华南冬春季连续性降水异常的成因分析

根据1959 ～2010年华南逐月降水资料、全球月平均高度场、风场和海表温度等资料,采用合成分析的方法,对华南冬春季连续性降水异常的可能原因进行了初步分析.结果表明:华南冬、春降水的影响系统各不相同,冬季偏旱(涝)年东亚大槽较常年偏强(弱),冬季风偏强(弱),西北太平洋海温偏暖(冷);春季偏旱(涝)年孟加拉湾以北的南支槽偏弱(强),东太平洋海温异常偏冷(暖).影响冬、春季降水的系统之间又不是绝对独立的,在一定程度上存在着相互联系,乌拉尔山阻塞高压偏强,哈德莱环流偏强会导致冬春季持续性降水偏少.西北太平洋海温持续偏暖易导致冬春连旱,热带东太平洋海温持续偏暖易导致冬春连涝.     

华南冬春降水的年际变化及其与水汽输送的联系

利用1960—2008 年华南47 个基准站降水资料和NCEP/NCAR 再分析资料,研究了华南冬春降水的年际变化特征及其与水汽输送的联系。结果表明,1960 年代—1970 年代和1990 年代末至今,华南冬、春降水明显偏少。华南冬春降水异常以“ 全区冬春同号型” 居多,且冬春连旱频率较高。影响华南冬春连续旱/涝的水汽输送存在季节性差异,冬季水汽输送变化主要来源于孟加拉湾和南海,春季水汽输送变化则来源于南海和我国北方。进一步探讨海温异常的影响发现,与华南冬春连续旱(涝)事件相关的Niño3.4 海温存在正、负异常型,海温异常中心分别偏向Niño4(Niño3)区和Niño3(Niño4)区。Niño3.4 区海温正异常时,孟加拉湾和南海水汽输送与华南冬春连续旱涝有密切联系;Niño3.4 区海温负异常时,冬季自西北太平洋经南海的水汽输送及春季自菲律宾海经南海的水汽输送和北方水汽输送对华南冬春连续旱涝有重要影响。以上水汽输送在两种海温异常情况下,连涝(旱)年均异常偏强(弱)。因此,Niño3.4 海温异常的变化及分布与华南冬春持续旱/涝事件存在联系,在此气候背景下,水汽输送异常是影响华南冬春降水异常的重要物理因子,其中南海是水汽输送异常显著相关区。      

气温一致偏高，降水显著偏少——广东省2007年第4季度气候评述

2007年第4季度广东省气温一致偏高,降水显著偏少。持续少雨导致全省大部地区秋冬旱情严重,粤北偏西和粤西偏西北地区达到极旱。季内冷空气影响整体偏弱,唯11月下旬后期到12月上旬前期的较强冷空气影响相对明显,粤北出现低温霜冻。冷空气活动弱加上降水偏少导致季内灰霾天气突出。10月强热带风暴“利奇马”和台风“罗莎”为广东部分地区带来明显降水和较高温天气,影响不大。     

长江中下游地区2010/2011年秋冬春连旱成因再分析

基于长江中下游70个气象站点逐月降水和CRU逐月降水格点数据、NOAA逐月海温数据以及NCEP/NCAR逐月再分析数据,分析长江中下游地区2010/2011年秋冬春连旱的时空特征,进一步探讨此次连旱的可能成因。结果表明:(1)2010/2011年长江中下游区域性秋冬春连旱事件始于2010年10月,止于2011年6月,其中2011年春季(特别是4月)干旱程度最重,大部分地区为重旱和特旱;(2)此次连旱事件受拉尼娜事件影响,赤道西太平洋海温异常偏暖、冬春季印度洋和黑潮区海温异常偏冷,使得Walker环流上升支和局地Hadley环流显著增强、西太平洋副热带高压显著偏弱,长江中下游地区始终处于下沉气流控制下,且水汽输送减少;(3)自2010年秋季,乌拉尔山阻塞高压、贝加尔湖阻塞高压和鄂霍次克海阻塞高压轮番控制中高纬度地区,使得西伯利亚高压和阿留申低压持续增强,冬季风自秋季便开始影响中国东部地区,并一直持续到2011年春季,长江中下游地区受干冷的偏北气流控制,进一步阻碍了来自低纬的暖湿气流向本地输送,不利于降水的形成。     

