新疆夏季降水年代际转型的归因分析

本研究针对我国内陆新疆地区在20世纪80年代末出现由暖干向暖湿的年代际转型,从大气环流因子进行归因分析.结果显示,位于东亚沿海地区的东亚-太平洋型遥相关波列(EAP)的强度和位置的年代际加强和偏移对于新疆地区此次气候的干湿转型具有重要贡献.转型之前EAP强度偏弱,位置相对偏东,对新疆夏季降水变化没有明显贡献,且影响新疆夏季降水发生的主要环流系统是位于中纬度欧亚大陆上空的异常纬向波列.转型后EAP强度偏强,位置相对前期向西偏移,因此从西北太平洋向我国内陆地区的异常水汽输送显著增强,使得新疆地区大气含水量增加,从而导致20世纪80年代末以后新疆夏季降水的增加.     

耦合模式对冬春季节南、北极涛动的季节气候预测能力研究

研究评估了耦合气候模式对冬、春季北极涛动(AO)和南极涛动(AAO)的预测效能。结果表明,模式对于北极涛动和南极涛动的模拟能力都是比较强的,其中,对冬季的模拟能力要强于春季。冬季,几乎所有的模式都能很好地模拟出对流层内北极涛动的空间分布形态特点,空间相关系数很高。春季,大部分模式的模拟结果仍然是比较好,与再分析资料结果的空间相关性比较高。对于南极涛动,模式在全年对流层各个层次上都能比较好地刻画其空间分布,且模式在850hPa等压面上的空间模拟效能要稍强于海平面。相对来说,冬季的模拟效果也稍强于其他季节,但是,差异不显著,模式与模式的差别也比较小。另外,模式对于北极涛动和南极涛动的时间序列模拟能力有限,时间序列相关系数只有少数几个模式达到显著性水平。     

Variability of Northeast China river break-up date

This paper investigates the variability of the break-up dates of the rivers in Northeast China from their icebound states for the period of 1957–2005 and explores some potential explanatory mechanisms. Results show that the break-up of the two major rivers(the Heilongjiang River and Songhuajiang River) was about four days earlier,and their freeze-up was about 4–7 days delayed,during 1989–2005 as compared to 1971–1987.This interdecadal variation is evidently associated with the warming trend over the past 50...     

2007年3月中国东部北方地区一次强灾害性暴风雪事件的成因初探

2007年3月3-5日,中国东部北方地区发生了近50年来历史同期最强的一次暴风雪事件,给该地造成了严莺的灾害和损失.通过分析这次暴风雪事件发生前期和同期的大尺度大气环流异常,探讨形成这次极端天气的可能物理机制.研究结果表明,在这次暴风雪事件发牛的前两周中,存在持续异常的北极涛动、南极涛动、欧亚型遥相关以及北太平洋涛动等大气模态.这些异常环流在中国东部沿岸地区引起了强劲的偏南风,由此给中国东部北方地区源源不断地输送暖湿空气,使得该地的水汽含量和气温不断升高,为这次暴风雪事件的发生准备厂良好的暖空气条件.当3月初大气环流发生调整,极地冷空气南下时,强劲的冷、暖空气交汇于中国东部北方地区,从而在该地形成了强大的冷锋系统,最终导致了这次强暴风雪事件的发生.研究结果表明,在预报与降水相关的天气时,必须考虑事发前期异常大气环流的信息,关注预报区域前期水汽的积累状况,这对于提高降水预报、特别是强降水预报的水平有着重要的意义.     

基于多区域模式集合的中国西部干旱区极端温度未来预估

利用CORDEX-EA计划11个区域模式模拟结果,集合预估了中国西部干旱区16个极端温度指数未来的变化趋势及空间分布。结果表明:1)区域模式基本上能够再现近30 a西部干旱区极端温度的空间分布。2)多模式集合预估的西部干旱区21世纪中期霜冻日数(FD)和冰封日数(ID)呈现显著的下降趋势,而热夜日数(TR)和夏季日数(SU)则呈现明显的上升趋势。3)未来异常暖昼持续指数(WSDI)和生长期(GSL)呈现增加趋势,异常冷昼持续指数(CSDI)和日较差(DTR)则呈现下降趋势。4)未来气候增温导致冷昼日数(TX90p)、暖夜日数(TN90p)增加,而暖昼日数(TX10p)和冷夜日数(TN10p)减少。5)未来月最高温度极大值(TXx)、月最低温度极大值(TNx)、月最高温度极小值(TXn)和月最低温度极小值(TNn)都呈现增加的趋势。因此,西部干旱区未来发生极端低温事件的概率减小,发生极端高温事件的概率则会增大,但不同的极端温度指数变化的空间分布并不均一,存在明显的区域差异。     

国家自然科学基金大气科学学科二级申请代码下设研究方向与关键词解读：D0502气候与气候系统

为了推动我国基础研究的高质量发展,国家自然科学基金委员会对学科布局和申请代码进行了优化调整。按照科学基金改革的总体部署,2019年以来大气科学学科开展了申请代码调整工作并设置了15个二级申请代码。本文从申请代码调整的背景、逻辑框架、内涵构成等方面对二级申请代码D0502“气候与气候系统”的7个研究方向及其对应的关键词进行解读。在此基础上,对近两年D0502申请代码下的面上项目、青年科学基金项目和地区科学基金项目的总体申请情况进行了分析,以帮助相关科研人员及时把握D0502申请代码的发展趋势,并充分理解研究方向与关键词的内涵和逻辑关系,从而为项目申请时更准确地选择相应的研究方向与关键词提供参考。     

