中国雨季降水主模态季节演变的时空特征

利用1960～2000年全国436个地面测站的逐日降水量资料,将中国雨季分为江南春雨期(3月16日～5月15日)、夏季风主汛期(5月16～7月15日)、夏季风后汛期(7月16日～9月15日)3个时段,应用S-EOF(Season-reliant Empirical Orthogonal Function)分解的方法研究了中国雨季旱涝型主模态季节演变的空间分布及其时间变化特征.主要分析了前3个主模态的时空分布特征,第一模态(S-EOF1)的旱涝分布为江南初夏旱涝型,主要显示出江南地区在夏季风主汛期以整个长江以南地区的旱或涝为主要特征,具有20～30 a的年代际振荡周期.第二模态(S-EOF2)空间向量集中体现了夏季风主汛期长江中下游流域和华南地区形成南北相反的旱涝分布,为南北跷跷板型,且这种分布在夏季风后汛期发生转变,这种南北旱涝急转型以2～4 a的年际变化为主.第三模态(S-EOF3)主要体现了夏季风后汛期长江中下游地区与华北和华南地区降水异常呈负相关关系,即自南向北呈现三明治夹心型的旱涝分布,以低频年际振荡为主,显著周期为6～8 a,同时还具有准30 a的年代际变化.     

山东夏季降水分布的时空特征及预报

一、引言山东半岛形似骆驼头楔入渤海和黄海之间,地处中纬度,深受海洋的影响,具有明显的季风气候特征。山东每年降水的多寡与国计民生关系很大,尤其夏季(6—8月)汛期降水量,占全年总降水量的60—70％,它在很大程度上影响全年降水的大局。虽然有些气象台,对山东局部地区降水做过不少分析研究工作,但就整个山东全省范围夏季降水分布的时空特征加以客观分析,并作出定量预报仍是十分必要的。     

近55年日照市降水变化特征分析

依据1955-2009年日照市的降水资料，对日照市的年、季降水量变化进行了统计分析，结果表明：①近55a来日照市年降水量呈下降趋势，气候倾向率为-32．2mm／10a。年降水转折年份在1976年前后，由湿期转为干期。②各季降水的变化趋势有所不同，夏季、秋季平均降水量呈下降趋势，其中下降最显著的是夏季；冬季、春季降水反而...     

泰安市近50a暴雨时空变化特征研究

利用山东省泰安市1961—2010年6个国家级气象观测站及2008—2010年86个区域站日降水量资料,采用小波分析、Mann-Kendall突变检验、滑动t检验与Yamamoto检验等方法,统计分析了近50a泰安市暴雨次数和暴雨量的时空变化特征。结论如下:泰安市单站暴雨发生最频繁,但区域性暴雨、大范围暴雨对该市暴雨次数和暴雨总量的多寡起主要影响;暴雨次数与暴雨总量以泰山为中心向西、南和东南递减;泰安市近50a年均暴雨量普遍存在27~28a和9~11a的周期振荡,以及80年代以后的16~17a的周期振荡;近50a泰安市暴雨量整体呈缓慢上升趋势,暴雨量极端偏多偏少事件所占概率较少,且在统计时段无明显突变发生。     

福建省近50a降水趋势及区域变化特征

本文应用趋势分析方法分析了福建省35个代表站1961～2003年年、季降水的变化规律．结果表明全年、春季、夏季全省降水以正的趋势为主，而雨季降水以负趋势为主，秋冬季趋势不明显．其后应用旋转主因子分析方法对年、季降水进行区域性分析，结果表明全省降水变化主要以南北向变化为主，东西向为次，同时给出了各季具体的分区范围．最后选取4个代表站进行降水的年代际变化分析．     

南海季风型海-气耦合模态的时空特征及其与中国夏季降水的关系

使用NCEP/NCAR的海表温度(SST)、海面10 m风场的月平均再分析资料,用联合SVD(CSVD)的方法研究了不同季节南海的海气耦合模的时空分布特征及其与中国夏季降水的关系。通过对不同季节的海-气耦合模的年际变化特征的分析。结果发现:第一模态为最显著模态,模态协方差贡献比在四季均超过80%,空间上SST表现为与南海等深线相一致的海盆模态,风场上主要表现为弱的冬季风或弱的夏季风,各个季节的海-气耦合模态都主要反映了SST-蒸发-风反馈这样1种正反馈的海-气相互作用过程,而且冬季风期间这种相互作用要更强烈些。时间系数均主要表现为一致的上升趋势和1976年前后的年代际突变,以及与ENSO相关的年际变化特征。冬、夏季弱的季风对应暖SST的特征体现了这种耦合模态隔季相关的特征,都对应夏季华南旱(涝)、江南涝(旱),华北、山东半岛旱(涝),东北涝(旱)这样1种波列状的旱涝相间分布。     

