东亚下垫面热力异常与南海夏季风爆发早晚和强弱的关系

利用我国南方逐日降水资料及逐月温度资料,采用Mann-Kendall 突变检验方法,并计算极端降水的GPD(Generalized Pareto Distribution)重现值,讨论了气候变暖前后我国南方冬季极端降水事件的变化。结果表明,我国南方冬季气候变暖的突变发生在1991年前后,且气候变暖后我国南方冬季的极端降水强度普遍有所增加。利用NCEP/NCAR再分析资料进一步分析气候变暖前后的环流场特征,发现东亚热带冬季风异常与我国华南、江南地区降水异常有显著的相关关系。东亚热带冬季风偏强(弱),华南、江南地区降水偏少(多)。气候变暖后中高纬度环流经向度加大,有利于北方的冷空气向南输送。此外, 气候变暖后我国南方地面气温升高,海陆热力差异减小,东亚热带冬季风减弱,有利于西太平洋的暖湿气流向我国大陆东南部输送,并在东南部形成异常的水汽通量辐合,有利于形成强降水。气候变暖后,中高纬度与中低纬度异常环流系统的相互作用是我国东南部降水强度增加的主要原因。     

我国南方冬季气候变暖前后极端降水事件分析

利用我国南方逐日降水资料及逐月温度资料,采用Mann-Kendall突变检验方法,并计算极端降水的GPD(Generalized Pareto Distribution)重现值,讨论了气候变暖前后我国南方冬季极端降水事件的变化。结果表明,我国南方冬季气候变暖的突变发生在1991年前后,且气候变暖后我国南方冬季的极端降水强度普遍有所增加。利用NCEP/NCAR再分析资料进一步分析气候变暖前后的环流场特征,发现东亚热带冬季风异常与我国华南、江南地区降水异常有显著的相关关系。东亚热带冬季风偏强(弱),华南、江南地区降水偏少(多)。气候变暖后中高纬度环流经向度加大,有利于北方的冷空气向南输送。此外,气候变暖后我国南方地面气温升高,海陆热力差异减小,东亚热带冬季风减弱,有利于西太平洋的暖湿气流向我国大陆东南部输送,并在东南部形成异常的水汽通量辐合,有利于形成强降水。气候变暖后,中高纬度与中低纬度异常环流系统的相互作用是我国东南部降水强度增加的主要原因。     

北京地区热度日和冷度日的变化特征

应用1951—2004年北京逐日平均温度制作北京月、年的热度日 (HDD) 和冷度日 (CDD)。其中平均月HDD以1月 (687.9度日) 最大, 多年平均的年值为2922.6度日, 多年变化呈明显的下降趋势, 下降率为-99.5度日/10 a。平均月CDD以7月 (259.2度日) 最大。CDD多年平均的年值为826.7度日, 多年变化呈上升趋势, 上升率为39.0度日/10 a。1971—2004年HDD月城郊差值 (北京站-密云站) 冬季较大, 最大值为-73.8度日 (12月)。月CDD的城郊差值比HDD的差值小, 最大差值在8月 (34.0度日)。年HDD和CDD与年平均气温具有较高的相关性。年际、年代际HDD与年际、年代际平均气温具有反位相变化趋势, 随着气候增暖, 北京地区HDD将趋于减小, 冬季用于供暖的能源将减少; CDD将趋于增加, 夏季用于制冷降温的能源将增加。     

枣庄地区热度日和冷度日的变化特征

利用枣庄1958—2006年49年逐日平均气温计算枣庄月、年的热度日（HDD）和冷度日（CDD）。通过统计分析发现：枣庄平均月热度日1月最大,10月最小;平均月冷度日7月最大,5月最小。HDD长期变化趋势呈下降趋势,趋势系数为-0．62,达到1％的板显著水平,其气候倾向率为-73．15度日／10a,反映枣庄冬季温度为上升趋势,冬季供暖的能源将可能减少;CDD呈上升趋势,趋势系数为0．21,不显著,其气候倾向率为12．58度日／10a,即反映枣庄夏季温度为缓慢上升趋势,夏季空调降温的能源将可能增加;枣庄HDD和CDD年际变化都存在突变现象,HDD的突变点发生在1988年,CDD突变点发生在1993年,与枣庄气温突变点接近;年平均HDD和CDD与年平均气温相关性较好;年代际HDD变化趋势与平均气温年代际变化呈反位相;年代际CDD与平均气温年代际变化具有同位相发展趋势。     

