夏季土默川地区45年旱涝特征分析

对土默川地区10个代表站1961-2005年6-8月降水资料做自然正交函数展开，用提取第一特征向量经标准化后的时间系数确定典型旱年和典型涝年；对第一特征向量时间系数与同期500hPa高度场及海温场做相关分析。结果表明：土默川地区的多雨期和少雨期呈现波动式变化，且年代际变化波动较大；大旱、大涝的发生主要受贝加尔湖低值系统和西太平洋副热带高压影响；同期分月500hPa高度差值场上极涡呈4波型分布有利于土默川地区多雨；在同期海温场上，千島群島的寒流偏弱和太平洋中部以北海表温度偏高均有利于涝年形成，反之易形成旱年。     

东北夏季月气温数值产品释用预报方法

采用对站点气象要素场EOF自然正交函数 )展开 ,预报几个主要特征向量时间系数的思路 ,对国家气候中心的T63动力延伸预报产品解释应用 ,制作东北夏季定点、定量月气温预报。根据EOF展开的空间特征向量分布特征 ,分别对反映测站上空高度数值大小与长波系统强弱的高度距平、地转涡度等预报因子进行处理 ,进而建立预报模型。     

东北夏季月气温数值产品释用预报方法

采用对站点气象要素场EOF(自然正交函数)展开，预报几个主要特征向量时间系数的思路，对国家气候中心的T63动力延伸预报产品解释应用，制作东北夏季定点、定量月气温预报。根据EOF展开的空间特征向量分布特征，分别对反映测站上空高度数值大小与长波系统强弱的高度距平、地转涡度等预报因子进行处理，进而建立预报模型。     

7月南半球500hPa极涡异常的度量及其与极区增暖的联系

利用ECMWF月平均再分析资料,构造了500hPa7月南极极涡面积、强度指数。结果表明,定义的面积及强度指数为两个独立参数,通过分析南半球高纬度地区500hPa位势高度场EOF的主要模态以及典型年份的南极极涡差异,表明强度指数比面积指数更能代表极涡的强度变化。7月500hPa南极极涡强度指数与同期南半球高纬地表温度的变化趋势一致,下垫面的加热作用与南极极涡强度变化联系密切,在全球变暖背景下极涡面积收缩与热带扩张存在联系。     

全国各省市气象科技期刊文章摘编(26)

1动力延伸预报产品在辽宁短期气候预测中的释用《气象与环境学报》2006年第12期周德平基于1961年～2000年辽宁53个测站40a逐年的月气温距平和月降水距平百分率资料,根据EOF(经验正交函数)展开的空间特征向量分布特征,将前3个主要特征向量时间系数作为预报量,将500 hPa高度场的高度距平、地转涡度作为预报因     

100hPa极涡、南亚高压的变化及大气环流分布特征

利用NCEP/NCAR高度场资料进行计算,对冬、夏极涡与南亚高压面积进行Morlet小波变换,并对100 hPa高度场进行EOF分解和长期趋势分析.结果表明:极涡、南亚高压具有相似的演变特征,这种相似特征在前期冬季极涡与南亚高压之间表现更为明显,体现了准5年尺度和准20年尺度的周期变化,在变化的位相上则相反.EOF分析表明,前期冬季高纬度地区与中低纬度地区的环流变化呈相反趋势,且第一模态的时间系数与前期冬季极涡的趋势一致,第一模态在一定程度上反映了前期冬季大气环流分布.夏季第一模态全场为负值,体现了夏季100 hPa整体异常性;第二模态反映了副热带中低纬度大气环流与高纬度大气环流变化相反.从其长期变化趋势来看,冬季高纬度地区的高度场呈负趋势变化,副热带地区呈正趋势变化,夏季除我国华北部分地区为负趋势变化外,均为正趋势变化.极涡、南亚高压的这种年代际变化与100 hPa高度场的长期线性趋势变化有关.     

