2011年夏季广东季风槽暴雨与准双周振荡

采用小波分析、Lanczos时间滤波器、合成分析等方法分析了2011年夏季广东季风槽暴雨与大气低频振荡的关系。结果表明,2011年夏季降水主要存在准20 d的周期振荡,季风槽暴雨过程对应强的准双周振荡。选取与夏季降水显著相关的区域（102.5~117.5 °E,20~27.5 °N）平均的500 hPa高度场作为影响广东夏季降水的“500 hPa关键区”指数,同样选取区域（110~120 °E,15~22.5 °N）平均的850 hPa风场作为“850 hPa关键区”指数;2011年夏季500 hPa关键区与850 hPa关键区分别存在显著的准23 d、准22 d周期振荡,季风槽暴雨发生在500 hPa关键区准双周振荡的波谷、850 hPa关键区准双周振荡的波峰附近。从南海南部开始的3次低频纬向风、OLR、湿度的北传与从菲律宾以东的西太平洋向西传播的低频中心相遇,导致3次季风槽暴雨过程。利用典型个例的合成分析,对2011年6—8月广东3次季风槽暴雨的准双周振荡不同位相的大气环流场的共同演变特征进行分析,它们反映了季风槽暴雨从间歇-开始-旺盛-减弱-结束期的大气环流场演变特征,为广东季风槽暴雨的中期预报提供参考依据。      

西江流域汛期暴雨与500 hPa关键区准双周振荡的关系

采用小波分析、相关分析、功率谱分析、Lanczos滤波等方法探讨了近48年西江流域汛期(4—9月)暴雨的变化特征及其与影响西江流域汛期降水的500 hPa关键区准双周振荡的关系。结果表明,西江流域4—9月暴雨日数呈单峰分布,5月开始显著增加,6月暴雨日数达到最高;西江流域4—9月暴雨总日数具有准4年与准22年左右的周期振荡。1960年代后期—1980年代初期及1990年代中期—2000年初期暴雨日数以偏多为主,1960年代前期、1980年代中期—1990年代初期及2005—2008年则以偏少为主。定义西江流域4—9月逐日降水与500 hPa高度场上显著的负相关区(22.5~27.5°N,102.5~112.5°E)为影响西江流域汛期降水的500hPa关键区。西江流域汛期降水与500 hPa关键区均以准单周、10—30天的准双周振荡为主,而30~60天的季节内振荡不显著,二者在准双周振荡尺度上关系最密切。统计近48年4—9月、6—8月500 hPa关键区准双周振荡波谷附近前后3天(个别4天)西江流域暴雨出现的平均几率分别为72.5%、76.4%,因此500 hPa关键区准双周振荡的低频波谷对西江流域暴雨的中期预报有较好的参考作用。     

基于EOF和小波分析的福建近40年旱涝时空变化特征研究

采用经验正交函数分解（EOF）、快速富里叶变换（FFT）、连续（CWT）和正交小波变换（OWT），对近41a来福建省25个代表站不同雨季旱涝指数（Z指数）序列进行了分析。结果表明：（1）福建旱涝在1965—1975年及1990年代具有显著的2-3a周期；（2）在1980年代中期以后南北反向变化具有显著的1a和3-4a周期；（3）中西部与其它区域的反向变化，在1985—1998年间有显著的1-2a周期，在1980年代以后9-13a周期较强；（4）近40年来有干旱趋势，南部（东部）比北部（西部）明显，其中1990年代这种趋势显著。（5）1960年代和1980年代相对湿润，而1970年代和1990年代则相对干旱。     

