月相对江南春雨年际变率的可能影响

验证华南气候谚语“六月逢双暑，有米无柴煮”的符号正确率达到90％，其内部隐含的物理本质可能反映的是月球相对于地球的位相（月相）的年际变化对华南前汛期降水的影响。将其推广到一般情况，求得月相与华南前汛期降水以及江南春雨的相关分布图，表明相关显著，特别是与江南春雨的关系更为密切。计算了月相与江南春雨的30年滑动相关，发现该相关具有很高的稳定性。小波分析表明两者具有相同的2～3年显著周期，说明它们之间内部可能存在物理联系。因此，月相可以作为江南（华南）预测春季（前汛期）降水的一个重要的预报参考判据。月相对降水影响的内部物理机制目前尚不清楚，可能是日月的引潮力的年际变化引起的。     

中国汛期雨带的客观划分及其相关环流特征

本文利用1961—2016年中国汛期逐候降水的旋转经验正交函数分解(Rotated Empirical Orthogonal Function, REOF)方法对中国汛期雨带进行客观划分。根据REOF模态空间分布以及主成分的气候态平均确定了中国汛期6个主要雨带的落区和时间,并揭示了各雨带气候态环流特征。江南春雨雨带主要发生在长江以南地区,对应时间为26—27候;南方雨季的雨带落区主要在两广至福建地区,对应时间为33—34候;江南及中下游梅雨主要落区在长江以南和长江中下游流域,对应时间分别为34—35和36—37候;华北东北雨季落区在华北至东北地区,发生时间为41—42候;华西秋雨落区在秦岭及其周围地区,对应发生时间为49—52候。在雨带划分的基础上,进一步揭示了各个雨带典型的对流层中高低气候态环流特征。可为客观定义汛期雨带及各雨带气候预测提供参考。     

汛期我国主要雨季进程成因及预测应用进展

汛期内我国中东部地区的雨季是东亚夏季风推进过程中的重要产物,主要包括华南前汛期、梅雨、华北雨季和华西秋雨等,各地雨季决定了我国中东部地区汛期的旱涝布局和旱涝演变,是我国汛期预测和服务的重点。该文回顾了4个雨季特征及影响因子方面的研究进展,在此基础上梳理物理概念预测模型。研究显示:海温异常是影响各区域雨季的重要先兆信号,但不同雨季的年际和年代际变化特征不同,海温作为外强迫信号的影响程度和时空形式也有差异。利用热带太平洋东西海温差指标能更好地解释华南前汛期降水的年际变化。而与梅雨的年际变化分量相关联的海温关键区主要分布于热带,与年代际或多年代际变化分量相联系的海温关键区则来自中高纬度。华北雨季降水的强弱不仅与ENSO循环的位相有关,更多受到ENSO演变速率的影响。而影响华西秋雨的海温关键区随着年代际背景的变化发生了改变,需要重新诊断和建模。     

华南前汛期降水异常的时空变化特征

利用国家气候中心整编的1951—2000年中国160个站的月降水资料,选出华南地区16个代表站。重点分析了华南前汛期降水的年际、年代际变化的时空特征。结果表明:华南地区的降水主要集中在前汛期,而且降水偏多现象易发生在华南东部地区,降水偏少现象易发生在华南北部地区;20世纪50年代前期、60年代中期到80年代初为相对多雨期,而1950年代中期到1960年代中期及1980年代前期到90年代初为相对少雨期,90年代为波动期,但华南前汛期近50年的降水变化的总趋势不明显。华南前汛期降水具有明显的周期性。年际变化的主周期有三个:3,5和7年,年代际变化的主周期为14年。华南前汛期多雨年同期,淮河及黄河下游等地区少雨;而华南前汛期少雨年同期,大致相反。     

近50年华南前汛期降水、江淮梅雨和华北雨季旱涝特征对比分析

利用全国160站逐月降水资料,统计分析了1951～2000年50年华南前汛期降水、江淮梅雨和华北雨季旱涝事件的分布特征,结果表明:近50年无论是华南前汛期降水、江淮梅雨还是华北雨季,旱(涝)事件频率相当,华南和江淮洪涝强度大于干旱强度,华北干旱与洪涝强度相当,华南前汛期降水和华北雨季总体呈趋旱的趋势,而江淮梅雨呈趋涝的趋势;华南前汛期降水年际变化最为显著,江淮梅雨次之,华北雨季最弱,年代际变化的情况正好相反;从同期500 hPa高度场来看,华南前汛期降水多少与其北侧有无低值系统向南发展关系密切,江淮梅雨和华北雨季均与副高相关显著,不同在于前者还和鄂霍茨克阻塞高压呈显著正相关,而后者受其西北侧中高纬地区的环流影响较大;从前期海温来看,华北雨季与大西洋西部和北太平洋海温关系比华南前汛期降水和江淮梅雨更为密切,江淮梅雨与中国近海海温相关关系最为显著,而华南前汛期降水与孟加拉湾附近海温相关最明显.     

