热带东风急流的演变特征及其与亚非降水的关系

为初步了解热带东风急流与亚非降水尤其中国东部、华南地区天气系统之间的关系,利用NCEP/NCAR月平均再分析资料,结合全球综合分析降水集(CMAP)及Ni o3.4海温指数,采用突变检验、小波分析、相关分析、合成分析等方法,对TEJ的结构、演变特征及其与亚非地区降水和大气环流的关系等进行研究。分析表明:TEJ从南海上空向西延伸,经印度到达非洲北部上空,中心位于印度半岛南端、阿拉伯海上空。利用"区域平均"法,定义了热带东风急流指数(TEJI),讨论了该指数62年的年际、年代际变化特征,并分析了TEJI与亚非降水、大气环流及ENSO的关系,结果表明:TEJ呈现强度一致减弱趋势,且突变大致发生在1978年;小波分析表明标准化TEJI存在准10年振荡周期;主要降水带出现在急流入口区右侧和出口区左侧,降水主要位于南亚和东亚季风区内;亚非季风区夏季降水与TEJ响应最敏感的区域是西亚、北非(负相关)、南亚(正相关);海平面气压场和南亚高压与TEJ密切相关,对中国东部和华南地区的旱涝预报起着重要的作用。     

冬半年南支槽的气候特征分析

为了解冬半年南支槽的气候特征,定义了一个冬半年南支槽的强度指数,南支槽强度指数值越大,表示该年南支槽比较弱,反之亦然。采用经验正交函数分解(EOF)、小波分析、Mann-Kendal检验等方法,研究了南支槽的年际、年代际变化异常以及时空特征。分析结果表明,随着南支槽强度指数的整体上升,其强度总体呈现减弱的趋势。南支槽在20世纪50～70年代明显偏强,此现象持续到1976年,之后开始逐渐减弱,至今一直处于偏弱状态。对南支槽强度指数做EOF分解,仅第一模态的方差贡献就达80.29%,故南支槽的变化特征大多数年呈第一模态的分布特征,相应的时间权重系数存在明显的年际和年代际变化,且具有长期正趋势,表明南支槽减弱的趋势越来越显著。     

近60年“雅安天漏”变化特征分析

针对雅安地区特殊的"天漏"气候特征及以往对其变化特征研究较少问题,利用雅安市1951~2010年降水资料,从降水量和雨日数出发,通过回归分析、小波分析等现代气候统计诊断方法,综合分析"雅安天漏"的变化特征。结果表明:在降水量上,雅安市年降水量总体呈显著减小趋势,20世纪90年代中期以后尤为明显;从季节尺度上来看,春、夏、秋三季降水量呈现明显减少趋势,但冬季与之相反;从逐月降水比重可以看出,极大值主要出现在7、8、9月;从量级上看,小雨、中雨、大雨的降水量均在减小,暴雨却在增加,但各量级降水所产生的降水量与全年总降水量的比值相对比较稳定。从雨日数上看,雅安市四季的雨日数均表现出减少趋势,各个强度量级的雨日数也均在波动减小。小波分析结果显示:年降水量和雨日数在年代际时间尺度均存在准周期振荡。     

浙江省台风灾害影响评估模型

选取2000-2006年影响浙江省的20个台风所造成的灾害进行分析, 采用模糊数学原理和方法建立评估模型, 在考虑台风本身自然灾变因素的基础上加入了致灾的社会、经济因素, 组合成10个灾害影响因子输入模型, 计算出台风综合评价指数, 并利用数理统计分析方法将台风灾后的死亡人数、受伤人数和直接经济损失折算成规范化指数---灾级指数, 用来表示实际灾情, 并客观地将两指数划分为特别重大、重大、较重、一般4个等级, 分别得到两指数各自的轻重灾害判据。对比分析表明:该灾害评估模型具有较高的拟合率, 全部个例的两指数同级率达到了90 %, 错报等级也仅差一级, 能够较好地评价和预测台风可能造成的损失程度, 将其应用到应急管理中, 可为台风防灾减灾工作提供决策支持。     

我国东西部地区地气温差的年代际变化特征

利用1960~2006年我国地温、气温逐日4个时次[02:00(北京时间,下同)、08:00、14:00和20:00]的台站观测资料,计算并分析了我国东南、西北地区各季地气温差的年代际变化特征。分析结果表明:我国东南部地区各季地气温差在20世纪70年代末以前,大部分年份偏高,高于平均值,而在20世纪70年代末以后,我国东南部地区各季地气温差偏低,在夏季和冬季表现尤为明显。我国西北地区春季和夏季地气温差在20世纪70年代末以前大部分年份偏低,低于平均值;而在20世纪70年代末以后,地气温差则大部分年份明显偏高。我国西北地区秋季地气温差的年代际变化特征不明显,而冬季地气温差的年代际变化趋势与春夏季相反,在20世纪70年代末以前大部分年份偏高,高于平均值,而在20世纪70年代末以后偏低。另外,发现地温和气温对我国东南、西北地区各季地气温差的年代际变化在各季所起的贡献作用不同。     

