青藏高原大气热源气候特征的研究

用NCEP/NCAR再分析资料和小波分析方法分析研究了1950-2005年青藏高原大气热源气候特征和变化特征,主要结论包括:(1)夏季青藏高原东部大气热源的强度明显较西部大.6月份,高原东部热源的强度是高原西部的近两倍,7月份的值也比西部大了40%以上.(2)青藏高原全区、东部和西部逐年平均的大气热源有明显不同的变化特征.高原全区年平均大气热源的变化主要是一个14年的时间尺度;高原东部不仅有14年的主要时间变化尺度,同时还有一个非常显著的2.6年的时间变化尺度;高原西部则不同,是一个不明显的1-2年的时间尺度.     

青藏高原大气热源研究述评

【目的】综述前人对青藏高原大气热源的研究成果,探究大气热源与南海夏季风的关系。【方法】归纳高原大气热源研究进展,采用诊断分析方法探究高原热源的时空分布及与南海夏季风的关系。【结果】1)青藏高原夏季(冬季)大气是热(冷)源,冷热源的季节转换发生在3月,热源强度7月达到最大;2)热源中潜热贡献最大;3)不同资料和方法在描述热源时空分布时存在一定不确定性;4)高原夏季大气热源与南海夏季风呈明显负相关。基于大气热源,构造南海-青藏高原夏季海陆热力性质差异指数,该指数显示1980―2016年海陆热力性质差异有年代际减小的趋势。     

青藏高原冬季降水时空分布特征研究

青藏高原冬季降水的气候特征认识对高原冬季雪灾的防御有着重要意义。基于青藏高原54个气象站1971~2010年冬季(12~2月)逐月降水量资料,利用现代统计方法分析了青藏高原冬季降水的时空分布特征及突变现象,利用经验正交函数(EOF)和旋转经验正交函数(REOF)概括出高原冬季降水的6种主要空间分布型以及区域性特征进行分析。结果表明:冬季降水分布不均匀,偏东偏南部降水量相对较多,冬季降水在12月最少,2月最多;EOF对青藏高原地区冬季降水分解为6种模态,全区一致型、南北部型、东西部型、川西型、高原腹地型和西部型模态;EOF第1模态时间系数表明高原大部分地区冬季降水在20世纪90年代有显著增加、且存在14年左右的周期变化特征。REOF分析表明,高原地区冬季降水的局地特征显著,而高原腹地与中东部地区变化特征显示了高原冬季降水的主要变化特征,与EOF分析第1模态的变化特征较为一致。     

青藏高原夏季200hPa西风变化特征及其与降水的关系

为了加强高原高空西风变化及其与降水关系的研究,利用NCEP/NCAR月平均再分析资料及中国160个测站月降水资料,采用线性倾向估计、小波分析、相关分析等方法,对青藏高原夏季200hPa西风近几十年的变化特征及其与中国降水的关系进行分析。结果表明:自1948年青藏高原夏季200hPa西风整体呈现显著增强趋势;且高原西风在20世纪50年代前期偏弱,在50年代中后期开始增强,并在80年代出现近62年的最大值,90年代末高原高空西风略有减弱,但不明显;小波分析表明高原200hPa西风具有2~4a的周期,且这一周期成分在50年代及70年代末至80年代前期这两个时段比较显著;高原西风的突变分析表明在1954年发生了一次较明显的增强突变。高原夏季200hPa西风与中国降水关系的分析表明:高原西风增强时在长江流域以北的中国大部分地区降水偏多,以江淮流域、川渝地区西部和东部省界以及中国西北、东北的部分地区表现显著,长江流域以南的大部分地区降水偏少,其中华南沿海及中国西南地区西南部降水偏少更加明显,降水场与大气环流有较好的配置关系。     

高原季风对500hPa中纬度西风带活动的影响

利用1948--2008年NCEP／NCAR逐月再分析资料和1958—2007年中国560站夏季降水资料,设计了一个区域西风指数,探讨了高原夏季风和500百帕中纬度西风带活动的时间一频率多层次年际、年代际时间尺度变化特征以及对我国夏季降水的影响。结果表明：高原夏季风对区域西风带活动具有显著的影响,近61年来,两者总体变化趋势相反,前者增强后者减弱。除了都具有1—2年、27—28年和线性趋势变化的共同周期外,还呈现出各自的周期变化,并且均发生过一次年代际气候跃变现象,前者发生在20世纪70年代中期,后者发生在80年代中期,高原夏季风由偏弱转为偏强,区域西风由偏强转入偏弱,在跃变前后两者各种周期的时间尺度和强度存在明显的不同。如果排除1—2年周期的不确定性,预计接下来高原夏季风将直接进入偏弱期,区域西风指数可能在3—4年后才转入偏强期,并且高原夏季风会比区域西风指数提前发生突变,对区域西风指数具有一定的指示意义。高原夏季风不仅自身对我国夏季降水产生重要的作用,同时,它通过影响中纬度西风带的活动,间接地影响着我国的夏季降水。     

