利用奇异值分解法对河南降水与E1Nino区域海温遥相关的分析

本文利用奇异值分解方法对河南省降水与热带太平洋E1Nino区域的海温的时滞遥相关进行分析，分析结果表明：6月河南降水距平与各个E1Nino区前一年7-12月及当年1-2月海温距平有显著负相关；7月河南降水距平与各E1Nino区前一年7-12月及当年1-2月海温距平有显著正相关，10月份降水距平与Ninol 2和Nino4区海温距平有正相关，4月河南降水与前一年1月E1Nino4区显著负相关。     

重庆降水和赤道东太平洋海温相关的多时间尺度特征

采用小波分析和滑动相关技术,分析了重庆夏季降水和赤道东太平洋冬季海温的多时间尺度变化特征,发现两者之间的相关性在不同时间尺度上存在显著差异,而且这种相关性具有多时间尺度特征。     

华南锋面与暖区暴雨个例对比分析

分析了1961～1999年亚洲热带近海海温与云南降水的关系.通过研究云南夏季降水对近海海温异常的响应,发现云南初夏的降水与亚洲热带近海海温有明显的负相关关系,这种降水减少海温正距平的情况在北印度洋西部和阿拉伯海表现比孟加拉湾和南海更显著,但是在盛夏相关关系不显著.同时发现云南西南部的夏季降水与前期盂加拉湾海温有显著的正相关,而与其它海域的海温相关不显著.滇东南的夏季降水只与前期南海的海温有显著的正相关.     

亚洲热带近海海温与云南夏季降水的关系

分析了1961~1999年亚洲热带近海海温与云南降水的关系。通过研究云南夏季降水对近海海温异常的响应,发现云南初夏的降水与亚洲热带近海海温有明显的负相关关系,这种降水减少海温正距平的情况在北印度洋西部和阿拉伯海表现比孟加拉湾和南海更显著,但是在盛夏相关关系不显著。同时发现云南西南部的夏季降水与前期孟加拉湾海温有显著的正相关,而与其它海域的海温相关不显著。滇东南的夏季降水只与前期南海的海温有显著的正相关。     

江淮梅雨期降水不同尺度异常与SSTA的关系

利用1959-2000年江淮地区80站的月降水量资料，研究江淮梅雨期（6_7月）不同尺度降水量异常的时间演变规律，分析江淮梅雨不同尺度降水异常与海温异常的关系。结果表明：1）近42a来，江淮梅雨期降水异常呈明显上升趋势，同时存在显著的年际、年代际尺度变化信号。2）对江淮梅雨期降水异常进行时间尺度分离，不同尺度的降水异常序列多（少）雨年份表现出很大的不同。在少雨背景上，年代际变化序列出现多雨期。在多雨背景上，年际变化序列出现明显的少雨年份。3）分析不同时间尺度的江淮梅雨期降水异常序列与SSTA的关系，发现对应的显著相关区域有很大不同，这意味着海温异常对江淮梅雨存在多时空尺度的影响作用。     

2017年华西秋雨异常偏多的环流特征及其成因分析

利用NCEP/NCAR再分析数据集和国家气候中心整编的2 000多站逐日降水资料,对导致2017年华西秋季降水异常偏多的大气环流特征及其成因进行分析。结果表明,2017年秋季500 hPa位势高度上欧亚中高纬地区维持一脊一槽环流型,斯堪的那维亚半岛上空有一强大的高压脊,乌拉尔山以东—巴尔喀什湖有一深槽,西太平洋副热带高压异常强大并偏西伸。来自极地的冷空气与来自太平洋和孟加拉湾的暖湿气流交汇于华西地区。华西地区处于东亚副热带西风急流入口南侧的高空辐散区,低层对应较强辐合区和异常上升运动,有利于降水的维持。进一步分析表明,2017年华西秋雨异常偏多是同期巴伦支海海温异常偏暖和中纬度北大西洋海温异常偏暖以及赤道中东太平洋La Ni1a型海温异常共同作用的结果,其中巴伦支海海温异常与华西秋季降水在年代际时间尺度上存在较为一致的变化,两者自1986年起均处于一致的负位相,而2000年以后两者由负位相转为正位相;秋季中纬度北大西洋海温异常与华西秋雨之间的年际关系也存在明显的年代际转折,在2002年前后由两者不存在关系转为显著正相关关系。以上各个海区海温异常对华西秋雨的影响也通过一系列的大气环流模式模拟试验进行了验证。     

