广州盛夏高温频数异常分析

运用EOF、相关分析等方法,分析了广州市1951-2004年高温频数的基本气候特征,并探讨了盛夏(7 -8月)高温频数异常与同期65-150°E,10-70°N范围内500 hPa高度场的关系。结果表明:(1)近54年来广州年平均出现高温次数为8．7日;5-9月都有高温出现,其中7、8月是高温的频发期;(2)广州市高温频数具有明显的年际和年代际变化,其中1980年代以来高温频数明显增加;(3)广州市盛夏高温频数在1980年代以来的异常增多是与同期我国西北部-蒙古-贝加尔湖及附近地区西风带活动减弱、中低纬副热带高压强度加强有密切的关系。     

广州市夏季高温特点及其危害

对广州市1951年1月~2004年10月的逐日最高气温资料统计发现:7、8月是广州市高温天气的频发期;广州市高温频数有明显的年际变化,其中20世纪80年代以后长时间持续高温发生概率显著增大。持续高温会影响城市居民正常的生产生活状况,高温会使人体发病率、死亡率增加,使城市水电供应紧张,加剧干旱,严重影响工农业生产的正常进行。     

武汉市盛夏高温气候特征和成因及预报

利用1950～2005年盛夏(7～8月)逐日武汉市最高温度、2002年和2003年6～8月T213格点风和垂直速度资料,分析了武汉盛夏高温的气候特征,研究了高温过程及西太平洋副热带高压活动特点。分析结果表明:20世纪50年代末至60年代初、60年代中期、70年代后期、90年代和2000～2005年为高温日数偏多的5个阶段。80年代高温日数偏少。对较大的时间尺度而言,强的高温集中在50年代后期至60年代以及90年代后期至2005年。强高温过程集中在7月下旬至8月上旬。西太平洋副热带高压持续稳定控制长江中下游,是造成高温及强高温过程的主要环流系统。选用ECMWF和T213温度和纬向风场预报产品,应用灰色预测方法建立了武汉市盛夏日最高温度预报模型,该模型试用于2003年和2006年盛夏高温预报,检验结果表明该模型提供的高温定量预报有一定的参考价值。     

东北初夏和盛夏降水时空变化及大气环流因子新特征分析

基于东北区域1961—2019年245站逐日降水资料,利用经验正交函数方法（EOF）、累计距平方法、滑动t检验、小波分析和相关分析等分析了东北地区初夏（6月）和盛夏（7—8月）降水的时空特征。结果表明：东北盛夏降水主要集中于东北东南部地区,初夏北部和东北部降水量也较多。东北初夏和盛夏降水EOF第一和第四模态分别表现为全区一致和自北向南负—正—负（正—负—正）的变化特征。初夏降水在1972年和1995年左右发生了共两次突变。盛夏降水分别在1966年、1983年和1998年左右发生了共3次突变。东北初夏降水在20世纪80—90年代存在显著的准6 a振荡周期,90年代后期开始准3 a周期较为显著;盛夏降水存在12 a左右的主振荡周期,且20世纪90年代之后3—4 a左右的年际尺度振荡周期显著。通过分时段探讨与降水相关的环流场特征,发现了东北初夏降水受东北冷涡的影响增强,盛夏降水由主要受西太平洋副热带高压影响转为受中纬西风带系统影响为主的新特征。     

西太平洋暖池海温和山西盛夏降水关系研究

利用1961—2016年山西盛夏(7—8月)平均降水和同期NOAA重构海温资料,分析了山西盛夏降水分别与赤道中东太平洋海温和西太平洋暖池海温相关性的变化。结果表明:山西盛夏降水和赤道中东太平洋海温之间呈现稳定的显著负相关;和西太平洋暖池海温呈现正相关,并在20世纪70年代末到80年代初之后相关性加强,通过了0.05显著性检验。进一步分析表明,这种西太平洋暖池海温对20世纪80年代以来山西盛夏降水指示意义加强的事实,主要体现在赤道中东太平洋海温偏冷的背景下。西太平洋暖池海温异常通过影响与山西盛夏降水密切相关的大气环流、季风槽位置和东亚夏季风,导致山西盛夏降水异常。盛夏赤道中东太平洋海温偏冷时,西太平洋暖池海温偏暖(冷),通过遥相关引起中高纬度大气欧亚—太平洋型遥相关(EUP)和负太平洋—日本(PJ)波列,通过影响季风槽位置偏西偏北(偏东偏南),引起西太平洋副热带高压偏北(南)和季风指数偏小(大),导致山西盛夏降水偏多(少)。     

珠三角盛夏高温特征及其原因分析

分析了珠三角地区盛夏高温的特征及其主要影响因子,发现(1)珠三角的高温主要集中在盛夏,7月的高温日数最多,8月居第二;(2)珠三角盛夏高温日数有增加的趋势,并存在明显的年际和年代际变化,变化振幅大,从50年代开始到80年代末为相对偏少期,90年代以后有明显持续升高的趋势;(3)珠三角盛夏高温日数与降水之间呈负相关;(4...     