近100 a来浙江大陆海岸线时空变化特征

收集7个时期的历史图件或卫星遥感影像,运用RS和GIS技术,进行信息提取和实测岸线数据验证,获取各时期浙江大陆海岸线矢量,统计分析结果显示:(1)浙江大陆海岸线总体上表现为海岸线位置外推加快,平直的人工岸线不断取代曲折的自然岸线,部分近岸岛屿并入大陆,海岸线长度明显缩短,百年来人工岸线所占比例由48.01%上升至67.46%。(2)人工岸线和围垦面积变化规律总体呈现出3个明显阶段:1913—1970年自耕农时代高滩围垦阶段,人工岸线长度增加288.78 km,围垦面积仅增593.35 km²;1970—1995年集体农业时代联围堵港阶段,围垦面积快速增加,人工岸线长度反而减少;1995—2014年工业与城镇化建设围垦阶段,人工岸线长度增加116.66 km,而围垦面积剧增1 053.00 km²。(3)河口区大陆海岸线全线平移外推,海岸线长度则有增有减,1913年以来浙江主要河口区围填海面积达1 914.85 km²,占全省围填海面积的76.79%。(4)海湾区大陆海岸线变化以截弯取直为特点,岸线总长度持续减少,百年来三大港湾围填海面积达429.32 km²,占全省的17.22%。     

中国大陆海岸线近30 a的时空变化分析

基于遥感和地理信息系统的方法与技术,以1980、1990、2000和2010年4个时期为特征年,对近30年来我国大陆海岸线时空变化特征进行了分析研究。结果显示:（1）海岸类型转化显著,人工岸线所占比例由1980年的24.6%上升到2010年的56.1%;（2）海岸线变化呈现显著区域特征,变化较剧烈的区域集中在珠江口岸段、长江口-杭州湾岸段、海州湾-吕四段、滦河口-潍河口段及辽河口-葫芦岛港段;（3）3个时期相比,海岸开发由早期的围垦养殖向后期的城镇建设和海洋运输开发方式转变,并且这种转换方式在南方早于北方。     

渤海夏季海水磷酸盐年际时空演变

根据1978-2011年渤海断面历年8 月海水表底层活性磷酸盐监测资料,采用REOF、最大熵谱和延迟相关分析等方 法,分析渤海夏季表底层活性磷酸盐年际时空变化有3种模态：河口型、辽东湾型和开阔海型。其中河口型和开阔海型模态 年际变化为显著周期和线性减小趋势。辽东湾型模态年际变化为显著周期的准平衡变化。磷酸盐3 种时空模态之间存在延迟 相关关系,夏季海流、水温、浮游植物生消以及磷酸盐再生、排放、海水-沉积物交换、磷酸盐沉积等过程年际变化与3 种 形态的磷酸盐年际变化位相延迟相关分布有关。渤海夏季断面海水磷酸盐浓度年际变化呈现波动形减小,2004 年后,渤海中 部磷酸盐浓度显著减小。     

山东夏季极端降水时空分布及环流特征分析

本文利用2000—2018年山东省大气监测自动站的降水观测资料以及美国国家环境预报中心与美国国家大气研究中心(NCAR/NCEP)再分析的高空月平均资料、降水月平均资料以及逐日降水资料,分析了不同季节山东省极端降水的时空分布的基本特征,以及异常大气环流对极端降水的影响。结果表明,极端降水对山东降水的影响主要集中在夏季,山东省的东南沿海地区表现更为明显。在500hPa上,极端降水次数偏多季的环流形势表现为AO负位相,在50°N的中纬度西风上波动较为显著,降水概率随之增大。根据极端降水持续时间,将极端降水分为第一类和第二类极端降水,若200hPa上南亚高压偏东,500hPa上副高西伸,中纬度西风带的槽脊振幅明显偏大;同时,在850hPa上,高纬度波长较长,有利于冷空气直接南下和暖湿的水汽输送带交汇于山东省上空,则有利于产生第一类极端降水,反之,则易产生第二类极端降水。     

