华南降水季节演变的年代际变化

利用中国测站的逐日降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,分析了近35年华南降水季节演变的年代际变化特征及其相关的大气环流异常特征。华南地区降水季节分布型在1990年代初期发生了年代际转变,其中,华南西部降水在1990年之前为双峰型分布,1990年之后变为以6月为峰值的单峰型分布;华南东部降水在1990年之前是以5月、8月为峰值的弱双峰型分布,1990年之后变为以6月、8月为峰值的显著双峰型分布。华南东、西部降水季节分布的年代际变化分别与华南全区6月降水量的年代际增加以及8月华南东、西部降水显著反相的年代际变化（东多西少）密切相关。1990年之后,大雨及以上强降水事件发生频率的增强是导致上述年代际变化的主要原因。华南6月降水年代际的增强与南海区域的西北太平洋副热带高压（简称西太副高）脊线位置的年代际异常偏南密切相关。7月华南地区降水的年代际增加与西太副高年代际东撤及影响华南地区的热带气旋频数年代际增多有关。8月华南东、西部降水显著反相的年代际变化（东多西少）,一方面受印度洋及南海上空夏季风年代际减弱的影响,使得输送到华南西部的水汽减少,另一方面西太副高的年代际增强并西伸,使得源自副高西南侧的水汽更直接输送至华南东部地区有关;同时也与登陆和影响华南东、西部的热带气旋的年代际增多和减少有关。      

1966—2016年重庆南川降水的多尺度分析

利用1966—2016年南川国家站的逐日降水观测资料,分析了南川降水的年内分布及次季节变化和暴雨的气候变化特征、年际、年代际和趋势变化特征。结果表明:南川降水的年内分布差异大,降水量峰值出现在6月,月降水强度最大在7月;南川的降水具有明显的次季节变化,且准双周变化信号(10~25 d)大于低频季节内振荡(25~90 d);南川的暴雨日数和暴雨量与年降水量有很好的正相关性;暴雨出现在3—11月,其分布呈单峰型,峰值出现在6月;年平均暴雨日为2.5 d,暴雨日数年际变化的线性趋势不显著;暴雨日总降水量在1966—1994年存在10~12 a的年代际变化信号,在1996—2016年主要存在13~15 a的年代际变化信号,在1976—1984年还存在2~4 a的年际变化信号;南川的暴雨特征量年际、年代际变化大,但没有显著的升降趋势,说明南川暴雨的总体气候特征是比较平稳的。     

中国南方夏季低频雨型特征及其年代际变化研究

为了揭示南方低频降水的季节内及年代际变化规律,利用1961—2011年夏季中国南方逐日降水资料和大气环流再分析资料,运用经验正交函数分解(EOF)与聚类分析相结合方法,将南方地区10 d以上的低频尺度降水划分为5个异常雨型.分析表明,各雨型具有较好的持续性,与同期的环流场有很好的对应关系,彼此间水汽异常输送特征有明显差别.通过对雨型的统计特征进行分析,指出不同于以往的季节平均雨型,低频雨型可在季节内交替出现,反映了大尺度异常降水的低频演变特征.进一步研究发现,近50年来各低频雨型的多项统计特征存在显著的年代际变化:20世纪80—90年代各多雨型均相继出现峰值,进入21世纪偏旱型的各项统计特征存在明显上升趋势,而大部分低频多雨型出现次数减少,这可能预示着中国南方地区正在进入一个季节内尺度降水减少的阶段.     

东北5月降水在21世纪初的年代际变化及可能成因

基于1961—2015年东北地区的台站降水观测资料及全球环流和海温再分析资料,利用统计分析、物理量诊断等方法,探讨了东北5月降水的年代际变化,及其与大气环流和海温外强迫的关系。研究发现,东北5月降水具有和东北盛夏降水明显不同的年代际变化特征,在20世纪80年代中期至90年代初处于年代际偏少阶段,而在21世纪初转变为年代际偏多阶段。东北5月降水在21世纪初的年代际变化主要由5月东北亚低压强弱的年代际变化造成,在21世纪初,东北亚低压相对于气候态明显偏强,有利于东北降水偏多;而在20世纪80年代初至90年代初,东北亚低压减弱为较浅的低槽,导致东北降水偏少。来自北大西洋的欧亚大陆位势高度异常波列引起东北亚上空的垂直运动异常,导致了东北亚低压的上述年代际变化。5月热带北大西洋海温异常很可能是激发上述波列进而造成东北亚低压和东北5月降水在21世纪初年代际变化的外强迫信号。     

