东北初夏和盛夏降水时空变化及大气环流因子新特征分析

基于东北区域1961—2019年245站逐日降水资料,利用经验正交函数方法（EOF）、累计距平方法、滑动t检验、小波分析和相关分析等分析了东北地区初夏（6月）和盛夏（7—8月）降水的时空特征。结果表明：东北盛夏降水主要集中于东北东南部地区,初夏北部和东北部降水量也较多。东北初夏和盛夏降水EOF第一和第四模态分别表现为全区一致和自北向南负—正—负（正—负—正）的变化特征。初夏降水在1972年和1995年左右发生了共两次突变。盛夏降水分别在1966年、1983年和1998年左右发生了共3次突变。东北初夏降水在20世纪80—90年代存在显著的准6 a振荡周期,90年代后期开始准3 a周期较为显著;盛夏降水存在12 a左右的主振荡周期,且20世纪90年代之后3—4 a左右的年际尺度振荡周期显著。通过分时段探讨与降水相关的环流场特征,发现了东北初夏降水受东北冷涡的影响增强,盛夏降水由主要受西太平洋副热带高压影响转为受中纬西风带系统影响为主的新特征。     

马斯克林高压与华北盛夏降水的年际关系及其年代际变化

利用NCEP／NCAR、ERA-40再分析资料和中国160站盛夏（7、8月）降水资料,使用相关分析、合成分析等方法,分析了马斯克林高压（马高）与华北盛夏降水的年际关系及其年代际变化。结果表明：马高与华北盛夏降水在年际时间尺度上存在显著的负相关关系,这种显著的负相关关系从1974年以后开始减弱。在强关系阶段（1951-1973年）,马高与中国东部盛夏降水的显著负相关中心主要位于华北地区;在弱关系阶段（1974-2011年）,马高与华北盛夏降水的负相关关系变弱,与长江中下游地区的正相关关系变强。导致马高与华北盛夏降水年际关系发生年代际变化的原因是：中国东部地区（不）受来自马高的异常偏南气流影响,使得华北盛夏降水偏多（少）,两者关系偏强（弱）。马高与华北盛夏降水年际关系发生的年代际变化,是中国东部地区从20世纪70年代中期以后出现“南涝北旱”的原因之一。     

我国夏半年降水距平与北太平洋海温异常的奇异值分解法分析

利用奇异值分解法分析了我国夏半年各月降水距平与北太平洋海温异常的相互关系，指出：（１）平均意义上，秋冬季海温与我国春末至盛夏各月降水存在显著相互关系；（２）秋冬季赤道东太平洋海温对次年４－５月江南东部和７月高原东侧，黄河中下游地区的降水有显著的影响；（３）盛夏至冬季的赤道中东太平洋海温与前一年６月黄淮地区及７月长江流域降水关系密切。     

雅鲁藏布江河谷盛夏降水年际变化及其与环流的联系

基于近57 a （1961—2017年）西藏雅鲁藏布江中游河谷地区（简称雅江河谷）4个站（拉萨、日喀则、泽当和江孜）盛夏（7—8月）月平均降水和同期NCEP/NCAR再分析资料,采用合成、相关分析等统计诊断方法,分析了雅江河谷盛夏降水的年际变化特征及其与大气环流的联系。结果表明：1）近57 a雅江河谷盛夏降水无显著线性趋势,降水主要以3～4 a显著周期的年际振荡为主。2）雅江河谷盛夏降水年际波动与区域内水汽收支的变化直接相关,其中印度半岛-东南亚异常反气旋引起的水汽输送通量和水汽在高原腹地辐合上升的动力过程是盛夏降水年际变化的主要原因。3）对流层中低层印度半岛-东南亚异常反气旋环流是该地区盛夏降水年际异常的重要水汽输送通道,该通道将西太平洋、南海和孟加拉湾等地水汽不断输送到高原,期间西太副高和伊朗高压等大尺度系统异常对水汽输送过程起到了重要作用,同时高原盛夏季风低压和南亚高压异常给水汽在高原腹地辐合抬升提供了动力条件。     

