北半球夏季遥相关型的年际变化及其数值模拟

本文利用美国NMC多年北半球夏季500hPa逐日高度场的经纬度网格点资料,计算了基点位于20°N,120°E的北半球夏季扰动高度场的点相关.计算结果表明,北半球夏季在南亚、东亚与北美地区存在着一个大气环流的遥相关型. 本文还计算了这个环流异常遥相关型的年际变化,计算结果表明这个遥相关型有很大的年际变化.1972/73年ENSO事件中,这个相关型尤其明显,而其它正常年份则不明显. 本文还利用IAP-GCM与1973年夏季实际的太平洋SST距平分布模拟了由于热带西太平洋海表温度升高而产生的北半球大气环流遥相关     

初夏北半球500hPa遥相关型的强度和年际变化及其与我国季风降水的关系

用一点相关法计算了初夏北半球500hPa遥相关型,得到西大西洋型(WA)、欧亚型(EU)、孟加拉湾北太平洋型(BNP)、西太平洋型(WP)、东大西洋型(EA)、东亚太平洋型(EAP)、黄河东亚型(HEA).确定了它们的中心和历年(1951—1990)的强度指数。研究了它们的年际变化和我国季风雨的关系.指出,EU、HEA和EAP型波列与我国旱涝关系密切。对我国东部降水影响很大的是HEA型和EAP型.我国1991年初夏的大涝与强HEA型、弱EAP型有关.      

苏南地区夏季面雨量与北半球500hPa环流遥相关的年代际变化

用40年（1961－2000年）观测资料，分成1951－1980年和1981－2000年两个时段，研究了江苏南部地区夏季（6－8月）面积平均雨量与北半球500hPa季平均环流时滞遥相关的年代际变化。结果表明这两个时段遥相关的空间分布存在显著差异，且后一时期时滞遥相关强度明显强于前一时期，它反映了北太平洋年代际振荡（PDO）对东亚季风降水和环流年际相关的影响，与年代际和年际时间尺度振荡之间的相互作用有密切联系。     

东亚夏季PJ遥相关型的年际及年代际变化机理

利用夏季东亚地区500 h Pa高度场和菲律宾附近的降水场进行SVD分析,将东亚500 h Pa高度场对应的时间序列定义为PJ指数,该指数不仅清楚地反映PJ型的年际变化,而且反应出PJ型的年代际变化,即500 h Pa高度场型态在20世纪70年代末由"气旋、反气旋、气旋"型突变为"反气旋、气旋、反气旋"型。本文研究表明PJ指数的年际变化与ENSO事件有密切的联系:El Ni1o事件通过电容器充电效应使印度洋海温增暖,而增暖的印度洋海温在菲律宾海附近强迫出异常反气旋,并沿东亚沿岸激发出PJ遥相关型。而PJ型态的年代际变化与热带印度洋SST的持续增暖有关。虽然许多学者认为是菲律宾附近海温异常引起对流异常,并沿东亚沿岸激发出PJ遥相关型,但我们认为该区域的海温变化并不是造成PJ型年际和年代际变化的原因,而是由于该区域有反气旋(或者气旋)异常,从而辐射增加(减少),蒸发减弱(增加),温跃层下降(上升),SST变暖(变冷),该区域的海温变暖意味着对流是减弱的。本文进一步利用大气环流模式ECHAM5.4进行数值试验,结果表明:当热带印度洋增暖时,在菲律宾海附近强迫出反气旋,并沿东亚激发出"反气旋、气旋、反气旋"PJ遥相关型。     

北半球冬季30hPa遥相关型特征及其与我国气候异常

利用１９５７／１９５８￣１９９０／１９９１年共３４年冬季资料，采用一点相关法，研究了３０ｈＰａ１１￣２月各月平均高度场遥相关型及其强度指数的主要特征。分析了它们的天气动力学意义，并举例说明了他们与后期我国气候异常的联系。     

太平洋—日本遥相关型的年代际变化特征及其成因

本文首先利用NCEP/NCAR和ERA-40再分析资料以及中国753站降水资料对太平洋—日本(Pacific-Japan,简称P-J)遥相关型在上世纪70年代末期气候突变前后的年代际变化特征进行了分析研究。结果表明,在气候突变前后,P-J遥相关型的位置发生了显著的变化,气候突变以后其位置明显向西向南偏移。这种位置的变化同样也反映在纬向风场、高度场上。研究结果还表明,气候突变前后P-J遥相关型的年代际变化与热带太平洋和印度洋海温变化有关。气候突变之前,P-J遥相关型的变化与前期热带太平洋和印度洋海温不存在显著的相关;但在气候突变之后,P-J遥相关型与前期冬春季的热带太平洋、印度洋海温之间存在大范围的显著相关区。这种P-J遥相关型与热带太平洋、印度洋海温相关关系的年代改变可能与1970年代中期以后赤道中东太平洋海温变化振幅明显增强有关。随后,本文采用一个高分辨率的大气环流模式,通过一系列的数值试验也进一步证实了1970年代末期热带太平洋和印度洋海温的年代际变化确实可致使P-J遥相关型位置发生相应的改变。     