2016/2017年冬季北半球大气环流及对我国冬季气温的影响

2016/2017年冬季(2016年12月至2017年2月),东亚冬季风强度较常年同期异常偏弱,西伯利亚高压偏弱。北极涛动(AO)在冬季以正位相为主。冬季北半球500 hPa高度距平场上,亚洲中高纬地区以纬向环流为主,我国为异常正高度距平控制。受其影响,我国各地气温普遍较常年同期偏高,全国平均气温为-1.5℃,较常年同期(-3.4℃)偏高1.9℃,为1961年以来最暖的冬季。季内各月冬季风指数和西伯利亚高压均偏弱,相应我国气温各月均偏高。冬季风的异常偏弱与夏季北极地区大气环流异常状态有关。2016年夏季北极大气环流的热力和动力状态影响了秋季北极海冰偏少的滞后影响效果,不利于冬季风的偏强。     

近45 a冬季北大西洋涛动异常与我国气候的关系

利用1873～1995年的北半球海平面气压月平均资料,定义了北大西洋涛动指数.用近45a资料研究了北大西洋涛动与我国冬、夏季气候变化的关系.指出,北大西洋涛动异常变化与我国冬、夏季天气气候关系密切.强涛动年,冬季我国是偏暖、多雨的气候特征;夏季我国江淮之间地区气温明显偏低.还表明,强涛动年冬季,西太平洋副热带高压强度与西伯利亚高压及高空经向环流都明显偏弱,大气环流具有弱WA遥相关型、弱的东亚冬季风特征,对应的夏季环流特征与强东亚夏季风特征较接近.     

近57年广东地区度日分布及变化特征分析

利用1951—2007年广东省韶关、汕头、广州、湛江4个代表站逐日平均气温,计算了月平均、年平均热度日(HDD)和冷度日(CDD)。结果表明广东地区HDD集中在每年11月—次年3月,以1月最大,并具有明显的纬向特征;CDD集中在每年4—10月,以7月最大,纬向特征在7—8月最不明显。各地年HDD、CDD与年平均气温均有较高的相关性。各地HDD多年变化呈明显下降趋势,下降速率分布特点为南北低,中部和东部高;CDD多年变化呈上升趋势,上升速率分布特点与HDD相同。HDD与平均气温具有反位相变化趋势,随着气候增暖广东地区HDD将趋于减小,CDD将趋于显著增加,夏季用于制冷降温的能耗将增加。     

近45a冬季北大西洋涛动异常与我国气候的关系

利用1873－1995年的北半球海平面气压月平均资料，定义了北大西洋涛动指数。用近45a资料研究了北大西洋涛动与我国冬、夏季气候变化的关系。指出，北大西洋涛动异常变化与我国冬、夏季天气气候关系密切。强涛动年，冬季我国是偏暖、多雨的气候特征；夏季我国江淮之间地区气温明显偏低。还表明，强涛动年冬季，西太平洋副热带高压强度与西伯利亚高压及高空经向环流都明显偏弱，大气环流具有弱WA遥相关型、弱的东亚冬季风特征，对应的夏季环流特征与强东亚夏季风特征较接近。     

新丰县冬季异常气候分析

利用异常度的概念对新丰县1960~2005年冬季气候进行分析,建立了冬季异常气候(干湿冷暖)划分标准,并根据天气气候原理对形成干湿冷暖异常冬季气候的平均环流形势、副高特征、ENSO事件等进行分析,得出了:新丰46年来冬季气温和降水量从持续偏冷、偏少到持续偏暖、偏多的年际变化周期,它与副高的年际变化是相对应的。冷(暖)冬前期夏季副热带高压持续偏强(弱),到秋季转为持续偏弱(强)。在EL N ino事件期间常出现暖冬和湿冬,而LA N ina事件期间常伴随冷冬等新丰冬季气候异常的特征及变化规律。     