民勤西沙窝生态气候变化特征

（１）分析得到勤试验站１３个观测指标中的１４５个统计项中的前６个主成分最大载荷因子的多年变化特征是：年日照时数７０￣８０年代持续下降;年平均气温６０￣８０年代下降;年大风日数呈波浪式上升;年最大风速有增无减;８月降水量相对稳定。当地的气候环境在８０年代中期以前朝良性方向发展,８０年代中期以来进一步恶化。（２）年沙法暴日数的多年变化特征与年日照时数有较大的相似性;年平均最高气温、年平均地温和７月份极     

中国区域闪电特征分析及闪电产生NOx量的估算

利用中国2008-2010年的闪电定位数据,分析了闪电次数的空间分布和时间变化,结合Price理论,估算了闪电产生的氮氧化物（LNOx）量,初步分析了LNOx的时空分布特征。结果表明：闪电的高发期为7、8月,广州、武汉为闪电高发区;LNOx主要分布在（105～125°E,25～40°N）地区,其中武汉、广州、成都、重庆、长沙、南京和南昌地区量值较大;7月和8月LNOx的产量明显高于其他几个月,8月产量最高;此外,LNOx的分布具有明显的季节特征,春夏秋冬四季产量分别占总产量的4．8％、89．4％、5．3％以及0．5％,春季的LNOx主要出现在广州地区,夏季LNOx高值区分布北移,分布范围较广;秋季分布范围减小,最大值出现在广州地区,冬季产量明显变小,最大值出现在武汉的西南方向。     

1961—2014年中国高温热浪变化特征分析

基于全国1961—2014年716个站点的日最高气温资料和高温阈值与热浪HWMI （Heat-Wave Magnitude Index）指数的新定义,分析了全国高温热浪的高温日、热浪频次、HWMI指数的时空变化特征。结果表明：高温日开始早（晚）的地区结束相对较晚（早）。高温日数突变集中于1990s末至本世纪初期。研究时段内,全国性的严重高温热浪事件从7月上旬持续至9月上旬,各旬热浪频次差异较大;云南地区热浪频发于5月,其他月份热浪少见。除淮河流域热浪年频次呈减小趋势,全国其余地区呈现增加趋势,其中两广、云南和海南地区增加趋势最大。热浪指数从1960s—1980s递减,1990s后递增,且1998年后全国高强度热浪频发,特别是长江以南地区。     

保定暴雨气候特征及其变化趋势

利用1974-2012年保定19个气象台站逐日降水资料,采用线性趋势分析、Morlet小波变换、Mann-Kendall法和功率谱等方法,对保定市暴雨发生站次数的时间和空间分布特征及变化进行分析。结果表明：保定地区暴雨年平均发生站次数北多南少,暴雨主要集中在东北部;汛期（6-8月）是暴雨出现的主要时段,最集中的时段则出现在主汛期（7-8月）;暴雨站次数从5月中旬开始呈现缓慢增加趋势,6月下旬猛增,7月下旬达到最高值;近39 a来,年暴雨发生站次数整体呈下降趋势,尤其是8月下降趋势最为明显。保定主汛期暴雨发生站次数在20世纪80年代中期存在着由少到多的突变,90年代末期存在着由多到少的突变     

四川盆地干旱灾害统计特征

利用四川盆地1980—2009年17市103个县(市)实测逐日降水资料,按照四川省气象局制定的四川盆地的干旱地方标准DB51/T581—2007,对四川盆地近30年干旱灾害进行统计分析。结果表明:四川盆地夏旱出现的频率最高,夏旱的高发区集中在盆地西北部的成都、德阳和绵阳,伏旱的发生频率最低,强度最强。春、夏、伏旱的空间分布高发区依次从盆地西北部向东南转移。干旱发生的频率整体呈增长趋势,且严重干旱发生频次增长明显,与20世纪80年代相比90年代增幅达到110.3%,21世纪00年代在90年代的基础上又递增20.0%,21世纪00年代发生的严重干旱频次为80年代的2.5倍。     

