云南2002年雨季偏早的环流特征分析

1999-2002年云南处于雨季偏早、5月雨量偏多的气候背景下,2002年雨季连续第四年偏早,这种气候异常较罕见.利用雨季开始期资料,分析了云南雨季开始期变化的年代际特征.还对应分析了雨季开始偏早年及偏晚年1月及5月100、500 hPa及SLP场距平合成场,并与2002年进行了比较,得到了一些对预测云南雨季开始期有指导性的结论.2002年云南雨季偏早开始与索马里急流建立,高层中低纬环流出现"突变"有直接原因.     

云南雨季开始期演变特征分析

应用EOF分析方法、小波分析方法及云南16个地州代表站1961～2002年共42年逐日降水量资料,对云南雨季开始期的空间分布、时间演变及多尺度周期变化等特征进行了诊断研究.结果表明:1)云南雨季开始期的空间分布,第一主要特征是全省雨季开始期一致偏早(晚);第二主要特征为云南滇中及以东、以南地区与云南西部雨季开始期反向变化的空间异常分布型态;2)云南雨季开始期存在明显的40年左右长周期、28年左右的年代际周期和8年左右的年际周期.从小波方差看,云南雨季开始期的变化以40年和28年左右的变化周期的振动最强,变化最显著,而年际变化相对较弱;3)云南雨季开始偏早期与偏晚期5月份500 hPa高度距平场有着明显区别;4)印度季风与南海季风对云南雨季开始爆发也起着积极的作用.     

云南雨季开始期与热带OLR的联系

利用NCEP 1979—2003年1~12月再分析的OLR逐日、月平均资料及同期云南雨季开始期资料,通过相关统计、对比合成等方法,重点分析了南海和孟湾海区的OLR场变化对云南雨季开始期的影响。结果表明,南海和孟湾海区OLR在云南雨季开始偏早年与偏晚年之间差异明显,南海海区前期的对流活动对云南雨季开始期有更显著的指示性,但孟湾海区对流的强弱仍是影响云南雨季开始期的重要因素之一。     

2001年云南雨季开始偏早与孟加拉湾季风爆发的关系

分析2001年云南雨季开始期东南亚环流形势的逐日演变,并用OLR资料分析了雨季开始前东南亚对流活动的逐日演变。指出云南雨季开始受孟加拉湾季风影响,孟加拉湾季风爆发早且偏强,导致云南2001年雨季开始偏早,雨量偏多,在预报云南雨季开始时东南亚地区环流的季节调整及对流活动的北上应是重要因素。     

2001年云南雨季开始偏早与东南亚地区夏季风爆发的关系

通过分析2001年云南雨季开始期东南亚环流形势的逐日演变,并用OLR资料分析了雨季开始前东南亚对流活动的逐日演变.指出云南雨季开始受东南亚地区夏季风影响,东南亚季风爆发早且偏强,导致云南2001年雨季开始偏早,雨量偏多.在预报云南雨季开始时东南亚地区环流的季节调整及对流活动的北上应是重要因素.     

贵州省铜仁市雨季开始期演变特征及环流分析

通过1961—2012年铜仁市各站的逐日降雨量统计出雨季开始期,利用EOF和小波分析方法,得出铜仁市雨季开始期的空间分布特征及时间演变特点:铜仁雨季开始期主要是各地一致偏早(晚)型,其次是西北部与东南部雨季开始期呈反位相变化;雨季开始期偏晚年份为1975、1976、1986、1988、1995、1996、2005、2007、2011年,偏早年份为1961、1977、1989、1990、1993、2002、2008年;1985年之后,雨季开始期2～4 a变化周期显著。同时,利用NCEP/NCAR月平均北半球500 hPa环流资料,分析铜仁雨季开始期偏早年与偏晚年的3—5月之间的环流差异,让政府决策部门和公众对铜仁市雨季开始期时空演变特征有较为清晰的认识,也为更好预测雨季开始期奠定基础。     