青藏高原-热带印度洋地区大气热源的时空变化特征

为了寻求青藏高原一热带印度洋地区大气热源空间变化的敏感区,进一步深入研究季风的形成、变异和预测,利用NCEP1979-2008年的再分析资料计算分析了青藏高原一热带印度洋地区30年来不同季节大气热源分布的气候特征,并且利用经验正交函数分解研究了该区大气热源在夏、冬季的时空变化特征。结论如下：春季大气热源有明显的经向差异;夏季的热源明显比春季的热源强度强,范围广,热源最强中心在孟加拉湾北部大陆边缘;秋季热源区域明显南缩,热源强度较夏季明显减弱;冬季大气热源呈西西南一东东北方向分布,大气热源位置继续南移。对于夏季,前3个模态分别反映了青藏高原一热带印度洋地区大气热源的纬向差异型、经向差异型、西北一东南分布型。对于冬季,前3个模态分别反映了青藏高原一热带印度洋地区大气热源的经向差异主导型、经向差异型、纬向差异型。     

夏季青藏高原大气热源分布特征与对中国降水的影响

利用NECP/NCAR月平均再分析资料,研究1951～2010年夏季青藏高原主体大气热源分布、对东亚地区的环流影响及其与同期中国降水的关系.针对高原加热局地特征明显的特点,采用旋转经验正交函数等方法探讨不同类型的热源分布以及对东亚地区大气环流的影响.结果表明,当加热中心位于高原东南侧时,青藏高原夏季风加强,南亚高压偏南偏东,西太平洋副热带高压西伸加强,而东亚中高纬地区两脊一槽的经向环流分布形势明显,有利于中国长江流域的降水而不利于华南华北的降水发展.当加热中心位于高原中北部与西南地区时,青藏高原夏季风减弱,南亚高压偏西,西太副高明显偏东偏弱,中高纬环流的纬向特征明显,有利于中国地区北方降水而不利于南方地区的降水.     

四川地区44年来气候季节划分及变化特征的研究

利用四川地区135个台站的逐日温度资料和曾庆存等[1]提出的季节划分方法讨论了四川各区域的气候季节划分和季节变化,结果表明:(1)1961～2004年期间,四川地区季节的四季分配很不均匀,冬夏季偏长,春秋季偏短;并且四川不同区域间的季节划分差异主要表现在春秋两季的时间长度上.(2)季节划分的年际变化表现为春季西部高原地区有两次时间长度增加和两次减少的变化特征,在两次时间长度增加的过程中出现了一次明显的季节长度突变;高原与盆地过渡区1996年以后春季长度年际差异显著减小,东部盆地地区近年来春季时间长度明显增加.(3)季节强度指数表明,冬季西部高原和中部高原与盆地的过渡地区变暖、夏季在1960～1970年代变冷的趋势;东部盆地冬季在1970年代中后期至1980年代强度变化剧烈、夏季则显示出1982年以前逐渐变冷、以后逐渐变暖的特征.(4)成都城市群表现出春秋过渡季节更加短暂、四季分配更不均匀、气候变化幅度增大的特征.     

江门市年最大风速变化特征分析

为了更好的了解江门市年最大风速的变化特征,利用欧洲中尺度天气预测中心(ECWMF)提供的1979-2012年每天8个时次地面(10m高度)阵风后处理资料,通过Mann-Kendall突变检验和经验正交函数(EOF)分解等方法,统计分析了江门市年最大风速的变化趋势及时空分布特征。结果表明:(1)该地区年最大风速一般介于20-30m/s,呈线性上升趋势,并在2003年左右发生了突变。(2)江门市年最大风速出现的季节主要是在夏季和秋季。(3)江门市年最大风速的时空变化存在两种主模态,他们分别可以解释总方差的76.0%和9.0%。第1模态在空间上表现为全区一致性,从21世纪初至今呈现显著的2~4年的变化周期;第2模态在空间上呈现出东北-西南反向型,同样在21世纪初期存在明显的2年和4年年际变化信号。     

夏季青藏高原“湿池”变化特征的小波分析

采用1948-2007年共60年的NCEP/NCAR资料,计算了夏季青藏高原地区的可降水量,并采用小波分析方法对可降水量的变化特征进行分析.结果表明:夏季青藏高原上有一个明显的"湿池",湿池有3个可降水量中心,分别位于高原西南部、高原南侧和高原东南部.湿池3个中心的可降水量变化有着明显的年代际特征,高原西南部以13.9a的周期变化最为明显,高原南侧9.2a的周期变化最为明显,高原东南部时间尺度2.6a的周期变化最为明显.趋势分析表明,高原西南部的可降水量可能开始增加,而高原南侧和高原东南部的可降水量应该依然处于偏少的阶段.     