Climate change effects on tropical night days in Seoul, Korea

In Seoul (37.57°N, 126.97°E), South Korea (located at mid-latitudes), the frequency of tropical night (TN) days, which have been defined as days with a minimum temperature greater than 25°C, have shown an increase due to the effects of temperature and water vapor. It was found that TN days accounted for almost 10.2% (July) and 22.1% (August) of the total number of days in respective months during the last decade in Seoul, and these figures may be increasing with climatic change. The daytime and nighttime sky on TN days can contain water vapor when the monsoonal southwesterly flow prevails. This strong wind may induce moisture advection from the warm ocean, and consequently, there is much larger specific humidity over the city during TN days in comparison to non-TN days. The effect of climatic change on the specific humidity is related to an increase in the number of TN days, which has shown an upward trend of 13-day/100-year and is significantly modulated by both water vapor and air temperature during July and August. Moreover, the relative role of water vapor in increasing the frequency of TN days has become much more significant after the 1960s in comparison to that of air temperature, which may be attributed to urbanization in Seoul since the 1960s.     

东北暖季干线统计分析

基于常规地面观测、高空观测和卫星、雷达资料,对2003—2017年中国东北地区暖季（5—8月）干线时空分布、气象要素等进行了统计分析。研究发现,东北地区干线主要出现在东北平原和辽宁西部,干线发生频率呈现南多北少的趋势。干线大多呈西南—东北向,宽度为90—120 km,长度在100—800 km。东北区域暖季年均干线发生频率为15.5%。干线发生频率年际变化不明显,年均逐旬变化显著且呈正弦曲线状,其中5月中下旬—6月下旬和8月中、下旬为波峰,干线发生频率在20%以上,7月低于10%,为波谷。干线湿侧气压相比干侧略高1 hPa,两侧温度大多在24℃以上,温差一般为1—4℃,露点梯度和比湿梯度范围分别为9.6—15℃/（100 km）和4.5—8.3 g/（kg·100 km）,相当位温梯度在9.6—19 K/（100 km）。干线两侧要素及其梯度值逐旬变化显著,其中两侧湿度、温度和湿度梯度值8月呈增大趋势,而温度梯度绝对值呈减小趋势。在共计286例干线中有40%的干线触发了对流,6月上、中旬干线触发对流比率最高（超过60%）。干线是否触发对流与其所在位置关系不大。对流干线湿度梯度略大于无对流干线。无对流干线和对流干线探空要素的最显著区别是湿侧对流有效位能值,前者在1200 J/kg以下,后者基本在1200 J/kg以上,最高甚至能达到3000 J/kg。      

昆山50a最高气温变化特征

利用1961—2010年昆山逐日最高气温资料,采用趋势分析、滑动平均、小波变换等方法,分析了昆山市50a平均最高气温的变化特征,以及高温天气的气候特征。结果表明:昆山年平均最高气温整体呈振荡上升趋势,1980s后期开始上升趋势显著。50a的年平均最高气温存在着24 a、15 a、10 a左右的年代际变化周期以及4 a的年际变化周期。高温总日数从1990s起明显增多,21世纪以来高温总日数进一步增加。高温初日呈现逐渐偏早的趋势,终日呈现"晚—早—晚"的趋势,高温时间逐渐延长。高温过程发生在6月下旬至9月上旬,各级高温过程数都以7月最多,8月次之,21世纪前10年高温过程数最多。     

中国东部夏季降水与同期东亚副热带急流年代际异常的关系

利用中国738个台站的降水观测资料和NCEP/NCAR再分析资料, 分析了我国降水和200 hPa东亚副热带西风急流轴的年代际变化特征, 揭示了东亚副热带西风急流位置的南北移动与我国长江流域和华北降水异常之间的联系。结果表明, 我国东部地区夏季（7、 8月）降水异常主要表现为长江中下游地区多（少）雨, 华北及华南地区少（多）雨, 20世纪70年代末80年代初是这种异常分布型发生转折的时间。与此同时, 东亚高空副热带急流轴位置从70年代末开始逐渐偏南, 急流轴位置的变动将引起对流层低层水汽辐合区和高层散度分布以及垂直环流相应的变化, 进而引起降水区域的变化。相关分析发现, 当急流位置偏南时, 25°~35°N西风增强, 42°~50°N西风减弱, 华北夏季降水减少, 长江中下游地区夏季降水增多; 反之, 当急流位置偏北时, 华北夏季降水增多, 长江中下游地区夏季降水减少。与70年代末开始的我国东部地区急流轴位置逐渐南移相对应, 华北地区夏季降水呈现逐渐减少、 长江中下游地区夏季降水呈现逐渐增多的变化趋势。分析低层水汽通量和高层的散度分布以及垂直环流的差异发现, 1980年以来华北地区对流层中低层水汽通量辐合减弱, 水汽供应减少, 垂直上升运动减弱, 造成了华北夏季降水减少, 而长江中下游地区水汽通量辐合增加, 水汽供应增多, 垂直上升运动增强, 导致该地区降水增加。     