基于MCI指数的福建省干旱气候特征

采用目前国家干旱监测业务实行的MCI指数,利用Morlet小波、经验正交函数（EOF）等方法,分析了福建省1961—2019年全省66个气象站MCI指数表征的干湿状况和干旱变化特征。结果表明：福建省存在明显的干湿气候特征,具有显著的6—8 a和22 a的周期振荡,内陆山区干湿变化周期比沿海长,在季节尺度上各季均存在多时间尺度和地域差异化的特点;其空间变化具有3种典型模态,反映了季风降水多寡和地形差异。MCI表征的干旱过程时空分布与历史干旱事件相吻合,秋季和冬季是福建省干旱发生频率最高的季节,春季和夏季是干旱强度最强的季节;闽江口以南沿海地区干旱发生率明显高于内陆地区,全省出现同步干旱的机率较小（12%）。     

我国不同雨区的降水周期现象以及与夏季风的可能关系

本文选1972、1979和1980年3年我国华南、西南地区以及长江流域夏季(6—8月)的逐日降水资料进行了谱分析,发现上述3地区的夏季降水都存在明显的准双周和单周周期振荡,分析了降水的周期振荡与夏季风之间的可能关系,并指出准双周现象的降水周期在我国传播的天气过程可能是西太平洋副热带高压的西伸北上的准双周变化。     

北半球季节内振荡经向分布及异常的分析

通过诊断分析研究了北半球中高纬大气低频振荡随纬度的变化特征,利用1950-2005年北半球20—75°N逐日500hPa位势高度场资料分析了功率谱。结果表明,（1）大气低频周期随纬度变化,夏季低频周期在45°N有最大值,为52．6d,在低纬和高纬低频周期较小;冬季低频周期最大值位于35°N,为49．9d,最小值位于60°N。（2）无论E1Nino年还是LaNina年,低频周期随纬度变化幅度在夏季都较正常年剧烈,最大振幅达到30d,而对冬季影响不大。原本位于35°N的最长低频周期在LaNina年移至65°N。（3）E1Nino年和LaNina年,低频周期随纬度平均值在冬、夏季差异不大;而在正常年份和所有年份,低频周期随纬度平均值在冬、夏季差异明显。（4）就北半球平均而言,无论ElNino年、LaNina年、正常年还是所有年,夏季低频周期都要小于冬季;ElNino（LaNina）事件在冬、夏季都有使大气低频周期缩短（延长）的趋势。     

基于DI指数的佛山市气象干旱变化趋势分析

该文根据逐日气象干旱指数DI指数统计佛山1959—2017年气象干旱日数,采用"二项式系数加权平均法"进行趋势分析,结合M-K检验和小波分析等方法分析气候突变和周期变化,对佛山市59 a的气象干旱日数变化趋势进行分析研究。结果表明:近59 a佛山年气象干旱日数总体呈减少的趋势,2015年以后年气象干旱日数呈显著减少的趋势,2010—2011年是气象干旱日数突变减少的开始时段;年气象干旱日数存在着3 a、7 a及20 a的周期时间尺度,准3 a的短周期存在于1980年前,准7 a的周期出现在1980年后,20 a的周期有着最强的振荡,是年气象干旱日数变化的首要主周期。     

太原市汛期旱涝规律分析

利用子波分析和合成分析等方法，分析了太原汛期降水的多时间尺度特征和造成太原汛期旱涝的大气环流异常分布。结果表明：太原市汛期降水存在准2年、10年、16年的周期；当贝加尔湖上空500hPa高度场异常偏低（高）、西太平洋副高异常偏强（弱）时，有利于太原汛期洪涝（干旱）的形成；在850hPa水平风距平场上，来自新西伯利亚岛的偏北气流在100-140°E，50°N附近分成两支，一方面使得北来的冷空气减弱，另一方面，南下后使得低纬季风增强，太原汛期偏涝。而来源于鄂霍次克海北部的偏北气流、西北太平洋的偏东气流以及贝加尔湖以东的西北气流在60°N，115-120°E附近汇合，使入侵我国东部的偏北气流风速加大，太原在一致的西北气流控制之下，汛期偏旱。     