北半球秋季欧亚遥相关与华西秋雨的关系

利用EOF、相关分析、合成分析等常规统计方法研究华西秋雨与秋季欧亚遥相关(EUa)的关系。结果表明:北半球秋季欧亚遥相关(EUa)指数与华西秋雨呈显著的负相关,两者具有一致的阶段性特征。以1986年为界,20世纪80年代中期之前华西秋雨与EUa指数相关系数波动较大,均在-0.4以上,显著相关区主要集中于四川盆地西南部、贵州大部;20世纪80年代中期之后两者相关系数呈显著增加趋势,且显著相关区域向北偏移,主要集中于四川东北部、重庆大部以及陕西南部地区。EUa异常与华西秋雨的多寡关系显著。EUa正异常年,中高纬度环流形势与水汽特征有利于华西秋雨北部地区降水发生,华西秋雨南部地区缺乏水汽,动力条件不足,不利于秋雨偏多。EUa负异常年,华西秋雨东部地区,表现为有利于降水偏多,而西部地区则特征相反。     

北半球冬季大气环流遥相关的长期变化及其与我国气候变化的关系

研究北半球冬季大气环流遥相关型的长期变化发现：ＷＡ，ＰＮＡ型有明显趋势变化及年代际变化。ＷＡ型有明显负趋势，ＰＮＡ型有正趋势，它们的强度突变分别发生于１９８０年代初（ＷＡ型１９８３年由强转弱）及１９７０年代中（ＰＮＡ型１９７６年由弱转强）。与此同时，亚洲地区、亚欧地区的经向环流强度于１９８３年突然减弱。大气环流及遥相关型强度的这种年代际变化是中国冬季气候变化的一个重要原因。     

冬季斯堪的纳维亚遥相关型在20世纪70年代末的年代际变化

利用NCEP/NCAR再分析资料和PREC-L(Precipitation Reconstruction over Land)降水资料分析了1948/1949~2008/2009年冬季斯堪的纳维亚(SCAND)遥相关型的年代际变化,并讨论了这次年代际变化前后SCAND型的不同时空特征、气候影响及其维持机制。结果表明,SCAND型在1979年前后发生了明显的年代际突变,其500 hPa高度场上的欧洲中心和西伯利亚中心在1979年之后均向东南方向移动,但斯堪的纳维亚半岛附近的中心位置没有明显变化。与此相对应,1979年之后SCAND型对北半球气温的影响有很大加强,主要表现为其正(负)位相引起的极区增温范围明显扩大,欧亚大陆北部的温度负(正)中心显著向东南方向延伸,甚至可以影响到我国长江流域和日本的温度变化。1979年之后,SCAND型正(负)位相可以引起欧亚大陆沿60°N左右纬度带的降水显著减少(增加),这与1979年之前SCAND型主要引起乌拉尔山以西地区的降水变化有所不同。对准地转位势倾向方程的诊断表明,SCAND型在1979年前后的年代际变化基本可以用异常定常波引起的涡度强迫、异常定常波与气候态定常波相互作用引起的涡度强迫以及高频瞬变波引起的涡度强迫三者的变化来解释。     

VARIATIONS IN THE TELECONNECTION INTENSITY INDICES AND THEIR REMOTE RESPONSE TO THE EL NINO EVENTS IN THE NORTHERN HEMISPHERE

In this study,the monthly and seasonal teleconnection intensity indices of the Pacific/North American(PNA),Western Atlantic(WA),Western Pacific(WP),Eastern Atlantic(EA)and Eurasian(EU)patterns for the periodfrom 1951 through 1990 are calculated.On this basis,their climatic variations and the relationship between the fiveteleconnection intensity indices and the El Nino events are examined.It is noted that when El Nino is at its mature stage(winter),the weak WP pattern is mainly characteristic of the circulation and the strong PNA pattern is the next.Insummer when El Nino occurs and develops,the strong EU,weak WP and weak WA patterns are the main characteris-tics without the PNA circulation anomalies.Finally,by the nonlinear mapping method a nonlinear mapping diagram isestablished for diagnosing El Nino using three summer teleeonuection intensity indices and May and August SouthernOscillation Indices(SOIs).Thus,the El Nino phenomenon occurring in 1991 is diagnosed.Besides,the winter atmos-pheric circulation of the 1991/1992 El Nino is found to be the weak WP pattern and the PNA pattern is also weak.     

VARIATIONS IN THE TELECONNECTION INTENSITY INDICES AND THEIR REMOTE RESPONSE TO THE EL NINO EVENTS IN THE NORTHERN HEMISPHERE*

In this study,the monthly and seasonal teleconnection intensity indices of the Pacific/North American(PNA),Western Atlantic(WA),Western Pacific(WP),Eastern Atlantic(EA) and Eurasian(EU) patterns for the period from 1951 through 1990 are calculated.On this basis,their climatic variations and the relationship between the five teleconnection intensity indices and the El Nino events are examined.It is noted that when El Nino is at its mature stage(winter),the weak WP pattern is mainly characteristic of the circulation and the strong PNA pattern is the next.In summer when El Nino occurs and develops,the strong EU,weak WP and weak WA patterns are the main characteristics without the PNA circulation anomalies.Finally,by the nonlinear mapping method a nonlinear mapping diagram is established for diagnosing El Nino using three summer teleeonuection intensity indices and May and August Southern Oscillation Indices(SOIs).Thus,the El Nino phenomenon occurring in 1991 is diagnosed.Besides,the winter atmospheric circulation of the 1991/1992 El Nino is found to be the weak WP pattern and the PNA pattern is also weak.     

