我国南方输电线路覆冰极值序列重建试验

基于我国南方有覆冰数据记录的气象站冰厚年极值及同期气象要素观测资料,统计分析多种气象因子对覆冰年极值形成条件频次分布的影响,归纳出了最易于出现覆冰年极值的温度、风速和湿度条件。在此基础上,通过对西南地区威宁、金佛山、峨眉山和三穗4站覆冰年极值与其相应气象变量的进一步分析,建立了覆冰极值序列的回归模型。根据现有气象站电线结冰资料及其对应时段的常规气象要素资料,对气象站电线结冰年极值序列进行重建试验,试验结果表明不同气候背景下覆冰极值序列的回归模型有显著差异。独立样本的交叉检验结果显示,威宁站年极值序列的回归模型效果较理想,重建序列能够较好地模拟覆冰的极值序列。     

极值统计理论的进展及其在气候变化研究中的应用

着重论述极值统计分布在极端天气气候事件和重大工程设计中的重要意义,综述该领域国内外研究进展。例如,基于超门限峰值法（POT）的广义帕累托分布（GPD)和基于单元极大值法（BM）的广义极值分布（GEV）及其参数间的理论关系;采用极值分布模型与多状态一阶Markov链相结合构建降尺度模型模拟局地极端降水事件,推算一定重现期的极端降水量的分位数;探讨极值分布模型分位数估计误差问题,多维极值分布理论及其应用等问题。     

基于PC-CCA方法的气象场资料插补试验

引入主成分典型相关分析(PC-CCA)方法建立缺测气象要素场序列的插补模式,对区域性气象场序列（以长江流域月气温距平场为例）各种时空缺测分布型态作插补试验。结果表明,当插补场站网分布型取包含子场在内的混合站网时,建模样本量达25年就可有最优插补精度,且性能稳定,效果优良。尤其当距平符号单一且大尺度分量占优势时,插补精度随缺测场变化很小。     

不同情景达到碳中和下中国区域气候变化的预估

利用第6次耦合模式比较计划（CMIP6）中的9个全球气候模式的模拟结果,通过CO₂浓度达峰时间确定SSP1-1.9和SSP1-2.6两种情景下的全球碳中和时间,预估了全球碳中和下中国区域气候较历史参考期（1995—2014年）的未来变化,分析不同时间达到碳中和下气候响应差异,并与未实现碳中和的SSP2-4.5情景下的气候变化对比。结果表明,SSP1-1.9和SSP1-2.6情景下全球达到碳中和的时间分别为2041年和2063年,相较于历史参考期,SSP1-1.9/SSP1-2.6下中国区域平均年气温上升1.22/1.58℃,平均年降水量增加7.1％/9.9％。SSP1-2.6（晚碳中和）较SSP1-1.9（早碳中和）情景下年均温增高约0.36℃,最大升温区位于西南及高原地区。对降水而言,晚碳中和较早碳中和全国平均年降水量增加约2.7％。全年及夏季降水量显著增加区主要在西北,新疆地区出现降水增加超过8％的大值区,冬季则集中于黄河中下游,增幅也超过8％。未碳中和的SSP2-4.5情景下中国区域的升温显著强于SSP1-2.6（碳中和）情景,年平均气温高约0.61℃,西北地区是升温差别大值区,其中新疆部分地区增加升温超过0.8℃。SSP2-4.5较SSP1-2.6情景年降水量在西北地区增加显著,内蒙古西北部最大增加超过10％。有无碳中和对冬季降水影响更大,SSP2-4.5情景下新疆部分地区降水增加比SSP1-2.6下多20％左右,云南部分地区则少15％左右,表明有无碳中和对气候的影响远大于早晚碳中和。     

长三角城市群下垫面变化气候效应的模拟研究

利用法国动力气象实验室发展的高分辨可变网格大气环流模式LMDZ,分别通过LMDZ的高分辨可变网格区域版及其全球版模式的数值模拟,研究长三角城市群下垫面变化带来的夏季气候效应,并尝试探讨大尺度环流的响应.其中LMDZ高分辨区域模式的模拟结果表明长三角城市群下垫面变化可导致夏季长三角地区接受的净辐射明显增加,感热通量上升,潜热通量下降,引起局地地表温度显著上升.同时西太平洋副热带高压西伸北抬控制长三角地区,反气旋性水汽通量异常,导致该地区降水异常减少.进一步对LMDZ全球模式的模拟结果分析,发现长三角城市群下垫面变化可能会引起大气基本模态的变化,进而引起南北半球中高纬异常波列结构的出现.     

中国低温雨雪冰冻灾害危险性评估与区划

利用1960-2009年全国542个站点的常规气象观测资料,从灾害成因角度筛选评估指标,建立灾害危险性评估的气象指标体系,基于不同强度频率的评估思路构建综合危险性指数,对中国低温雨雪冰冻灾害危险性进行评估和区划.结果表明:(1)中国大部地区属于低危险区,高危险区主要集中于黑龙江—吉林—辽宁东部—内蒙古东部、新疆北部、青海南部—西藏东北部—甘肃南部.南方绝大部分地区均处于极低危险区.(2)南方地区内部相对高危险区主要集中在四川中南部—云南东北部—贵州西部、湖南东部、安徽南部—江西北部、河南北部.(3)高危险区的分布与地形、纬度均有着密切的关系.     

