西南地区秋季干湿时空变化特征及其成因分析

利用西南地区97站1960—2009年的日平均气温、降水量资料计算干湿指数,分析了西南地区秋季干湿、降水、气温的时空变化特征,并使用再分析资料探讨其异常的大气环流特征。结果表明:西南地区秋季在1980年代末期出现干旱化趋势,21世纪初干旱化趋势明显,其中以东部干旱化趋势显著。西南地区秋季干湿变化存在全区域一致和东、西部相反变化两个主要异常模态,而且干湿异常的空间模态主要由降水异常决定,其演变则受气温的影响更明显一些。全区域一致变化的模态与前期夏季西太平洋暖池附近海温以及同期西太平洋副高、东亚大槽、南支槽有关,并且此模态对应的偏干年基本上均是高温和少雨共同作用造成的,而偏湿年则有低温偏湿和多雨偏湿两种类型。东、西部相反变化的模态与垂直运动和东部低层的南、北风异常有关。      

西南地区冬季气温年代际变化及可能成因分析

利用西南地区1970—2015年气象台站逐月气温资料,结合NCEP/NCAR再分析资料等,分析了西南地区冬季气温的年代际变化特征,并探讨了其年代际转折的可能物理机制。结果表明,西南地区冬季气温于1990年代前期发生暖突变。夏季热带西太平洋海温关键区（120~160 °E,10 °S~20 °N）与西南地区冬季气温在同时期发生暖突变,由于大气对海洋变暖的响应,在其西北侧激发了异常的气旋式环流,这种准GILL态使得西南地区恰好处于偏东偏南的暖湿气流中,配合西风急流偏强偏北,东亚大槽浅薄,不利于冷空气南下,西太副高偏强偏西使西南地区受下沉气流控制增温,并处于暖平流影响下,造成西南地区冬季年代际变暖。      

东北地区夏季土壤湿度垂直结构的时空分布特征

借助于概率密度函数(PDF)拟合和经验正交函数(EOF)展开以及小波分析等方法,本文分析了中国东北地区夏季近十年间(1988-1999年)旬平均土壤湿度(0～50 cm层次)垂直分布结构的时空变化特征。结果表明,从区域分布来看,东北夏季土壤湿度的高值中心主要位于牡丹江流域和松嫩平原南侧,而从土壤水分的垂直分布特征来看,其湿润度绝大多数测站(除个别地区呈多峰态外)基本呈上干下湿,服从Weibull分布的单峰偏态型。各层土壤湿度在6月中旬和8月上旬变化最大,并存在以3 a为主的周期振荡。     

SPATIAL AND TEMPORAL VARIATIONS OF EVAPORATION OVER SOUTH CHINA IN AUTUMN

The spatial and temporal variations of the instrument-based evaporation and actual evaporation in autumn during a 45-year period from 1960 to 2004 are studied using the observation data from 66 stations over South China. The results reveal that there are two main anomalous centers of the instrument-based evaporation in autumn in the central and northwestern parts of South China respectively. The instrument-based evaporation over the central part of South China in autumn experiences not only a decreasing trend but also a main interdecadal variation. The solar radiation is best correlated with the instrument-based evaporation among all affecting factors. For the actual evaporation, two main anomalous centers are located at the central and western parts of the South China respectively. The actual evaporation over the two regions illustrates an interannual variation. Among the affecting factors, precipitation is the most remarkable. The actual evaporation is usually 40 percent of the instrument-based one, and the overall rate has a slightly increasing trend from the southern part to the northern part of the South China in autumn.     

华南秋季蒸发量的时空演变特征

利用华南区域66个气象站点1960～2004年的观测数据分析了华南秋季蒸发皿蒸发量和实际蒸发量的时空变化.分析结果表明:华南中部和西北部是华南秋季蒸发皿蒸发量的两个主要气候变异中心区,华南中部秋季蒸发皿蒸发量具有以年代际变化为主的特征,并且在45年内总体上呈下降趋势.在影响蒸发皿蒸发量的因子中,太阳辐射与蒸发皿蒸发量的相关性最好,呈显著的正相关.对实际蒸发量而言,华南中部和西部偏西地区则是两个主要的变异中心,两区域的秋季实际蒸发量具有以年际变化为主的特征,降水对华南秋季实际蒸发量的影响最为显著,华南秋季实际蒸发量一般都在蒸发皿蒸发量的40%左右,并且比值总体上呈现微弱的由南向北递增趋势.     