东北亚地区初夏、盛夏和传统夏季降水特征及环流型的异同性研究

本文利用1979~2015年GPCP（Global Precipitation Climatology Project）逐月降水资料,采用经验正交函数（EOF）分解和Morlet小波分析方法,对东北亚地区初夏、盛夏和传统夏季降水的时空分布特征以及环流型开展了系统性的研究,揭示了东北亚地区传统夏季降水表现为盛夏降水贡献占主导,其年际和年代际特征以及环流特征同盛夏降水特征相一致,而初夏降水和盛夏降水特征及形成机制则具有显著差异。空间分布上,初夏的降水EOF第一模态表现为“+－+”的三极型分布,而盛夏和传统夏季则表现为南北相反的偶极型特征;时间演变方面,初夏降水表现为5~6 a振荡周期,盛夏为2~3 a为主的振荡周期,传统夏季则兼具上述两类振荡周期;在年代际调整方面,在1990年代末,盛夏降水和传统夏季降水在华北和东北地区发生了显著的年代际转折。此外,分析降水与环流的联系发现:初夏,由于西太平洋上空异常反气旋将西太平洋等地的水汽向北方地区输送,且受欧亚Ⅱ型（EUII）遥相关的作用,东北亚地区初夏降水异常具有明显纬向特征。盛夏,东北亚地区降水主要受到西太平洋副热带高压西伸北进、孟加拉湾和南海等地水汽加强的影响。欧亚Ⅰ型（EUI）遥相关和亚洲太平洋型（EAP）遥相关与我国东北以西和沿海地区的降水具有显著相关性。EU型遥相关的作用使东北亚夏季降水的异常中心存在西北—东南向的波列特征,EAP型遥相关的作用则使夏季降水存在经向三极型或偶极型特征。     

上海地区单季晚稻生长期降水量对产量的影响及产量预估

为探索上海地区单季晚稻生长期内降水量分配对产量的影响。采用降水集中度（Precipitation Concentration Degree, PCD）和集中期（Precipitation Concentration Period, PCP）研究1971～2015年单季晚稻全生育期内降水非均匀分布特征,运用趋势分析法研究单季晚稻全生育期降水分配情况及各生育期降水量与产量之间的关系,基于CMIP5全球气候模式情景下降水预估资料,估算2020～2045年上海地区单季晚稻生长期降水量对气象产量影响变化。结果表明:近45年单季晚稻生长季PCD变化趋势不显著,降水分布不均匀, PCP主要集中在7月27日至9月11日,即孕穗期和抽穗期;在分蘖期的降水量占全生育期总量的29.9%,孕穗期占26.2%,抽穗期占7.1%,成熟期占10.8%,分蘖期和孕穗期降水占全生育期的1/2以上;孕穗期降水量与单季晚稻气象产量的负相关关系达显著水平（p＜0.05）;未来30年内降水量对单季晚稻气象产量的负效应略大于正效应,即减产作用大于增产作用。未来气候变化情景下单季晚稻生长期内降水量的变化对产量有影响,应制定相应的适应措施。     

东亚高空西风急流与东亚—西太平洋夏季风降水异常关系的年代际变化

东亚副热带西风急流（East Asian Jet Stream,EAJS）的经向位移对东亚—西太平洋夏季风降水活动有着重要影响。利用前人定义的EAJS经向位移指数（East Asian Jet Stream Index,EAJSI）,发现盛夏（7、8月）EAJSI的年际变率在1990s末期经历了一次显著的年代际变化。而且EAJSI与东亚—西太平洋盛夏降水之间的关系自1999年以来显著减弱。在1980—1998年盛夏,与EAJSI相关的东亚—西太平洋降水异常呈典型的三极型模态,而这种相关关系在1999—2017年盛夏期间几乎消失了。其可能的原因是由于大尺度的大气—海洋环境年代差异,使得东亚—太平洋型/日本—太平洋型（East Asia—Pacific/Pacific—Japan,EAP/PJ）低频遥相关波列在1990s末期之后明显减弱和东移。这导致了盛夏EAJS经向位移的幅度显著减弱,进而引起EAJSI和东亚—西太平洋夏季风降水异常之间的关系转变。     