提取准双周和准一月低频振荡的Lanczos滤波器及其应用

根据青藏高原大气热源季内振荡分析的实际需要,设计了适于提取准双周（10～20d）、准一月（20～40d）振荡的Lanczos滤波器（L.f.）。通过与Butterworth滤波器（B.f.）滤波效果的定量分析,确定了准双周、准一月L.f.窗宽参数l的临界值l0分别为24、46;当l≥l0时,L.f.滤波器性能全面优于B.f.。选用拉萨附近格点（90°E,30°N）的1950—2006年整层大气热源资料做了应用试验,结果表明,由l=121的L.f.得到的拉萨夏季准双周、准一月振荡分量质量可靠,可用于青藏高原大气热源季内振荡强度的年际差异和季内过程分析。     

新疆地区植被对多时间尺度干旱的响应研究

新疆是中国干旱区的主体，区域内生态承载能力和植被覆盖率较低，受干旱影响突出。本文以标准化降水蒸散指数(Standard Precipitation Evapotranspiration Index, SPEI)表征干旱状况，以归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI)表征植被状况，系统研究了1982—2015年新疆不同气候区、不同土地利用类型下，植被对多时间尺度干旱事件的响应及其时滞效应。结果表明：（1）新疆NDVI表现出北疆大于南疆、山区大于平原的总体分布特征。NDVI高值区集中在天山南北坡、阿尔泰山山脉，低值区分布于塔里木盆地边缘及昆仑山脉北缘，NDVI值普遍低于0.20；（2）北疆西部、西北部山区，NDVI主要表现出与较长时滞（12—24月）SPEI的高相关性（Rmax>0.6），而南疆植被NDVI普遍与短时滞（1—6月）SPEI呈较小相关性（Rmax<0.4）；（3）不同植被类型对干旱的敏感性存在差异。林地与长时间尺度（SPEI时间尺度中位数为11）SPEI相关性较大（相关系数中位数为0.49）；农作物对干旱的敏感性最低，但在人为活动干扰下其时滞尺度的离散程度最大。（4）对于不同气候区，半干旱气候区内植被对较长时期的干旱具有最高的敏感性；湿润区NDVI与SPEI相关性最小，极端干旱区干旱对植被影响的时滞性最短（SPEI时间尺度中位数为5）。     

夏季长江中下游旱涝年季节内振荡气候特征

利用1951—2004年我国740站逐日降水资料对夏季长江中下游典型旱涝年季节内振荡周期、强度和位相等特征进行合成对比分析发现:长江中下游涝年降水季节内振荡周期较旱年长, 涝年以30~60 d周期为主, 而旱年以10~30 d周期为主。旱涝年长江中下游地区夏季降水的10~30 d振荡整体上均强于30~60 d振荡; 10~30 d及30~60 d振荡, 涝年的强度都大于旱年。季节内振荡在旱年的北传较涝年强, 能达到50°N附近; 而涝年不仅有明显的季节内振荡从低纬度地区向北传播, 同时还有弱的振荡从中高纬度地区向南传播, 两者汇合于长江流域形成强的振荡中心。影响我国低频降水的低频异常环流分布模态在旱涝年是一致的, 但涝年的低频环流强于旱年, 而这种低频环流场的差异正是造成涝年的低频降水强于旱年的原因之一。     

近10年我国降水的QBO分析

近10年来我国东部地区降水分布趋势的年际变化具有QBO特征，双年的降水为中部地区少南北多，单年的降水为中部多南北少，其中江淮流域的降水变化最明显。分析表明，降水QBO的特征与西太平洋副高和冷空气活动有关，一般双年副高偏北、亚洲纬向环流发展，雨带偏北；单年相反，副高偏南、亚洲经向环流发展，雨带偏南，江淮流域降水较多。     

