1961—2017年江西省汛期降水分型研究

采用EOF、REOF方法、Mann-Kendall等检测分析方法对江西省1961—2017年汛期降水进行分型,并从阻塞高压、西太平洋副热带高压、水汽输送三个方面对比了江西汛期降水不同类型对应的大气环流特征及主要差异。结果表明:江西省汛期降水空间场可分为全省一致型、南北反向型、南北—中部反向型。江西省汛期降水可分为赣北型、赣南型、赣中型,这三个分区较好地反映了江西省汛期降水地域上的差异分布,且与江西地理区划上的赣北、赣中、赣南基本吻合。赣北型汛期的降水量呈减少趋势,其他两种模态汛期降水呈增多趋势,三种模态的降水趋势发生突变但不显著。三种降水模态的大气环流特征不同:赣北型为宽广的斜槽内引导冷空气从贝加尔湖分裂南下,面积偏大、脊线偏北的副热带高压与孟加拉湾的西南水汽推动暖湿空气在江西的北部交汇;赣南型为亚欧中高纬呈经向环流,我国南方大部为正高度距平,副热带高压位置偏南,水汽输送较弱,雨区偏南;赣中型为高纬度受负高度距平控制,冷空气势力较强,在中纬度两个稳定维持的阻塞高压配置下,大量堆积、南下,与西南暖湿气流在江西省中部汇合。     

2015年汛期我国南方季节内东西反相旱涝型及环流特征

本文利用站点数据、再分析数据,采用经验正交函数分解(EOF)、合成分析等统计方法,探讨了2015年汛期(4—9月)内我国南方逐候降水的空间模态及其对应的环流特征。结果表明:2015年汛期,南方地区汛期总体表现为东西反向降水型,体现了强El Nino发展年的一般特征,但进一步分析发现汛期内候尺度东西反向降水型具有多样性特征。对候尺度降水资料EOF展开后的第一模态(EOF1)和第三模态(EOF3)为两类东西反相型降水,在对流层高、中、低层都有明显的差异。EOF1东多西少(A1)型是由低层菲律宾反气旋主导的降水型,副热带高压偏强西伸显著,南亚高压偏强偏东,我国南方东部的大部分地区降水偏多。而EOF3的东多西少(A2)型是由热带气旋活动主导的降水型,南海北部为气旋式环流;副热带高压偏强,相对于A1型偏东;南亚高压较常年同期偏强、偏东,东南沿海降水偏多。EOF1的东少西多(B1)型明显受到南下冷空气活动的影响,副热带高压偏强,位置相对偏东,印缅槽增强,有利于南方西部降水偏多。而EOF3的东少西多(B2)型是菲律宾反气旋位置异常主导的结果,副热带高压明显偏强偏西,引导水汽到南方西部地区。2015年汛期内东西反相旱涝型与菲律宾反气旋活动及位置、热带气旋活动及位置、冷空气活动路径有密切的关系,受到多种环流配置的影响。     

2015年汛期我国南方季节内东西反相旱涝型及环流特征

本文利用站点数据、再分析数据,采用经验正交函数分解(EOF)、合成分析等统计方法,探讨了2015年汛期(4—9月)内我国南方逐候降水的空间模态及其对应的环流特征。结果表明:2015年汛期,南方地区汛期总体表现为东西反向降水型,体现了强El Nino发展年的一般特征,但进一步分析发现汛期内候尺度东西反向降水型具有多样性特征。对候尺度降水资料EOF展开后的第一模态(EOF1)和第三模态(EOF3)为两类东西反相型降水,在对流层高、中、低层都有明显的差异。EOF1东多西少(A1)型是由低层菲律宾反气旋主导的降水型,副热带高压偏强西伸显著,南亚高压偏强偏东,我国南方东部的大部分地区降水偏多。而EOF3的东多西少(A2)型是由热带气旋活动主导的降水型,南海北部为气旋式环流;副热带高压偏强,相对于A1型偏东;南亚高压较常年同期偏强、偏东,东南沿海降水偏多。EOF1的东少西多(B1)型明显受到南下冷空气活动的影响,副热带高压偏强,位置相对偏东,印缅槽增强,有利于南方西部降水偏多。而EOF3的东少西多(B2)型是菲律宾反气旋位置异常主导的结果,副热带高压明显偏强偏西,引导水汽到南方西部地区。2015年汛期内东西反相旱涝型与菲律宾反气旋活动及位置、热带气旋活动及位置、冷空气活动路径有密切的关系,受到多种环流配置的影响。     