太平洋海温与我国大陆降水的EOF分析

该文采用经验正交函数(EOF)对太平洋海温场与我国大陆降水场作相关分析,主要基于探讨海气相互作用对我国大陆降水影响的机制和规律,分析发现:太平洋海温不仅与我国东部降水相关,而且与西部高原降水也相关,降水场存在5个高相关区域,海温场存在4个高敏感区;长江中下游地区汛期降水与赤道西太平洋海温呈负相关,与黑潮海温存正相关;不同时期海温与降水相关的敏感区是不同的。这些对我国气候预测分析特别是旱涝趋势预测具有重要的指导作用。     

西北太平洋海温变化对贵州夏季降水的影响

利用1952-2001年贵州15个测站夏季降水和前期太平洋海温场资料,及3因子最佳子集回归求最大复相关系数的方法,把前期不同时间步长、不同时段的海温场作为预报因子与夏季降水求相关。结果发现：用前期海温场作为预报因子对贵州夏季降水进行预报,其预报因子的最佳时间尺度为单月滑动,并且存在着较好的“隔多季度相关”现象。预报因子具有实际预报意义的最佳时段为上1年的8～11月。影响贵州夏季降水的最佳预报因子主要集中分布在海温场具有重要天气气候意义的关键区域。2002、2003、2004年的回报试验结果与实况进行对比分析发现,根据上述理论和预报思路得到的预测试验,具有一定效果,并且对指导贵州夏季降水预测具有一定的参考价值。     

华东地区降水时频变化特征与ENSO关系

利用Morlet小波变换方法分析了近56a来华东地区降水、气温变化以及ENSO的变化,结果表明,华东地区的降水、温度、海温(ΔSST)以及南方涛动指数(ΔSOI)的月距平序列中都存在多时间层次结构,并且各时间尺度周期分量的强度是不同的。同时又采用交叉小波变换方法,分别分析研究了ΔR、ΔT与ΔSST、ΔSOI相关关系,发现华东地区降水与ENSO在准2～4a周期变化上呈正相关关系,在年代际和8a以上年际间呈正负有规律交替且以正相关为主,而气温与ENSO存在多时间尺度特征。     

海表温度和地表温度与中国东部夏季异常降水

主要研究太平洋与印度洋海表温度和地表温度场与中国东部夏季降水的相关关系,以及异常大降水产生的下垫面条件.研究结果表明:(1)夏季黑潮区海温与同期长江流域的降水存在明显正相关,北方地区夏季降水与靠近非洲东岸的印度洋海域存在明显负相关.(2)夏季海温异常与同期中国降水异常场之间的相关分析(SVDI)表明,20世纪70年代后期当海温由La Nina多发期向El Nino多发期转变后,长江流域向异常多雨转变,而其北方和南方地区则向异常少雨方向发展.(3)中国东部区域降水与陆面温度的明显相关区有:(a)春,夏季热带非洲和夏季亚洲大陆部分地区地表温度与当年长江流域夏季降水存在显著正相关;(b)春季4、5月份部分亚洲大陆地表温度与当年华北地区夏季降水有明显负相关.(4)通过对比分析发现:长江(1954,1998和1999年)或江淮(1991年)流域几次特大异常降水的下垫面条件是黑潮区为海温正距平,同期欧亚大陆主要为正地表温度距平场.     

A study on the decreasing trend in tropical easterly jet stream (TEJ) and its impact on Indian summer monsoon rainfall