北半球秋季欧亚遥相关与华西秋雨的关系

利用EOF、相关分析、合成分析等常规统计方法研究华西秋雨与秋季欧亚遥相关(EUa)的关系。结果表明:北半球秋季欧亚遥相关(EUa)指数与华西秋雨呈显著的负相关,两者具有一致的阶段性特征。以1986年为界,20世纪80年代中期之前华西秋雨与EUa指数相关系数波动较大,均在-0.4以上,显著相关区主要集中于四川盆地西南部、贵州大部;20世纪80年代中期之后两者相关系数呈显著增加趋势,且显著相关区域向北偏移,主要集中于四川东北部、重庆大部以及陕西南部地区。EUa异常与华西秋雨的多寡关系显著。EUa正异常年,中高纬度环流形势与水汽特征有利于华西秋雨北部地区降水发生,华西秋雨南部地区缺乏水汽,动力条件不足,不利于秋雨偏多。EUa负异常年,华西秋雨东部地区,表现为有利于降水偏多,而西部地区则特征相反。     

江南地区汛期降水与热带海温关系的SVD分析

江南汛期降水异常的分析指出,6月是江南最易发生降水异常的一个月。从空间分布看,降水异常最易发生在江南的中部地区。用SVD方法分析发现,与江南汛期降水异常相关的海温异常分布型是“翘翘板”型,关键区恰好位于相关最显著的部位,前一年5～7月为海温的关键影响时段,且与汛期中4～5月的降水有最好的负相关关系。在该海温异常型影响下,次年中国东部4～6月的降水异常表现为长江南北的反位相变化特征,而江南地区位于该雨型相关显著的部位,江南中部为其影响最显著的区域。     

近36年湖南省干湿的空间分布特征及变化趋势

利用湖南省80个测站1970—2005年降水和蒸发资料,采用REOF、小波分析和M-K突变分析等方法,对湖南省干湿的空间分布特征和变化趋势进行分析。研究表明:湖南省干湿存在4个干旱区域和3个湿润区域,除湘南、湘西和湘东部分地区外,其余地区有变湿趋势。根据EOF和REOF分析,湖南省干湿空间分布既有全区一致性,也存在南部和北部及湘中与周围地区相反变化的差异,大致可以分为湘南湘西南、湘北、湘中、湘东北4个异常区,且各异常区于1980年代末—1990年代初有一个由干向湿的转变过程。除湘中区外其他各区域1970年代中期以前和1990年代之后处于湿润时期,1980年代处于干旱时期。湘北区和湘中区存在2.6、5.3和11.6年的周期干湿变化;湘南、湘西南区和湘东北区存在2.6、7和16年的干湿变化。     

青藏高原及邻近地区的气候特征

利用中国710个站(青藏高原72个站)的气温和降水资料,分析了青藏高原的气候特征及与中国区域气候异常的联系。结果表明：中国多雨日区域随季节分布大致可以分为华南区、华南一青藏高原东南部区、青藏高原区以及华西区共5个区域,多雨日区自东向西移动。青藏高原东南地区降水特征呈双峰型,西北呈单峰型;西南部存在明显的“高原梅雨”、伏旱和秋雨。林芝地区的遥相关分析表明：冬季温度与青藏高原同期温度为正相关,与我国其它大部分地方为负相关;夏季降水与青藏高原南部和长江中下游地区同期降水为正相关,与高原北部同期降水呈反相关关系;冬季温度与黄河到长江流域之间区域夏季降水呈反相关关系。     

华西秋雨趋势变化的年代际转折及其成因分析

华西地区（25°N～35°N,100°E～110°E）是中国秋季降水主要地区之一。本文根据华西地区72站月平均降水资料、NCEP/NCAR再分析资料和哈德莱中心海温及海冰资料,利用相关和回归等分析方法研究了1961～2014年华西地区秋雨的年代际变率及其与大气环流和海温的关系。华西秋季降水年代际变率分解为呈现显著下降趋势的P1时段（1964～1998年）和呈现上升趋势的P2时段（1998～2014年）发现,对应P1时段降水下降趋势的华西区域大气位势高度异常场具有西正东负结构,大尺度环流场显示为从大西洋东传经北极巴伦支—喀拉海区至东亚的准纬向波列,该波列体现了上游负位相NAO（North Atlantic Oscillation）的调制作用。对于P2时段的降水上升趋势,其位势高度场配置与P1时段相反,而大尺度波列结构在欧亚大陆的部分呈西北—东南走向,且整体偏西,体现了上游正位相NAO的调制作用。这种环流结构导致华西区域西北侧形成负异常中心,有利于西南暖湿气流进入研究区域。影响华西秋雨趋势转折的海温关键区位于热带中东太平洋和热带印度洋。在P1时段,华西秋雨降水趋势与同期热带中东太平洋和印度洋海温呈显著正相关关系。而在P2时段,华西秋雨与前冬热带中东太平洋和印度洋海温存在显著负相关,前冬西北太平洋海温正异常也同时影响了华西秋雨的上升趋势。     

