近50a三峡库区汛期极端降水事件的时空变化

利用三峡库区35个台站1961-2010年汛期(5-9月)的逐日降水量资料,首先定义不同台站的极端降水量阈值,统计各站近50 a逐年汛期极端降水事件的发生频次,进而分析其时空变化特征.结果表明:三峡库区汛期极端降水事件发生频次的最主要空间模态是主体一致性,同时存在东西和南北相反变化的差异.三峡库区汛期极端降水事件发生频次具有较大的空间差异,可分为具有不同变化特点的5个主要异常区.滑动t检验表明,三峡库区西南部区代表站巴南的极端降水事件在1974年后发生了一次由偏多转为偏少的突变,北部区代表站北碚在1981年后和1993年后分别发生了由偏少转为偏多和由偏多到偏少的突变,中部区代表站武隆在1984年后发生了一次由偏多转为偏少的突变.结合最大熵谱和功率谱分析表明,近50 a来各分区汛期极端降水事件发生频次的周期振荡不太一致,三峡库区东北部区代表站宜昌、北部区代表站北碚和中部区代表站武隆分别存在5、2.4和8.3 a的显著周期.     

极端气候对平均气候变化的非线性响应及其敏感性试验

平均气候与极端气候两者发生的概率具有密切联系.从理论和观测事实两方面证明一地平均气候与其极端气候的对应概率存在着明显的非线性关系.假定气候变量有对称概率分布和非对称概率分布两种状况,从理论上证明,平均气候变化前后所对应的极端气候概率具有非线性变化;通过对若干个代表站及气候场资料的平均值与所对应极值概率计算结果,证明理论符合观测事实.进一步借助于数值试验考察了概率分布模式的各个参数之变化对极端气候概率的影响.根据观测事实的举例,也表明了不同概率分布条件下,基本上都有如此变化规律.     

重庆高温热浪指数和暖夜指数变化及其情景预估

利用重庆地区1951—2008年逐日气温资料分析了近58年重庆高温热浪指数(HWDI)和暖夜指数(TN90)的年际、年代际变化及其与气温各要素的关系。利用用于IPCC-AR4的全球气候模式产品,在验证其对重庆地区热浪和暖夜指数的模拟能力的基础上,筛选模拟能力较好的模式进行合理组合,并考虑模式模拟气候参考时段的偏差,预估高(A2)、中(A1B)、低(B1)3种排放情景下21世纪重庆地区热浪和暖夜指数的变化。与目前气候(1980—1999年)相比,3种情景下21世纪重庆地区热浪和暖夜指数都将呈显著增加的趋势。2011—2100年,3种不同情景下热浪指数的平均增幅为7.7～12.3天,暖夜指数的平均增幅为12.2%～16.4%。分阶段来看,3种不同排放情景下,21世纪前期(2011—2040年)热浪指数的平均增幅为3.1～4.1天,暖夜指数的平均增幅为5.7%～7.3%;中期(2041—2070年)热浪指数的平均增幅为6.9～11.3天,暖夜指数的平均增幅为12.2%～17.5%;后期(2071—2100年)热浪指数的平均增幅为12.4～21.6天,暖夜指数的平均增幅为17.1%～27.8%。     

川渝地区降水变化与Nino3区SST的关系及其稳定性分析

根据1960—2006年我国川渝地区120个观测站的月降水资料,分析了降水的空间分布特征,利用相关分析、小波分析和小波凝聚谱等方法,探讨了川渝地区降水与Nino3区SST的关系及其稳定性。结果表明:一致性异常分布是川渝地区降水变化的最主要空间模态,第一模态时间系数与Nino3区SST有着较好的相关关系。这种关系表明,在Nino3区SST暖状态,川渝地区降水偏少;在Nino3区SST冷状态时则情况相反。川渝地区降水和Nino3区SST关系的稳定性分析表明,降水和SST之间在准2 a,4～6 a变化周期上存着较好的相关关系,但这种相关关系并不稳定,存在着年代际变化:1960—1986年呈正相关关系,1987—2006年呈负相关关系。     

黄河中游“三花间”区气候变化特征

利用黄河中游地区三门峡至花园口区间(简称"三花间"区)21个气象站1955-2006年的气温和降水量资料,采用滑动平均、趋势分析、小波变换和Mann-Kendall等方法,探讨了黄河"三花间"区气温和降水量的年际和年代际变化特征.结果表明:(1)近50多年来"三花间"区年平均气温的年代际变化为1950年代后期至1980年代为偏冷期,1990年代之后气温明显升高,冷暖转折的突变点在1994年,2001年以来是近50多年来最暖的时期;年及冬、春、秋三季平均气温均呈上升趋势,尤以冬季增温开始最早,增温最明显.(2)降水量的年代际变化为1950年代后期至1960年代、2001年之后为多雨期,1970年代至1990年代为少雨期,其中以1990年代降水最少;各季降水量除冬季外均呈减少趋势,以夏季减少最明显.(3)黄河"三花间"区气候总体向暖干化方向发展,但2003年之后进入了多雨期,未来几年气候存在着向暖湿化变化的可能性.     