中国西北地区和蒙古国40年气温时空特征及其变化趋势

利用我国西北地区及蒙古国共５９个台站（作ＥＯＦ分析时取２５个站）１９５１￣１９９０年逐月平均气温资料，采用ＥＯＦ方法分析了该地区４０年来气温场不同季节的空间分布特征及其随时间变化的规律。分析发现气温场的空间分布主要有三种类型：（１）全区一致型，（２）南北差异型，（３）东西差异型；各月、季、年的变化周期主要集中在三个时段：２￣４年，５￣８年和１０￣１３年；夏季以短周期为主，冬季和年主要是长周期。气温     

中国西北干旱区年降雨量的时空变化

通过对中国西部地区６８个站３０年年降雨量的分析，把中国西部划分为６个降雨量性质不相关的区。通过对西北３个区的分析，把年降雨量划分为８种不同的空间分布类型。分析表明，控制中国西北干旱区的天气系统主要为西风系统。在过去的３０年间，西北干旱区的气候并非都是变得越来越干，不同的地区变化情况不同。     

华南地区秋季无降水日的变化特征及其与海温的联系

选用中国气象局提供的华南地区(共48个站)1960—2011年共52年的逐日降水资料,通过EOF分解、回归分析等方法分析了华南地区秋季无降水日的变化特征及其与海温的联系。研究结果表明,在华南各个区域的无降水日数年均分布基本保持一致,但秋季的发生频次最多,且线性上升趋势最强。因此,侧重分析华南地区秋季无降水日数特征,EOF分解的主要模态在空间上表现为无降水日数呈现全区域一致变化,时间序列上包含年际和年代际变率。进一步寻找前期典型海区的影响,表明显著影响的海域为前期(7—8月)西北太平洋。该地区的海温将通过影响整层水汽通量散度和局地的下沉运动,不利于秋季降水的发生。     

南海、孟加拉湾不对称环流变化对2009年西南特大秋旱的影响

利用NCEP再分析资料及我国160站降水资料,分析了2009年秋季东亚中、低纬环流特征和水汽输送特征及其对西南干旱的影响。同时讨论了秋季不同ENSO状态下东亚地区水汽输送差异,并与2009年进行比较。结果表明:孟加拉湾(简称孟湾)和南海之间环流形势在2009年秋季发生不对称变化,造成两地上空气压梯度减小,孟湾和南海上空分别出现一个反气旋式和气旋式距平环流中心,我国西南至中南半岛处于两距平环流中心之间偏北距平风控制之下,使得进入我国的西南气流异常减弱。水汽输送随之出现变化,南海南部季风低压水汽环流圈异常偏强,孟湾和南海水汽主体经中南半岛重回南海而未进入我国,最终造成我国西南降水异常偏少,出现干旱。这段时间内,西南地区上空出现异常下沉运动,对流活动受到抑制,加剧了干旱程度。在El Ni o年,我国西南及江南地区秋季水汽通量比La Ni a年明显增大,西北及华北则减少。2009年秋季我国的降水分布及南海一带水汽输送特征与普通El Ni o年特征不符,甚至出现相反状态,经对2009年秋季东亚El Ni o影响特征作简单模拟还原和分析,认为上述差异可能与El Ni o反气旋环流影响位置偏北有关。     

中国东部夏季极端降水时空分布及环流背景

基于中国测站的降水资料和NCEP/NCAR逐日再分析资料,取第95百分位数作为极端降水阈值,通过经验正交函数分解(EOF)方法将中国东部分为华南、长江中下游、华北和东北三个地区,定义极端降水事件,并对中国东部夏季极端降水时空分布及环流背景进行研究。结果表明,极端降水事件随日期的变化与中国东部夏季雨带的南北移动相吻合。近54年来,华南极端降水事件频数在1991年左右突增,长江中下游地区有两次突变,1991年左右突增,2000年左右突减。华北和东北地区在1999年左右突减。发生极端降水事件时,低层850 hPa出现局地异常气旋环流,位势高度异常降低,对应低空异常辐合;中层500 hPa,西太副高位置异常偏南有利于华南极端降水的发生,副高西伸有利于长江中下游的极端降水,位置偏北易造成华北和东北极端降水;高层200 hPa,发生极端事件时降水关键区位于西风急流轴右侧,对应异常反气旋环流,这种高层辐散低层辐合的环流配置为极端降水提供动力条件。极端降水的气候平均态水汽主要来源于南半球和西北太平洋。副高的位置异常影响我国东部水汽输送异常,造成不同地区的极端降水。      

