近50年河南干旱过程频率时空分布特征

利用河南１９５１～１９９８年的干旱灾害实况资料,统计分析了干旱灾害过程频率的季节、地理及年际变化特征。结果表明：河南干旱灾害过程的季节性特点明显,豫北地区以春旱为主,豫中、豫南地区以伏旱为主,豫东地区以秋旱为主,豫西地区以春、秋旱为主;二季连旱的频率豫北达５０％～６０％,豫东豫西地区为４２％,豫南地区不足３０％;干旱成灾面积大于６７万公顷的年份具有连续性,平均持续长度４年,最长的达７年。８０年代以来,河南干旱灾害影响呈严重发展趋势。     

热带海表温度及北大西洋涛动与ENSO事件的相关分析

采用交叉小波变换方法分析了热带SST、NAO与ENSO事件之间的多时间尺度相关特征。结果表明,热带SST与ENSO事件在2～7年和30年以上尺度的周期振荡上存在着显著的同位相正相关,其中以4年尺度周期的方差贡献最大,时域中热带SST冷暖变化的时间与ENSO冷暖交替的时间一一对应;北大西洋SST与ENSO事件在4年和15年尺度周期振荡上表现为方差贡献较大的正相关;NAO与ENSO事件相关较弱,在2～7年和10～24年尺度上表现为负相关,而25年以上尺度为正相关,时域中NAO强弱变化与ENSO冷暖交替的对应关系并不完全一致。     

THE FREQUENCY CHARACTERISTICS OF WARM AND COLD EPISODES IN THE NI(N)O REGIONS

On the basis of NOAA/CPC data of sea surface temperature anomaly in the Nino regions during Jan. 1950 - Dec. 2003, the wavelet power spectrum of SST were studied with significance and confidence testing at different scales in this paper. It shows that the SST are provided with multi-time scales structure nested one another, and vary on scales of 2 - 7 years, 8 - 20 years and ＞30 years. The most significant variation of the warm and cold episodes is in the 4-year band of period. The power, frequency structure and confidence of the same episode are different in different Nino regions. The intensity of oscillations is increasing at low frequency bands and decreasing at high frequency bands from east to west in the Nino regions, especially after 1970.     

河南干旱指标的客观性研究

利用河南1951～1998年的降水资料及干旱灾害对农业影响的实况资料,分析评价了已有的干旱指标,结果表明,根据有限长样本资料序列研究建立的干旱指标,其应用客观性随着干旱灾害过程资料样本增大而降低.通过反复试验,确定了以降水Z指数为基础的干旱评价指标及监测预警指标.     

BCC第二代模式系统产品对重庆2016年汛期降水预测的动力降尺度评估

为了解国家气候中心第二代季节预测模式系统(BCCv2)预测产品在重庆地区的动力降尺度效果,利用WRF模式对BCCv2的2016年汛期预测数据进行动力降尺度试验,对比了动力降尺度前后预测的重庆地区汛期平均降水的差异及采用不同边界层参数化方案对降水预测的影响。试验结果表明,动力降尺度能较好地改善BCCv2对重庆地区汛期降水预测整体偏少的情况,且在降水空间分布特征上与观测更加接近。对比采用不同边界层参数化方案(MYJ、MYNN2、YSU和ACM2)后的降水预测结果可知,YSU方案偏差较小;但从整体看,各方案间差异并不明显。对环流场的偏差分析以及进一步利用松弛逼近法进行的试验表明,动力降尺度能较好地改善BCCv2对青藏高原以南和中国南部地区位势高度预测的正偏差,并能改善降尺度前其对高原南部偏西风水汽输送预测的偏弱,但对两广一带向北水汽输送预测依然较弱;边界场在环流形势预测中的偏差可能与动力降尺度预测的重庆地区汛期降水整体偏少存在联系。     

广义极值分布在重庆短历时极值降水中的应用

利用广义极值分布函数拟合1981—2016年重庆34个国家气象站短历时(1、3、6、12 h)极值降水序列,对拟合结果进行显著性水平检验,并给出不同重现期极值降水的空间分布。结果表明:广义极值分布函数能较好地拟合重庆地区的短历时极值降水。随着降水历时的延长,服从Weibull分布(Frechet分布)的站点数逐渐减少(增加)。各短历时不同重现期降水的空间分布具体表现为10 a以下及20 a以上基本相似,位于长江沿线以北的重庆西北部地区降水量明显大于重庆长江沿线以南地区,且渝东南降水的相对大值区位于彭水地区。随着重现期的增加,降水中心更加集中,渝东北的大值中心随着历时的延长向北移动。广义极值分布函数的形状参数的绝对值接近或超出0.5时,计算的高重现期(大于样本长度)极值降水存在较大偏差;当不同历时降水拟合的形状参数值具有明显差异时,高重现期降水可能出现与客观规律相悖的现象。     