夏季西太平洋暖池热含量对华西秋雨的影响及可能的物理机制

利用1971—2012年气象台站逐日资料,综合考虑降水量、降水日数及日照时数计算华西秋雨强度,结合不同深度海温资料,研究了华西秋雨强度与夏季西太平洋暖池热含量年际变化的联系,并讨论了其可能的物理机制。结果表明,前期夏季西太平洋暖池关键区(5°S—5°N,130°—160°E)热含量变化与华西秋雨强度有显著正相关关系,当前期关键区热含量偏高(低)时,华西秋雨强度较强(弱)。分析发现,当前期关键区热含量偏高时,其相对大气是一个异常热源,由于大气对其的响应,在热含量关键区西北侧中国南海—中南半岛附近生成了异常气旋式环流,其偏东偏南气流有利于向华西地区输送中低纬度洋面上大量暖湿水汽,并与北方的干冷空气在此交汇,同时,高层西风急流异常西伸,华西地区恰好位于急流入口区右侧的辐散区,这种高、低层有利的耦合形势使得秋雨偏强,反之亦然。      

湖南省46年来降水的气候特征

利用湖南省86个测站1960～2005年降水资料,采用REOF、小波分析和M-K突变分析等方法,对湖南省年降水的空间分布特征和时间变化规律进行了分析.研究表明:湖南省年降水的空间分布既有全区一致性,也存在着南部与北部、湘中地区与周围地区及东北与西南相反变化的差异.湖南省降水的空间分异类型可分为湘南、湘西北、湘东北、湘中、湘西和湘西南6个区.46年来,湖南省降水除湘西北外,年降水有增加的趋势;在1990年代以后存在一个降水转变期,并且存在4年、7年、10～12年和24年左右的周期变化.除湘西北以外,各区降水无论是21年左右周期转变还是7～10年左右周期转变,在2000年代中后期降水还将相对偏少,之后可能进入一个多雨期.     

2012年华南前汛期降水特征及环流异常分析

2012年华南前汛期于4月第2候开始,6月第5候结束。前汛期降水经历了三个不同的阶段：第一阶段是4月第2候至5月第3候的降水集中期（锋面降水）,江南大部和华南大部降水偏多25％以上,第二阶段是5月第4候至6月第2候的少雨期,华南中部和东部降水偏少50％以上,第三阶段是6月第3—5候的第二个降水集中期（季风降水）,江南东南部至华南中西部降水偏多50％以上。对各阶段大气环流距平场的分析结果表明：华南前汛期开始后,偏强的乌拉尔山高压脊导致南下的冷空气偏强,偏强的低层副热带高压使得我国南方为整层水汽输送的异常辐合区,两者共同导致华南前汛期第一阶段的锋面降水较常年同期偏多;南海夏季风在爆发后偏弱和西北太平洋副热带高压（以下简称副高）持续3候异常偏北是导致第二阶段前汛期降水明显偏少的主要原因;第三阶段,南海夏季风异常偏强,副高南落并增强,以及孟加拉湾季风槽的偏强使得华南前汛期此阶段的季风降水偏多。     

中国雨季的气候学特征

利用中国740站气候平均逐候降雨量对中国的主雨季进行定义,并对雨季（包括主雨季,春雨和秋雨）的气候学特征进行了讨论。结果表明:全国主雨季最早爆发于华南中部,最晚结束于华西地区。主雨季能持续4到14候不等,雨量占年总降水的30%～60%。主雨季在中国东部为季风雨季,自南向北推进;在西部受西风带影响,北方略早于南方, 且局地性强。中国雨季具有明显的区域性和阶段性特征。中国气候的夏季降水时间序列主要反映了季节循环特征, 但气候季节内振荡（CISO）对东部雨季的持续和推进具有明显的调制作用,其中长江中下游及其以南地区以30～60天周期为主。     

WRF模式不同云微物理方案对华西秋雨模拟影响

利用WRF模式的5种云微物理方案对华西地区一次秋雨过程(2011年9月13—20日)进行了模拟,分析不同云微物理方案对华西秋雨的模拟能力,并对降水模拟差异的可能原因进行分析。结果表明:WRF模式的5种云微物理方案对华西秋雨均具有一定的模拟能力,可模拟出华西秋雨的夜雨特征,但Kessler方案模拟的降水落区偏小且降水强度偏弱,而Lin方案模拟的降水强度则偏强;相对来说,Ferrier和WSM3方案对华西秋雨主要降水过程的模拟效果较好。对比WRF模式5种不同云微物理方案对华西秋雨过程的模拟可知,各方案模拟的区域降水强度与WRF模式模拟的上升运动的强弱存在较好的一致性。     