局地蒸发和外部水汽输送对松花江流域夏季降水的贡献

本文基于Brubaker二元模型,采用JRA-55再分析资料定量研究了局地蒸发和外部水汽输送对松花江流域夏季气候态降水及其年际变率的相对贡献,并探讨了相应的物理机制。气候平均而言,外部水汽输送是松花江流域初夏（5～6月）和盛夏（7～8月）降水的最主要水汽源。受西风带影响,初夏自西边界进入松花江流域的水汽贡献占主导,外部水汽输送对当地降水的贡献为78.9%,源自蒸发的水汽贡献为21.1%。较之初夏,由于盛夏来自南边界的水汽输送加倍,外部水汽输送贡献增加,外部水汽输送和蒸发对降水贡献分别为86%和14%。JRA-55再分析资料可以合理再现观测降水演变,1961～2016年JRA-55再分析资料降水与观测在初夏与盛夏的相关系数分别可以达到0.73和0.83。研究发现,初夏,由于西南季风异常导致的南边界进入的水汽输送异常是松花江流域降水年际变率的主要原因,自西边界、北边界进入的水汽输送与降水呈现显著负相关,初夏局地蒸发的贡献不显著,该水汽输送异常对应的环流型易发生在El Ni?o衰减年初夏。盛夏来自南边界的水汽输送起主导作用,局地蒸发贡献与降水变化显著负相关,海温强迫作用对该环流异常的强迫并不显著,中高纬度大气内部变率影响占主导。由于盛夏降水与地表温度在盛夏期间显著负相关,盛夏时期降水偏少时,温度偏高,蒸发偏强,进而蒸发水汽对降水贡献增加。     

丹玉13玉米在辽宁的布局

辽宁省具有历年夏雨集中的规律，而盛夏7～8月降水量在年降水量中占有很大比例。盛夏降水不单对汛期有较大影响，与农业生产引进良种也有很大关系。丹玉13玉米虽然具有很大增产优势，但是该品种对大斑病却没有高抗能力。盛夏降水较大时，对该品种生长发育不利，易发大斑病，不会有较高的产量，进而影响本品种的推广。据分析，当7、8月降水较少，相对湿度也适合时，对推广此品种较为有利。本着这一思路，在本省推广栽培中，考察本品种对气温、日照都较适宜，但对辽宁盛夏降水。     

青藏高原感热指数的建立及与华南降水的联系

利用1982-2012年青藏高原中东部70个气象站的月平均地面感热资料、华南地区92个气象站的月平均降水资料、NCEP/NCAR月平均再分析资料和SEOF（season reliant EOF）方法选取了4个高原代表站,建立了青藏高原地面感热强度距平指数（I_SH）,并讨论了春季I_SH与华南盛夏（7月和8月）降水的关系。结果表明:I_SH可以较好地表征青藏高原中东部地面感热的年际变化特征,且具有更好的持续性。春季I_SH与华南盛夏降水具有显著的负相关关系,当春季I_SH偏大时,后期对流层中上层高度场异常偏高,且高度场异常偏高的响应随时间从低层向高层传递,使夏季副热带高压偏强、偏西,南亚高压异常偏强,华南地区盛夏降水偏少;反之亦然。此外,去除Ni?o3.4区海温对华南盛夏降水影响后,两者的负相关关系变得更为显著。     