华南春季降水的年代际变化及其与大气环流和海温的关系

利用1960—2010年中国降水资料、NCEP/NCAR再分析资料、NOAA提供的海表温度资料以及太平洋年代际振荡(Pacific Decadal Oscillation,PDO)指数,分析了华南春季降水的年代际变化特征及其与大气环流和海温的关系。结果表明:华南春季降水经历了偏少(1960—1971年)—偏多(1972—1992年)—次偏少(1993—2010年)三个阶段。第一阶段少雨期,500 hPa上西风气流较平直,不利于北方冷空气南下,华南地区的暖气团也不活跃,对应的水汽通量散度为异常辐散。第二阶段多雨期,500 hPa高度上,高原北部脊偏强,利于冷空气南下,与华南地区活跃的暖湿气团汇合,对应的水汽场上为水汽异常辐合。第三阶段少雨期,500 hPa西风气流上的槽脊系统偏强,利于北方强冷空气南下,孟加拉湾地区的南支槽填塞,南方暖湿空气向华南的输送减弱。华南春季降水与PDO指数存在正相关关系,从不同季节来看,在年代际时间尺度上,前期秋季的PDO指数与华南春季降水的正相关显著,PDO处于负位相时,华南春季降水偏少,反之亦然;从华南春季降水年代际变化的不同阶段来看,PDO指数与华南春季降水的正相关在1960—1971年少雨期较显著。     

广州春季降水的变化及其前兆信号

广州春季降水存在以准2年为主的年际变化和以30年为主的年代际变化,目前处于年代际尺度上的少雨时段。Nino3区的海温异常是广州春季降水最强的前兆信号,它与广州春季降水的显著正相关在前一年的11月份就已出现,并且一直稳定维持到4月份。前冬Nino3区海温异常对广州春季降水的影响是通过影响春季北太平洋副热带高压和低层风场异常实现的。前冬Nino3区海温正异常时,春季副热带高压偏强、位置偏西,华南处于副高边缘垂直运动的上升区,菲律宾以东的低层反气旋环流增加了向华南的水汽输送,从而使得广州春季降水偏多;前冬Nino3区海温负异常时,副热带高压偏弱、位置偏东,华南地区远离副高、处于垂直运动的下沉区,菲律宾以东低层为气旋环流控制,华南地区盛行偏北气流,不利于水汽的向北输送,从而使得广州春季降水偏少,造成春旱。     

2002年粤东地区秋冬春夏连旱的气候分析

2002年广东省东部地区遭遇历史罕见的秋冬春夏连旱，是该区域有气象记录以来最为严重的一次旱灾。气候分析认为，当年冬春季冷空气偏弱，副热带高压偏强是本次干旱的主要成因，也与该区近十几年来春季进入相对少雨期可能存在着一定的联系。     

2007年海温和大气环流异常及对我国气候的影响

2007年我国年平均气温为自1951年以来最高的一年.春季北方沙尘日数偏少,夏季极端强降水事件频发,淮河流域发生特大暴雨洪涝.秋季江南、华南旱情严重.西北太平洋和南海热带气旋偏少,但登陆数较常年多1个.对海洋和大气环流的分析表明:2007年赤道中东太平洋经历了从厄尔尼诺事件到拉尼娜事件的转型;北半球高纬度地区位势高度场偏高,纬向环流盛行,影响我国的冷空气势力较弱且不易南下,造成我国各季气温偏高明显.夏季尤其是7月,西太平洋副热带高压异常偏强且稳定控制在江南、华南,有利于低层的暖湿气流向北输送,和来自高层的冷空气在淮河流域汇合,并导致7月至8月上旬,江南、华南持续高温少雨天气.2007年南海热带夏季风于5月第5候爆发,于10月第3候结束,时间均较常年略偏晚,季风强度偏弱.夏季尤其是7月东亚副热带季风偏弱,使得来自孟加拉湾的暖湿水汽输送至淮河流域后不能到达更偏北的纬度,在淮河流域形成低层水汽辐合区,造成淮河流域大涝.     

近60年中国不同区域降水的气候变化特征

利用1951-2009年中国503站日降水量资料,研究了我国各季各地区降水年代际变化的特征,并分析了其对我国干旱演变的影响。结果表明：近60年来我国各区域年平均降水量大多为减少趋势,其中华北、西南地区减少明显;各地区秋季降水偏少的趋势最为显著,可能是导致秋季干旱增多以及秋冬连季干旱频繁的主要原因。2000年以后北方夏季降水呈减少趋势,其中华北夏季降水明显减少,而冬季降水趋于增加,南方秋季降水减少明显,而春季降水增多。云南等西南地区秋冬春连旱偏多的原因之一可能与孟加拉湾季风结束偏早有关。     