近50 a来辽河口水下三角洲演变特征研究

本文基于近50 a来的辽河口海域的水下地形资料,采用GIS技术手段研究了辽河口水下三角洲的演变特征。研究结果表明:近50 a来辽河水下三角洲外缘(蛤蜊岗子滩西缘和南缘、西滩西缘和南缘)出现较大幅度的侵蚀后退;蛤蜊岗子滩东缘淤积外移,南部滩尾东部有北移东偏趋势;近岸浅滩由淤涨变为基本稳定,局部有所侵蚀后退;受蛤蜊岗子滩向东淤进的影响,蛤蜊岗子滩东侧深槽有所缩窄;蛤蜊岗子滩和西滩之间深槽水域出现拓宽变浅的变化趋势。流域来水来沙减少是近年来辽河口水下三角洲外缘侵蚀后退的主要原因,外缘侵蚀泥沙在波流作用下向河口搬运是蛤蜊岗子滩东侧淤积、深槽缩窄的主要原因,近岸边滩人工围垦对水下三角洲演变的影响值得关注。     

近30 a来盐城沿海盐沼时空分布演变规律及影响因素分析

盐沼是全球温带及亚热带地区的主要滨海湿地类型之一,具有重要的生态服务功能。本文以盐城沿海区域为例,利用近30 a来的6期遥感卫星图像,通过简单的植被覆盖指数(NDVI)粗提取和目视解译的方法分析了该区域盐沼的时空演变,并对引起这些变化的影响因子进行了探讨。结果表明,近30 a来研究区盐沼面积呈大幅度先升后降又小幅度上升的趋势,至2015年盐沼面积减少了约18 km²;盐沼的空间位置不断向外扩张,最大扩张距离达到了5.5 km,盐沼的宽度也随着时间不断变化;盐沼植被类型发生了不同程度的演变,景观指数表明景观破碎化程度不断加剧,獐毛、碱蓬、芦苇大量减少,单一的互花米草覆盖湿地。对盐沼时空变化起到影响的自然因素和人为因素中,围垦活动的影响最为显著。     

欧亚大陆阻塞高压的统计特征及其与中国东部夏季降水的关系

该文利用美国 NCEP再分析资料 2 4年 (1976～ 1999年 )的逐日 12 h欧亚大陆 (0°E～15 0°E,2 0°N～ 90°N) 5 0 0 h Pa位势高度场资料 ,对阻塞高压 (简称阻高 )的活动进行了统计分析。结果表明 ,阻高主要发生在乌拉尔山地区。阻高活动有明显的季节性变化 ,春夏季阻塞形势发生得最多 ,持续时间最长 ,秋季最少且持续时间短。小波分析和离散功率谱分析都表明阻高发生的频数存在明显的年际变化 ,主要包含 3～ 4年和准 8年的周期振荡。进一步研究表明 ,乌拉尔山附近 (5 0°N～ 80°E)的阻高活动与夏季江淮流域的降水有着很好的正相关 ,与华南、华北、东北区域的降水有着很好的负相关 ;而贝加尔湖附近 (80°E～ 12 0°E)的阻高与中国东部的降水关系则正好相反。冬春季 (1～ 3月 )阻高活动对当年夏季的降水有着一定的中长期预报意义。     

青藏高原地区近千年气候变化的时空特征

研究青藏高原地区过去千年气候变化的时空特征,对预测未来气候情景下该地区冰冻圈的变化及其水文-生态效应具有重要科学意义。基于15条反映青藏高原地区近千年气候变化的高分辨率重建序列,通过综合分析及经验正交函数(EOF)方法,进一步探讨了青藏高原地区过去千年气候变化的时空特征。综合重建序列显示:整体而言,青藏高原地区中世纪暖期(MWP)约持续到1450s,小冰期(LIA)约发生于1450—1870s,此后近百年来的温度在波动中逐渐升高;对比分析表明青藏高原地区MWP与20世纪前半叶的温暖幅度可比、也与其他北半球温度序列中同时期的气候特征相似,LIA较之我国中东部地区相对温暖。EOF分析结果揭示了过去千年典型气候特征(MWP、LIA及20世纪暖期等)在青藏高原的区域差异:对于MWP,其在高原东北部、中北部及西部地区约持续至1450s(其中约1250—1300s为冷波动),在喀喇昆仑及高原中东部地区约至13世纪初,高原南部诸多代用资料间接表明MWP约发生于11—15世纪(而在反映高原南部地区气候信息的第三主分量中MWP特征并不明显);对于LIA,高原东北部及西部地区的冷波动约为1450—1520s、1650—1750s、1780—1850s,喀喇昆仑地区的冷波动约为1450—1650s、1740—1780s、1820—1850s,高原南部、中东部及中北部地区的冷波动约为1580—1650s、1740—1780s(其中1670—1730s为相对暖期,并在喀喇昆仑地区也有所体现);对于近百年的全球显著升温过程,高原大部分地区均有记录,而南部与中东部地区的部分树轮年表则显示近几十年来夏季温度存在一定的下降趋势,这可能与全球变暖过程中不同季节(冬夏季节)温度变化的不一致性有关。     

