太平洋年代际振荡冷、暖背景下ENSO循环的特征

利用英国气象局哈德莱中心的月平均海温距平资料、美国Scripps海洋研究所联合环境分析中心(JEDAC)的海表和次表层海温观测资料以及NCEP/NCAR再分析资料,研究了太平洋年代际振荡(PDO)不同背景下ENSO循环的特征.结果表明,PDO为ENSO循环提供了一个年代际气候背景,在PDO的暖位相时期,El Nino事件发生的频率较高,强度较强;反之,在PDO的冷位相时期,La Nina事件发生的频率较高,强度较强.而且在不同的太平洋年代际振荡背景下,ENSO循环表现出不同的特征.在PDO冷位相时期,发生El Nino(La Nina)事件时,正(负)的SOTA从西太平洋沿温跃层向东传播,正(负)的SSTA从赤道东太平洋向西扩展到中太平洋,ENSO事件先在赤道东太平洋爆发.在PDO的暖位相时期,发生El Nino(La Nina)事件时,正(负)的SOTA首先出现在赤道中太平洋,然后沿温跃层向东传播,正(负)的SSTA从赤道中太平洋向东扩展到东太平洋,ENSO事件首先在中太平洋爆发.这为ENSO预测提供了新的线索.     

长江流域梅雨的多尺度特征及其与全球海温的关系

利用EOF和小波变换方法讨论了长江流域梅雨期降水的多时空尺度特征.长江流域梅雨期降水空间分布主要存在3种类型:(1)江南北部多雨、黄淮少雨型;(2)长江中下游多雨、江南南部少雨型;(3)江淮流域、华南东南部多雨及江南北部、华北地区少雨型.时间尺度主要周期为:准2年、3～5年、准10年振荡和线性增加趋势.长江流域梅雨期降水的各主要周期与前期(秋、冬和春季)全球海温相关分析表明,前期各季海温相关以冬季相关最好.年际、准2年及3～5年振荡周期对应的海温关键区,主要在热带和副热带地区;年代际及准10年振荡周期对应的海温关键区,主要在温带海洋;线性增加趋势的海温关键区,则遍布全球海洋.选取显著性水平达到0.05的相关区域海温距平的平均值作预报因子,利用逐步回归方法对梅雨期降水距平进行回报和预报试验的结果表明,综合考虑不同时间尺度的海温因子共同作用后建立的预测模型,对预测我国梅雨期降水距平的分布,有一定的预报能力.     

夏季沿西亚急流Rossby波活动异常的波源和能量传播及转换特征

用1958-2003年NCEP/NCAR再分析资料,利用涡度源方程、Eliassen-Palm通量(EP通量)和非绝热效应的波能方程,分析了夏季沿西亚急流Rossby波活动(WAJRA)异常的波源、能量传播和转换特征,从大气动力学内部机制上进一步认识WAJRA异常的成因,提高对中高纬大气环流异常机理的理解.研究表明,对流层高层位于地中海和北大西洋-斯堪的纳维亚半岛的负涡度源区和EP通量强辐散区为夏季WAJRA异常的波源区.当波源区位置和强度出现异常时,波源所激发东传的Rossby波活动也出现异常,从而导致WAJRA强弱变化.WAJRA强(弱)年冰岛-斯堪的那维亚半岛(斯堪的那维亚半岛以东)EP通量强辐散区激发Rossby波并沿2条路径向东传播,一支向东传播在乌拉尔山附近转向东南并在里海、咸海-新疆上空进入亚洲副热带西风急流传播增强(减弱),另一支直接向东南方向传播在地中海东部-黑海附近进入亚洲西风急流增强(减弱),此外,地中海上空EP通量辐散也增强(减弱),它们共同作用使得WAJRA增强(减弱).沿西亚地区副热带西风急流(简称西亚急流,指亚洲副热带西风急流的15°-60°E部分)非绝热加热产生扰动有效位能远大于基本气流动能向扰动动能的转换和基本气流有效位能向扰动有效位能的转换.西亚急流Rossby波活动强年(弱年)伊朗高原及其北侧的西亚地区非绝热加热产生的有效位能增强(减弱)显著,是WAJRA增强(减弱)的能量源.     