我国9大气候区降水特性及其物理成因的研究Ⅰ——基本特性分析

首先利用旱涝Z指数对全国9大气候区的旱涝进行了评定，并给出我国9大气候区旱涝Z指数的分布图。分析结果表明，1950年代我国除新疆地区处于偏早期外，其它几个区都处于多雨量期，1960年代由多雨向少雨转变的时期，1970年代——1980年代中期我国大部分地区处于雨量偏少期；1990年之后我国各个区的雨量都有所增加。此外，还应用Morlet小波变化对我国9大气候区降水的旱涝周期变化、旱涝分型及变化趋势进行了分析。研究结果表明：在16年、32年层次变化上，各气候区在不同时间段上，8年层次上降水的变化出现了一定的规律：东北、华北在1980年之后存在1年位相差；而长江中下游、江南及华南三者之间在1951～1970年时段上依次有着2年的位相差；长江中下游、内蒙及新疆之间依次存在着3年位相差。     

太阳活动对京津冀地区旱涝的影响

利用中国气象科学院等整理的中国近五百年旱涝等级资料, 应用小波分析、 相关矩分析等方法, 详细分析了太阳黑子变化与京津冀地区旱涝的关系。在统计太阳黑子极值年附近旱涝特征时发现, 在太阳黑子峰值年附近京津冀地区容易出现偏旱的年份, 低谷年附近容易出现偏涝的年份。小波分析结果表明, 太阳黑子与旱涝指数在9.8年、 78.6年、 132.2年周期处存在对应关系, 说明太阳黑子的变化对京津冀地区的旱涝有一定影响。通过旱涝指数与太阳黑子相对数的相关矩分析, 发现两者相关关系存在阶段性的转折变化, 即由正相关转为负相关, 或者由负相关转为正相关, 相关矩发生转折的时间间隔最长为81年, 最短为23年, 平均为50年。本文还对相关矩阶段性变化的可能原因进行了初步分析。     

华北地区水文循环特征

本文利用陆-气系统水量平衡原理，将气候自然变化与人类活动影响二者结合起来研究了近40年来华北地区丰、枯水期间的水文循环特征。计算结果表明，在五十年代丰水期降雨量大于蒸发量，降水、蒸发、径流三者之间基本上平衡。六十年代以后，降雨量小于蒸发量，且随着降雨量减少和地表水、地下水开采量的增加，P—E的负值不断增加。同时，在枯水期，华北上空水汽流出量大于流入量，大气中所亏损的水汽由地下水埋深下降引起的陆面过量蒸发补偿。     

2005年我国天气气候特征和主要气象灾害

2005年，我国年平均气温较常年偏高，降水量较常年偏多。年内没有出现大范围、长时间的严重干旱，旱情较常年轻；但华南南部出现严重的秋冬春连旱，云南发生近50多年来少见的严重春旱，西北东北部以及内蒙古等地发生夏秋连旱，江南西部、华南西部一度秋旱明显。汛期，暴雨洪涝灾害较常年偏重，西江、闽江、淮河流域及湖北、湖南、四川、辽宁等地发生严重暴雨洪涝灾害，渭河、汉江流域秋季出现特大洪水。年内有8个台风和热带风暴登陆我国，台风强度大、影响范围广、灾情重，台风灾害损失为1997年以来最严重。大风冰雹、龙卷风、雷击等强对流天气频繁，局地灾害损失较严重，总体灾害较常年重，但比上年轻。另外，年初南方部分地区发生严重低温冻害和雪灾，年末山东等地出现严重雪灾。全国春季平均沙尘日数为近50年来同期最少。     

Reconstruction of seasonal temperatures in Central Canada since A.D. 1700 and detection of the 18.6- and 22-year signals

This paper presents an attempt to summarize various sparse proxy series into continuous and exhaustive climatic data. Freeze-up and break-up dates, early meteorological records and tree-ring data have been combined for the Hudson Bay region and 22 continuous proxy series extending from 1700 to 1979 have been deduced. These new series in term provided the basis for a regressive reconstruction of six seasonal temperature series. Verification tests are successful mainly for the high frequencies components. The low frequencies variability is better estimated by a best analogues method. Both kinds of reconstructions have been combined to improve the results. The main characteristic of the reconstructions is a warming trend beginning at the end of the 19th century. Evidence for a beat wave resulting from 22-year solar and 18.6-year lunar nodal tidal cycles is presented. A phase analysis showed results consistent with other studies of summer temperature variability: temperature maxima correspond to sunspot minima ending an even cycle and are emphasized by the lunar maxima. Different phenomena are pointed out for autumn and winter temperatures: their maxima coincide to sunspot even maxima amplified by lunar minima. In spring, the transition season, these signals are not apparent.     

