A Study on the Effect of Spring Indian Ocean SSTA on Summer Extreme Precipitation Events Over the Eastern NW China

Based on monthly mean wind, geopotential height, specific humidity, and surface pressure of NCAR/NCEP reanalysis, NOAA-reconstructed sea surface temperature (SST) of the Indian Ocean, and daily precipitation data at 97 meteorological stations over the eastern NW China in the past 47 years, the threshold values for extreme precipitation events (EPE) are defined using the percentile method. Singular Value Decomposition and synthetic analysis methods are used to analyze the relationship between summer EPE in the eastern NW China and SSTA in the preceding fall, winter, spring, and the concurrent summer. The result shows that preceding spring SST anomalies (SSTA) in the Indian Ocean are clear indicators for the forecast of summer EPE in the eastern NW China, and a key area of impact is located in the equatorial Indian Ocean. When spring SST is anomalously high in the equatorial Indian Ocean, the meridional circulation averaged over 100°E–110°E will be anomalously ascending near the equator but anomalously descending near 30°N in the middle and upper troposphere from the concurrent to the subsequent summer. In the meantime, the Southwest Monsoon from the Indian Ocean will be anomalously weak and there will be no anomalous water vapor transport to the eastern NW China, resulting in a lack of EPE in the subsequent summer, and vice versa. In addition, in response to anomalously high SST in the equatorial Indian Ocean in spring, the South Asia high pressure tends to be strong in the subsequent summer and more to the west. In the anomalously low SST year, however, the South Asia high tends to be weak in the subsequent summer and more to the east. This is another possible cause of the variation of summer EPE in the eastern NW China.     

黄土高原陆地表层作物生长季最大可能蒸散量的变化特征

基于黄土高原1961~2008年气候资料,应用修订的Penman-Monteith(P-M)模型计算作物生长季最大可能蒸散量,分析其时空分布、异常分布特征和次区域时间演变特征。结果表明:一致性异常分布是黄土高原作物生长季最大可能蒸散量的最主要空间模态。高原西北部区域作物生长季最大可能蒸散量呈显著增加趋势,且发生突变现象;高原东北部区域和高原东南部区域作物生长季最大可能蒸散量呈显著下降的趋势,也发生突变;黄土高原作物生长季最大可能蒸散量的3个空间分区中,3~4a的周期振荡表现得比较显著。     

近60年来西南地区旱涝变化及极端和持续性特征认识

利用1953~2012年中国西南地区44个气象台站的逐日降水、温度资料,通过降水和潜在蒸发均一化旱涝指数,从旱涝的年代际、年际、季节内变化以及极端和持续性特征等方面进行了分析,结果表明：从旱涝的空间趋势变化来看,西南近60 a来秋季和年变化呈显著的一致变旱趋势,而春、夏、冬3季旱涝变化趋势表现出一定的区域性特征;从旱涝的时间演变来看,在温度与降水双重因子驱动下春、夏、秋、冬均表现为干旱化趋势,相比较秋季的干旱化程度最强,而春季的最弱,夏、冬两季相当,而全年的干旱程度比四季的程度更强;从极端旱涝的多时间尺度来看,在年代际和年际尺度上,极端洪涝发生频次逐渐减少,而极端干旱发生频次逐渐增多,从季节尺度看,春、冬两季极端干旱发生频次较多,而夏季最少,极端洪涝发生频次夏季最多,春季次之,秋季最少。从旱涝的持续性特征来看,持续性干旱事件的持续时间有增长趋势,发生频率有增多趋势,发生强度有增强趋势,并且主要发生在冬春两季,而持续性洪涝事件的持续时间、发生强度没明显变化趋势,发生频率有减少趋势,发生的季节也没明显差异。     

近60 a来中国西南春季持续性干旱异常特征分析

利用1953-2012年中国西南地区44个气象台站的逐日降水、温度以及NCAR/NCEP月平均高度场、风场、地面气压、比湿、垂直速度和NOAA月平均海表温度资料,分析了西南地区4～5月持续性干旱的大气环流特征,并对前期印度洋海表温度对西南地区4～5月持续性干旱的影响进行了初步探讨,结果表明：在西南4～5月持续性干旱年,同期4、5月乌拉尔山脊偏弱,东亚大槽南段偏弱,南支槽也偏弱,中高纬西风带偏强,这样北方冷空气和西南暖湿气流均偏弱;对应西南地区表现为异常的下沉运动,同时水汽输送通量表现为异常的辐散中心,从而使得西南地区发生干旱。另外,在西南4～5月持续性干旱年,从前期2月中印度洋异常偏暖的海表温度区逐渐向东移动,在4～5月到达东印度洋,东印度洋异常偏暖的海表温度加热该地区的大气,使得该地区表现出异常的上升运动,导致哈德莱环流增强,而我国西南地区对应异常的下沉气流,从而使得西南地4～5月发生干旱。     