1880年以来华北降水及水资源的变化

分析了１８８０年以来华北地区降水的季节、年际和年代际变化,研究表明,华北降水存在着显著的年际和年代际变化,１８８３￣１８９８年和１９４９￣１９６４年是华北降水较丰沛时段,１８９９￣１９２０年和１９６５￣１９９７年华北降水处于偏少阶段,其中１９８０￣１９９３年降水持续偏少,干旱现象严重研究指出：华北夏季降水的年际和年代际变 夏季东亚－西太平洋地区上空５００ｈＰａ位势高度场以及西太平洋副热带高压脊线位     

亚洲冬夏季风对ENSO事件的响应

根据NCEP/NCAR_1980～1995年的再分析资料,分析了1980年以来5个El Ni?o和La Ni?a年冬、春和夏季200、500和850 hPa合成高度场、风场、流函数场及温度场。发现在冬季El Ni?o（La Ni?a）年亚洲上空的环流型不利（有利）于寒潮向南爆发,导致亚洲冬季风和大洋洲夏季风弱（强）。在El Ni?o（La Ni?a）年冬季华南和青藏高原降水或降雪量为正（负）距平,这使得在晚春和初夏南亚的加热慢（快）,导致夏季海陆的热力对比小（大）,因而出现弱（强）夏季风。我们还发现强El Ni?o年冬季,在印度洋-亚洲上空出现类似于东太平洋-北美上空的PNA遥相关,我们称之为印度洋-亚洲遥相关型（IA）,引起亚洲冬夏季风年际变化的物理过程都是由IA遥相关型引起的。     

2016年4月16日熊本地震滑动分布反演与分析

综合利用强震数据、GPS数据和InSAR数据基于双断层模型反演熊本地震滑动分布,通过选择合理的介质模型和平滑因子,分别对数据进行单独反演和联合反演。从结果分析可以看出:三种数据联合反演的结果最优,最终滑动模型为:断层1走向为236°,倾角65°,滑动角-150.6°,最大滑动量为6m;断层2走向为206°,倾角72°,滑动角-155°,最大滑动量为4m。基于K-net和Kik-net获取永久位移快速反演得到的滑动分布结果与基于GPS数据,Sentinel-1A InSAR数据反演甚至联合反演得到滑动分布结果比较一致,表明大震后利用高密度强震动台网后快速获取滑动分布用于震后应急响应和灾害评估是切实可行的,同时认为此次地震发震断层为右旋走滑的断层系统。     

湖南湘中地区一次暴雨及大暴雨过程分析

利用NCEP的1°×1°再分析资料、FY2E卫星云图TBB资料、雷达资料、常规天气资料以及加密自动雨量站资料,对2010年5月13日湖南省湘中地区一次大暴雨天气过程的环流背景、物理量场、卫星雷达资料等进行了天气学诊断分析。结果表明:高空南支槽和中低层切变是这次大暴雨天气过程的主要影响系统,西南低空急流为大暴雨的产生提供了充沛的水汽条件;低层强辐合,高层强辐散的配置,使垂直上升运动得到了发展和加强,低层水汽迅速向上输送,同时引起热量、动量的垂直输送,为大暴雨的形成提供有利的动力和热力条件。     