2007年鹤岗夏季干旱成因分析

通过对西太平洋副热带高压活动、中纬度高空环流形势特征场、天气系统演变及地形特点分析得出:西太平洋副热带高压偏南、偏西,抑制了西南暖湿气流北上;中高纬环流平直,冷空气南下受到遏制;东亚大槽偏深,额海高压和日本海高压始终没建立起来,对进入黑龙江省的冷空气形成不了阻塞作用,大多数系统直接减弱入海;鹤岗位于小兴安岭余脉东坡,较弱的西来系统没有西南气流补充水汽和能量,降水明显减弱或根本不产生降水等不利因素均与2007年鹤岗夏季严重干旱少雨天气密切相关.     

江西春季降水异常的环流特征及其对ENSO事件的响应

利用江西省83个气象观测站1961—2018年春季(3—5月)逐日降水资料和NCEP/NCAR逐日再分析资料,对江西春季降水异常的大气环流特征及其对ENSO事件的响应进行了研究。结果表明:江西春季降水异常偏多年,中层500 hPa中高纬地区受欧亚型环流(EU型)影响,乌拉尔山附近阻塞高压系统活动频繁,贝加尔湖地区低槽偏强,西太平洋副热带高压(简称西太副高,下同)偏强,有利于北方冷空气南下并与偏南暖湿气流在江西上空交汇;低层850 hPa菲律宾以东西太平洋地区为异常反气旋环流控制,造成南海水汽向江西地区输送加强。而江西春季降水异常偏少年,其环流特征表现则与之相反。ENSO是影响江西春季降水的重要强迫信号,厄尔尼诺(拉尼娜)衰减年,春季东亚地区低层850 hPa西太副高偏强(弱),有(不)利南海上空水汽向江西地区输送,低层辐合(辐散)和高层200 hPa辐散(辐合)形成的动力抬升条件是造成江西地区降水偏多(少)的主要原因。     

长江流域夏季降水异常主模态变化特征及其成因分析

利用1961-2014年长江流域202个地面观测站日降水量、中国地面降水格点数据集(V2. 0)及JRA-55再分析资料,分析了长江流域夏季降水异常主模态变化特征及其可能成因。结果表明,长江流域夏季降水存在两种空间分布型:第一模态为流域一致型变化,具有显著的年际变化特征,对应长江流域典型旱涝年份;第二主模态在空间上为南北反向型变化,年际变化与显著的年代际尺度相叠加。进一步分析表明,长江流域夏季降水第二主模态与斯堪的纳维亚半岛附近的反气旋式环流异常相联系,并通过200 h Pa波列将异常信号传递到东亚,使得南亚高压向西收缩,西北太平洋副热带高压减弱东退,东亚地区夏季水汽输送偏东、偏南,有利于水汽在长江流域南部辐合,北部辐散,使得长江流域夏季降水呈南北反向变化。     

江西省汛期降水集中度和集中期时空分布特征

利用1961—2021年汛期（4—6月）江西省83个气象站点的逐日降水序列资料,计算了江西省汛期候尺度降水集中度（PCD）和集中期（PCP）,运用合成分析、趋势分析方法分析了江西省汛期降水的不均匀特征。结果表明：江西省PCD的变化区间为0.12—0.43,PCP的变化区间为5月第1候至6月第5候,说明江西省汛期降水较为均匀,但近年来降水有更集中的趋势。在空间分布上,赣南南部和赣北东部降水较为集中,降水集中期自南向北逐渐推迟,主要出现在6月中下旬。从变化趋势来看,PCP在赣南南部和赣中东部为偏早趋势,赣中北部和赣北地区有偏晚的趋势,PCD的趋势并不明显。多雨年PCD大值区主要在赣中地区,最大降水出现在6月;少雨年PCD大值区在赣北中南部和赣南东部地区,最大降水出现在5月。     

