中国热带地区降水与印度夏季风的关系

中国热带地区降水与印度夏季风的关系ＳｏｎｇＹａｎｇＷｉｌｌｉａｍＪ．Ｇｕｔｏｗｓｋｉ，Ｊｒ．（美国马萨诸塞州大气与环境研究公司）（美国衣阿华州立大学地质与大气科学系）１引官亚洲季风是东亚和南亚广大地区年降水循环的显著特征。由于其经济和科学上的重要性，...     

印度低压异常特征及与印度、中国同期降水相关的分析

用夏季的月、季平均1 000 hPa位势高度场定义了一组描述印度低压的环流指数,包括：印度低压指数P、面积指数S、中心位置指数（ , ）。用NCEP/NCAR再分析资料计算了1948—2008年逐年5—8月（用 月代表）、夏季（6—8月,用 月代表）印度低压的上述环流指数,用来分析夏季各月印度低压的气候和异常特征,并研究了P和 指数与印度、中国同期降水的相关关系。分析结果表明：（1） 印度低压5月形成后逐月西移、发展,7月达到最强（大）。（2） 印度低压指数P和中心位置指数 、 均存在显著年代际变化。 和 均在1960年代末发生年代际转变,它们的标准化距平 （ ）由负转正（由正转负）,印度低压由强转弱（中心位置由偏北转偏南）; 在1980年代以前为负,以偏西为主,之后转为偏东。（3） 印度低压环流指数P、 与印度同期降水显著相关,与中国同期降水也有一定相关。P与两国同期降水以负相关为主,即印度低压强年,两国某些地区降水异常增多;而 与两国同期降水以正相关为主,即印度低压中心偏东,两国某些地区同期降水偏多;反之亦然。     

夏季新疆降水异常与印度降水的关系

利用1960-2003年6～8月新疆75个气象站降水量、印度地区降水量和NCEP/NCAR再分析资料,分析了新疆夏季降水量与印度降水之间的关系,以及印度降水变化与新疆降水异常联系的可能的物理机制.研究表明.印度降水与新疆夏季降水量之间存在显著的反相关关系,它们之间的线性相关系数为-0.39.夏季印度降水变化与其西北侧的西亚-中亚地区对流层平均温度呈显著正相关,从而与对流层高层南亚高压中心东西振荡和高压西部强弱,西亚地氏副热带西风急流(西亚急流)强度和南北位置振荡,500 hPa伊朗高压南北和东西振荡密切联系,夏季印度降水变化通过与这些影响新疆降水的系统联系而与新疆夏季降水呈显著的反相关关系.Eliassen-Palto通量(EP通量)的动力学诊断分析进一步表明,印度季风偏强(偏弱)导致南亚高压两侧由南向北进入亚洲西风急流人口处的波作用通量偏强(偏弱),使得西亚急流偏强(偏弱)、偏北(偏南).     

青藏高原东南侧南风演变特征及其与中国东部春季降水的关系分析

使用1979-2008年NCEP/NCAR再分析数据集资料分析了全年各月经向风特征,发现青藏高原东南侧存在一个全年盛行南风的区域(22.5°～30°N、105°～110°E),即常年南风区.该区域南风呈现冬弱夏强的演变特征,尤其在春夏时期呈现双峰值状态,峰值分别出现在15候和37候左右.进一步分析表明,常年南风区南风与我国南方春季降水有着较好的对应关系.15候左右常年南风区南风第一次增强并达到峰值,持续的强南风使得我国南方地区降水随之有突然增加的趋势,进入春雨期.高原东南侧常年南风区南风两个峰值出现的原因并不相同.15候左右出现的绕流南风大值是由于高原的突然加热产生的低空气旋性环流叠加在绕流西风上,从而造成了南风的加强,湿润的偏南风给华南地区带来持续的降水,江南春雨开始.而37候左右出现的绕流南风大值是由于南海夏季风爆发后,孟加拉湾槽前强大的西南风加强了该处的绕流南风,使得南风势力变得更为强大,推进到我国长江中下游地区.     