气温突变对我国四季开始日期的影响

利用我国599个站1961—2007年逐日温度资料,运用墨西哥帽小波函数,分析了近47年来我国四季开始日期多时空尺度的变化特征。结果表明:我国四季开始日期的变化与温度的变化较一致。全国平均四季开始日期均存在20年左右的周期特征,在20世纪80年代末表现出明显的春、夏季提前,秋、冬季推迟的趋势。在第一主周期的时间尺度上做小波变换后,各个区域的变化趋势与全国平均基本一致。但仍存在一定差异,2005—2007年东北的夏季偏迟,2004—2007年西北的冬季偏早及华南的春季偏迟,2003—2007年高原地区也有春季偏迟的现象,结合其他季节的变化,这些地区四季的变化特征与温度的变化仍有较好的对应。     

南亚高压分布特征与长江流域降水关系的数值模拟

本文选用1979～2008年NCEP/NCAR第二套再分析资料,结合国家气候中心提供的160站逐月降水资料,首先分析了南亚高压各特征参数的年代际变化及各特征参数间的相关性。南亚高压面积、强度、东脊点、中心位置指数均呈现显著的年代际变化:1991年之前,面积指数偏大、强度指数偏强、东脊点位置偏东,中心位置偏东;而1991年之后(1998年除外),各特征参数的情况呈现基本相反的变化。南亚高压的面积指数与强度指数和东脊点指数的相关系数均达到了α=0.01的显著性,三者之间存在显著线性相关性。之后,采用RegCM3模式对南亚高压东脊点典型异常年份(1996、1998年)进行了模拟分析,初步分析模式模拟降水的效果:降水中心基本能模拟得到,但是降水强度模拟偏小。     

海洋飞沫对台风“Morakot”结构影响的数值模拟研究

将海洋飞沫参数化引入到高分辨率、非静力中尺度模式中,并对0908号台风"Morakot"进行了数值模拟,研究了海洋飞沫对台风"Morakot"结构和强度的影响。结果表明:(1)不论是否考虑海洋飞沫作用,模式均能较好地模拟出台风"Morakot"的移动路径,说明海洋飞沫对其移动路径影响不大;(2)引入海洋飞沫参数化后,台风眼墙区域的切向风速、径向风速、垂直速度、涡度、云水混合比、雨水混合比等物理量均增强,表明飞沫对台风结构变化的影响明显;(3)海洋飞沫对台风"Morakot"演变的直接影响是在对流层低层,低层风速明显增大,大风速区的影响尤为显著;(4)飞沫的蒸发使台风范围内的潜热和感热通量明显增强,尤其是潜热通量,其大值区对应着台风中心附近的最大风速区。由于水汽和热量输送的增强,使台风眼壁附近的云水量与雨水量增多,因此降水强度明显增加。     

夏季青藏高原低压的年际和年代际变化及其与我国降水的关系

利用NCEP/NCAR再分析月平均资料,分析了1948-2009年夏季青藏高原(下称高原)600hPa位势高度场的变化趋势,发现整个高原位势高度场都出现大范围的升高,低压中心主要位于27.5°-40°N、80°-102.5°E范围内,定义该范围内位势高度场的平均值为高原夏季低压指数。采用经验正交函数分解(EOF)和小波分析等方法对近62年夏季高原低压的年际和年代际变化特征进行了分析。结果表明,近62年夏季高原低压总体呈减弱趋势,在20世纪80年代之前,夏季高原低压指数均处于低值范围,并在1962年出现最小值,在1979年左右出现最大值,之后在高值范围内上下振荡;空间分布表现为低压在高原大部分区域均为由南向北递增,呈明显的纬向分布;低压在1976年发生了一次较明显的减弱突变。小波分析表明,低压具有1～2年和13年周期。利用中国596个测站的月降水资料,采用相关分析和合成分析等方法分析了高原低压与我国夏季降水的关系,分析表明,高原低压增强时长江流域和新疆地区的降水偏多,而东北、华北和华南地区的降水则偏少。     

青藏高原冬、春季植被特征及其对西南地区夏季降水的影响

本文利用西南地区96个气象台站1982-2001年夏季(6-8月)月平均降水资料和归一化植被指数(GIMMS NDVI)资料,分析了青藏高原冬、春季植被特征及其对西南地区夏季降水的影响,得到以下几点认识:青藏高原冬、春季植被呈现东南部覆盖较好,逐渐向西北部减少的特征.近20 a来,高原冬、春季植被总体呈增加趋势,其高原中西部、南部、北部增加明显,而南部侧边界和中东部呈减少趋势.相关分析和奇异值分解表明:高原冬、春季植被对西南地区夏季降水有较明显影响,且这种影响也存在一定的区域差异.高原前期植被变化可以作为西南地区夏季降水长期预报综合考虑的一个参考因子.