我国冬半年局地气温对北半球增暖响应的特征分析

采用主分量分析与回归分析相结合的方法，研究北半球气候变化与我国区域气候变化的一些统计学关系。根据北半球平均增暖的条件，推求我国各地气温变化的统计估计模型，借助某些一般大气环流模式数值试验结果，计算并分析了在ＣＯ２浓度倍增时，我国各地增温幅度及其置信区间。结果表明：我各区域与北半球平均增暖趋势基本同步、但幅度不一；我国增暖敏感区主要在西北，华北和东北，南方部分地区的增温趋势有较大的不确定性。     

VARIATIONS OF PRECIPITATION OVER THE EQUATORIAL PACIFIC AND EL NINO EVENTS

The variations of precipitation in the western and central equatorial Pacific were investigated by using the three-month (October to December) data set for the period from 1899 to 1982.The EOF analysis of precipitation shows great contrary between the areas of 20°N-10°S and north or south to it.The coefficients of first eigenvector of precipitation are closely correlated with the sea surface temperature in the eastern equatorial Pacific (correlation coefficient 0.75).The composite sea level pressure anomaly charts show that the equatorial low moves to the east near the dateline,the subtropical high weakens in the southern Pacific and the high pressure predominates over Australia,when plentiful precipitations are observed in the central Pacific.It is noted that the 1982-1983 E1 Nino event is not unusual,in the sense of the precipitation anomalies and the atmospheric circulation anomalies,but its intensity might be the strongest one in the last several decades.     

EVOLUTIONAL FEATURES OF INTERANNUAL LOW-FREQUENCY OSCILLATIONS AND THEIR RELATION TO THE OCCURRENCE OF EL NINO

A simplified data set with 8°×8° grid system in a region of 32°S-32°N from 1951 to 1979 for the elements of sea surface temperature (SST),zonal wind at sea level (U),sea level pressure (SLP) and total cloud amount (CA) is made from the COADS.The oscillation components with periods of 2 years (QBO),3.5 years (SO) and 5.5 years (FYO) in interannual low-frequency oscillations have been studied by using the methods of extended EOF (EEOF) and lag comelation analysis with the oscillational components of SST in the equator of eastern Pacific as the reference element.In our paper,the relationship between oscillation components and occumence of El Nino is also investigated.     

冬季北半球大气低频环流型的年际变化特征

采用NCEP/NCAR逐日再分析资料,利用31点数字滤波器提取了58个冬季(1951/1952-2008/2009年)的500 hPa高度场低频分量,通过经验正交函数分析方法定义了6种低频环流型.从逐年低频环流型的差异和低频环流型系数两个角度分析低频环流型的年际变化特征;给出了58个冬季的主要低频环流型并分析了逐年低频...     

北太平洋中纬度地区冬半年海温变化特征分析

本文用相关分析的方法,讨论了引起北太平洋中纬度地区冬半年月平均海温变化的两类过程。第一类过程是通过海洋向大气的潜热、感热输送,引起海洋混合层中热贮存量的变化。第二类过程发生在海洋内部。分析表明,这两类过程对海温变化都有比较重要的作用。      

El Nino事件当年和次年夏季低纬环流特征的初步分析

分析1950年以来中等强度以上的ElNiño和LaNina当年和次年夏季(7月)低纬度风场和500hPa高度距平场,发现有不同的特征。其中中-西太平洋近赤道地区850、200hPa上风场异常变化十分明显,这种异常变化与南北半球大气相互作用有密切关系。在500hPa高度距平场上,北半球中、高和低纬地区表现出不同的正、负距平分布型式。上述特点对气候短期预测有一定参考意义。     

北半球50hPa环流异常与厄尔尼诺/反厄尔尼诺事件

本文对近三十年来的厄尔尼诺和反厄尔尼诺事件与北半球50hPa高度距平场的变化进行了分析。结果表明,厄尔尼诺发生的前冬(前一年11月至当年1月,下同),500hPa高度场的距平分布为:在极地附近地区是负距平;中纬地区除北美洲上空是弱负距平外,其余地区是正距平;30°N以南的低纬地区为负距平。反厄尔尼诺出现的前冬,500hPa高度场的距平分布为附近地区是正距平;中纬地区北美洲上空是弱正距平,其余地区为负距平;30°N以南的低纬地区为正距平。此外,厄尔尼诺和反厄尔尼诺事件发生的前冬,50hPa高度距平场的变化比50hPa其它各月高度距平场的变化以及500hPa高度距平场的变化都大。且前冬50hPa高度距平场的变化对厄尔尼诺和反厄尔尼诺事件的发生具有明显的指示意义。