呼和浩特周边地区典型旱涝及环流海温特征分析

章利用呼和浩特及周边地区12个站夏季6～8月降水原始资料做EOF展开,取第一特征向量的标准化时间系数,找出典型涝年和早年,并对典型涝年、早年与500hPa同期6、7、8月高度场做了差值场分析及相关场分析,同时对西太平洋海温变化与同期典型旱、涝关系进行了探讨。     

北半球500百帕极地环流与厄尔尼诺、南方涛动及我国气温场的遥相关

本文用1951—1984年的资料对500百帕、65°N以北的高度场作自然正交展开,用模糊聚类对典型场归类。指出,极涡月平均场有三种形态,1月份平均场形态较特殊;大尺度距平场也有三种形态,4月份距平场形态较特殊。此外,研究了典型场的时间权重系数与厄尔尼诺、南方涛动的关系。指出,厄尔尼诺现象发生的当年4月、10月极地大尺度距平场有明显的异常特征。这种极地环流异常已明显影响到我国4月份、10月份的气温场。因而,可能是厄尔尼诺年我国气温4月偏低、10月偏高的一个重要原因。     

北半球平流层极涡崩溃早晚的环流特征及其对5月南亚降水的影响

本文采用1979—2014年NCEP/NCAR月平均再分析资料、CMAP和GPCP月平均降水资料,分析了北半球平流层极涡崩溃早晚的环流特征及其与南亚降水的关系。结果表明,北半球平流层极涡崩溃时间存在明显的年际变化特征。极涡崩溃偏早(偏晚)年,自3月开始异常信号从平流层向下传播,之后的4月,从平流层到对流层高层极区温度异常偏高(偏低),极涡异常偏弱(偏强),极夜急流异常偏弱(偏强)。结果还表明,5月南亚降水异常与平流层极涡崩溃时间的早晚存在显著相关,5月南亚降水异常与平流层极涡崩溃早晚年平流层异常信号的下传有关。当平流层极涡崩溃偏晚年,4月平流层极区表现为位势高度异常偏低,而中纬度则位势高度场异常偏高,并伴随位势高度异常场的向下传播,5月该位势高度异常场下传至阿拉伯海北部大陆上空对流层顶,形成有利于降水的环流场,导致南亚降水偏多。反之,则相反。     

华南汛期降水趋势的特征及预报方法的初步研究

本文采用EOF分析方法对华南(广东、广西、海南)1957～1994年前汛期(4～6月)和后汛期(7～9月)的降水量进行分析,结果发现,华南前汛期和后汛期雨量的最主要特征(第一特征向量)都是华南降水趋势一致的形势,前汛期降水偏多(少)中心呈东西向,位于阳江-玉林-龙州一带,后汛期降水偏多(少)中心位于桂东北和粤西北.`` 通过主要特征向量对应的时间系数与北半球500hPa高度场、北半球海平面气压场、西北太平洋海温场和100hPa高度场的相关分析发现,前汛期各主要特征向量与前期8、9月500hPa高度场,9、10月海平面气压场的相关较好,第四特征向量与7、11月海温场的相关较好.后汛期第一、二特征向量与前1年11、12月的500hPa高度场、11月海平面气压场相关较好.海温场明显地影响华南的后汛期降水,各主要特征向量与海温场的相关都较好,其中以与前1年7、10和11月相关最显著.华南前、后汛期的各主要特征向量与前期100hPa高度场的相关不显著.     

Telecorrelation of the 500 hPa polar circulation and El Nino/SO with the temperature fields in China

By using the monthly data from 1951 through 1984, empirical orthogonal expansion is performed for the 500 hPa geopotential height north of 65oN and the canonical fields are clustered by fuzzy classification. It is noted that both the mean monthly polar vortex fields and the large-scale anomaly fields fall into three regimes, with those of the January mean field and the April anomaly field having characteristic features. In addition, the relationship between the time weigthing coefficients of the canonical fields and El Nino / SO is examined, showing significant anomalies in the large-scale polar anomaly fields during April and October of the year when El Nino occurs. These polar circulation anomalies have considerably influenced the temperature fields in China during April and October. Thus, we may con-clude that this is one of the most important reasons for a relatively cool April and a warm October in China during the El Nino year.     