夏季亚洲季风区典型旱涝年大气热源（汇）的变化特征

使用2001年和2003年NCEP/NCAR再分析资料计算夏季亚洲季风区大气热源（汇）,再用BUTTER-WORTH带通滤波器对原始热源（汇）场进行带通滤波,得到2001与2003年夏季30-60天的大气热源（汇）的低频分量,然后分析两年夏季东亚各区域大气热源（汇）及其低频变化特征、传播特征和传播差异,得出以下结论：（1）2001年呈连续带状分布;2003年热源中心分布零散且位置显著东移,热源（汇）强度比2001年减弱;（2）2001年和2003年低频分量的平均分布有明显差异,且旱年低频分量强度远大于涝年;（3）2001年低频振荡向北传播范围仅到20°N-30°N的华南至江南地区,而2003年低频振荡多数可达30°N以北的江淮流域;（4）2001年低频分量纬向传播均为自西向东,而2003年在6-8月期间自东向西传播,5月和9月则主要由西向东传播。因此,江淮流域典型旱涝年分2001年和2003年在低频分量的配置和低频波的传播上存在明显差异,这可能正是导致这两年气候巨大差异的原因之一。     

近42年雅鲁藏布江中游四季气温变化特征分析

利用 1957～ 1998年雅鲁藏布江中游拉萨、日喀则、泽当、江孜 4个站各月平均气温资料 ,通过线性趋势估计和多项式函数拟合分析了该流域春、夏、秋、冬 4季气温长期趋势变化和周期变化 ,并利用滑动T检验等方法讨论了气温突变的问题。结果表明 :在过去 4 2年里 ,雅鲁藏布江中游地区各季气温均有明显的上升趋势 ,其中冬春季增温显著 ,80年代初沿江四季气温除秋季外都出现了明显的增温突变     

1982-2006年中国5-9月的NDVI变化与人类活动影响分析

植被是联系陆地、大气和生态系统的自然纽带,其随着气候和人类活动而发生变化,因此,研究它的突变和变化趋势具有重要意义。本文利用3年滑动t检验、Mann-Kendall检验(MK检验)和距平分析法,研究了中国1982-2006年5-9月平均的NDVI(NOAA/AVHRR GIMMS)突变和变化趋势及其主要原因。3年滑动t检验和MK检验表明,1998年华东地区的NDVI出现了突变,而东北地区和青藏高原NDVI没有出现突变。NDVI变化趋势的分析表明,1982-1998年华东地区NDVI为较平稳的趋势,1998年出现突变后,1998-2006年转为明显下降的趋势(以1998年为转折点)。因此,华东地区NDVI存在明显的变化趋势。NDVI突变和变化趋势的成因分析表明,20世纪90年代后期至21世纪初,随着华东地区大规模的城市化建设和房地产的过度开发,导致耕地面积减少,华东地区植被1998年出现了突变,并从偏多转为明显偏少的趋势,而卫星仪器和气候因子并非是导致该地植被出现突变和变化趋势的主要原因。     

基于SSA-Mann Kendall的草原露天矿区NDVI时间序列分析

针对煤矿区植被指数时间序列研究中,存在年际尺度上对植被动态规律刻画不全面、月际尺度上因物候性周期波动导致变化趋势和周期振荡信号微弱难以提取、基于变换的变化检测物理意义不够明确的问题,本文以胜利露天矿区为例,在月际尺度,基于SSA-Mann Kendall重建草原露天矿区的采矿扰动区和伪不变特征区MODIS NDVI时间序列的趋势和周期振荡信号,从显著程度和突变时间2方面对趋势成分进行定量化分析,并结合各特征区周期振荡演变特征揭示采矿扰动下草原露天矿区植被生长的动态规律。结果表明：SSA-Mann Kendall能将NDVI时间序列的微弱信号充分放大,便于提取,并可对趋势成分进行定量化表达,结合周期振荡与趋势成分的演变特征有助于辅助识别矿区植被生长的动态特点;伪不变特征区植被无显著下降趋势,采矿扰动区下降趋势显著,且露天采场较排土场的趋势更为明显,草原露天矿区地表植被损伤具有突发性,突变点多发于矿井开工建设时;扰动形式差异导致部分矿井露天采场和排土场周期振荡演变特征存在差异,露天采场植被消失殆尽,排土场因植被恢复措施而具有更复杂的动态特点。     