Using the NCEP/NCAR reanalysis wind and temperature data (1948–2011) and India Meteorological Department (IMD) rainfall data, a long-term trend in the tropical easterly jet stream and its effect on Indian summer monsoon rainfall has been explained in the present study. A decreasing trend in zonal wind speed at 100 mb (maximum decrease), 150 mb, and 200 mb (minimum) is observed. The upper-level (100, 150, and 200 mb) zonal wind speed has been correlated with the surface air temperature anomaly index (ATAI) in the month of May, which is taken as the difference in temperature anomaly over land (22.5°N–27.5°N, 80°E–90°E) and Ocean (5°S–0°S, 75°E–85°E). Significant high correlation is observed between May ATAI and tropical easterly jet stream (TEJ) which suggests that the decreasing land–sea temperature contrast could be one major reason behind the decreasing trend in TEJ. The analysis of spatial distribution of rainfall over India shows a decreasing trend in rainfall over Jammu and Kashmir, Arunachal Pradesh, central Indian region, and western coast of India. Increasing trend in rainfall is observed over south peninsular and northeastern part of India. From the spatial correlation analysis of zonal wind with gridded rainfall, it is observed that the correlation of rainfall is found to be high with the TEJ speed over the regions where the decreasing trend in rainfall is observed. Similarly, from the analysis of spatial correlation between rainfall and May ATAI, positive spatial correlation is observed between May ATAI and summer monsoon rainfall over the regions such as south peninsular India where the rainfall trend is positive, and negative correlation is observed over the places such as Jammu and Kashmir where negative rainfall trend is observed. The decreased land–sea temperature contrast in the pre-monsoon month could be one major reason behind the decreased trend in TEJ as well as the observed spatial variation in the summer monsoon rainfall trend. Thus, the study explained the long-term trend in TEJ and its relation with May month temperature over the Indian Ocean and land region and its effect on the trend and spatial distribution of Indian summer monsoon rainfall.     

赤道太平洋降水与厄·尼诺

根据1899年—1982年赤道太平洋降水资料,研究了10月—12月降水量的时空变化。发现中太平洋最主要的特点是赤道地区与20°N以北及10°S以南变化相反。与赤道东太平洋海温变化比较证实,海温高时中太平洋多雨。分析赤道中太平洋多雨及少雨时海平面气压场表明,多雨时赤道低压偏东,南太平洋高压弱,而澳大利亚气压上升。最后指出,1982—1983年的厄·尼诺事件,就其伴随的环流与气候异常来讲,与以前的事件并无本质上的不同,但其强烈程度则是几十年来少见的。     

ENSO与中国夏季降水年际变化关系的不稳定性特征

根据1951～2007年中国160站月降水量资料和Niño 3区月平均海表温度资料, 采用滑动相关分析和合成分析等方法, 探讨了中国夏季降水与前期冬季Niño 3区海温年际变化关系的不稳定性问题。结果表明, 它们之间年际变化关系的长期变化具有明显的地域性, 东北和西北地区相关的不稳定性比东部地区大, 与预测经验吻合。同时也有明显的阶段性, 1951～2007年据滑动相关系数序列可分成1962～1977年、 1978～1992年和1993～至今三个时期。各个时期平均约为16年。它们从一个阶段向另一个阶段过渡的时间很短, 是以气候跃变的形式来完成的。近50多年来在1960年代初、 1970年代末和1980年代末1990年代初共发生了3次明显的跃变过程。跃变前后某些地区滑动相关系数的符号或强度都有显著的差异。研究还表明, 不同时期, 尽管同样是El Niño事件, 它们对中国夏季降水的影响有不同的表现。1962～1977年时间的相关模型有两条多雨带: 一条位于华北、 东北平原和内蒙古东部一线, 另一条在长江中游地区。秦岭[CD*2]大巴山区和江淮流域降水偏少。1978～1992年时期只有一条多雨带, 位于秦岭－大巴山区、 长江中游和下游一线。黄淮地区及华北至东北南部降水偏少。目前我们所处的时期 （1993～至今） 雨带分布与1962～1977年时期的模型基本相似, 也为南、 北两条多雨带, 但其北支雨带南移, 位于从川渝地区经黄淮地区、 黄河下游至东北平原一带, 湖北北部和长江下游降水偏少。呈现北方降水偏多、 南方降水相对偏少的分布。所以, 利用ENSO事件做我国汛期降水预报, 不能只考虑其平均情况的年际变化关系, 还应注意它们之间关系的不稳定性问题。     

A note on the break‐up of lakes and rivers as indicators of climate change

Abstract

A detailed examination has been made of the relationship between the space and time variations of the Indian summer monsoon rainfall and the equatorial eastern‐Pacific sea surface temperature (SST) anomaly in different seasons for the 108‐year period, 1871–1978. There is a strong inverse relationship between the two. The correlation coefficients between All‐India monsoon rainfall and the sea surface temperature anomaly for the concurrent season; June, July and August (JJA) and for the succeeding seasons; September, October and November (SON) and December, January and February (DJF) are consistently and highly significant. Even a random sample of 50 years gave values significant at the 0.1 percent level. The sliding window correlation analysis of 10‐, 20‐ and 30‐year widths indicates that the relationships between All‐India monsoon rainfall and the sea surface temperature anomaly for the concurrent JJA and the succeeding SON and DJF seasons exhibit stability and consistency in significance. For contiguous meteorological sub‐divisions west of longitude 80°E the relationship is highly significant for JJA and for succeeding SON and DJF seasons.     

