近159 年东亚夏季风年代际变化与中国东部旱涝分布

利用1850-2008 年我国东部地区90 个测站的旱涝等级和北半球夏季海平面气压格点等资料,使用BP 典型相关等方法,分析了近159 年旱涝等级与东亚夏季海平面气压的耦合相关关系。利用关键区域的海平面气压资料,定义出与我国东部旱涝分布有密切联系的东亚夏季风指数,在此基础上分析了东亚夏季风年代际变化对我国东部旱涝分布的影响。结果表明：(1) 近159 年中国东部旱涝具有4 种典型空间分布型,即华南与中国东部其他地区旱涝趋势相反型、黄淮地区与长江流域及其以南旱涝趋势相反型、江淮流域与中国东部其他地区旱涝趋势相反型和中国东部与西部旱涝趋势相反型。近159 年东亚夏季海平面气压场主要呈现亚洲大陆与西太平洋海平面气压强弱相反的分布特征;(2) 本文定义的夏季风指数的年代际变化与我国东部旱涝典型分布型的年代际变化有密切关系,但两者的相关关系并不是稳定不变的,存在显著的年代际位相差异,即20 世纪20 年代之前,当东亚夏季风偏强(弱) 时,长江流域以北容易偏旱(偏涝),长江流域及其以南容易偏涝(偏旱),20 世纪20 年代以后,当东亚夏季风偏强(弱) 时,长江流域以北容易偏涝(偏旱),长江流域及其以南容易偏旱(偏涝)。可见,使用较长年代资料进行考察,研究结论丰富了大多数使用近50-60 年资料的研究结果。东亚夏季风与我国东部旱涝分布之间关系的年代际位相差异,可能与东亚夏季风对太阳活动等外强迫的非线性反馈相联系     

近159年东亚夏季风年代际变化与中国东部旱涝分布(英文)

Based on the drought/flood grades of 90 meterological stations over eastern China and summer average sea-level pressure (SLP) during 1850–2008 and BPCCA statistical methods, the coupling relationship between the drought/flood grades and the East Asian summer SLP is analyzed. The East Asian summer monsoon index which is closely related with interdecadal variation of drought/flood distribution over eastern China is defined by using the key areas of SLP. The impact of the interdecadal variation of the East Asi...     

基于机器学习的中国冬季气温影响因子分析及模型估算

使用1951—2021年160个中国国家级气象观测站冬季平均气温及多项大气环流及海温等指数,用机器学习方法研究影响中国冬季气温异常的大气环流及海温等外强迫因子,并建立估算拟合模型,评价筛选出的影响因子组合对中国冬季气温异常分布的贡献。使用最小绝对收缩和选择算子（LASSO）算法提取与冬季气温异常相关的影响因子。为体现特征因子之间非线性关系,使用泰勒公式对筛选后的特征进行多项式增广。使用最小二乘梯度提升决策树（LS-GBDT）算法对筛选出的特征因子与冬季气温异常之间的非线性关系进行估算拟合。结果表明,机器学习方法能够对影响冬季气温异常的特征因子进行合理筛选与重要性分析,建立的估算模型在一定程度上体现了气候系统特征因子与冬季气温距平的非线性联系。本研究为了解中国冬季气温异常分布的影响因素及其模拟与估算提供了新方法和途径。     

山西省春播期降水时空变化及环流异常特征

利用山西省72个国家气象站1961—2020年4—5月的降水量资料、NECP/NCAR月平均再分析资料和UKMO HADISST1海表温度资料，采用EOF、气候倾向率、滑动平均、小波分析、合成分析等方法，对春播期降水的时空变化及环流异常特征进行分析。结果表明：（1）山西省春播期降水量场主要有全省一致型，南北差异型以及南北和中部差异型这3种主要模态，分别占总年数的63.3%，25%和11.7%。（2）春播期降水量的增多趋势不显著，共经历了5个气候变化阶段，并存在 2～3年和12～13年的振荡周期。（3）在春播期异常多雨年期间，500 hPa高度场上呈“东高、西低”等分布特征，850 hPa风场上我国中东部地区盛行偏南气流，海平面气压场呈北高南低分布型，前冬赤道中东太平洋呈El Nino分布型，印度洋呈偶极子分布型，大西洋呈三极子分布型；而在异常少雨年期间，环流及海温特征则基本相反。     

我国东部夏季降水量长年代资料的插补、订正及效果检验

使用均值生成函数、标准正态均一性检验方法和相关分析等方法对我国东部地区96个观测站1931—2020年夏季降水量长年代资料进行了一系列插补、检验、订正及效果分析等工作。结果表明：①均值生成函数拟合的1931—2020年各站夏季降水量资料的整体趋势和极值与观测值均有较好的一致性，其中无缺测资料的6个站点观测值和拟合值在距平符号一致率上达到了86.1%，可以满足插补工作的需要。②对1931—1950年和1951—2020年2个时段的夏季降水量资料，用平均值和方差2个统计量对插补后的资料进行差异性检验，共有8站具有显著性差异。③对插补后的1931—2020年夏季降水量资料进行了均一性检验和均一化订正，其中13站存在非均一性。④将订正后的站点资料与CRU_TS4.05(University of East 〖JP2〗Anglia Climatic Research Unit Global 0.5° Monthly〖JP〗 Time Series)数据库的格点资料进行空间分布相似度分析，2套资料在1931—1950、1951—2020和1931—2020年这3个时段的空间相关系数分别达到了0.90，0.92和0.92，空间分布较一致，订正后的资料具有一定的可靠性。     

The Response of Anomalous Vertically Integrated Moisture Flux Patterns Related to Drought and Flood in Southern China to Sea Surface Temperature Anomaly

With the extreme drought (flood) event in southern China from July to August in 2022 (1999) as the research object, based on the comprehensive diagnosis and composite analysis on the anomalous drought and flood years from July to August in 1961-2022, it is found that there are significant differences in the characteristics of the vertically integrated moisture flux (VIMF) anomaly circulation pattern and the VIMF convergence (VIMFC) anomaly in southern China in drought and flood years, and the VIMFC, a physical quantity, can be regarded as an indicative physical factor for the "strong signal" of drought and flood in southern China. Specifically, in drought years, the VIMF anomaly in southern China is an anticyclonic circulation pattern and the divergence characteristics of the VIMFC are prominent, while those are opposite in flood years. Based on the SST anomaly in the typical draught year of 2022 in southern China and the SST deviation distribution characteristics of abnormal draught and flood years from 1961 to 2022, five SST high impact areas (i.e., the North Pacific Ocean, Northwest Pacific Ocean, Southwest Pacific Ocean, Indian Ocean, and East Pacific Ocean) are selected via the correlation analysis of VIMFC and the global SST in the preceding months (May and June) and in the study period (July and August) in 1961-2022, and their contributions to drought and flood in southern China are quantified. Our study reveals not only the persistent anomalous variation of SST in the Pacific and the Indian Ocean but also its impact on the pattern of moisture transport. Furthermore, it can be discovered from the positive and negative phase fitting of SST that the SST composite flow field in high impact areas can exhibit two types of anomalous moisture transport structures that are opposite to each other, namely an anticyclonic (cyclonic) circulation pattern anomaly in southern China and the coastal areas of east China. These two types of opposite anomalous moisture transport structures can not only drive the formation of drought (flood) in southern China but also exert its influence on the persistent development of the extreme weather.