2010年海洋和大气环流异常及对中国气候的影响

为了及时总结气候异常发生的成因,提高气候预测准确率,本文利用历史和实时观测资料以及物理机制诊断等方法,对我国2010年气候异常的成因进行了初步分析.结果表明,2010年是进入21世纪以来气候最为异常的一年.海洋异常特征主要有:2009年6月至2010年4月,赤道太平洋发生一次中等强度的厄尔尼诺事件,2010年7月又迅速进入拉尼娜状态;而热带印度洋海温距平的发展经历了全区一致型暖海温异常和负偶极型海温模态两个阶段;北大西洋海温距平表现为"三极子"型特征.受海温异常强迫和海气相互作用的影响,北半球大气环流的主要特征有:西太平洋副热带高压在10月之前受厄尔尼诺影响而异常偏强偏西,之后受拉尼娜影响而异常偏弱偏东,副高脊线位置也表现出明显的阶段性特征;夏季中高纬地区出现明显的阻塞形势;南海夏季风为1951年以来最弱的一年,东亚夏季风也异常偏弱.此外,2009/2010年冬季北极涛动出现近60年来最强负异常.在海温异常强迫和大气内部动力过程共同作用下的环流异常是造成2010年中国气候异常的主要原因.     

中国西南区域雨季开始和结束日期划分标准的研究

为了更好地开展区域关键期气候监测业务,满足国家级气象服务的需求,本文从区域角度出发,利用1961～2011年西南地区92个气象观测站的逐日雨量资料和1981～2010年美国国家环境预报中心和国家大气研究中心(NCEP/NCAR)逐日的高低层大气环流再分析资料,研究了西南区域雨季开始和结束日期定义的标准问题。结果表明西南区域多年平均雨季开始日期在5月3候(27候),结束日期在10月3候(57候),季节转换期间高低层环流的突变特征进一步表明了该结论的合理性。并通过对多种雨季开始和结束日期判断标准的对比分析,最终提出了西南雨季开始和结束日期的划分标准。同时,对影响西南地区雨季开始和结束日期变化的机理也进行了初步的讨论。     

STUDY OF A COMPREHENSIVE MONITORING INDEX FOR TWO TYPES OF ENSO EVENTS

Some recent studies presented two existing types of ENSO events, one is the Eastern-Pacific(EP) type and the other the Central-Pacific(CP) type. This study examined the monitoring ability of several current operational ENSO indices. The results indicated that a single index could not distinguish the EP and CP in the historical ENSO events during 1950-2009. The Nio 3 index may only be suitable for monitoring the EP-type ENSO, while the Nio 4 index works only for the CP-type ENSO. In order to capture the occurrence of ENSO events and distinguish the type, we considered a new monitoring index group using Nio 3 and Nio 4 indices. Further analysis confirmed that this index group can monitor different types of historical ENSO events with different spatial distribution of sea surface temperature. It has a good performance in determining the characteristics of the ENSO events, including peak intensity, onset,decay, and mature phase.     

2014年全球重大天气气候事件及其成因

2014年全球平均表面温度持续偏高,比1961—1990年平均值偏高0.57 ℃左右,是自1850年有历史记录以来最暖的一年。年内,赤道中东太平洋基本维持暖水状态,全球平均海表面温度突破历史纪录;北极海冰范围仍处于记录中最低水平之一,而南极海冰范围再创历史新高。受大气环流异常以及海洋和海冰等外强迫因子的共同影响,世界范围内出现了显著的气候异常和极端事件。尤其是,2014年1—4月美国西南大部降水偏少20%~60%,平均降水量为1981年以来最少的一年,干旱发展并持续,部分地区干旱严重;6月上、中旬,印度平均气温31.2℃,较常年同期偏高1.2℃,局部偏高4℃以上,是1961年以来历史同期最高值,印度首都新德里8日最高气温达47.8℃,创该市62年来最高记录。进一步研究发现,1—4月,美国西南部地区持续处于高空脊的控制下,来自东北太平洋和墨西哥湾的水汽输送严重不足是导致干旱发生的直接原因;而印度夏季风北推进程滞缓和高压脊的持续控制是造成6月印度高温的主要原因。     

2014/2015年东亚冬季风活动特征及其可能成因分析

2014/2015年东亚冬季风强度较常年同期略偏弱,季内冬季风强弱转换阶段性特征明显,初冬强度偏强,隆冬和后冬转为偏弱。受其影响,冬季全国大部分地区气温较常年同期偏高,但季内变化显著,初冬冷、隆冬和后冬暖。进一步研究表明,冬季风强度偏弱与2014年9月北极海冰范围偏大（去线性趋势）有关,前期北极海冰偏大不利于西伯利亚高压偏强,进而导致冬季风偏弱和冬季气温偏高。中部型尼尔尼诺(El Ni〖AKn~D〗o)和太平洋十年振荡(PDO)暖位相的配合是造成冬季风强度偏弱的另一个重要外强迫。PDO位相在El Ni〖AKn~D〗o事件对东亚冬季风的影响中起调制作用,赤道中太平洋暖海温有利于偏南风距平控制我国东部及东部沿海地区,东亚冬季风强度偏弱,当PDO暖位相和El Ni〖AKn~D〗o事件协同作用时,东亚地区大气环流对El Ni〖AKn~D〗o事件的响应更加显著。东亚冬季风的季内变化则与大气对中部型El Ni〖AKn~D〗o事件的响应过程有关。     