在ENSO不同位相下青藏高原春季感热对华南盛夏降水的影响

根据青藏高原(简称高原)春季感热(Sensible Heat,SH)异常和ENSO不同位相,划分出12种类型,研究了高原春季(5月)SH异常和前冬ENSO对华南盛夏(7—8月)降水的影响及相对影响程度。结果表明:高原春季SH和前冬ENSO均对华南盛夏降水有较显著的影响,即当两者分别处于各自正(负)位相时,华南盛夏降水普遍偏少(多);通过对两者的单独作用和协同作用的分析表明,高原春季SH对华南盛夏降水贡献要更大。影响机制分析发现华南盛夏降水受西太平洋副热带高压(简称西太副高)和南亚高压共同影响,ENSO直接影响西太副高,而高原春季SH异常则对南亚高压作用显著,因此在两者共同影响下,两个高压的变化共同导致华南盛夏降水出现异常。      

丹玉13玉米在辽宁的布局

1引言辽宁省具有历年夏雨集中的规律，而盛夏7～8月降水量在年降水量中占有很大比例。盛夏降水不单对汛期有较大影响，与农业生产引进良种也有很大关系。丹玉13玉米虽然具有很大增产优势，但是该品种对大斑病却没有高抗能力。盛夏降水较大时，对该品种生长发育不利，易发大斑病，不会有较高的产量，进而影响本品种的推广。据分析，当7、8月降水较少，相对湿度也适合时，对推广此品种较为有利。本着这一思路，在本省推广栽培中，考察本品种对气温、日照都较适宜，但对辽宁盛夏降水，相对湿度影响需做进一步分析，以便找出此品种的生育适合地…     

汉中市水稻产量特征及气候要素对其影响研究

通过分析1949—2010年汉中市水稻产量特征、气候产量与气候条件的相关性及气候变化对产量的影响,结果表明：水稻单产年际变化呈增一减一增趋势;气候产量年际波动较大,1970一1993年气候产量多为正值,1993年后负值年份明显增多;水稻生育期间7月日照、8月降水、5月温度、7月温度对产量的影响为负效应,5月降水、8月日照为正效应。5—9月的旱、涝程度与气候产量呈明显的负相关,旱、涝程度越重．产量减产越严重。增温对汉中水稻产量的影响是减产,因此气候变暖使水稻呈减产趋势。     

春季热带大西洋北部海温异常与我国盛夏降水异常的联系

利用Hadley中心的海表温度资料、全国160站降水资料以及NCEP-DOE AMIP-Ⅱ再分析等资料,运用多种统计分析方法,分析了春季（3—5月）热带大西洋北部海温异常变化特征及其对我国盛夏（7、8月）降水异常的影响。结果表明:春季热带大西洋北部模态是热带大西洋海温异常REOF分解的第一模态,方差贡献率为34.5%。热带大西洋北部海温异常年际变率具有明显的季节差异,其中春季最为显著。春季热带大西洋北部海温异常与我国盛夏华中地区降水异常有显著的正相关关系。进一步分析表明,春季热带大西洋北部的海温正异常可以激发出Rossby波,在热带大西洋西北部和热带东太平洋北部产生异常的气旋式环流,引起上述区域的对流层低层（上层）大气出现异常辐合（辐散）,并通过热带大西洋北部地区和太平洋之间的垂直环流异常,在中太平洋地区对流层低层大气出现异常辐散,有利于西北太平洋地区产生异常反气旋式环流,异常反气旋西北侧的西南气流有利于水汽输送至我国华中地区,使该地区降水偏多。且这种影响可以通过热带大西洋北部海温异常的持续性,从春季一直持续到盛夏。      

由斑玛云杉年表重建青海高原东南部夏季降水序列

用青海省东南部斑玛地区的一个云杉年表与其周围的单站和区域的气象要素反复校准和验证,发现该云杉年表对其临近的单站或所在区域的盛夏降水都有委强的响应,并确认了这种关系显著且稳定,说明了它可以反映青海高原东南部夏季降水的变化。而它与各月气温和冬、春、秋季降水均无明显无关。因此我们用它重建了该地区盛夏（７月）２６５年（１７２３～１９８７年）雨量。并对重建的区域降水进行了统计分析。     