THE INTERANNUAL OSCILLATION OF RAINFALL OVER CHINA AND ITS RELATION TO THE INTERANNUAL OSCILLATION OF THE AIR-SEA SYSTEM*

The quasi-biennial oscillation(QBO) and 3.5 years quasi-periodic oscillation(named TO hereafter) are exhibited in most of 48 weather stations of China by applying power spectrum analysis to the monthly rainfall data for the period from Jan. 1933 to Dec. 1987. In order to reveal the features of QBO and TO components, another rainfall data set in 160 stations over China for the period from Jan. 1951 to Dec. 1987 was analysed by means of a new method named complex empirical orthogonal function(CEOF). The results show that both QBO and TO modes exhibit two propagation ways:one originates in Northeast China, extends southward, passes through North China and reaches the eastern part of Northwest China and the northern part of Southwest China; the other appears over Guangdong and Fujian, then moves northward and westward respectively to the Huanghe-Huaihe Basin and Southwest China.These two paths of oscillation meet over North China and the area between the Changjiang River and the Huanghe River. A significant correlation exists between the interannual oscillation of the rainfall over China and that of the sea surface temperature(SST) at the equator. Although the correlation between the rainfall over China and the SST over the equatorial eastern Pacific is rather weak, the correlation between their oscillation component is pronounced.     

INSTABILITY OF THE TELECONNECTION OF SUMMER RAINFALLS BETWEEN NORTH CHINA AND INDIA

Summer rainfall variations in North China closely relate to that in India. It seems that an alternation of signs of " , -, " exists in the geographical pattern of the correlation in summer rainfall from North China to India through the Tibetan Plateau. However, it appears that the teleconnection of summer rainfall variations between North China and India is unstable. Over 1945 - 1974, the correlation coefficient (hereafter as CC) is as large as 0.7. In contrast, the CC is about-0.3 over 1827-1856. Further studies, based on observations starting from 1813, showed that the correlation is strong when summer rainfalls in both North China and India are large, and vice versa. In order to find what induce the change of the teleconnection, variations of summer rainfall in both North China and India, mean sea surface temperature (SST) in the eastern equatorial Pacific and the frequency of ENSO events were examined in relation to the change of the teleconnection. The result showed that the teleconnection appears weak when the mean SST is high and the frequency of La Nia events is low; the teleconnection is strong when the mean SST is low and the frequency of La Nia events is high. At last, it is notable that La Nia happens in only 3 years during the recent 30 years from 1976 to 2005 and the teleconnection becomes weak too.     

长江中下游气候的长期变化及基本态特征

研究了1885年以来，我国长江中下游四季及年降水量，四季及年平均气温的长期变化，指出长江中下游四个季及年的总降水量（平均气温）都是正的趋势，但有季节的差异，春季是升温同时增雨最显著的季节，还研究了我国长江中下游降水与气温的气候基本态及气候变率的特征及时间演变规律，指出，60年代以后夏季气温变化的异常程度几乎比以前大了一倍，在冬季，近期在暖背景下的冬季气温变率变小的特征表明长江中下游可能出现持续发暖冬特征，还指出，80年代后我国的长江中下游存季降水处于高基本态与高气候变率时段，应注意频繁发生的夏季洪涝灾害，研究还指出，长江中下游夏季降水与印度季风的气候基本态反相关密切，印度季风及东亚夏季风与长江中下游夏季气温变化在各种尺度上有明显的正相关。     