春季印度洋SSTA对夏季中国西北东部极端降水事件的影响研究

基于近47年来NCAR/NCEP再分析月平均高度场、风场、地面气压,比湿以及NOAA重构的印度洋海表温度资料和中国西北东部97个气象台站逐日降水资料,首先利用百分位法定义了极端降水事件的阈值,运用SVD及合成分析等方法,研究了前期秋季、冬季、春季及同期夏季印度洋海表温度同夏季中国西北东部极端降水事件的关系,结果表明前期春季印度洋海温异常对预测夏季中国西北东部极端降水事件的变化特征具有较明确的指示意义,关键区位于赤道印度洋地区。如果春季赤道印度洋海温异常偏暖,从同期春季到后期夏季,100～110 °E平均经圈环流在赤道附近表现为异常上升气流,对应30 °N附近在对流层中、上层表现为异常的下沉气流,同时来自印度洋的西南季风异常偏弱,使得后期夏季由于没有异常的水汽输送到我国西北东部地区,从而极端降水事件偏少,而偏冷年份正好相反。另外在春季赤道印度洋海温异常暖年,后期夏季南亚高压偏强,且呈西部型;而在异常冷年,南亚高压偏弱,且呈东部型,这可能是引起夏季中国西北东部极端降水事件变化的另一原因。     

2003年7月22日漳县大暴雨强对流天气过程分析

利用MICAPS常规资料,从大尺度环流背景入手,用物理量诊断分析方法,对2003年7月22日下午16时20分至19时10分发生于漳县县城的有气象记录以来最强的一次大暴雨、冰雹强对流天气过程进行诊断和分析,探讨漳县大暴雨天气的成因,结果表明:副高西伸北抬,北方冷空气南下及高原低槽切变东移是这次天气过程的主要环流背景。分析这种环流形势的物理量场三维结构特征,发现物理量场对暴雨的临近预报有较好的指示意义。     

长江中下游地区汛期极端降水量的异常特征分析

利用长江中下游地区（湖北、湖南、江苏、安徽、江西、浙江和上海）1960—2004年87个台站汛期（5--9月）逐日降水资料，统计不同台站近45年逐年汛期极端降水量，运用E（）F、鼢、趋势分析及Morlet小波分析等方法进行了时空分布特征分析。结果表明：长江中下游地区汛期极端降水量的平均空间差异较大；一致性异常特征是长江中下游地区汛期极端降水量的最主要的空间模态，而南、北反向变化模态也是比较重要的；长江中下游地区汛期极端降水量可分为两湖平原型、北方型、沿海型及南方型4个主要的空间分型；各主要空间分区极端降水量的年际变化特征差异较大，但从长期变化趋势来看，除了东北部极少部分区域外，其余区域汛期极端降水量均表现为增加趋势；另外近45年来长江中下游地区汛期极端降水量各分区的周期振荡不完全一致。     

基于Copula函数的中国南方干旱风险特征研究

利用1961—2012年1710个地面气象台站观测的逐日降水资料,对中国大陆雨季特征进行了分析。结果表明,雨季最早到来的地方是藏东南、滇西北的横断山脉中西部地区;接着江南地区进入雨季;之后随着夏季风的爆发,全国大部分地区进入雨季。而雨季结束最早的地区在江南地区,较迟结束的地区在华西地区、南海地区,最迟是在新疆西北部地区。就雨季持续时间而言,华北地区和西藏西部及其与新疆南部相接的部分地区雨季持续时间最短,横断山脉中西部地区、华西地区和南海地区雨季较长。通过对多年平均逐候降水进行经验正交函数(EOF)分解,能较好地将主要的降水季节演变特征分离出来,分析发现,第1、第2和第3模态分别反映了夏季、春季和秋季降水为主要特征的降水空间结构。     

中国西北降水年内非均匀性特征分析

基于中国西北五省（区）1960-2004年112个台站逐日降水资料,通过表征时间分配特征的新参数—集中度和集中期,对西北地区年降水的年内集中特征进行了分析,结果表明：中国西北年降水集中度和集中期的空间分布存在很大的差异;中国西北年降水集中度东、西部表现出反向变化趋势,而降水集中期南、北部表现出反向变化趋势;年降水集中度与集中期同年降水量之间存在较好的相关性;另外年降水集中度与集中期同夏季北极涛动和东亚夏季风在年代际尺度上也存在很好的相关性。     

中国西北汛期极端降水事件分析

利用中国西北五省（区）1960—2004年125个台站汛期（5—9月）逐日降水资料,首先定义了不同台站的极端降水阈值,然后统计出了不同台站近45 a逐年汛期发生极端降水事件的发生频次,并进行了时空分布特征分析,结果表明:中国西北汛期极端降水事件发生频次同降水量的空间分布有很大的差异;一致性异常分布特征是中国西北汛期极端降水事件发生频次的最主要空间模态;中国西北汛期极端降水事件发生频次的空间分布可分为以下6个分区:高原东部区、南疆区、北疆区、西北东部区、青海高原区及河套区;从长期变化趋势来看,高原东部区近45 a来汛期极端降水事件发生频次没有明显的变化趋势,北疆区、南疆区、青海高原区及河套区表现为较明显的的增长趋势,而西北东部区表现为较明显的减少趋势;中国西北汛期极端降水事件发生频次的各主要空间分区中,近45 a来13 a左右的周期振荡表现得比较显著。