近50a东北地区夏季气温异常的时空变化特征

利用国家气候中心整编的1951—2000年中国160个站月平均气温资料，选出东北地区20个代表站，在分析东北气温季节一年际变化特征的基础之上，着重分析了东北夏季气温的年际、年代际变化的时空特征。发现：夏季气温20世纪50年代中期之前略偏高，50年代中期以后至70年代最低，80年代开始缓慢回升，90年代增暖程度加大，50a来有增暖的趋势；气温异常存在3a、4a、7a的年际周期和16a的年代际周期；东北地区夏季升温趋势与中国黄河以北地区是一致的，而与黄河以南-江南地区是反位相的，东北地区是我国夏季升温最显著的地区之一。     

华南前汛期降水异常的时空变化特征

利用国家气候中心整编的1951—2000年中国160个站的月降水资料,选出华南地区16个代表站。重点分析了华南前汛期降水的年际、年代际变化的时空特征。结果表明:华南地区的降水主要集中在前汛期,而且降水偏多现象易发生在华南东部地区,降水偏少现象易发生在华南北部地区;20世纪50年代前期、60年代中期到80年代初为相对多雨期,而1950年代中期到1960年代中期及1980年代前期到90年代初为相对少雨期,90年代为波动期,但华南前汛期近50年的降水变化的总趋势不明显。华南前汛期降水具有明显的周期性。年际变化的主周期有三个:3,5和7年,年代际变化的主周期为14年。华南前汛期多雨年同期,淮河及黄河下游等地区少雨;而华南前汛期少雨年同期,大致相反。     

1966-2016年重庆南川降水的多尺度分析

利用1966–2016年南川国家站的逐日降水观测资料,分析了南川降水的年内分布及次季节变化和暴雨的气候变化特征、年际、年代际和趋势变化特征。结果表明：南川降水的年内分布差异大,降雨量峰值出现在6月,月降水强度最大在7月;南川的降水具有明显的次季节变化,且准双周变化信号（10–25天）大于低频季节内振荡（25–90天）;南川的暴雨日数和暴雨量与年降雨量有很好的正相关性;暴雨出现在3–11月,其分布呈单峰型,峰值出现在6月;年平均暴雨日为2.5d,暴雨日数年际变化的线性趋势不显著;暴雨日总降水量在1966–1994年存在10–12a的年代际变化信号,在1996–2016年主要存在13–15a的年代际变化信号,在1976–1984年还存在2–4a的年际变化信号;南川的暴雨特征量年际、年代际变化大,但没有显著的升降趋势,说明南川暴雨的总体气候特征是比较平稳的。     

华北夏季不同月份降水的年代际变化

利用９５１年到１９９６年华北地区１７个站的月降水资料,分析了华北地区夏季各月降水的年代际变化特征,结果表明：６月降水量较少,且在年代际变化下没有表现出减少趋势;７月降水量较多,年代际变化较大,８０年代是少;８月的降水量在年代际变化上表现出线性减少的趋势并呈准１０年周期的振荡,７月和８月的降水量均在６０年代中期和从７０年代末到８０年代初有两次明显的减少。根据７、８月降水不同的年代际变化特征,我们利用     

云南省雨季降水的年际年代际变化特征及其与热带上层海洋热含量分布的关系

利用云南省126个站1961～2000年的月平均降水资料，基于小波分析方法，研究了云南省雨季降水异常2～6年的年际变化特征和准30年的年代际变化特征，这种准周期振荡与热带海洋上层热含量的异常分布相关，在云南雨季降水偏多(少)的年份，整个印度洋异常偏冷(暖)，西太暖池区异常偏暖(冷)而东太异常偏冷(暖)。而云南雨季前期冬季的印度洋上层热含量的异常，特别是南印度洋东西向偶极子型的热异常变化，以及中国南海深水海盆区上层海洋热状况的异常，都与未来云南雨季的降水异常有很好的相关关系，因此冬季南印度洋和南海海域的热状况对于未来云南雨季的旱涝有着很好的指示意义。     