临沂市气温变化规律及其与大气环流的关系

利用临沂市53年气温资料和北半球大气环流资料，采用相关分析、小波分析方法，对临沂市气温变化特征及其与北半球大气环流特征的关系进行分析，发现临沂市年平均气温变化具有明显的阶段特征，季节变化不同步。近年来气候变暖的主要因素是冬季平均气温及平均最低气温升高。气温变化与副高面积指数、强度指数，极涡面积指数，经、纬向环流指数等的变化密切相关，与南方涛动指数、太阳黑子相对数、东亚大槽位置等关系不显著。     

卢氏县冬季异常气候分析

利用异常度的概念对卢氏1960-2005年冬季气候进行分析,建立了冬季异常气候(干湿冷暖)划分标准,并根据天气气候学原理对形成干湿冷暖异常冬季气候的平均环流形势、副高特征、ENSO事件等进行分析,结果表明:卢氏46 a来冬季气温从持续偏低到持续偏高的年际变化周期,与副高的强弱年际变化相对应.冷(暖)冬前期夏季副热带高压持续偏强(弱),到秋季转为持续偏弱(强).在EL Nino事件期间常出现暖冬和湿冬,而LA Nina事件期间常伴随冷冬.     

冬季西太平洋遥相关型的环流结构特征及其与我国冬季气温和降水的关系

用近55 a资料研究了冬季西太平洋遥相关型(WP)异常环流特征及其与我国冬季天气气候的关系。结果表明:冬季西太平洋遥相关型与我国冬季天气气候关系密切。高指数年500 hPa高度场亚洲大陆上空中高纬为负高度异常,中纬度西风偏强,环流呈纬向型,对应海平面气压场上西伯利亚高压偏弱,东亚冬季风偏弱;低指数年情况相反。冬季西太平洋遥相关指数与我国冬季气温和降水存在显著的大范围正相关,与气温的高相关区为我国东部、南部沿海及西南地区所形成的U型区域,而与降水的高相关区则主要分布在我国东部地区。     

西南地区冬季气温年代际变化及可能成因分析

利用西南地区1970—2015年气象台站逐月气温资料,结合NCEP/NCAR再分析资料等,分析了西南地区冬季气温的年代际变化特征,并探讨了其年代际转折的可能物理机制。结果表明,西南地区冬季气温于1990年代前期发生暖突变。夏季热带西太平洋海温关键区（120~160 °E,10 °S~20 °N）与西南地区冬季气温在同时期发生暖突变,由于大气对海洋变暖的响应,在其西北侧激发了异常的气旋式环流,这种准GILL态使得西南地区恰好处于偏东偏南的暖湿气流中,配合西风急流偏强偏北,东亚大槽浅薄,不利于冷空气南下,西太副高偏强偏西使西南地区受下沉气流控制增温,并处于暖平流影响下,造成西南地区冬季年代际变暖。      

热带地区100 hPa东风气流的气候效应(Ⅰ): 与华南气候的关系

利用NCEP／NCAR再分析资料、西太平洋副热带高压(下称西太副高)指数距平资料,分析了热带地区100hPa东风强度与华南气候之间的关系。结果表明：(1)冬季东风强度与同期及3月份华南降水存在显著的负相关关系。合成分析表明,弱东风年冬季华南地区700hPa为西南风距平,有利于孟加拉湾的暖湿空气向华南上空输送。(2)前期秋冬季节平均东风强度与区域平均的华南夏季气温之间存在很好的相关关系,相关系数达到-0．617。合成分析发现,弱东风年夏季西太副高偏强,位置偏西,使得华南地区在强副高控制之下,多为晴空少云天气,气温偏高。     

冬季北太平洋涛动异常与东亚冬季风和我国天气气候的关系

用1948-2000年的北半球海平面气压场月平均资料，计算了北太平洋涛动指数和东亚冬季风指数，并研究了北太平洋涛动与东亚冬季风及我国冬季天气气候的关系。研究表明，北太平洋涛动异常变化与我国冬季天气、气候关系密切。强涛动年，东亚冬季风偏弱，我国气温普遍偏高，长江中下游地区降水偏少，而华南降水偏多；而弱涛动指数年，东亚冬季风偏强，我国气温普遍偏低，降水偏少。此外，还指出，强(弱)INPO年大气环流具有弱(强)WP型和强(弱)EU遥相关型。     