滇中雨季早晚对前期热带环流异常的响应

使用云南省中部玉溪站1971—2007年逐年雨季开始期资料和同期1—5月NCEP/NCAR再分析月平均气压场、高度场及风场资料,用相关分析、诊断分析和EOF等方法研究了滇中雨季开始期对冬、春季热带环流异常变化的响应关系,并利用太平洋东部副热带高压及大西洋亚速尔高压的平均气压与印尼和孟加拉湾地区的平均气压之差,定义了滇中雨季预测指数(MYRSPI)。结果表明：滇中雨季开始期对前期热带环流的异常变化会产生较强响应,当冬、春季热带高度场异常升高(降低)和MYRSPI为负(正)距平时,初夏500 hPa西太平洋副热带高压偏强(偏弱)、偏西(偏东),滇中雨季偏晚(偏早)。统计表明,MYRSPI对滇中雨季早晚有较强的预测能力,可在实际业务中运用。     

大理雨季开始期演变及异常环流特征分析

利用云南省大理州12个气象站1962～2008年共47a雨季开始期资料及NCEP／NCAR高度场及风场资料分析了大理雨季开始期的时空分布特征及异常年环流特征。EOF分析表明,大理雨季开始期存在多种空间分布类型,主要的分布型是一致偏早（晚）型及东南一西北型。Morlet小波分析表明,大理雨季开始期在20世纪60年代初到70年代中期偏早,70年代中期至90年代初偏晚,90年代初至今偏早;且存在约2a和10a的特征时间周期变化。异常偏早年5月高度距平场上北半球经向上呈“-＋-”的分布,异常偏晚年则相反,呈“＋-＋”的分布。异常年5月高、中低层的距平风场同样存在明显差异,异常偏早年高层存在增强伊朗高压的反气旋环流,低层存在偏强的南亚季风环流,异常偏晚年则是相反的环流特征。     

云南雨季开始期与5月雨量的TBB特征

利用17年卫星TBB及云南雨量资料,研究了热带TBB演变与云南雨季开始期及5月雨量的关系。结果表明:当孟加拉湾至中南半岛上空TBB≤-10℃的主对流云云涌稳定通过20°N,TBB≤-20℃强对流区北移到18°N附近,而且TBB≤-5℃区稳定控制云南时,云南大部分地区雨季开始。云南5月少雨年,孟加拉湾至中南半岛上空TBB≤-10℃位置偏南且为正距平区控制,云南为TBB正距平区,对流活动偏弱;云南5月多雨年,上述地区的TBB场分布特征则反之。同时还提出了利用TBB资料跟踪预测云南雨季开始期的方法。     

春末初夏异常环流对云南雨季开始期的影响

通过小波分析表明云南目前处于雨季开始期偏早的年代际变化中。2006(2005)年是云南雨季开始特早(晚)的异常年,把这2个雨季开始期相反的极端异常年进行对比分析,发现云南雨季偏早(晚)的4月主要环流特征差异是:200 hPa对流层东西风交界线比多年平均偏北(南);500 hPa中高纬环流有(不)利于冷空气南下;850 hPa北印度洋赤道纬向西风较常年偏强(弱),孟加拉湾南部苏门答腊岛附近的对流较常年偏强(弱)。     

东南亚地区夏季风异常对云南2005年初夏干旱的影响

2005年春末夏初云南大部地区出现了50年一遇的高温干旱天气，通过对东南亚地区的水汽及对流进行诊断分析，发现中南半岛地区夏季风爆发的早迟与云南雨季开始的早迟有显著的正相关关系；前期4月孟加拉湾水汽向北输送强（弱）以及苏门答腊岛附近的对流活动强（弱），则云南雨季开始早（迟）。分析表明造成云南2005年初夏干旱的主要原因是中南半岛地区的夏季风爆发较常年偏晚，前期孟加拉湾地区的经向水汽输送以及苏门答腊岛附近的对流活动较常年偏弱。     