多源遥感图像的1976年Ms7.8唐山大地震等烈度区判定

传统的地震烈度评估方法依靠人为实地调查,易造成部分地区数据缺失,导致等烈度线丢失细节信息。本文以实地调查的等烈度线分布为基准,结合保存的唐山地震震后航片资料、卫星图像和其他资料,从宏观上更细致地开展了唐山地震的等烈度线图判定研究。首先,利用地震后的航空照片和地震前美国锁眼（KH）卫星图像进行对比分析,详细判读典型震害建构筑物目标、喷砂冒水等,总结影像判读标准,采用面向对象分类变化检测的方法确定极震区和重点破坏区分布;然后,利用地震前后的航片、KH卫星、美国陆地资源卫星Mss图像,选取2495个建筑区样本点,基于图像纹理信息熵的相关性分析对重点村镇目标进行变化检测处理,确定各村镇建筑物的破坏程度及其趋势;最后,综合分析历史航片、余震等资料,分析地震发震断层等多源遥感资料,基于反距离加权插值的方法对样本点进行插值获取地震烈度分布区域,综合多源遥感资料实现了唐山地震的地震烈度区的判读,与前人实地调查结果对比,综合多源遥感图像判定的地震烈度区与实地调查结果形态相近,证明该方法可用于地震烈度评估。     

21世纪初中国北方半干旱区土地利用变化对地表温度的影响

利用区域模式WRF(Weather Research and Forecasting)模拟分析了21世纪初期2001~2010年中国北方半干旱区土地利用变化对地表温度影响,通过给出区域尺度的人类活动影响气候变化的定量表达,有助于我们理解中国北方半干旱区气候变化的归因,也将对我国科学规划土地利用、合理开展有序人类活动具有一定的参考价值。研究结果表明:农田扩张、植树造林和草地恢复3类土地利用与覆盖变化(land use and cover change,LUCC)现象对格点尺度多年平均温度的影响均呈现负效应。农田扩张导致当地多年平均温度降低0.11°C,夏季和冬季分别降温0.39°C和0.06°C。植树造林格点的多年平均温度降低0.33°C,冬季强于夏季,冬季平均温度减小0.24°C,夏季减小0.15°C。草地恢复使得格点年平均温度降低0.41°C,夏季降低0.58°C,冬季减小0.51°C。LUCC对最低温度的影响强于最高温度,并且由于最低温度减小使得大部分地区日较差显著增大。LUCC导致的局地温度变化与同期背景温度的变幅相当,但对区域平均温度的影响很小。一方面由于LUCC格点占区域的面积很小,另一方面由于正、负温度效应在区域平均的过程中相互抵消,使得LUCC对区域温度变化的影响微乎其微,21世纪初期现实LUCC对地表温度的影响主要限于局地。     

华南前汛期盛期中国东部降水异常模态的环流特征及成因分析

根据1958~2011年中国东部(105°E以东)316站逐日降水观测资料及环流逐日再分析资料,利用统计分析、物理量诊断等方法,探讨华南前汛期盛期(5月21日至6月10日)中国东部降水异常模态及对应大气环流特征和可能成因。分析发现,华南前汛期盛期中国东部降水异常表现为两个相互独立的降水模态:第一模态为华南全区一致型,当其时间系数为正(负)时,整个华南降水偏多(少),黄河中游降水偏少(多);第二模态为华南沿海东部型,当其时间系数为正(负)时,华南沿海东部降水偏多(少),而长江中下游降水偏少(多)。研究发现,造成华南前汛期盛期两个降水型的环流特征有明显差异:全区一致型降水主要受东亚高空西风急流南北偏移、副热带高压脊东西偏移及低层南海北部异常风场影响;沿海东部型降水主要由东亚高空西风急流强弱及位置异常、副热带高压强弱变化、低层日本以南西太平洋异常风场导致。此外,两个降水型对应环流异常的成因也各不相同。第一模态中高层环流异常由丝绸之路遥相关型导致,低层风场异常在5月下旬由阿拉伯海向下游传播的风场异常波列引起,在6月上旬则由西太平洋西移的异常反气旋(气旋)造成。第二模态的中高层环流异常先后由极地—欧亚遥相关型、环球遥相关型引起,低层风场异常由高层环流异常的动力作用造成。两降水型均存在整层深厚的垂直运动,但第一模态的垂直运动在高层闭合且对应显著的辐合辐散异常,第二模态则不具有上述特征。