A Study on the Effect of Spring Indian Ocean SSTA on Summer Extreme Precipitation Events Over the Eastern NW China

Based on monthly mean wind, geopotential height, specific humidity, and surface pressure of NCAR/NCEP reanalysis, NOAA-reconstructed sea surface temperature (SST) of the Indian Ocean, and daily precipitation data at 97 meteorological stations over the eastern NW China in the past 47 years, the threshold values for extreme precipitation events (EPE) are defined using the percentile method. Singular Value Decomposition and synthetic analysis methods are used to analyze the relationship between summer EPE in the eastern NW China and SSTA in the preceding fall, winter, spring, and the concurrent summer. The result shows that preceding spring SST anomalies (SSTA) in the Indian Ocean are clear indicators for the forecast of summer EPE in the eastern NW China, and a key area of impact is located in the equatorial Indian Ocean. When spring SST is anomalously high in the equatorial Indian Ocean, the meridional circulation averaged over 100°E–110°E will be anomalously ascending near the equator but anomalously descending near 30°N in the middle and upper troposphere from the concurrent to the subsequent summer. In the meantime, the Southwest Monsoon from the Indian Ocean will be anomalously weak and there will be no anomalous water vapor transport to the eastern NW China, resulting in a lack of EPE in the subsequent summer, and vice versa. In addition, in response to anomalously high SST in the equatorial Indian Ocean in spring, the South Asia high pressure tends to be strong in the subsequent summer and more to the west. In the anomalously low SST year, however, the South Asia high tends to be weak in the subsequent summer and more to the east. This is another possible cause of the variation of summer EPE in the eastern NW China.     

FORECASTING THE MJO INDEX BASED ON SSA-AR

Experiments of forecasting daily bi-variate index of the tropical atmospheric Madden-Julian Oscillation (MJO) are performed in the context of adaptive filtering prediction models by combining the singular spectrum analysis (SSA) with the autoregressive (AR) methods.the MJO index,a pair of empirical orthogonal function (EOF) time series,called RMM1 and RMM2,predicts by the combined statistical SSA and AR models:firstly,according to the index of historic observation decomposed by SSA and then reconstructed by selecting the first several components based on prominent variance contributions;after that,established an AR prediction model from the composite (scheme A) or built the forecast models for each of these selected reconstructed components,separately (Scheme B).Several experimental MJO index forecasts are performed based on the models.The results show that both models have useful skills of the MJO index forecast beyond two weeks.In some cases,the correlation coefficient between the observed and predicted index series stays above 0.5 in 20 leading days.The SSA-AR model,based on the reconstructed composite series,has better performance on MJO forecast than the AR model,especially for the leading time longer than 5 days.Therefore,if we build a real-time forecast system by the SSA-AR model,it might provide an applicable tool for the operational prediction of the MJO index.     

20世纪全球温度年代和年代际变化的区域特征

利用多窗谱方法,对全球各区域平均温度序列进行多种信号的检测、重构,着重分析不同区域温度年代和年代际变化的演变特征及其遥相关特点,初步研究显著年代际振荡信号的传播特征.结果表明20世纪年代至世纪尺度温度变化的显著信号有准70年波动和准30～50年、准20～30年、准15年、准7～10年多种时间尺度的振荡,其中准70年波动主要存在于北大西洋及北太平洋的中高纬度;准30～50年振荡则覆盖了除部分中纬度海域以外的大部分海陆表面,其演变特征基本相似,全球年平均温度序列中的显著年代际振荡信号主要反映了这一振荡信号;准20～30年振荡则主要集中于大洋的中纬度和副热带纬度,且具有沿副热带海洋环流传播的特点;准15年振荡主要位于热带太平洋海域,自1930年后,该信号与北太平洋中纬度准20～30年振荡反位相;准7～10振荡则主要集中于北大西洋及北半球中高纬陆地.     

中国东部地区人为气溶胶对东亚冬、夏季风的影响—— 一个高分辨率大气环流模式的模拟研究

使用一个高分辨率的公用大气环流模式（CAM5.1）研究了我国东部地区人为气溶胶对东亚冬、夏季风的影响。结果表明,人为气溶胶中的黑碳和硫酸盐气溶胶含量的季节性变化在冬、夏季节对大气表现出不同的热力效应,并且可能是影响我国东部地区上空大气温度长期变化的重要因素。人为气溶胶引起的东亚季风区夏季降温可达对流层中高层造成东亚地区海平面气压升高、海陆气压梯度减小,减弱夏季低层的偏南风分量和高层的南亚高压。东亚人为气溶胶可使东亚地区冬季近地面层温度普遍降低、对流层中高层明显增温,导致东亚东部地区海平面气压下降,减弱东亚地区冬季低层的偏北风分量,阻止中层的东亚长波槽南伸,并削弱高层西风急流的强度。