云南雨季的时空特征及与大气环流变化的关系

为了系统了解和认识云南雨季变化的气候特征、年际特征及其影响因子,利用云南116个气象观测站1961—2015年20时—20时的逐日降水资料,根据新定义的西南雨季单站标准,系统分析云南雨季变化的时空特征以及相应的大气环流特征。结果表明:（1）对于1981—2010年的气候平均,云南全省平均雨季的开始和结束日期分别为5月22日和10月15日,雨季变化的空间差异较大,雨季开始大致表现为从东南向西北推进,结束则从西北和东南逐渐向西南推进,由此导致云南雨季长度和雨季总降水量变化由南至北逐渐减小;（2）云南雨季变化的年际差异显著,全省平均雨季开始日期最早在5月8日,最晚在6月8日,结束日期最早在9月30日,最晚在11月2日,早晚相差近1个月;（3）云南雨季开始日期主要受西南季风和中纬度冷空气活动的共同影响,季风建立偏早和中纬度冷空气活动频繁有利于雨季开始早,反之有利于雨季开始晚;而雨季结束日期主要受热带季风环流变化的影响,夏季风向冬季风季节转换早则云南雨季结束早,反之雨季结束晚。      

东南亚地区夏季风爆发对云南雨季开始的影响

东南亚地区的夏季风在亚洲季风系统中首先爆发后,通过风场与对流场的变化对周边地区造成影响.通过对亚洲近地面层经向水汽通道的研究,发现在前期影响云南雨季开始的早迟最重要的一支南风水汽通道位于孟加拉湾（80～90 （E）附近.该南风水汽通道一般在春季开始建立,它的建立有助于夏季风在东南亚地区爆发.在季风建立前,当这一水汽通道中南风水汽输送异常偏强时,相应地中南半岛附近的对流也增强,对应着云南的雨季开始偏早,初夏降水偏多,反之则初夏降水偏少.研究表明,该水汽输送的强弱可以作为预报云南雨季开始期及初夏雨量的一个重要信号.研究还发现,前期赤道中东太平洋的冷海温有利于孟加拉湾经向水汽输送的加强,从而影响到云南的雨季开始和初夏的雨量.     

云南雨季早迟的气候特征分析

分析了１００ｈＰａ南亚高压的变化、５００ｈＰａ位势高度距平特征与云南雨季开始期早晚的对应关系,归纳总结了Ｅｌ Ｎｉｎｏ和Ｌａ Ｎｉｎａ事件与西南季风建立、雨季迟早的联系,提出了云南雨季开始早迟的预报思路。     

华北的雨季

根据旬降水量资料，对华北雨季进行了划分，结果表明，华北雨季开始期主要集中在７月中甸左右，结束期主要集中在８月中旬左右，雨季强度的气候变化特点是由强转弱的趋势变化，分析发现当前期春季青藏高原５００ｈＰａ高度场偏高和赤道东太平洋海温场偏低时，华北雨季强度为强或偏强的趋势；反之当高度场偏低和海温场偏高时，则雨季强度为弱或偏弱的趋势，这为预报华北雨季强弱变化提供了依据。     

华北雨季开始早晚与大气环流和海表温度异常的关系

本文利用国家气候中心的1961~2016年华北雨季监测资料、美国国家环境预报中心/大气研究中心（NCEP/NCAR）的大气再分析资料、NOAA海表温度资料,分析了华北雨季开始早晚的气候特征,然后利用合成分析、回归分析等方法,研究了华北雨季开始早晚与大气环流系统和关键区域海表温度的关系。结果表明,56 a来华北雨季开始最早在7月6日,最晚在8月10日,1961~2016年华北雨季开始平均日期是7月18日。华北雨季开始时间具有显著的年际变化,但雨季发生早晚的长期变化趋势不太明显。华北雨季开始早晚与西太平洋副热带高压（简称副高）、东亚副热带西风急流、东亚夏季风等环流系统的活动关系密切,当对流层高层副热带西风急流建立偏早偏强,中层西太平洋副高第二次北跳偏早,低层东亚夏季风北进提前时,华北雨季开始偏早,反之华北雨季开始偏晚。华北雨季开始早晚与春、夏季热带印度洋、赤道中东太平洋海表温度关系显著且稳定,当Ni?o3.4指数和热带印度洋全区海表温度一致模态（IOBW）为正值时,贝加尔湖大陆高压偏强,副高偏强偏南,东亚夏季风偏弱,导致华北雨季开始偏晚;当海表温度指数为负值时,则华北雨季开始偏早。     