2019年江西严重夏秋连旱特征及成因分析

2019年江西出现罕见夏秋连旱过程,为有气象记录以来范围最广、强度最强的气象干旱,持续时间长达５个多月之久。期间出现了4轮大范围持续晴热高温天气过程,全省平均高温日数达45.4 d,多项气象指标创历史之最。利用MICAPS观测资料、江西省93个气象台站降水、气温资料以及NCEP/NCAＲ再分析资料、NOAA海表温度和向外长波辐射资料,对此次夏秋连旱天气过程的特征及成因进行了分析,结果表明：1） 中高纬环流平直,强盛西风气流阻挡了南北气流交换,冷空气难以南下,而副热带高压面积偏大、强度偏强、位置偏西,切断西南气流路径,暖湿空气难以北上,使得冷暖空气不能在长江及其以南地区交汇,是江西长时间持续干旱的主要原因;大气环流在本该发生调整的时期没有及时调整,是江西夏旱连秋旱的另一主要原因。2） 东海和南海的水汽偏南向西北方向输送,孟加拉湾的水汽偏西向北方向输送,三条水汽通道在四川及以北地区汇合,到达江西的水汽通量输送较常年同期异常偏弱,不利于江西降水的产生。3） 赤道中东太平洋海面异常降温,引起赤道太平洋Walker环流发展,Hadley环流加强,使得包括江西在内的长江中下游以南地区下沉运动增强;而副热带西太平洋低值系统活跃,使得副热带高压长时间稳定维持在偏北的位置,加剧了江西干旱的发生。     

陕西强连阴雨天气个例的综合分析

利用T213客观分析资料,对陕西2003年8月24日~9月7日强连阴雨天气过程的综合分析表明,连阴雨发生在欧亚稳定的环流形势下,乌拉尔山阻塞高压的建立和稳定使东亚中纬度纬向环流得以长时间维持。偏北、偏西、偏强的西太平洋副热带高压,不仅使冷空气受阻于秦岭山脉附近,同时其外围的偏南气流也为雨区提供了丰富的水汽,而乌拉尔山阻塞高压的崩溃引导冷空气大举南下,西太平洋副热带高压的东移南退则预示着持续的降水天气的结束。东亚合成环流的垂直结构表明,连阴雨期间秦岭邻近地区始终处于锋区中,并存在低空辐合、高空辐散的垂直结构。水汽条件分析表明连阴雨期间水汽的输送主要在对流层底部。热力学条件分析显示连阴雨期间河套始终为高潜热能区和位势不稳定区,偏南气流对热量的输送与高潜热能的维持有密切的关系,而低层偏东气流的加强促使了潜热能的释放,并导致了秦巴山区强降水天气的产生。     

夏季西太平洋副热带高压异常时的东亚大气环流特征

利用NCAR/NCEP月平均再分析资料,探讨夏季西太平洋副热带高压异常时东亚热带季风、梅雨锋及中高纬环流的变化特征.研究表明:夏季西太平洋副热带高压脊线异常偏南或脊点异常偏西时,东亚夏季风环流偏弱,850 hPa矢量风距平场上东亚热带地区出现反气旋性环流,副热带地区呈气旋性环流,500 hPa垂直速度距平场上东亚热带地区上升运动减弱,梅雨锋区上升运动加强,500 hPa高度上东亚高纬鄂霍次克海区域出现阻塞高压,高纬冷空气直达中纬度,梅雨锋扰动加强,造成江淮流域汛期降水偏多.夏季西太平洋副热带高压脊线异常偏北或脊点异常偏东时,东亚夏季风环流偏强,东亚大气环流系统的活动出现了与上述情况相反的异常型,江淮流域汛期降水偏少.