中国东部陆海表面温差对夏季水汽输送及降水空间分布的影响

基于1981—2010年ERA Interim再分析资料以及中国区域30年日降水量资料,采用相关关系计算方法,研究夏季中国东部陆海表面温差与夏季整层水汽输送以及春夏东亚温度高响应区的相关关系。研究结果表明:中国东部区域夏季各月(6、7、8月)陆海表面温差与夏季各月降水量存在西北-华北与江南-华南两个高相关区域,且滑动相关系数在30年间一直处于显著状态;夏季中国东部陆海表面温差自1990年代开始呈现波动式上升趋势;陆海温差异常高低值年水汽通量距平场输送通道存在明显差异,陆海温差高值年,水汽主要来自中国东北地区向南的水汽输送以及中国东部海域水汽向西的水汽流,并且两股水汽距平场在华南地区汇合后继续向南输送,陆海温差低值年,水汽通量距平输送主要来自中国东部海域,向西传输到达中国中东部后分别向南北两个方向输送;夏季中国东部陆海表面温差与夏季整层水汽通量在中国华北区域存在负位相相关关系,证明了中国东部陆海温差越高,经向水汽通量向南输送就会越强,所对应的蒙古区域、孟加拉湾区域表面温度就会越高,形成一个“高-强-高”的温差-水汽通量-温度相互响应现象,夏季中国东部陆海表面温差与春季中国整个海岸沿线表面温度有明显的相关关系,春季海岸沿线表面温度对夏季中国大陆水汽输送有一定预测作用。      

The influence of El Niño on the Indian summer monsoon rainfall anomaly: a diagnostic study of the 1982/83 and 1997/98 events

The Indian summer monsoon of 1982 and 1997 depicts disparities, however, maximum sea surface temperature anomaly over Niño 3 region is observed in the following winter of both the years. The inter-annual variation of sea surface temperature anomaly shows maximum peak during 1982/83 and 1997/98 El Niño events. The inter-annual variation of multivariate ENSO index also supports the above observation. The analyses of the entire tropical Pacific basin including the equatorial region reveal an anomalous behavior of the mean sea level pressure (MSLP) and the convective activities. The observations further reveal that the negative anomaly in monsoon rainfall over India prevails throughout the monsoon season except for the month of August in 1982, while in the year 1997 the monsoon rainfall anomaly shows random variations. The comparison between the summer monsoon rainfall of 1982 and 1997 depicts that the magnitude of the positive anomaly is same in the month of August. The condition over tropical Pacific during 1982/83 and 1997/98 has been investigated through the variation of outgoing long wave radiation (OLR), MSLP and pressure vertical velocity. The time–longitude plots of OLR and MSLP reveal the changes in pressure distribution and convective pattern over the tropical equatorial Pacific. The zonal and meridional cross section of pressure vertical velocity over the tropical Pacific and tropical Indian Ocean facilitates to understand the strength of the vertical motion during the monsoons of 1982 and 1997.     

东亚-太平洋遥相关型形成过程与ENSO盛期海温关系的研究

利用1961～2000年NCEP/NCAR再分析资料、扩展重建的海表温度资料(ERSST)和中国730个站旬降水资料,采用SVD和扩展SVD（ESVD）分析、合成分析、相关分析等方法,在分析中国梅雨期降水与同期大气环流和前期冬季海温之间关系的基础上,研究了ENSO盛期海温异常导致与长江流域梅雨期降水密切相关的东亚/太平洋（EAP）遥相关型形成的过程,及与ENSO相关的海温和大气环流异常的持续性问题。结果表明,梅雨期EAP遥相关型的出现与ENSO遥强迫作用有密切关系。联系冬季ENSO和梅雨期EAP遥相关型的关键过程主要有三个:（1）西北太平洋低纬地区异常反气旋环流的形成和维持, 它在冬季形成后一直可维持到夏季,使得夏季西北太平洋副热带高压偏南偏强;（2）东亚大槽持续偏弱,冷空气活动路径偏北偏东,使西北太平洋海温呈亲潮区偏冷、黑潮区偏暖的海温分布; （3）PNA遥相关型的持续发展,使北冰洋地区高度增高。后二者通过局地海气相互作用和大气内部调整过程对初夏鄂霍次克海阻塞形势的形成起重要作用。另外,持续性分析表明,ENSO年大气环流和海温距平型的持续性要比非ENSO年大得多。在ENSO年大气环流和海温之间存在很强的相互作用耦合关系,ENSO引起的大气环流异常可导致太平洋海温异常,而海温异常一旦形成反过来又可导致大气环流异常的稳定和维持,对后期初夏东亚季风和我国天气气候产生明显滞后效应。