中国地面气温年际和年代际变化及其与北冰洋涛动指数的关系

利用中国气象局气候中心数据库1958-1994年中国160个测站的月平均温度资料,分析了中国37年气温的年际和年代际变化及其与北冰洋涛动指数的关系.结果表明(1)1958-1994年以来,东北地区全年、秋季和冬季温度上升都很明显,其中冬季最明显;新疆冬季温度升高也很明显;华南夏季温度明显升高.(2)通过对各区温度的年代际变化检验可知,东北全年、秋季和冬季1983年以后温度有非常显著的升高;新疆冬季1976年以后温度也有显著升高;华南夏季1976年以后温度有明显升高.(3)从全国来看,北方各区气候变暖要比南方显著一些,特别是冬季.(4)北冰洋涛动与我国东北温度有十分密切的联系,当AO指数偏小时,冬季冰岛附近海平面气压偏低,西伯利亚高压范围缩小,东亚冬季风比较弱,我国东北冬半年的温度出现明显上升.     

赤峰地区夏季干旱强度预测方法研究

夏季副高偏弱、位置偏南、中纬度盛行纬向环流以及冷涡活动偏少是造成干旱的主要环流特征。选用冬季亚洲地区环流指数、北半球极涡位置以及夏季降水的气候特征这三组预报因子,采用赤峰地区10个旗县站1959—2000年夏季(6—8月)平均降水量资料,依据当地的气候特点把干旱强度划分为轻度干旱和重度干旱,通过三组因子逐级订正的方法预报干旱强度。经过2001—2007年7年的实际应用,证实了该方法对干旱强度具有一定的预测能力。     

1961-2013年尖扎县气候变化特征分析

利用尖扎气象观测站1961—2013年逐月气温与降水资料,运用气候诊断分析方法,分析近53年来尖扎气温、降水变化特征,结果表明:1961—2013年间尖扎气温变暖趋势明显,年气候倾向率为0.30℃/10a,冬季气温对气候变暖响应最为敏感;尖扎年平均气温在1996—1997年左右发生突变,春、夏、秋季平均气温基本都在20世纪末21世纪初发生突变,冬季平均气温早在1985—1986年发生突变,突变后气候都是明显增暖;1961—2013年尖扎年降水量无明显增降趋势变化,夏秋两季的降水呈弱的减少趋势,春冬季呈弱的增加趋势,但变化也并不明显;近53年尖扎年、四季降水量都没有发生明显的气候突变。夏季气温与降水量变化呈现负相关性。     

重庆地区冬季冷暖变化及其异常成因分析

利用1961—2018年重庆地区34个国家气象站冬季逐月平均气温资料,NCEP/NCAR再分析资料及大气环流指数和海温等资料,分析重庆冬季冷暖变化的时间演变特征及冷冬、暖冬年的异常环流形势。结果表明,近58 a重庆冬季平均气温整体呈增加趋势(约增加0.7℃),且变暖趋势通过α=0.05的显著性检验,增暖突变从1993年开始。重庆冷冬年和暖冬年的环流形势存在明显差异:前期夏、秋季的热带海温场偏冷(暖),冬季海平面气压场上西伯利亚高压偏强(弱),500 hPa高度距平场上欧亚大陆呈明显北高(低)南低(高)分布形势,乌拉尔山高压脊和东亚大槽偏强(弱);同时,西太平洋副热带高压和高原冷高压偏弱(强),印缅槽偏强(弱),导致东亚冬季风偏强(弱),有(不)利于冷空气南下影响重庆地区;印缅槽偏强(弱)导致槽前偏南风偏强(弱),有(不)利于槽前暖湿空气输送和重庆地区降水,这种环流配置导致重庆地区易出现冷(暖)冬。热带印度洋、西北太平洋和南半球赤道中太平洋是影响重庆冬季冷暖的关键海温区,对重庆冬季气温预测具有一定的指示意义。     

青海省2004年暖冬的气候诊断分析

通过对全省1961-2004年冬季共44年的气温资料分析得出，2004年冬季是青海省有气象记录以来偏暖幅度最大的冬季。本用冬季累计积雪量、500hPa环流形势、500hPa高原指数、500hPa副高面积指数等分析了形成这种大幅度偏暖的气候成因。