A newly-discovered GPD-GEV relationship together with comparing their models of extreme precipitation in summer

It has been theoretically proven that at a high threshold an approximate expression for a quantile of GEV （Generalized Extreme Values） distribution can be derived from GPD （Generalized Pareto Distribution）. Afterwards, a quantile of extreme rainfall events in a certain return period is found using L-moment estimation and extreme rainfall events simulated by GPD and GEV, with all aspects of their results compared. Numerical simulations show that POT （Peaks Over Threshold）-based GPD is advantageous in its simple operation and subjected to practically no effect of the sample size of the primitive series, producing steady high-precision fittings in the whole field of values （including the high-end heavy tailed）. In comparison, BM （Block Maximum）-based GEV is limited, to some extent, to the probability and quantile simulation, thereby showing that GPD is an extension of GEV, the former being of greater utility and higher significance to climate research compared to the latter.     

河南省气候变化与北极涛动的多时间尺度相关

将交叉谱与小波变换方法相结合,采用交叉小波分析方法,分析了冬、夏季北极涛动指数距平(ΔIAO)、河南省降水距平(ΔR)和气温距平(ΔT)序列的时频结构及其联合统计特征,讨论了近55年来河南省气候变化与北极涛动之间的多时间尺度相关。结果表明:冬、夏季ΔIAO、ΔR和ΔT都存在准2年、4年、6~8年和11~22年左右的周期信号。冬季ΔR与ΔIAO之间的显著相关表现在准2年和14~22年尺度共振周期上,年代际尺度正相关振荡的凝聚性最强且为全时域分布;冬季ΔT与ΔIAO的显著正相关表现在2~4年和6~10年尺度共振周期上,时域中相关振荡存在局部化特征;年代际尺度上ΔR与ΔIAO的相关显著性高于ΔT与ΔIAO的相关而年际尺度上ΔT与ΔIAO的相关比ΔR与ΔIAO的相关更显著,表明冬季AO对河南省降水和气温变化的影响机制不同。夏季ΔR与ΔIAO之间的显著相关表现在准2年、4~6年、6~8年和16年左右尺度共振周期上,以6~8年尺度正相关振荡凝聚性最强;夏季ΔT与ΔIAO的相关显著性较低,仅在年际尺度周期上局部时域中有所表现;夏季AO主要通过影响东亚季风强度对河南省降水和气温变化产生间接影响。     

西南地区近40a气温变化的时空特征分析

利用西南地区96个测站近40 a的月平均、月平均最高、月平均最低气温资料,采用主成分分析、旋转主成分分析、小波分析、Mann-Kendall等方法对西南地区气温变化的时空特征进行了分析.结果表明:西南地区年平均、年平均最高、年平均最低气温的空间变化均具有很好的整体一致性,反映了年平均和年平均最高气温在1960s到1980s中期经历了一个由暖变冷的过程后,1980s后期开始呈现明显上升趋势,而年平均最低气温从1970s就开始呈单调上升趋势.青藏高原东侧山脉走向对气温变化的东西差异具有十分明显的影响.气温的主要空间异常可分为4个敏感区.小波分析表明,西南地区气温整体变化在近40 a主要存在准8 a的周期,其中四川盆地东部的气温在整个时段存在准20 a和准8～9 a的周期.     

河南省最高、最低气温与NINO3区海表温度的时频相关

采用连续小波变换和交叉小波变换方法,分析了NINO3区(150-90°W、5°N-5°S)海表温度(简称SST)和河南省最高、最低气温的多时间尺度特征,讨论了河南省最高、最低气温与NINO3区SST的时频域相关关系.结果表明,NINO3区SST和河南省月平均最高、最低气温序列都存在着不同时间尺度的周期变化,并且各周期分量的强度不同,时域中的分布存在阶段性特征.NINO3区SST影响河南省最高、最低气温变化的时频结构,尤其是对最低气温的影响更为明显.