汉台区近40年秋雨特点及变化趋势分析

选用汉台区1980—2019年9—10月日降水量,分析了汉台区秋季降水量、雨日、连阴雨、暴雨等气候特征,并采用华西秋雨监测标准,分析了汉台区秋雨期长度、秋雨量、综合强度的气候特征及其变化趋势。结果表明:汉台区9—10月降水集中,占全年总降水量的比例大,雨日多,为华西秋雨的典型区域之一,但年际变化波动明显,20世纪90年代后期至今为波动上升期;汉台区秋季多连阴雨天气,连阴雨过程平均持续8.1 d,持续时间长,常有暴雨、大暴雨等强降水天气;2011年以来秋雨综合强度明显偏强,2019年秋雨综合强度达到近40年最强;近40 a秋雨综合强度变化趋势与9—10月降水量变化趋势一致,但波动更明显,2014年以来秋雨综合强度增强趋势明显。     

2011年渭河和汉江上游秋汛期环流特征及暴雨致洪成因

利用气候统计和天气分析方法,结合气象和水文资料,对2011年9月华西秋雨的时空分布特点、大尺度环流形势及相关流域的洪水与秋雨关系进行了分析。结果显示,2011年华西秋雨主雨区位于渭河、汉江上游及渠江流域,雨区集中和强降水时段集中是2011年华西秋雨的主要特点。分析大尺度环流表明,欧亚中高纬度地区位势高度距平场从西北到东南呈现"+-+"的典型波列分布,副热带高压的东西摆动和稳定维持直接影响雨带位置变化,西风槽与高原槽的叠加导致了大范围的强降水。渭河和汉江上游流域水位变化与流域强降水过程有很好的对应关系。与秋汛期历年洪涝年比较,2011年渭河和汉江上游流域秋汛期总降水量低于2003年,但暴雨过程集中、强度大导致该流域出现自1983年以来最大洪水。     

梅雨量和秋雨量的反相关

作为东海地区地震发生的指标之一,多着眼于降水量与地震活动的研究上.为此,我们调查了日本各地降雨方面的情况.比较20世纪以来,各地逐月降雨量,可以看到梅雨期和秋雨期明显的地区,降雨也存在着明显的反相关关系.     

热带北太平洋海温异常对2018年华南前汛期降水负异常事件的影响

本文利用1979—2018年中国地面气象台站1 767个站点降水资料、HadISST海温数据及NCEP/NCAR再分析资料,滤除同期ENSO影响后,分析了2018年华南前汛期降水负异常与热带北太平洋海温异常之间的联系。研究结果显示,2018年华南前汛期降水负异常事件和热带北太平洋(Tropical Northern Pacific,TNP)海温偏暖有关。热带北太平洋海温正异常,通过Mastuno-Gill响应引起西北太平洋气旋式环流异常,中国南海东风异常,减弱了南海夏季风,华南至中国南海地区对流层低层存在异常反气旋环流。水汽存在由中纬度北太平洋经黑潮海区-华南地区-中国南海-菲律宾群岛向热带太平洋的异常输送,且华南地区为水汽的异常辐散区域。另一方面,TNP区域暖海温异常引起了该区域低层异常辐合、高层异常辐散、异常上升运动,使得华南地区高层异常辐合、低层异常辐散、异常下沉运动。这样的环流配置对华南地区降水的产生有不利影响,引起了2018年华南前汛期降水异常偏少。2018年TNP区域暖海温异常引起华南前汛期降水负异常的物理机制还在ECHAM5模式30个成员集合平均的试验结果中得以验证。     

华南前汛期的锋面降水和夏季风降水Ⅱ.空间分布特征

利用中国730站降水资料和第I部分 (郑彬等, 2006) 得到的华南前汛期锋面降水和季风降水的划分日期, 计算出1958～2000年华南前汛期锋面降水量 (强度) 和季风降水量 (强度) 的序列, 采用EOF和扩展EOF分析方法, 得到华南前汛期降水的几个主要分布型, 并探讨锋面降水与季风降水的可能联系.分析结果表明: 华南前汛期的锋面降水和季风降水分布主要有三种类型--全区旱涝型、西南涝 (旱) 东北旱 (涝) 型、东南涝 (旱) 西北旱 (涝) 型.各分布型的时间系数与850 hPa风场的相关结果表明不同的分布对应着不同的低层环流形势.统计结果显示华南前汛期锋面降水的分布形式与季风降水的分布形式有一定的对应关系.