2008年1月我国大范围低温雨雪冰冻灾害分析

2008年1月10日至2月初,我国发生了大范围低温雨雪冰冻灾害,其主要特征为灾害范围广、灾害强度大、连续低温时间长、雨雪持续时间长、冰冻日数多和灾害损失严重.为今后更好地开展此类事件的短期气候预测业务,作者从气候角度分析了这次灾害的可能成因.分析表明,2007年8月发生至今的拉尼娜事件发展非常迅速,其所造成的大气环流异常是导致我国大范围持续低温雨雪冰冻灾害的重要原因.在1月,乌拉尔山地区位势高度场异常偏高、中亚至蒙古国西部直到俄罗斯远东地区位势高度场偏低的环流异常持续时间很长,非常有利于冷空气不断分裂南下;西太平洋副热带高压异常偏北,有利于大量暖湿空气向我国输送,并决定了低温暴雪冻雨灾害发生的区域;青藏高原南缘的南支槽异常稳定活跃,有利于来自印度洋和孟加拉湾的暖湿气流沿云贵高原不断向我国输送.为我国长江中下游及其南部地区的强降雪天气提供了更加充足的水汽来源.分析还表明,1月中旬以来,湖南、贵州等地逆温层不断加强并长时间维持是上述地区大范围冻雨持续出现的主要原因.     

1961—2014年我国西南地区干湿季变化特征

利用中国1961—2014年逐日降水观测等资料,分析了西南地区的干湿季变化特征。结果表明：西南地区东部和西北部最早进入湿季;干季由四川盆地、贵州南部开始。西南中东部以及南部等地的湿季长度较长,干季则与之相反。干湿季开始日期以及干湿季长度均具有明显的年代际变化特征,在1970年代中期到1980年代发生了气候突变,呈现湿季长度变短,干季变长的趋势。湿季降水呈现东南多、西北少的特征,并表现出中东部减少,西部增加的趋势;干季降水则表现为东多西少的特点,在东部呈增加,在四川等地呈减少趋势。进一步分析表明：湿季异常偏湿(干)年,开始日期易偏早(晚),结束易偏晚(早),长度偏长(短);干季开始异常偏早(晚）年,干季长度长(短),干季略偏湿(干);太平洋、印度洋海温异常影响东亚大气环流的异常是造成西南地区干湿季出现异常的主要原因。     

2011/2012年冬季我国异常低温特征及可能成因分析

2011/2012年冬季,我国大部气温异常偏低,全国平均气温仅有-4.8℃,为1986年以来最低值,同时我国内蒙古、新疆、西藏和陕西一些地区日最低气温均突破历史极值。本文利用1951—2010年的中国台站气温资料及NCEP再分析资料对冬季气温异常偏低的原因分析后表明,2011/2012年东亚冬季风异常偏强造成了我国气温大范围异常偏低。异常偏强的东亚冬季风环流系统也表现为:对流层低层西伯利亚地区为异常冷高压控制,对流层中高层从乌拉尔山到贝加尔湖地区上空阻塞异常偏强,东亚大槽异常偏深。进一步的分析表明,2011年冬季时期赤道中东太平洋地区出现的La Nina事件可能是造成东亚冬季风系统异常的原因之一。     

一个新的东亚副热带夏季风指数的定义

利用1958—2014年夏季NCEP/NCAR大气环流资料和中国486站降水观测资料,通过多种统计诊断方法,从与夏季中国东部3类不同雨型分布相联系的东亚高低层风场变化特征出发,依据与雨带变化密切联系的高层200 hPa纬向风定义了一个新的东亚副热带夏季风指数。分析表明,该指数不仅能反映夏季东亚大气环流的变化特征,兼顾北方冷空气活动和南方东亚夏季风环流变化,同时还能反映夏季中国东部降水南北差异的年际特征。强东亚副热带夏季风指数年,高层中纬度西风急流位置偏北,低层西太平洋副热带高压偏强偏北,有利于冷空气活动位置偏北和东亚东部西南暖湿气流向北推进,中国东部多以Ⅰ类雨型为主;弱东亚副热带夏季风指数年的环流变化刚好相反,中国东部多以Ⅲ类雨型为主。与现有东亚夏季风指数的对比分析表明,该指数在反映中国东部南北区域降水变化的差异方面有很大改进。     

全球气候变化对我国气候安全影响的思考

依据政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 第5次评估报告以及国内相关科学研究成果,使用最新的观测资料凝练了对全球气候变化的有关认识;从极端天气气候事件和气候承载力角度,分析了气候变化给我国带来的气候风险。研究发现:1961—2015年我国平均高温日数增加了28.4%,暴雨日数增加了8.2%。21世纪以来,登陆我国热带气旋的强度明显增加。在全球气候变暖的背景下,我国气候承载力将发生明显变化,未来面临的气候风险将加大。因此,保障我国气候安全,需要科学认识气候,提高气候风险意识; 主动适应气候,提高应对极端事件能力;努力保护气候,减缓气候变化的影响。