华南夏季风降水开始日的异常与前冬大气环流和海温的关系

利用1951～2004年NCEP/NCAR再分析资料及ERSST海温资料,研究了华南夏季风降水开始日期的变化特征及其与前期冬季大气环流和海温的关系。小波分析表明,夏季风降水开始日期具有明显的年际和年代际变化,年际变化以准2～3年变化为主,年代际变化周期约16年。华南夏季风降水开始偏早年在大气环流上的前兆信号表现为前期冬季乌拉尔山阻塞高压偏强、东亚大槽较深,阿留申低压偏强,冷空气活动偏强。冬季,鄂霍次克海附近的海温异常为华南夏季风降水开始迟早有物理意义的、稳定正相关前兆信号。合成分析表明,冬季鄂霍次克海附近SST正异常时,5月100 hPa青藏高压偏东偏北偏弱,异常偏西风控制华南;850 hPa环流在华南表现为东北风,华南受冷空气影响为主,华南夏季风降水开始日期偏晚。相反时,若冬季鄂霍次克海附近SST负异常,5月100 hPa青藏高压偏西偏南偏强,异常偏东风控制华南;850 hPa环流在华南表现为偏南风,华南受热带系统影响为主,华南夏季风降水开始日期偏早。并提出冬季中高纬度地区冷空气活动影响华南夏季风降水开始日异常的物理机制。     

中国南方旱涝时空分布特征分析

用1955-2001年我国南方81个测站全年逐月降水量资料,利用Z指数确定单站旱涝等级.结果表明,春季华中地区和两广交界处更易发生干旱,湖南与华南沿海地区降水偏多,出现洪涝的几率较大;夏秋两季106～115 °E,23～32 °N区域和四川西北部地区出现干旱的频率较高,洪涝频率较高地区主要集中在长江流域,同时四川南部、云南中部、华南沿海出现大涝的频率较高;冬季南方大部分地区发生旱涝的频率较小,干旱多发区主要集中在云南中部以及江苏、安徽两省,西南部出现降水偏多的频率较高.通过对降水资料的EOF分析发现,我国南方春季降水主要为南旱北涝、南涝北旱两种分布型.夏季降水区域主要分为长江流域与华南沿海地区、云南两个区域,而秋、冬季南方降水分布比较均匀,表现为南方一致旱或涝.     

广西秋冬季旱涝的时空分布特征及同期环流分析

利用广西88个站点1961--2006年的逐月降水资料,采用Z指数定义方法.对秋季和冬季进行旱涝等级划分.采用EOF分解对旱涝等级场展开分解,得出广西秋季和冬季的旱涝时空分布和年际变化特征,分析结果表明:全区性偏涝或偏旱是秋冬季旱涝分布的主要型态;各季时间系数出现极大或极小值的年份与广西发生干旱或洪涝的年份有着很好的对应关系;秋季时间系数在近几年为正值,振幅较大,说明近年来广西秋季旱情明显.对旱涝同期的500hPa环流进行了分析,结果表明:500hPa高度场上,秋季涝年在乌拉尔山东面的槽明显比旱年深,南海高压偏强,副高较弱;冬季涝年为北高南低的形势,冷空气路径偏南,青藏高原上位势高度低,不断有小槽东移影响广西.     

基于SPEI的近百年天津地区气象干旱时空演变特征

基于1921—2016年天津地区降水、气温观测数据,对全球降水气候中心降水(GPCC-P)、东英吉利大学气候研究中心气温(CRU-T)进行适用性评估后发现GPCC-P和CRU-T均能较好地反映天津地区降水和气温的变化。在此基础上,进一步利用GPCC-P、CRU-T计算的标准化降水蒸散指数(SPEI)分析天津地区近百年干旱时空演变特征并判断其未来变化趋势。结果表明：(1)天津干旱主要发生于1940年代初期、1990年代末和2000年代初期,四季均以轻旱和中旱为主,干旱高频季节由秋、冬季逐渐转为春、夏季。(2)天津全区SPEI气候趋势在6个时期除秋季整体呈“升、降、升”分布特征外,春、夏、冬季均表现为“升、降”的分布特征,且夏季下降趋势最为显著,1961—2010年宁河每10 a下降0.30。(3)1921—1970、1931—1980、1941—1990年天津春、冬季湿润化趋势由降水主导,而夏、秋季则由气温和降水协同影响;1951—2000、1961—2010、1971—2016年春季干旱趋势主要受气温影响,夏、冬季则为气温和降水协同影响,随着全球变暖,气温升高对干旱的影响逐渐增强。(4...     

广东大尺度大气水汽汇的年际及年代际变化特征

用1958～2004年实测降雨量和NCEP／NCAR再分析资料,分析了广东地区大尺度水汽汇的年际和年代际变化特征及其与水汽通量变化的关系。结果表明,气候平均而言,广东春夏季大气向地面输送较多水资源,秋季地气间相互交换的水分相当,冬季由地面向大气输送较多的水资源。四季和年水汽汇的年际分量方差贡献均占主导地位,秋、冬季水汽汇的年际分量有约3年的显著周期。除了显著的年际分量外,冬、春季和年水汽汇的年代际分量方差贡献也较显著,占总方差的40％以上,以30多年的长周期变化为主,目前正处于由正位相向负位相转变的过渡期,预示今后广东有偏旱趋势。广东冬春季水汽汇的异常有显著的同相关系。另外,夏、秋季水汽汇的年代际分量有10～15年的显著周期。广东各季大气水汽汇偏强（弱）是由于从热带低纬输送到南海北部至华南地区的水汽增强（减弱）,并伴随着水汽通量的辐合的增强（减弱）造成,但各季水汽通量异常分布型是有差别的。     