川渝地区夏季降水变化气候特征分析

利用川渝地区34站1960—2006年共计47年的逐月降水量资料,采用经验正交函数（BOF）分解、旋转经验正交函数（REOF）分解、小波分析等方法详细讨论了川渝地区夏季降水量的时空变化特征。结果表明：川渝地区夏季降水量时空分布不均,川渝地区夏季降水量可以分为3个区,分别是川西高原区、盆地中部区和盆地东部区。近50年来,川渝地区夏季降水量具有显著不同的年代际变化特征,川西高原和盆地东部夏季降水量长期变化呈增加的趋势,而盆地中部呈减少的趋势。川渝各区夏季降水量具有显著不同的多时间尺度的周期变化特征,其中川西高原具有准15年和准5年的周期变化特征,盆地中部具有准14年、准6年和准3年的周期变化,盆地东部具有准16年、准8年和准3年的周期变化特征。     

大气短周期振荡与低涡活动及陕西降水的关系

利用１９８０～１９８２年的资料，揭示了夏季青藏高原上存在准１周、准半周和准１０ｄ的大气短周期振荡，而且这种振荡与高原东部有限区域的低涡活动及下游降水有较好的超前相关     

青藏高原500hpa暖性高压生成的热成风适应机制

本文利用热成风适应原理,采取分解分析法对青藏高原500hpa暖性高压的生成机制作了一些定性和定量的讨论。结果表明:在扰动的水平尺度大于热成风适应的特征尺度的条件下,当源地有明显的负值非热成风涡度出现时,流场将向温度场适应,而温度场由于高原的加热作用存在暖中心或暖脊,则适应的结果在高原大气500hpa形成暖性高压,并伴随高层辐合,低层辐散及下沉运动。     

青藏高原东部土壤湿度变化及其与中国降水的关系

为进一步了解高原土壤湿度变化及其与中国降水的关系,利用青藏高原东部地区1991～2012年22个站10cm、20cm、50cm 3个层次的土壤相对湿度观测资料,分析高原东部地区土壤湿度的时空分布特征.同时利用全国1992～2012年的降水资料与1992～2011年的土壤相对湿度资料,采用求相关系数的方法分析高原东部土壤湿度与全国降水的关系.结果表明:(1)西藏东部土壤相对湿度由东至西呈递减趋势.(2)10cm土层较干,20cm土层的相对湿度是3层中最大的,50cm土壤的湿度变化较为平缓;表层土壤湿度变化较明显.21年来,各层土壤湿度呈不明显下降趋势.(3)高原东部地区土壤湿度与中国东部降水有显著关系,若东部高原春季土壤湿度偏湿(干),则江淮流域夏季降水偏少(多).     

1979-2010年青藏高原积雪深度时空变化遥感分析

积雪深度是表征积雪特征的重要参数,也是区域气候变化最敏感的响应因子之一。利用1979-2010年逐日中国雪深长时间序列数据集,采用GIS空间分析和地统计方法,分析了青藏高原积雪深度的时空变化规律及异常空间分布特征。结果表明：近32年来,青藏高原雪深呈显著增加趋势,增加速率为0.26 cm/10a,其中,昆仑高寒荒漠地带雪深增加最为明显,增加速率达0.73 cm/10a;20世纪80年代至90年代青藏高原雪深呈逐步增加趋势,21世纪初变化平稳;青藏高原4个季节雪深变化均呈现为上升趋势,尤以冬季增加最为明显,增加速率达0.57 cm/10a。青藏高原东南、西部和南部为雪深分布高值区;逐像元回归分析表明,高原雪深呈增加趋势的像元数占全区像元总数的67.1%,其中有91.3%为轻度和中度增加,主要分布在高原北部和西部;最大雪深变化基本维持在-0.1~0.1 cm/a（45.47%）之间,在昆仑北翼山地、柴达木山地、羌塘高寒地带南部等局部地区最大雪深有增加趋势,主要是轻度增加,面积比例为36.66%。果洛那曲高寒地带、青南高寒地带和羌塘高寒地带为青藏高原积雪深度异常变化敏感区。     

中国西北地区总云量的气候变化特征

利用中国西北地区174个测站1961～2000年1～12月总云量资料,采用EOF、REOF、趋势分析等方法,分析了40年来西北地区总云量的时空分布特征及其变化规律.结果表明：西北地区的总云量从东南向西北减少,两头多中间少,云量的稳定性从两头向中间增大.因此,青海高原是西北地区总云量多而稳定的地区;常年,东部和高原3～9月云量多而起伏变化小.总云量具有显著持续性的空间范围较大,但持续时间短.主要的持续时间是7～8月;西北地区总云量的变化在空间上存在5个主要异常区域：即西北地区东部区、河西走廊区、北疆区、青海高原南部、塔里木盆地西部.总云量的年际变化总体呈下降趋势.在季节上表现为冬、春、夏西北上升,东南下降;秋季西北下降东南上升.