20世纪我国东部地区的降水及极端旱涝事件变化规律

根据我国东部地区（110°E以东）160个观测站100多a的降水资料对我国东部地区包括华北地区、长江流域和华南地区等100多a的降水变化趋势和降水极端偏多和极端偏少年份的分布进行了分析;并通过计算z指数,实现旱涝面积转化,分析我国东部100多a来的旱、涝范围变化和极端旱、涝年份的分布。结果表明：我国东部地区100多a的降水极端偏多年份随时间分布比较均匀,其间隔在20～40a间。降水极端偏少年份在减少。降水量的变化存在着大约40—50a的震荡周期。夏季降水增加明显,秋季降水下降明显。长江流域的年降水量和我国东部年降水量趋势保持较好的一致性,说明长江流域的降水对我国东部降水的贡献显著,华南区域的降水起次要作用。我国东部近100a来雨涝范围和干旱范围都没有表现出明显的增、减趋势,但存在着明显的年际和年代际振动。我国东部干旱覆盖面积最大的时间主要集中在1930年代以前,1969年以后变化趋势不明显。东北和华北极端干旱年份大都出现在1940年以前,长江流域和华南的极端干旱年份则随时间分布比较均匀。     

近百年中国东部夏季降水的时空变率

利用中国东部25°N以北28个站1880-1999年夏季季降水序列,用旋转复经验正交函数（RCEOF）方法,研究了中国东部地区百年干湿的时空演变规律。结果表明,夏季降水空间变率大值区依次为:长江中下游地区、淮河流域、江南、华北、西南及东北。除西南外的5个关键区大体上反映了从6月到8月夏季雨带自南向北椎进所滞留的地区。旋转空间位相分布揭示了长江中下游地区、江南、东北的旱涝异常主要表现为驻波振动特征;而淮河流域、华北、西南地区显示出降水异常信号具有部分的行波特征。尤其第4空间模显示出旱涝异常信号从东北南部可沿着黄淮下游传到长江下游地区。对于近百年中国东部地区夏季于湿变化,长江中下游地区、淮河流域、华北及东北四个地区都存在20-25年时间尺度的周期振荡;长江中下游地区及华北地区都存在准60年时间尺度的振荡周期;东北地区主要表现出36年时间尺度的振荡周期;淮河流域存在明显的70-80年时间尺度的振荡周期;华北地区存在的11年时间尺度的振荡周期恰好与太阳黑子活动的11年周期相一致。在年代际时间尺度（包括次年代际时间尺度）上,长江中下游、淮河流域及华北地区的夏季降水的变化与太阳活动有显著的正相关。     

Precipitation pattern of the mid-Holocene simulated by a high-resolution regional climate model

Early proxy-based studies suggested that there potentially occurred a ＂southern drought/northern flood＂ （SDNF） over East China in the mid-Holocene （from roughly 7000 to 5000 years before present）.In this study,we used both global and regional atmospheric circulation models to demonstrate that the SDNF-namely,the precipitation increases over North China and decreases over the the lower reaches of the Yangtze River Valley--could have taken place in the mid-Holocene.We found that the SDNF in the mid-Holocene was likely caused by the lower SST in the Pacific.The lowered SST and the higher air temperature over mainland China increased the land-sea thermal contrast and,as a result,strengthened the East Asian summer monsoon and enhanced the precipitation over North China.