北半球雪盖的气候特征及与印度季风降水的关系

利用卫星观测的1966年11月－2000年12月北半球雪盖资料，研究了北半球、欧亚、北美和青藏高原雪盖的气候学特征及其变化趋势。通过对雪盖与印度季风的分析，得出：（1）欧亚冬季（12月－翌年3月）雪盖面积与印度季风降水（6－9月）呈反相关，并指出印度季风降水不仅受欧亚雪盖的影响，可能与暖水年有一定的联系。（2）青藏高原10、11月雪盖面积与次年印度季风爆发及降水关系较好，并提出可能的影响机制。     

青藏高原、中国东部及北美副热带地区夏季降水系统发生频次的TRMM资料分析

利用1998—2011年夏季（6—8月）TRMM卫星资料分析青藏高原（TP）、中国东部（EC）及北美副热带西部（WNA）和东部（ENA）降水系统的发生频次,定义降水系统为TRMM测雨雷达观测到近地面有降水的相邻像元组成的个体,即RPF （Radar Precipitation Feature）,将RPF分为全体RPF、大面积RPF（面积＞1000 km2）和小面积RPF（面积不＜400 km2）3组,对比分析四个区域内各组的RPF个数发生频次和RPF像元个数发生频次,主要结果如下：（1）全体RPF的个数发生频次在青藏高原地区最高,北美东部地区最低;全体RPF的降水像元个数发生频次在中国东部最高,青藏高原最低。（2）四个区域内RPF发生频次的日变化主要为单峰结构,峰值出现在当地午后至傍晚,且大面积RPF的峰值时间晚于小面积RPF的;中国东部地区RPF降水像元个数发生频次则具有双峰结构。（3）RPF降水像元个数发生频次的分析结果与以往基于地面观测降水量的分析结果相似。     

夏季中国华北降水、印度降水与太平洋海表面温度的耦合关系

本文基于1951~2014年的站点观测资料以及再分析资料,应用多变量经验正交分解法（MEOF）研究了年际尺度上华北夏季降水、印度夏季降水与海表面温度之间的耦合关系（主要模态）。结果表明:当印度夏季降水偏强时,若同期夏季赤道中东太平洋海温表现为La Ni?a位相,则西太平洋暖池对流加强,副热带高压偏西偏北,有利于华北夏季降水与印度夏季降水一致增强。反之,当印度大部降水偏弱时,若同期夏季赤道中东太平洋海温表现为El Ni?o位相,则华北夏季降水和印度夏季降水一致减弱。然而,两地夏季降水的协同变化关系并不总是成立。当赤道中东太平洋海温异常随时间演变表现为冬春El Ni?o衰减型时,伴随着印度洋偶极子（IOD）正位相的衰减过程,这会减弱东亚夏季风,使得华北夏季降水偏少。此时印度半岛夏季降水增强区集中在其西部,无法形成连接印度和华北夏季降水异常的环半球遥相关（CGT）波列,可能使得华北夏季降水异常与全印度夏季降水异常成相反形势。这些结论揭示了中国华北夏季降水、印度夏季降水和海表面温度之间的耦合关系,有助于进一步理解海温外强迫对两地夏季降水之间相关关系的作用,从而对华北夏季降水的预测具有参考意义。     

过去500年印度夏季风降水与ENSO的关系

为了研究大尺度背景场对ENSO和印度夏季风降水关系的调制作用,更好地预报气候变暖背景下印度夏季风降水的年际变化,本文利用重建的10套ENSO指数和印度降水资料,研究了ENSO和印度夏季风降水在过去500 a(1470-1999年)中的关系,其存在的原因以及如何理解这一现象,主要侧重于ENSO对印度夏季风的影响.结果 表...     

夏季水汽输送特征及其与中国降水异常的关系

利用1958－1999年NCEP／NCAR再分析资料研究了水汽输送特征，表明：全球纬向水汽输送在南北半球中高纬度由西向东，在低纬由东向西，分别与中纬度西风带和热带东风带一致，经向输送在夏季由南半球向北半球输送，冬季则刚好相反，就全年来说水汽也是从南半球向北半球输送。南北半球副热带地区是大气水汽源，热带和中高纬是大气水汽汇，夏季中国大部分地区也是水汽汇。讨论了中国夏季3类雨型与异常水汽输送的关系，结果表明中间型雨带对应中国东部有一支东北异常水汽输送和另一支西南异常输送在长江流域辐合；南方型雨带对应一支东北异常输送和另一支来自西太平洋副高西北侧的西南异常输送在华南辐合，北方型雨带对应中纬度西风异常输送与副高西北侧的西南异常常输送在华北辐合。     

中国东部极端降水变化特征及其与大气稳定度的关系

利用100°E以东地区通过5%质量控制的392个站逐日降水资料,对近50 a我国东部极端降水变化特征进行分析,并以1948—1976年和1977—2008年为研究子时段,讨论前后两阶段东部地区的大气湿位涡差异及大气稳定度状况。结果表明:我国东部地区极端降水表现出显著的南北差异;北方尤其是华北东部,极端降水量及其所占降水量比例均有下降趋势,而南方尤其是在长江中下游地区二者均呈增加趋势。湿位涡呈"南减北增"的趋势,对流稳定度和斜压稳定度在南方均出现变弱趋势,在北方则增强。大气性质的南北显著变化是我国东部地区极端降水呈"南增北减"分布型的一个重要原因。进一步研究表明,高纬度地区300 hPa层在1976年之后表现为温度负距平场中心,使东部地区高空热力性质产生差异,进而影响了对流稳定度的变化;同时冷中心北侧高层西风分量减小,南侧高层西风风量增大,斜压稳定度相应出现减弱和增强的变化趋势。     