STUDY ON VARIATION CHARACTERISTICS OF SST OBSERVED IN THE PAST 40 YEARS IN THE COASTAL REGION OF SOUTH CHINA

To study the variation characteristics of SST in coastal south China, observed SST was analyzed for the past 44 years. The results show that the monthly and yearly averaged SST have rising trends, the yearly averaged SST's linearity rising rate is 0.12-0.19 ℃/decade in the years, the rising extents in winter are higher than those in summer. The variability in winter is larger than that in summer, with the largest in February and March. A majority of significant cold or warm events occurred in winter. A wavelet multiresolution method was used to analyze periodical characteristics of SST in coastal south China, all timescale decomposition series are very similar, and high-frequency decompositions within the year are dominant. Low-frequency decompositions show rising trends since the mid-1970.     

80年代以来华北地区气候和水量变化的分析研究

选用华北地区１９８０￣１９９６年９个水文站点的月流量资料,同时选取该区域４２个气象站的月降水、气温和山高桥公式计算的蒸发资料,利用ＥＯＦ对华北地区缺测的月流量进行插值并对该地区气候变化和水资源的关系进行了分析研究。结果表明,基于ＥＯＦ的插值方法能较好获得月流量缺测值。暖干少水,冷湿多水是８０年代以来华北地区月气候变化的主导类型。冬春暖（冷）则夏湿（干）多（少）水是８０年代以来华北地区年气候变化的主     

华南近海近40年的实测SST变化特征

使用实测月平均海表温度（SST）资料序列研究华南近海区域的变化特征,得出：华南近海的月和年平均SST皆以上升趋势为主,年平均SST最近44年的线性增长率为0.12～0.19℃/10年,冬半年的上升幅度普遍高于夏半年。其变率冬半年远大于夏半年,最大为2、3月份,显著的冷暖事件也多发生于冬半年;冬半年东部变率较小,而夏半年则以东部较大。运用小波多分辨分析方法进行周期特征分析,华南近海各站SST的各尺度的分量序列十分相近,其中低频分量显示华南近海SST始于1970年代中期的上升趋势延续至今,其变化以年内变化为主。华南近海SSTA与Ni？o4指数同期相关很好,与Ni？o3,4区超前4个月时相关最显著。Ni？o各海区SSTA与华南近海SSTA的小波多分辨分析所得平滑成分、2.3～4.6年成分间的相关最为显著,其他年以上尺度的相关也高于SSTA序列间的相关,可见华南近海SST年际以上时间尺度的变化与ENSO变化有密切关系。     

南北极海冰的时空变化特征

本文分析了南北极海冰多年平均覆盖资料，给出南北极海冰的年内变化特征，极地海冰最多最少月份的空间分布。计算了２月及９月海冰年际变化方差分布，并对２月及９月南北极海冰７个分区域覆盖面积作了ＥＯＦ分解，为进行南北极海冰影响全球气候的数值试验提供了海冰变化的空间配置     

广东省盛夏气温异常的成因初探

通过对广东省1961～2003年19个代表站盛夏（7～8月）平均气温的EOF分析,探讨广东省盛夏气温异常（热夏或凉夏）的时空分布结构特征,并研究分析其前期和同期500hPa高度距平场和海温距平场的特征,得到了预测广东省盛夏气温异常的一些结果和判据：第一特征向量对应的标准化时间系数显示异常高温的年份有6年：1962、1983、1990、1993、1998、2003年;异常低温的年份有5年：1973、1975、1976、1994、1997年。异常高温年份盛夏前期的副高已经异常偏强,而且东亚的大气环流的经向度不大,极涡不强,冷空气势力不强、东亚槽不深等特征也有利于副高的进一步加强;到盛夏,副高异常偏强,异常低温年份的情形恰恰相反;异常高温年份冬春季的海温呈厄尔尼诺分布,对预报盛夏副高异常偏强有一定作用;而异常低温年份冬春季的海温呈拉尼娜分布,可预报盛夏副高偏弱。     