华北雨季降水年代际变化与水汽输送的联系

本文基于1961～2018年华北地区均一化逐日降水资料和ECMWF（欧洲中期天气预报中心）ERA5全球再分析环流资料,采用一种综合考虑降水量和西太平洋副热带高压脊线影响的雨季监测标准,计算了华北雨季起讫日期和降水量,在此基础上讨论了华北雨季季节内进程的水汽输送特征。重点分析了降水量与水汽收支的年代际变化关系,揭示了水汽输送的时空变化规律及其对华北雨季降水的影响。研究结果表明:（1）华北雨季每年的起讫日期不同,从而每年雨季发生时段和季节内进程不同。（2）降水的形成与水汽输送及其辐合密切相关,有四个水汽通道维持华北雨季降水,即印度季风水汽、东亚季风水汽、110°E～120°E之间越赤道气流向北的水汽输送和40°N附近中纬度西风带水汽。（3）华北雨季降水和净水汽收支具有相似的年代际变化特征,分别在1977、1987、1999年发生突变,总体呈现“减—增—减”的阶段性变化趋势,两者位相转变相关性很强。（4）水汽输送的强弱和到达华北时间的早晚均对雨季降水多寡有重要影响。华北多雨年代与少雨年代水汽通量有明显的差异,主要表现在:在多雨年代,西北太平洋为反气旋式环流异常,偏南水汽强盛,并且与中高纬西风带异常偏西水汽汇聚于华北,华北地区水汽辐合偏强;考虑季节内进程,水汽到达华北的时间早、强度大,停留时间长、辐合强,减弱的时间晚;而在少雨年代,我国东北地区、朝鲜半岛及日本海附近为气旋式环流异常,华北地区由南向北的水汽输送偏弱,水汽辐散明显加强;季节内进程表现出与多雨年代相反的特征。（5）考虑华北地区四个边界的水汽收支,南边界和西边界有最大、次大水汽输入,二者的年代际变化是影响雨季降水年代际变化的重要因素。在多雨年代,南边界和西边界水汽净输入很强,但北边界的输出也很强;在少雨年代,南边界和西边界水汽净输入很弱,但北边界转为输入,这是区别于多雨年代的重要特征。     

汛期我国主要雨季进程成因及预测应用进展

汛期内我国中东部地区的雨季是东亚夏季风推进过程中的重要产物,主要包括华南前汛期、梅雨、华北雨季和华西秋雨等,各地雨季决定了我国中东部地区汛期的旱涝布局和旱涝演变,是我国汛期预测和服务的重点。该文回顾了4个雨季特征及影响因子方面的研究进展,在此基础上梳理物理概念预测模型。研究显示:海温异常是影响各区域雨季的重要先兆信号,但不同雨季的年际和年代际变化特征不同,海温作为外强迫信号的影响程度和时空形式也有差异。利用热带太平洋东西海温差指标能更好地解释华南前汛期降水的年际变化。而与梅雨的年际变化分量相关联的海温关键区主要分布于热带,与年代际或多年代际变化分量相联系的海温关键区则来自中高纬度。华北雨季降水的强弱不仅与ENSO循环的位相有关,更多受到ENSO演变速率的影响。而影响华西秋雨的海温关键区随着年代际背景的变化发生了改变,需要重新诊断和建模。     

云南雨季开始期演变特征分析

应用EOF分析方法、小波分析方法及云南16个地州代表站1961～2002年共42年逐日降水量资料,对云南雨季开始期的空间分布、时间演变及多尺度周期变化等特征进行了诊断研究.结果表明:1)云南雨季开始期的空间分布,第一主要特征是全省雨季开始期一致偏早(晚);第二主要特征为云南滇中及以东、以南地区与云南西部雨季开始期反向变化的空间异常分布型态;2)云南雨季开始期存在明显的40年左右长周期、28年左右的年代际周期和8年左右的年际周期.从小波方差看,云南雨季开始期的变化以40年和28年左右的变化周期的振动最强,变化最显著,而年际变化相对较弱;3)云南雨季开始偏早期与偏晚期5月份500 hPa高度距平场有着明显区别;4)印度季风与南海季风对云南雨季开始爆发也起着积极的作用.     