重庆市严重伏旱气候特征分析

重庆市伏旱是一种客观气候规律,其演变有近100年的周期震荡。2006年重庆及其周边地区的严重干旱是气候自然变迁与人类活动的综合影响,南亚高压偏强偏东、西太平洋副热带高压偏强偏西及Hadley环流加强有关。造成2006年异常高温的主要原因是太阳辐射、严重干旱和深厚的下沉气流增温;最后给出了高温预警实例。     

21世纪重庆最大连续5d降水的预估分析

 利用用于IPCC第四次评估报告的全球气候模式产品,验证其对重庆地区最大连续5 d降水（R5d）的模拟能力的基础上,对模拟能力较好的模式进行组合,预估温室气体排放高（A2）、中（A1B)、低（B1）3种情景下未来21世纪重庆地区R5d的变化。与目前（1980-1999年）气候相比,不同情景下21世纪重庆地区R5d均可能增加,尤其是21世纪后期相比21世纪前、中期增加更为显著。     

重庆极端高温指标的对比及其与区域性增暖的关系

对重庆市极端高温指标进行了系统分类,即极值、绝对阈值和相对阈值指标,研究了1961—2008年各种极端高温指标自身变化规律及其与区域性增暖的关系,并对比分析了不同指标间的差异。结果表明,由于极端高温指标的定义不同在反映高温上存在一定差异。利用绝对阈值和极值指标能直观地看出极端高温事件的影响强弱,所以利用年极端最高气温、35 ℃以上高温日数等指标来判别高温影响强弱一直是业务上最常用的方法。相对阈值指标HWDI和WSDI,在定义上受到连续6天的限制,所以在某些高温年份与绝对阈值指标的高温指数差异明显。相对阈值指标(HWDI、WSDI和TX90p)在年内几乎所有季节都可能出现,所以作为年内指标而言,此类指标与年平均气温/最高气温变化的步调更加一致,尤其是TX90p,没有连续定义的限制,它与区域性增暖的关系更为密切。重庆是高温频发区,通过对不同高温指标的对比分析研究,能更好地为业务和科研人员提供参考,同时对极端高温的监测、检测及影响评估具有相当重要的意义。     

基于BCC_CSM模式的中国东部夏季降水预测检验及订正

基于国家气候中心第二代季节预测模式的历史回报试验数据,检验了模式对我国东部夏季降水的预测能力,探讨了预测误差形成的可能原因,并应用降尺度方法提高了模式的降水预测技巧。分析表明:（1）模式能在一定程度上把握我国东部夏季降水时空变率的两个主要模态（偶极子型模态和全区一致型模态）,但是不同超前时间的预测在刻画模态方差贡献、异常空间分布特征、时间系数的年际变化等方面存在明显误差;（2）模式能够合理预测大尺度环流和海表温度（SST）的变化特征,但是对中国东部夏季降水的总体预测技巧有限,这与模式不能准确刻画西太平洋副热带高压、大陆高压、中高纬阻塞高压等环流系统以及热带太平洋、印度洋SST变率对中国东部降水模态的影响有关;（3）针对1991~2003年回报试验数据中的500 hPa位势高度、850 hPa纬向风和经向风、SST变量,在全球范围内寻找并定位与中国东部站点降水关系最密切的预报因子,进而建立针对降水预测的单因子线性回归、多因子逐步和多元回归模型。采用2004~2013年回报试验对所建立的降水预测模型进行了独立检验,结果表明:所建立的降尺度预测模型能显著提高中国东部地区夏季降水的预报技巧。以6月1日起报试验为例,预测的第一模态（第二模态）与观测的空间相关系数由原始的0.12（0.48）提高到了0.58（0.80）,时间相关系数则从0.47（0.15）提高到0.80（0.67）;其它超前时间的预测试验中,降尺度预测模型的降水预测技巧相比模式原始预测技巧也同样明显提高。