动力延伸预报产品在广西月降水预报中的应用

利用1958—2005年NCEP/NCAR再分析资料和2003—2005年国家气候中心的动力延伸预报产品, 运用自然正交函数展开 (EOF) 求取预报关键区内的空间特征向量及其时间系数, 结合相似离度方法查找与预报月份相似的个例, 进而作出广西月降水量预报。独立样本试验证明, 利用动力延伸预报产品制作的区域月降水预报比利用前期实况高度距平场相关区域制作的预报效果更好。     

平流层30 hPa月平均高度场的气候特征

采用经验正交函数分解(EOF)方法对NCEP／NCAR全球再分析资料中1958—1997年共40年,30hPa月平均高度和月平均风场进行了分析,讨论了40年平流层的主要特征向量和相应时间系数的变化特征,发现高度场的EOF第一模态具有很好的空间整体性和明显的季节变化。在平流层中,北半球冬季为一较大的环极冷低压,夏季为一以整个半球为规模的环极暖高压。并以1月和7月代表冬、夏季,选取1月和7月的40年资料作为时间序列,用EOF分析了冬、夏季不同的空问振荡型的特征,运用小波分析方法考察了其年际及年代际变化周期。并据此定义了不同的振荡型指数,为以后分析平流层要素场与气候变化的关系奠定了基础。     

北半球月平均环流异常垂直结构的综合分析

本文用一种时空综合的经验正交函数分析方法,对北半球100、500和700hPa三层月平均高度距平场进行展开,得到了不仅能反映各层高度距平场本身的空间结构分布特征,而且能同时反映各层高层距平场之间有机联系的特征向量场.分析结果表明:北半球月平均环流异常在垂直方向上具有明显的相当正压性结构特征.     

东北夏季气温变化与北半球温度及极涡的关系

利用1961-2002年中国东北地区80个气象站夏季6-8月逐日气温、美国NCAR/NCEP再分析资料和国家气候中心环流因子资料,采用相关分析、SVD分解等方法,对中国东北夏季气温变化与中高纬主要环流系统的关系进行探讨.结果发现:中国东北位于东西伯利亚变温区南缘,其夏季气温年际变化规律和东西伯利亚一致;北极极涡边缘的形态变化影响东北夏季气温,不同的边缘形态对应东北不同的温度分布特征,主要是极涡边缘70 °N左右的150～180 °E和60～90 °W两个关键区,其高度场的变化决定着东北夏季气温的变化.     

平流层极涡变化与我国冬季气温、降水的关系

利用国家气候中心提供的1951-2010年逐月环流指数资料,分析了北半球极涡强度指数、面积指数和中心强度指数的相关关系,并通过极涡强度指数的变化讨论了冬季北半球极涡强度的时间变化特征。结果表明,冬季极涡强度指数与面积指数和中心强度指数有较好的相关性,能够更好地反映冬季极涡强度的变化特征;冬季极涡存在准13年的年代际振荡周期,准5年的年际振荡周期在20世纪90年代后期较为明显。结合气温、降水观测资料和NCEP/NCAR月平均再分析资料,探讨了极涡强、弱不同年份我国冬季气温、降水和大气环流形势的变化。相对极涡弱值年而言,极涡强值年我国北方地区、东部地区特别是东北地区的气温偏高,西南大部分地区的气温偏低,长江流域和华南地区的气温变化不明显;我国南方地区降水偏多,长江中下游和华南地区的降水偏多最为明显,北方地区的降水略有减少;500hPa高度场上高纬度地区的位势高度降低,中高纬度的位势高度升高,冷空气向极地聚集,东亚大槽减弱,我国东北和东部地区的气温偏高;同时东亚冬季风减弱,湿空气向我国内陆输送,长江流域和我国南方地区的降水偏多。     

A Multi-Statistical analysis of the southern oscillation (SO) and its relation to the mean monthly atmospheric circulation at 500 hPa in the northern hemisphere