关于西太平洋台风气候变异和预测的若干研究进展

在概述近几十年来关于大气环流和海温等条件与台风活动关系方面以中国学者为主的研究之后，重点介绍了最近关于西太平洋台风气候年际变异和预测研究的若干新的进展。主要包括:西太平洋台风活动频次和登陆中国台风的气候年际变化特征，以及从动力数值模式和动力统计方法两个方面如何进行台风气候的预测。关于台风气候的年际变异，重点介绍了有关台风气候年际变异和南极涛动、北太平洋涛动、北太平洋海冰覆盖面积指数以及西太平洋暖池热状态之间的联系。关于台风气候的动力数值预测，介绍了基于中国科学院大气物理研究所的气候模式所进行的第一个针对西太平洋台风气候的预测试验结果。本文还介绍了一个动力统计预测模型及其回报情况。     

阿拉伯半岛-北太平洋型遥相关及其与亚洲夏季风的关系

利用相关分析和经验正交分解方法对过去57a NCEP-NCAR夏季亚洲-北太平洋地区海平面气压场进行了分析,揭示了一种新的遥相关模态,即阿拉伯半岛．北太平洋型遥相关（Arabian Peninsula-North Pacific Oscillation,APNPO）．研究表明,APNPO在本质上反映的是对流层低层北太平洋高压和南亚夏季风低压之间的一种共变特征,它的变化与亚洲夏季风的变化之间有着密切的联系．在年际尺度上,APNPO与东亚夏季风（East Asian summer monsoon, EASM）和南亚夏季风（South Asian summer monsoon, SASM）均存在显著的关联;在年代际尺度上,该遥相关与东亚夏季风的关系更为密切：两者均在20世纪60年代中期和70年代末发生了两次明显的年代际突变．通过分析与APNPO相关的环流场,探讨了APNPO与亚洲夏季风联系的物理过程．发现当APNPO偏强时,索马里急流、SASM气流、EASM气流以及南亚高压均得到加强,同时还通过高层的纬向波列在中国东北地区上空形成了一个异常的反气旋性环流．此外,强的APNPO还可加强对亚洲季风区的水汽输送,由此在印度半岛及中国华北地区造成强的水汽辐合．所有的这些大气环流和水汽条件的改变最终导致亚洲夏季风及印度和中国华北地区降水的异常．研究还发现APNPO的变化从春到夏具有较好的持续性,春季的APNPO与亚洲夏季风变化也存在显著的相关关系．从这个意义上讲,春季APNPO变化的超前性对于后期亚洲夏季风降水的预测具有潜在的重要参考价值．     

东北春季极端连续无雨日与前冬北太平洋海平面气压的可能联系北大核心

基于1960—2019年中国东北地区108个台站逐日降水资料、JRA-55再分析资料和Hadley中心海温数据,分析了东北地区春季极端连续无雨日的年际变化特征及其与前冬北太平洋地区大气环流和海表温度的关系。研究表明,东北地区春季极端连续无雨日集中在3—4月。当3—4月极端连续无雨日偏多时,贝加尔湖地区存在异常高压,东北地区受偏北气流影响,局地水汽辐散。进一步分析发现,东北地区3—4月极端连续无雨日与前冬1—2月北太平洋地区偶极型海平面气压存在密切联系。该大气模态可以引起同期北太平洋海温呈现出马蹄形异常分布并持续到3—4月。在3—4月,海温异常可以通过改变北太平洋上空的经向温度梯度,引起东亚到北太平洋地区的西风变化,进而有利于贝加尔湖地区出现异常高压。另一方面,海温异常还会增强北半球中纬度的波列活动,东传的波列也可以增强贝加尔湖地区的高压。上述异常环流为东北地区极端连续无雨日的增加提供了有利背景条件。留一交叉验证结果显示,前冬1—2月北太平洋地区偶极型海平面气压可作为东北春季极端连续无雨日的潜在预测因子。     

春季北大西洋三极型海温模态与中国东部极端低温事件频次年际变化关系的年代际增强

本文研究了春季北大西洋海温异常与中国东部极端低温事件频次年际变化之间的关系。结果表明，北大西洋三极型海温异常模态（NATSST）在20世纪80年代末后可以显著影响中国东部极端低温事件频次第一主导模态的变化，但在80年代末之前却不能。进一步的机制分析表明，这两者关系之所以发生年代际变化，可能与NATSST激发的遥相关波列在20世纪80年代末前后期不同有关。在1960～1987年，NATSST激发的遥相关波列从北大西洋向中亚南部地区传播，路径偏南，对东亚地区大气环流的影响较弱，从而不能显著影响中国东部地区极端低温事件的变化。但在1992～2019年，NATSST能够激发南、北两支遥相关波列到达东亚。其中，北支波列与北大西洋涛动（NAO）有关，该波列从北大西洋出发沿欧亚中高纬向东传播，可以在蒙古地区造成异常气旋/反气旋性环流；南支波列从北大西洋出发沿欧亚中低纬向东传播，可以在中国中南部造成异常气旋/反气旋性环流。上述气旋/反气旋性环流有利/不利于中高纬冷空气南下，同时改变中国东部地区地表热通量，从而造成有利/不利于极端低温事件发生的气候背景条件，使得中国东部地区极端低温事件频次增加/减少。通...