滦河口邻近海域夏季海水叶绿素a时空分布特征及其影响因素

根据2012~2014年4个月份滦河口邻近海域的海洋监测资料,分析了海水叶绿素a的时空分布状况。利用多元线性回归方法,以叶绿素a为因变量,筛选出水深、pH值、DO、COD、活性磷酸盐、亚硝酸盐、铵盐7个影响显著的关键环境因子,建立了最优的多元线性回归统计模型;利用单因子相关性分析结果,进一步证明了海水叶绿素a与众多的海水环境因子表现出多元相关性,说明水体中浮游植物的生长繁殖是众多环境因子综合作用的结果。     

胶州湾湾口夏季海流时空分布特征

基于2009年夏季中潮时胶州湾湾口薛家岛-团岛断面的走航ADCP观测数据,分析了胶州湾湾口断面海流时空分布特征及影响因素。结果表明:湾口处海水运动以潮流为主,总体表现为驻波性质,强流发生在涨、落潮中间时刻。受岸线诱导,湾口海流在涨潮(落潮)时呈西北(东南)向,流速在断面上主要表现为南北方向上的变化。平流项引起的"潮流调整"效应使得断面北侧西向海流和南侧东向海流被加强,造成海流东西分量在水平方向上存在不对称性现象,即南北两侧海水运动涨、落潮不同步,欧拉余流呈现"北进南出"的形态。同时,东风分量会使得断面中心区域产生"表进底出"形态,而南北方向欧拉余流结构受风影响较小。     

我国西南地区夏季降水异常与太平洋海温季节演变的关系

根据太平洋（10°S-50°N，120°E-80°W）286个网格点1951-1986年逐月平均海温资料和同期西南地区34个站月平均降水资料1），利用交叉相关场EOF分解考察我国西南地区夏季降水与太平洋海温遥相关的结构;然后通过聚类对西南地区夏季降水分成两种基本型，分别对两种降水型对应的各季海温进行距平和复自然正交（CEOF）的合成分析。结果表明:太平洋中高纬地区和赤道东太平洋海温与我国西南四川、贵州等地存在明显的季节变化遥相关;两种降水型对应的海温异常分布，无论是距平结构还是振荡传播，均有明显的两类相反特征。     

埃尔尼诺与中国东部夏季降水异常分布

根据近500余年的埃尔尼诺和旱涝资料,按埃尔尼诺的强弱、爆发时间和形成过程,研究了埃尔尼诺与中国东部夏季降水异常分布的关系,得到以下主要结果:(1)不同类型埃尔尼诺现象所对应的降水分布有显着差异。东部型当年,雨带在黄河下游至淮河下游;西部型当年,雨带则在长江流域。东部型次年,在黄河流域及其以北和华南有两个雨带;西部型次年,雨带在长江流域及其以南;(2)东部型,上半年发生的和弱的埃尔尼诺所对应的降水分布基本相同,西部型,下半年发生的和强的埃尔尼诺所对应的降水分布类似;(3)1991年华北、江南干旱和江淮洪涝的形成与埃尔尼涝的发生有密切联系。     

影响夏季北极航道航行的近地面气象要素时空变化特征分析

本文利用ERA5再分析数据和我国北极科学考察期间获取的走航气象观测数据,分析了夏季影响船舶通航北极航道的关键近地面气象要素的时空变化特征。结果表明,7–8月的天气条件最适宜船舶在北极航道航行,9月低温、大风和大浪天气显著增多,对船舶航行影响较大,10月的天气更加恶劣,对船舶航行的挑战更大。低温天气主要出现在各航道的中段,大风和大浪天气集中在航道两端的海域。除北极中心区和10月的挪威海和巴伦支海以外,其余时间的海域出现大风和大浪天气的概率以增加趋势为主,但具有较大的年际变化。根据现有北极航道气象观测数据分析发现,东北航道能见度最差,西北航道能见度最好,中央航道居中。