的持续性暴雨。     

台风"碧利斯"的结构与江西暴雨诊断分析

利用T213资料、自动气象站加密资料和常规观测资料等,研究分析了0604号台风“碧利斯“的环流背景、移动路径、内部结构和外围暴雨的分布特征,并将其与0505号台风“海棠“、0513号台风“泰利“、0414号台风“云娜“,进行了对比分析.研究结果表明,台风暴雨与台风环流场、热力场的不对称有关,并不一定总是集中在环流中心附近.无论是对称结构,还是非对称结构,降水中心都与强对流云带位置相对应.“碧利斯“先西北行后向西折的路径,主要是受强大稳定的副热带高压引导,并表现为明显的不对称结构,东侧、南侧的积云对流较为旺盛,降水主要集中在移动路径的第三象限;850 hPa台风环流场表现为南部环流强盛,南海季风为西南急流的稳定维持提供了充沛的水汽条件;局地地形激发深厚的上升运动,进而产生庐山和赣南南部山区的大暴雨天气;垂直运动、散度、涡度、水汽通量、假相当位温等各物理量场,均与外围暴雨区有较好的对应关系.     

“2010.09.21”罕见冷式切变线暴雨的异常环流特征

利用常规气象观测资料、数值预报产品,对2010年9月21日发生在内蒙古中西部的罕见冷式切变线区域性暴雨过程的异常环流特征进行了分析。分析表明:本次暴雨的发生与大气环流异常有关。欧亚中高纬西风带持续呈两槽一脊形势,亚洲中高纬度盛行纬向西风气流;东亚中低纬西太平洋副热带高压和南亚高压偏北偏强,热带低纬超强台风凡亚比在我国登陆,因此不同纬度环流系统的整体异常及其相互作用是本次暴雨发生的关键。