基于MCI的内蒙古气象干旱强度特征分析

根据新修订的《气象干旱等级》(GB/T 20481—2017)国家标准,计算了内蒙古82个气象站1962—2017年4月至10月逐日气象干旱综合指数(MCI),利用相关性分析、M-K检验、EOF分解、Morlet小波等方法,分析了内蒙古不同区域干旱强度时空分布及变化特征,为开展基于MCI的气象干旱监测业务提供科学依据。结果表明:内蒙古地区MCI的监测结果与农业旱灾综合减产成数(C指标)具有较高的相关性。内蒙古春季干旱强度普遍较重,夏季干旱强度受地形影响明显,阴山以北、贺兰山以西干旱强度较重,秋季干旱强度相对较轻。从干旱的年际变化来看,春季干旱强度有减弱趋势,秋季有增强趋势,夏季干旱强度与年平均干旱强度无明显变化。EOF分析的前三个主要模态为全区一致、东西部相反和中部与东西部相反,其贡献率分别为55.2%、8.2%和5.0%。春季和夏季干旱强度的主要变化周期为3～4 a和6～7 a,秋季除短周期外还存在17～19 a的长周期,各季节在1995—2005年间还存在显著的1～2 a短周期变化,说明该时期内蒙古地区年际间的旱涝变化剧烈。     

INTERANNUAL AND INTERDECADAL VARIATIONS OF LARGE-SCALE MOISTURE SINKS OVER GUANGDONG

The interannual and interdecadal variations of moisture sinks over Guangdong are discussed with the NCEP/NCAR reanalysis data and observed precipitation data from 1958 to 2004. The results indicate that climatically, the amount of precipitation is larger than that of evaporation in spring and summer.Precipitation and evaporation almost balance each other in autumn and the amount of evaporation is larger than that of precipitation in winter. The interannual signal dominates the variations of moisture sinks in all seasons in Guangdong with a period of three-year oscillation in autumn and winter. Remarkable interdecadal signal characterized by a period of three-decade oscillation can be identified for winter and spring from seasonally averaged moisture sink data and from annually moisture data, with variance percentage larger than 40%. This result indicates that Guangdong is at a transitional stage from positive anomalies to negative anomalies. The moisture sink anomalies in winter and following spring over Guangdong are usually in-phase. Besides, there exist periodic oscillations with periods of 10 to 15 years in summer and autumn. The positive (negative) anomalies of moisture sinks over Guangdong are due to the intensified (weakened) moisture from the tropical areas being transported to the Southern China, accompanied by an intensified (weakened) moisture convergence.     

基于多尺度SPI的中国南方大旱监测

用标准化降水指数(SPI)对2003年南方大旱发生、发展、持续、缓解进行全过程监测。2002年12月—2003年5月中国西南地区东部以及华南南部两广交界一带发生冬春连旱,其中西南地区东部冬旱最为严重,华南南部一带春旱最为严重。入夏以来南方大范围地区6—12月逐月均表现亏水,尤以7、8、10月亏水面积最广,强度最大。2003年6—12月长江以南大范围地区持续夏秋冬三季连旱,旱情极为严重,局部地区出现极端干旱,而长江以北则持续偏涝。2003年3月—2004年2月全年属于典型的"南旱北涝"型分布。基于多尺度SPI进一步统计南方地区1951—2007年历史上严重的夏秋冬季连旱事件。结果表明1980s以前发生过3次,分别是1956、1967、1978年,每11 a出现一次;1980s以后仅2003年发生1次。而这4次连旱的强度却是一次高于一次。     

甘肃河东春旱的气候特征分析及预测模型

利用河东 1968～ 1995年 55站的春季降水、气温资料 ,计算了春季干湿指数 ,划分了春旱标准 ,分析了其时空分布特征和变化规律 ,用REOF方法对旬降水量进行了分解 ,在气候分区的基础上 ,建立了河东春旱的均生函数预测模型     

隆林县2009—2010年秋冬春连旱成因分析与评估

分析2009～2010年隆林秋冬春连旱的直接原因和深层次原因,并利用降水距平百分率和相对湿润度指数对气象干旱等级进行评估,为政府和有关部门抗旱救灾和灾害评估提供参考。     

隆林县2009—2010年秋冬春连旱成因分析与评估

分析2009～2010年隆林秋冬春连旱的直接原因和深层次原因,并利用降水距平百分率和相对湿润度指数对气象干旱等级进行评估,为政府和有关部门抗旱救灾和灾害评估提供参考。