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。     

南海OLR异常与2007年广东省高温天气的关系

利用NCEP／NCAR提供的位势高度场、温度场资料和NOAA提供的OLR资料,应用EOF分析和相关分析等方法,分析南海区域（107．5°-120°E、12．5°-22．5°N）OLR的异常特征及其与2007年广东省高温天气的关系。结果表明,南海区域对100°-120°E、0°-35°N区域内OLR异常分布的主要时空型贡献最大,即该区域OLR的变率最大。OLR的分布基本可以反映出副热带高压的位置和强度,OLR值偏大、中心偏西,则副热带高压偏强、偏西。上空对流偏弱,下沉增温是造成2007年7月广东省长时间、大范围高温天气的主要原因之一。     

近40年我国东部降水持续时间和雨带移动的年代际变化

利用我国地面观测站降水资料以及欧洲中期数值预报中心 (ECMWF) 的月平均再分析资料, 研究了在全球平均表面气温偏冷和偏暖阶段, 我国东部降水开始和结束时间以及雨带南北移动的变化, 并分析了与东部降水变化相关联的大气环流特征。结果表明:近40年, 20世纪60—70年代全球平均表面气温处于一个相对偏冷时期, 而80—90年代处于偏暖时期; 在这样的变暖背景下, 我国东部地区年总降水量呈现出“南涝北旱”异常特征, 与冷位相比较, 在暖位相阶段长江流域年总降水量明显增加, 而华北地区降水量减少, 其中长江流域降水的增加主要是由夏季降水增加引起的, 3月长江中下游降水增加也很重要, 北方的降水减少主要是由从盛夏到初秋的降水减少引起的。平均而言, 暖位相阶段我国南方强降水开始时间较早、结束较晚, 持续时间较长, 而北方强降水开始较晚, 持续时间较短。从春末到夏季, 冷位相时我国东部强降水带表现出从华南、经过长江流域向华北移动的特征, 而在暖位相时强降水主要集中在长江流域, 从华南向华北移动的特征不明显。雨带的这种异常变化与东亚大气环流有关, 在暖位相时夏季东亚大陆低压比冷位相时弱, 而鄂霍次克海高压偏强, 西太平洋副热带高压位置偏南, 使夏季东亚副热带地区的西南风减弱, 梅雨锋加强, 导致雨带滞留在长江流域, 使长江流域降水增加、北方降水减少。     

江西地区冬季气温异常与北半球500hPa高度场的关系

利用1960—2011年江西省81个台站月平均气温观测资料和NCEP/NCAR北半球逐月500 hPa高度场再分析资料,分析了江西地区冬季(当年12月至次年2月)气温异常的时空特征、冷暖典型年500 hPa高度距平场特征以及气温异常与北半球500 hPa高度场的相关性,并运用奇异值分解(SVD)方法探讨了北半球500 hPa高度场异常与江西地区冬季气温异常之间的耦合关系。结果表明:(1)江西地区省冬季气温以全区一致的变化为主;(2)影响江西地区冬季气温异常的500 hPa高度场关键区为北大西洋(20.0°—42.5°N,10°—70°W)和欧亚地区(25.0°—72.5°N,40°—150°E),影响时段分别为当年7月(前期)和当年冬季(同期);(3)前期7月北大西洋关键区500 hPa高度场与江西地区冬季气温呈显著的正相关关系,其中最显著的区域为赣北地区;冬季欧亚大陆关键区500 hPa高度场与江西地区冬季气温也呈显著的相关关系,其中最显著的区域为赣北、赣中地区。     

1961-2008年京津冀地区暴雨的气候变化特征分析

利用北京市、天津市和河北省1961-2008年逐日台站降水资料,采用经验正交函数分解（empirical orthogonal function）、Morlet小波、曼-肯德尔（Mann-Kendall）突变检验等方法,统计分析了京津冀地区暴雨量及暴雨频次的气候变化特征。结果表明：气候态下,京津冀地区暴雨量及暴雨频次沿地形呈东南多—西北少的分布型,暴雨发生时间相对集中在7月下旬和8月上旬。1961-2008年京津冀大部分地区暴雨量呈减少的趋势,且在1980年发生显著突变,2000年代以后暴雨量进一步减少。小波功率谱分析结果表明,京津冀地区暴雨量主要存在2-4a的显著主周期。该地区暴雨量EOF展开的前3模态显示,暴雨量主要呈全区一致变化以及东西反向、南北反向的空间变化特征。