东北雨季的划分及其特征

利用1951-2001年东北地区9站旬平均降水量资料划分了东北雨季，确定了雨季开始旬序、结束旬序、持续期和降水量，分析了雨季各特征量之间的关系，探讨了雨季前后大气流场的差异，研究了雨季特征量与热带海温指数的关系。结果表明：（1）东北雨季平均在7月中上旬开始，8月中上旬结束；51a雨季降水量与9站夏季Z指数密切相关，表明了雨季降水基本反映了该地区夏季降水的特征；（2）-般说来，雨季开始早，则持续期长，降水量大，反之亦然；（3）东北雨季主要受东亚夏季风的控制，季风增强北进，雨季开始，季风减弱南撤，雨季结束；（4）东北雨季特征量有短期气候预测时间尺度上的热带季节海表温度距平前兆信号。     

孟加拉湾季风活动与云南5月降雨量

利用1958-1997年NCEP再分析高低层经纬向风分量、比湿场资料以及云南32个测站降水资料，通过相关分析等方法，从风场演变和水汽输送等方面分析了孟加拉湾季风活动及其与云南初夏降水变化的关系。结果表明：与阿拉伯海和南海相比，孟加拉湾低层纬向西风出现时间最早，盛夏期间的峰型结构与南海西风的峰型结构极为相似，出现双峰型。盂加拉湾季风爆发平均日期在5月3候，是亚洲季风区爆发最早的季风之一，比南海季风爆发的平均日期(5月4候)早1候。孟加拉湾季风活动与云南初夏降水有一定关系，季风爆发偏晚，云南5月降雨量偏少；而当季风爆发偏早或正常，云南5月降雨量的多少主要与中低纬度地区冷空气的活动有关。     

前期季节内振荡对云南5月降水的影响

采用OLR和风场再分析资料及降水资料,发现一个与云南雨季5月降水显著相关的关键区(77.5~82.5 °E,5~10 °N),关键区内OLR低频振荡(Ikey)在4月2—3候的平均值(Ikey-Apr)与云南5月降水具有显著负相关,云南5月多雨年时为负值(低频对流活跃),少雨年时为正值(低频对流受抑制)。多雨年时,关键区在4月2—3候出现的强低频对流标志着亚洲热带季风开始在关键区建立并进入ISO(季节内振荡)活跃期,约20 d后的4月末—5月初关键区低频振荡再次进入活跃位相,激发西南季风沿西南-东北方向传播并向云南输送水汽,当低频对流传到云南后,西南季风在云南建立,云南较早进入雨季,5月降水迅速增多。而当关键区低频信号于4月末—5月初较晚出现时,第二次低频对流和西南季风ISO的东北向传播也随之推迟,夏季风在云南建立和云南雨季开始偏晚,5月降水偏少。把Ikey-Apr作为云南雨季开始早晚和降水多寡的前兆信号。云南5月多雨年从4月第4候—5月第5候,低频对流在云南形成了一个完整波型,5月第1候前孟加拉湾和云南处于低频对流抑制区控制下,西南向水汽输送未形成。5月第1候后关键区低频对流开始向西北-东北向传播,孟加拉湾低频西南风加强,暖湿气流逐渐传向云南,西南季风在云南建立,雨季提前开始,降水迅速增多。      

凉山州雨季开始期预报

本文通过对1960－1999年凉山州雨季开始期的分析，揭示了凉山雨季开始期的特点，分析其成因。探讨凉山雨季开始期分片报区域的划分，利用环流资料和本地地面场气象要素资料，运用数理统计方法分片建立了全州雨季开始期年度预报、汛期预报的逐步回归方程。采用VB研制开发了凉山雨季开始期自动化预报系统软件。