中国东部夏季主要降水型的年代际变化及趋势分析

针对中国东部夏季降水存在着20世纪50和60年代为“南旱北涝”、80和90年代为“南涝北旱”的相反形势,该文应用小波分析等方法对华北和长江中下游地区近54 a来的夏季降水进行分析,发现二者都具有不同周期的年代际变化。对于周期小于24 a的年代际变化,其morlet小波分析表明两地夏季降水的位相关系并不是固定的。对于更长的时间尺度,用正交小波分析了周期大于28 a的年代际变化,这种长周期的年代际变化能较好地体现出“南旱北涝”和“南涝北旱”两种形势,说明两地降水还存在着更长时间尺度的准周期变化。对于两地降水的这种长周期变化,分别选用不同位相的17 a为代表进行海温、环流形势的合成分析,对比发现两阶段所对应的海温、环流形势具有极明显的差异。最后,用近期的海温、环流形势与上述两种位相的海温、环流形势进行对比,讨论了未来降水型的可能演变趋势。     

东亚冬季风强度指数及其变化的分析

根据东亚地区 ５００ ｈ Ｐａ 高度场 Ｅ Ｏ Ｆ分析结果,并参照历史平均东亚大槽的位置,定义了一个东亚冬季风强度指数（ Ｈ５０ ）。讨论了 Ｈ５０ 与东亚大气环流和我国气温的关系,并分析了 Ｈ５０ 在 １９５１～１９９２ 年的变化。     

华北地区水资源各分量的时空变化特征

地面实际蒸散发量及降水（Ｐ）是估算水资源各分量的两个重要物理量。本文利用１９５１￣１９９５年各年、月华北地区共２６个气象站的月降水（Ｐ）和月气温（Ｔ）观测资料,依据高浩一郎的陆央实际蒸散发经验公式,计算了华北地区地面蒸发（Ｅ）Ｔ 可利用的降水,即降水减蒸发（Ｐ－Ｅ）等水资源有关的主要物理量,从大气可提供的水部分初步分析了华北地区水的时间和区域变化特征。文中还用其它方法对地面实际蒸发量的估算结果,讨     

南海西南季风爆发的气候特征

利用多年的海洋船舶、岛屿站和沿岸站观测记录及卫星观测的高反射云(HRC)资料,揭示南海西南季风爆发和建立时期的环流特征及要素变化。在南海,西南季风爆发的平均时间为5月中旬,北部略早(5月12日),南部略迟(5月20日),但年际差别可达一个月左右。伴随着西南季风的爆发,南海云量和降水量增多,对流加强,但海区之间具有很大的不均匀性。西南季风建立以后,强对流区稳定于南海中部,季风雨带没有明显的跳跃现象。西南季风爆发之前,南海表层温度迅速升高,其开始时间较季风爆发约提前一个月,海面水温的升高为季风爆发提供了热量和水汽条件。4-5月,南海海面热交换分量(海面吸收的太阳辐射、潜热输送等)发生明显的改变,特别是潜热交换和蒸发量明显增大,它可能是西南季风首先在南海爆发的原因之一。     

INTENSITY INDEX OF SOUTH CHINA SEA MONSOON AND ITS VARIATION CHARACTERISTICS

The region of south China is sometimes subject to major climatic catastrophes in winter. To have a clear understanding, the time in which extremely severe cold months occur in the south China wintertime over the past 45 years are determined and characteristics of the 500-hPa geopotential fields and SST fields are studied for the simultaneous and preceding 6-month periods. Similarity exists in the 500-hPa geopotential fields between each current severely cold month, with the geopotential pattern of being high in the north, but low in the south, of Asian-Pacific region and meridional circulation developing. The work presents anomalies of the months with significant differences in the 500-hPa geopotential field of the previous periods. The SSTA is continuous in the distribution from each extremely severe cold winter month back to the 6 months leading up to it for the region of south China while the SST pattern is of El Ni?o in January and the preceding 1 ~ 6 months for equatorial eastern Pacific but of La Ni?a in February and December. It is concluded that the prediction of severely cold winter months are possible with the use of the geopotential field at 500 hPa and the SST fields for the months ahead of the target time.