In this paper the correlation analysis, factor analysis, fuzzy classification, and principal component analysis (PCA) are performed for the southern oscillation index (SOI) from the Climate Analysis Center (CAC) at the NOAA. It is shown that the 12-month SOI can be classified into two groups: one from January through April and the other from May through December. They differ in persistency and correlation. It is also found that the year of strong or weak SO can be defined by the first principal component of the SOI. The 11 years of weak SO thus defined contain 9 El Nino events.In addition, the relations between the SOI and 500 hPa geopotential height, mean monthly zonal height, mean monthly interzonal height differences, centers of atmospheric activities, characteristics of the atmospheric circulation (the intensity index of the north polar vortex, the area index of the subtropical West Pacific high, mean monthly zonal and meridional circulation indexes in Asia and Eurasia) in the period of 24 months from January through December of the next year have been examined on the basis of the monthly data from 1951 through 1984. The correlation coefficients and Mahalanobis distances are thus presented. Analysis indicates that in the early part of the low SOI year, i.e., in April, the 500 hPa geopotential height north of 75oN is significantly low and then becomes higher in May. It is found that in April the trough of the first harmonic wave is in the Eastern Hemisphere and the contribution of its variance is smaller than in May. Analysis shows that the opposite is true in the high SOI year. Such variation in the height field during the April-May period is an early signal of the SO at higher latitudes.In the end, a statistical prediction model for the SOI is presented, by means of which a low SOI year as well as an El Nino event has been successfully predicted for 1986.     

统计预报海温场驱动的CAM3.1模式预报试验

基于动力气候模式进行月一季尺度预报的“两步法”思想,提出一种新的预报海温场统计模型,并以该统计模型预报的海温场驱动NCAR CAM3.1模式对1981-2000年月时间尺度的东亚500 hPa高度距平场进行客观回报试验;在此基础上,提出了对预报结果的订正方法。结果表明:统计预报海温模型的预报海温场能够反映出全球海温空间分布的基本特征,并对表征ENSO事件的Ni?o3.4区海温变化的预报能力较强。该统计模型预报的海温场驱动的CAM3.1模式可以较好地预报出东亚500 hPa环流的主要分布特征,试验表明:适当的统计订正方法可以在一定程度上提高CAM3.1模式对东亚夏季500 hPa环流背景的预报技巧。     

2007/2008和2008/2009冬季平流层强、弱极涡事件对应的行星波活动的对比分析

在对逐日气象资料进行纬向谐波分析的基础上, 对比和讨论了2007/2008年冬季强极涡期间和2008/2009冬季弱极涡期间平流层和对流层不同波数的行星波的变化特征, 特别关注强极涡或弱极涡发生之后, 500 hPa 沿60°N和30°N行星波1波和2波振幅和位相的差异, 以及相应的500 hPa位势场的差异, 进而讨论为什么不同的平流层极涡异常会对东亚有不同的影响, 特别讨论为什么同一种极涡异常, 对我国南北方近地面气温的影响会不同。结果表明:平流层极涡发生异常时, 平流层行星波活动有明显的异常。随着极涡异常的下传, 对流层行星波的振幅和位相也有明显的变化, 而且, 对于不同的纬度带, 其变化又有不同, 表现为:2008年1月强极涡发生之后, 500 hPa行星波1波和2波的扰动都向南伸, 而2009年1月的弱极涡(SSW)期间和之后, 1波和2波的扰动都偏北; 在对流层, 强极涡和弱极涡发生之后不但行星波1波和2波的振幅有所差异, 其位相也有明显的不同。特别是, 其位相的差异还随纬度而变化。就同一年(或者说对于同是强极涡或者同是弱极涡)而言, 无论是1波还是2波, 在60°N和30°N附近的扰动相比, 几乎反位相。这样就使得它们的500 hPa 位势场也有明显不同:在东半球, 主要表现为乌拉尔高压和东亚大槽的强度和位置不同。2008年1月强极涡发生之后, 乌拉尔高压和东亚大槽东移, 不利于冷空气向欧亚大陆北部(包括我国北方)的输送, 使这些地区的温度偏高;而2009年1月弱极涡之后, 东亚大槽西退, 利于冷空气向欧亚大陆北部输送, 导致这些地区较冷。对于同一种极涡异常(如2008强极涡或者2009弱极涡)由于南方和北方行星波扰动的位相不同, 对南方和北方冷暖空气的输送也就不一样。所以同一种极涡异常对(我国)南北地区的温度影响是不同的。