Surface and upper air temperatures over India in relation to monsoon rainfall

Summary The relationship between the all-India summer monsoon rainfall and surface/upper air (850, 700, 500 and 200 mb levels) temperatures over the Indian region and its spatial and temporal characteristics have been examined to obtain a useful predictor for the monsoon rainfall. The data series of all-India and subdivisional summer monsoon rainfall and various seasonal air temperatures at 73 surface observatories and 9 radiosonde stations (1951–1980) have been used in the analysis. The Correlation Coefficients (CCs) between all-India monsoon rainfall and seasonal surface air temperatures with different lags relative to the monsoon season indicate a systematic relationship.The CCs between the monsoon rainfall and surface-air temperature of the preceding MAM (pre-monsoon spring) season are positive over many parts of India and highly significant over central and northwestern regions. The average surface air temperature of six stations i.e., Jodhpur, Ahmedabad, Bombay, Indore, Sagar and Akola in this region (Western Central India, WCI) showed a highly significant CC of 0.60 during the period 1951–1980. This relationship is also found to be consistently significant for the period from 1950 to present, though decreasing in magnitude after 1975. WCI MAM surface air temperature has shown significant CCs with the monsoon rainfall over eleven sub-divisions mainly in northwestern India, i.e., north of 15 °N and west of 80 °E.Upper air temperatures of the MAM season at almost all the stations and all levels considered show positive CCs with the subsequent monsoon rainfall. These correlations are significant at some central and north Indian stations for the lower and middle tropospheric temperatures.The simple regression equation developed for the period 1951–1980 isy = – 183.20 + 8.83x, wherey is the all-India monsoon rainfall in cm andx is the WCI average surface air temperature of MAM season in °C. This equation is significant at 0.1% level. The suitability of this parameter for inclusion in a predictive regression model along with five other global and regional parameters has been discussed. Multiple regression analysis for the long-range prediction of monsoon rainfall, using several combinations of these parameters indicates that the improvement of predictive skill considerably depends upon the selection of the predictors.With 9 Figures     

华北夏季大气水汽输送特征及其与夏季旱涝的关系

本文利用ECMWF再分析资料ERA40和中国160站的降水资料,分析了我国华北地区1958年-2002年夏季的大气水汽含量和水汽输送的基本气候特征,研究了华北夏季旱涝年的大气水汽含量和水汽输送异常情况,最后利用线性回归的方法探讨了该地区大气水汽含量和水汽输送的变化趋势.结果表明:华北地区夏季降水的大气水汽来源主要有3支:来自孟加拉湾的水汽、来自我国南海和西太平洋的水汽以及中高纬西风带的水汽输送.华北地区对流层低层以经向水汽输送通量为主,到了中高层则以纬向输送通量为主;与华北地区夏季旱涝密切相关的异常水汽输送主要是南海和西太平洋以及西风带水汽输送异常,华北地区南边界水汽输入异常和东边界水汽输出异常是造成华北夏季旱涝年水汽收支异常的主要原因;近半个世纪以来,伴随着华北干旱化的加剧,华北地区南边界输入的大气水汽呈现显著的减少趋势.     

Stratospheric zonal wind and temperature in relation to summer monsoon rainfall over India

Summary  The interannual variability of the Indian summer monsoon (June–September) rainfall is examined in relation to the stratospheric zonal wind and temperature fluctuations at three stations, widely spaced apart. The data analyzed are for Balboa, Ascension and Singapore, equatorial stations using recent period (1964–1994) data, at each of the 10, 30 and 50 hPa levels. The 10 hPa zonal wind for Balboa and Ascension during January and the 30 hPa zonal wind for Balboa during April are found to be positively correlated with the subsequent Indian summer monsoon rainfall, whereas the temperature at 10 hPa for Ascension during May is negatively correlated with Indian summer monsoon rainfall. The relationship with stratospheric temperatures appears to be the best, and is found to be stable over the period of analysis. Stratospheric temperature is also significantly correlated with the summer monsoon rainfall over a large and coherent region, in the north-west of India. Thus, the 10 hPa temperature for Ascension in May appears to be useful for forecasting summer monsoon rainfall for not only the whole of India, but also for a smaller region lying to the north-west of India. Received July 30, 1999 Revised March 17, 2000     