东北夏季降水预测技巧偏低的原因探讨

1978～2018年全国夏季降水实时业务预测技巧显示东北地区明显偏低,尤其是近几年在对全国夏季旱涝的总体分布预测效果明显提高的情况下,对东北地区的预测却与实况相反,因此有必要分析该区域预测技巧偏低的原因。利用站点资料、再分析格点数据、实时预测历史数据及统计诊断等方法,探讨了动力气候模式预测能力以及东北夏季降水预测的认识缺陷。通过系统地回顾东北夏季旱涝的气候特征、影响因子及预测方法等方面的研究进展,以及东北夏季降水实时预测检验,得出预测技巧偏低的可能原因:（1）东北初夏降水主要受东北冷涡活动的影响,盛夏主要受西太平洋副热带高压、东北南风和中高纬环流型的共同作用,而业务常用的国内外主要动力气候模式无法准确反映与东北初夏和盛夏降水相联系的关键环流系统;（2）东北夏季降水与全球海温的关系较弱且不稳定,尤其是与ENSO的关系较为复杂,年际关系随年代际变化而波动,即ENSO不是预测东北夏季降水的强信号;（3）东北夏季降水具有明显的季节内、年际和年代际等多时间尺度变率,夏季降水受到多种时间尺度信息的叠加和调控,不同尺度变率的贡献相当,且影响系统不同,导致预测难度较大。最后,进一步探讨了东北夏季降水预测存在的科学问题及可能的解决途径,以期为夏季业务预测提供参考。     

气候变化对河西走廊中部地区主要农作物的影响

利用河西走廊中部的张掖市6县区30 a(1981～2010)的气温、降水数据及主要农作物春小麦、玉米的生育期及产量资料,运用数理统计和积分回归进行统计分析了河西走廊中部30 a来的气候变化(温度、降水)特征及气候变化(气温、降水)对主要农作物(春小麦、玉米)生育期及产量的影响。结果表明,随着气候变暖,河西走廊中部30 a年来平均气温总体呈上升趋势,气候倾向率为3.85℃/100 a,各地年降水量均明显增加,年平均降水量从1980年代的191.1 mm增加到近10 a的210.5mm;河西走廊中部气候变暖使该地区春小麦、玉米播种期提前,使小麦的生育期缩短,玉米的生育期延长。气温升高对春小麦、玉米不同生育期及产量形成的影响效应不同;降水增多对春小麦、玉米的各生育期及产量形成呈现出不同的影响效应,且影响效应表现出地域性差异。     

湖北省中稻年景与旱涝灾害

中稻是湖北省种植面积最大、产量最高的水稻种类，分析表明，严重的旱涝灾害是造成中稻产量（气候产量）波动的主要原因。     

陇东地区影响玉米产量的降水分析

通过对陇东地区玉米产量与不同生育时段降水关系的分析，指出降水影响陇东玉米产量的关键时段是拨节至抽雄和开花灌浆期。其中５月上旬至７月上旬或中旬，降水对产量呈正效应，７月中旬以后，呈负效应。     

上海盛夏期的异常降水年

一、前言 1978年上海的盛夏期(7月12日—8月25日)少雨,总雨量仅68. 0毫米,比常年偏少105.1毫米,而温度则比常年偏高0.7℃,后季稻亩产量高达732斤。1980年上海盛夏多雨,总雨量高达478.5毫米(仅次于1941年),比常年多305.4毫米,温度偏低-1.6℃,后季稻亩产只有362斤,比1978年少370斤。1978和1980年盛夏期的气候实况表明,上海后季稻产量的高低和盛夏期温度高低直接有关。因盛夏季温度高低与降水多寡呈反相关,故后季稻的产量与盛夏期降水多寡有关。因此,了解上海盛夏期异常降水年出现的特点,对于探讨上海农业的“稳产高产”和耕作制度的改革是有价值的。