北极海冰及其与气象要素年际关系的年代际变化

利用Hadley海冰密集度资料和NCEP/NCAR再分析资料,分析了北极海冰融冰量及其与大气变量年际关系的年代际变化。结果表明,北极海冰存在显著的年代际变化,且有较强的区域性。东西伯利亚海和波弗特海海冰融冰量的平均值变大且方差增大,格陵兰岛以东洋面海冰融冰量的量值和变率均在减弱。对3个不同气候时段内北极海冰融冰量进行EOF分解,前两个模态均在3个气候时段发生显著的年代际变化,东西伯利亚海海冰融冰量的增加与EOF第一模态年代际变化相关,而EOF第二模态则明显造成了波弗特海海冰的年代际消融。并且,与之相应的大气环流也出现了明显的年代际变化,它们与AO/NAO的年际关系也存在年代际转折,融冰量第二模态与AO的年际关系更为紧密,1960—1990年第二模态与AO的相关系数仅为0.186,而1980—2010年相关系数已升高至0.367。整个北冰洋的海冰融冰量与AO的年际关系也出现了年代际增强,尤其是东西伯利亚地区海冰融冰量与AO的年际关系发生了年代际增强,1980—2010年两者相关达到了0.4以上。而波弗特海融冰量与AO相关系数变化较大,1960—1990年其的相关系数高达-0.488,1980年后却减少至0.161。然而AO却未发生明显的年代际变化。造成北极海冰融冰量及其与大气变量年际关系发生年代际变化的主要因子之一是波弗特高压,其年代际减弱使得极区向东西伯利亚海和波弗特海的海冰输送减弱,导致这两个区域海冰减少,使得AO与北极海冰的年际关系发生了年代际转折。     

Thunder Events in China: 1980-2008

Using data collected at 517 weather stations in contiguous China over the period 1980-2008,characteristics of thunder events have been investigated.These characteristics include geographical distribution,interdecadal variation,annual variation,and seasonal variation.The areas with the highest frequencies of thunder events are located in the central Tibetan Plateau,Yunnan,Guangxi,and Guangdong.The annual number of thunder days increases from northern to southern China.But the frequency of thunder events over mountains and plateaus is much higher than the frequency of events over plains in the same latitude.The interdecadal variation of events shows that the frequency of thunder occurrences was highest during the 1980s,decreased during the 1990s,and increased slightly afterwards.Thunder occurrences vary with the season,northward in May and retreating southward in September.     

中国雨季的气候学特征

利用中国740站气候平均逐候降雨量对中国的主雨季进行定义,并对雨季（包括主雨季,春雨和秋雨）的气候学特征进行了讨论。结果表明:全国主雨季最早爆发于华南中部,最晚结束于华西地区。主雨季能持续4到14候不等,雨量占年总降水的30%～60%。主雨季在中国东部为季风雨季,自南向北推进;在西部受西风带影响,北方略早于南方, 且局地性强。中国雨季具有明显的区域性和阶段性特征。中国气候的夏季降水时间序列主要反映了季节循环特征, 但气候季节内振荡（CISO）对东部雨季的持续和推进具有明显的调制作用,其中长江中下游及其以南地区以30～60天周期为主。     

我国东部梅雨期降水的年际和年代际变化特征及其与大气环流和海温的关系

基于我国160站59年(1951～2009年)的月降水观测资料、美国气象环境预报中心和国家大气研究中心(NCEP/NCAR)提供的再分析资料和Hadley中心的海表温度(Sea Surface Temperature,简称SST)资料,对我国东部(100°E以东,15°N～40°N)梅雨期(6月和7月)降水的时空变化特...     