中国东部夏季极端降水统计特征及其与El Nio的联系

选取中国东部1961—2012年夏季5—9月无缺测429站逐日降水资料,利用广义帕雷托分布(GPD)拟合,研究中国东部52 a以及El Nio发展年和衰减年极端降水的统计特征,并分析其成因。结果表明:1)中国东部降水阈值呈由东南向西北递减的态势,且基本为线性增加趋势。2)华南地区尺度参数最大,出现极端降水的概率大。黄河以南地区尺度参数变化趋势正值较多,出现极端降水的概率增加。3)El Nio发展年夏季,西太平洋上有气旋环流异常,中国东南部受气旋西侧的异常偏北气流影响,多地阈值偏小,只有福建东南部及黑龙江中西部易发生破纪录的极端降水。4)El Nio衰减年夏季,西太平洋上为异常反气旋环流,中国东南部受反气旋西侧的异常偏南气流影响,多地阈值偏大,广东中东部及皖鄂赣交界处发生洪涝灾害的可能性增大。     

Circulation system configuration characteristics of four rainfall patterns in summer over the East China

Theoretical and Applied Climatology - In this study, the simultaneous atmospheric circulation system configuration characteristics of the four rainfall patterns (FRP) over the East China during the...     

Trend analysis of rainfall and temperature and its relationship over India

This study investigated the trends in rainfall and temperature and the possibility of any rational relationship between the trends over the homogeneous regions over India. Annual maximum temperature shows an increasing trend in all the homogeneous temperature regions and corresponding annual rainfall also follow the same pattern in all the regions, except North East. As far as monthly analysis is concerned, no definite pattern has been observed between trends in maximum and minimum temperature and rainfall, except during October. Increasing trends of maximum and minimum temperature during October accelerate the water vapor demand and most of the lakes, rivers, ponds and other water bodies with no limitation of water availability during this time fulfills the water vapor demand and shows an increasing trend of rainfall activity. This study shows there exists no direct relationship between increasing rainfall and increasing maximum temperature when monthly or seasonal pattern is concerned over meteorological subdivisions of India, however we can make a conclusion that the relation between the trends of rainfall and temperature have large scale spatial and temporal dependence.     

春季青藏高原感热对中国东部夏季降水的影响和预测作用

利用1980-2012年青藏高原中、东部71个站点观测资料、全中国756站的月降水资料、哈得来中心提供的HadISST v1.1海温资料以及ERA-Interim再分析资料,综合青藏高原的感热加热以及全球海温,研究了春季青藏高原感热对中国东部夏季降水的影响,并建立预报方程,探讨了青藏高原春季感热对中国降水的预报作用。结果表明,青藏高原春季感热与中国东部降水关系密切,青藏高原春季感热异常增强伴随着长江流域中下游同期降水增多,后期夏季长江流域整流域降水也持续偏多,华南东部降水偏少。春季青藏高原感热的增强与环北半球中高纬度的罗斯贝波列密切相关,扰动在北太平洋形成的反气旋环流向西南方向延伸至西北太平洋,为长江流域输送大量的水汽,有利于降水的发生。夏季,伴随着前期青藏高原感热的增强,南亚高压位置偏东,西北太平洋副热带高压（西太副高）位置偏西偏南,西太副高北侧为气旋式环流异常。在西太副高的控制下,华南东部降水减少;西太副高西侧的偏南气流为长江流域带来大量水汽,并与来自北部气旋式环流异常西侧的偏北风发生辐合,降水增多。青藏高原春季感热异常是华南和长江流域夏季降水异常的重要前兆信号。加入青藏高原春季感热后,利用海温预报的华南、长江流域夏季降水量与观测值的相关系数有所提高,预报方程对区域降水的解释方差提高约15%。      

Northeast monsoon rainfall variability over south peninsular India and its teleconnections

Rainfall over south peninsular India during the northeast (NE) monsoon season (Oct–Dec) shows significant interannual variation. In the present study, we relate the northeast monsoon rainfall (NEMR) over south peninsular India with the major oscillations like El Ni?o Southern Oscillation (ENSO), Indian Ocean Dipole (IOD), and Equatorial Indian Ocean Oscillation (EQUINOO) in the Indian and Pacific Oceans. For establishing the teleconnections, sea surface temperature, outgoing long wave radiation, and circulation data have been used. The present study reveals that the positive phase of ENSO, IOD, and EQUINOO favor the NEMR to be normal or above normal over southern peninsular India. The study reveals that the variability of NEMR over south peninsula can be well explained by its relationship with positive phase of ENSO, IOD, and EQUINOO.