The East Asian Subtropical Summer Monsoon:Recent Progress

The East Asian subtropical summer monsoon(EASSM) is one component of the East Asian summer monsoon system,and its evolution determines the weather and climate over East China.In the present paper,we firstly demonstrate the formation and advancement of the EASSM rainbelt and its associated circulation and precipitation patterns through reviewing recent studies and our own analysis based on JRA-55(Japanese 55-yr Reanalysis) data and CMAP(CPC Merged Analysis of Precipitation),GPCP(Global Precipitation Climatology Project),and TRMM(Tropical Rainfall Measuring Mission) precipitation data.The results show that the rainy season of the EASSM starts over the region to the south of the Yangtze River in early April,with the establishment of strong southerly wind in situ.The EASSM rainfall,which is composed of dominant convective and minor stratiform precipitation,is always accompanied by a frontal system and separated from the tropical summer monsoon system.It moves northward following the onset of the South China Sea summer monsoon.Moreover,the role of the land-sea thermal contrast in the formation and maintenance of the EASSM is illustrated,including in particular the effect of the seasonal transition of the zonal land-sea thermal contrast and the influences from the Tibetan Plateau and midlatitudes.In addition,we reveal a possible reason for the subtropical climate difference between East Asia and East America.Finally,the multi-scale variability of the EASSM and its influential factors are summarized to uncover possible reasons for the intraseasonal,interannual,and interdecadal variability of the EASSM and their importance in climate prediction.     

An Analysis of Interdecadal Variations of the Asian-African Summer Monsoon

The response of the Asian-African summer monsoon(AASM)to the fast global warming in the 1980s is studied based on several datasets,which span a long time period of nearly 100 yr,with two special periods 1980-1985 and 1990-1995 being focused on.Wavelet analyses are employed to explore the interdecadal variations of the AASM.It is found that after the mid-1980s.the global annual mean surface temperature rises more significantly and extensively over most parts of the African Continent,north of the Indian Ocean,and the Eurasian Continent excluding the Tibetan Plateau.Correspondingly,the global precipitation pattern alters with increased rainfall seen over the Sahel and North China in 1990-1995,though it is not recovered to the level of the rainy period before the mid-1960s.Changes of monsoonal circulations between the pre-and post-1980s periods display that,after the fast global warming of the 1980s,the African summer monsoon intensifies distinctly,the Indian summer monsoon weakens a little bit,and the East Asian summer monsoon remains almost unchanged.The summer precipitation over the Asian-African Monsoon Belt(AAMB)does not change in phase coherently with the variations of the monsoonal circulations.Wavelet analyses of the land-sea thermal contrast and precipitation over North China and the Sahel indicate that interdecadal signals are dominant and in positive phases in the 1960s.1eading to an overall enhanced interdecadal variation of the AASM,although the 1960s witnesses a global cooling.In the 1980s,however,in the context of a fast global warming,interdecadal signals are in opposite phases,and they counteract with each other.1cading to a weakened interdecadal variation of the AASM.After the mid-1960s.the AASM weakened remarkably,whereas after the mid-1980s,the AASM as a whole did not strengthen uniformly and synchronously,because it is found that the interannual variations of the AASM in the 1980s are stronger than those in the 1960s,and they superimposed on the counteracting interdecadal signals,causing different regioils of the AAMB behaving differently.Therefore,the response of the AASM to the accelerated global warming post the mid-1980s is not simply out-of-phase with that after the mid-1960s;it may involve more complicated multiscale physical elements.     

华南前汛期降水的年代际异常特征及其成因

利用1981—2013年中国160站逐月降水资料、NCEP/NCAR逐月再分析资料及NOAA海表温度资料,研究了华南前汛期降水年代际异常的时空特征及其可能成因。结果表明:1)华南前汛期降水在1992前后发生由异常偏少转为偏多的显著年代际转折,最显著异常中心位于广西东北部和广东北部。2)1990年代初发生的对流层高层南冷北暖(40°N附近为界)、对流层下暖上冷的年代际转折,使得高低层环流场均出现了有利于北方干、湿冷空气和孟加拉湾、西太平洋暖湿水汽在华南区域交汇并辐合上升的形势,造成华南前汛期降水发生偏少转偏多的显著年代际转折。年代际转折的前后两个时段中,位于热带的孟加拉湾槽、东亚沿岸EAP遥相关型波列中的西太平洋副高、阿拉斯加湾附近的脊,以及中纬度贝加尔湖以西以南脊的强度或位置均具有显著差异,故这些环流系统的年代际异常是华南前汛期降水年代际异常的重要原因。3)南太平洋关键区海温在1990年代初开始呈现增暖趋势,在偏暖(偏冷)时期,华南低空受异常气旋(异常反气旋)环流控制,对流层上层西风急流偏弱偏南(偏强偏北),造成华南地区降水异常偏多(偏少)。