近46年中国冬季日均气温及极端温度的变化

应用1961—2006年我国599个站的冬季逐日平均温度资料,分析了冬季各月最低（高）日均温度、低温日数及三种极端温度指数的变化趋势。结果表明冬季各月最低、最高温度的变化均呈明显上升趋势,2月份升温最显著,日均气温低于5℃的冷日数和日均气温低于-10℃的严寒日数在冬季各月都是减少的。全国近46年冬季极端低温日数呈明显减少的趋势,1986年出现一次跃变,2006年最少;极端高温日数普遍增加,1995年出现跃变,1998年达到峰值;霜冻日数在27N-46N间区域显著减少,跃变点在1987年,最低值出现在1998年。     

陕西近50年极端气温事件分析

为分析陕西极端温度事件的气候变化特征,选用陕西75站1961～2010年逐日平均气温、最高气温和最低气温资料,应用气候统计诊断分析方法,分析了陕西近50年极端气温事件的气候变化事实。结果表明:近50年陕西极端冷事件发生的频次呈显著减少趋势,其中陕北长城沿线风沙区和黄土高原沟壑区的冷夜日数、冷昼日数、结冰日数、冬季寒冷日数、冬季严寒日数减少趋势尤为显著;关中平原霜冻日数、冷夜日数、冷昼日数呈明显减少趋势,秦岭南麓浅山区和汉江河谷及巴山山区冷夜、冷昼日数也呈现减少趋势。与此同时陕西极端暖事件发生频次呈显著增多趋势,陕北长城沿线风沙区暖夜、暖昼日数线性增加率为6～7d/10a,秦岭南麓浅山区暖昼日数增加趋势显著,其线性增加率达到6.3d/10a,而关中平原炎热夜数也呈比较显著的增加趋势。     

黑龙江冬季极端低温气候特征与环流异常

为了更深入的了解黑龙江省冬季极端最低气温气候特征和对应的环流特征,定义了均值倍率来描述极端低温事件的变化特征,并通过百分位法定义了极端低温阈值,从而分析了黑龙江省极端低温事件的时空变化特征及其与环流之间的关系。研究结果表明:黑龙江省冬季极端低温事件总体呈减少趋势,在20世纪80年代中期以前处于偏多期,之后进入偏少期,近两年有增多趋势;在大部分极端低温事件偏多年里,东北地区上空500hPa高度场为负距平控制,极地地区为正距平控制,东亚大槽偏强,欧亚地区盛行经向环流,这有利于冷暖空气南北交换,使得极地冷空气不断南下侵袭黑龙江地区,造成该地区气温偏低,相应的极端低温事件也就增多;而在海平面气压上表现出的是西伯利亚高压偏强,阿留申低压偏弱。     

极地平流层位势高度变化与中国冬季气温的关系

平流层异常对于对流层的影响研究,尤其是将平流层的异常信号加入中长期天气预报已成为近年来的研究热点。首先利用NCEP/NCAR再分析资料和国家气候中心提供的160站气温资料,采用SVD方法深入分析平流层位势高度场与中国冬季气温的关系。结果表明,极涡与中国东北地区温度有着非常密切的联系。即当中高纬地区位势高度场减弱时(极涡增强),东北地区的温度上升;中高纬地区位势高度场增强时(极涡减弱),东北地区的温度下降。进一步通过挑选出的6个东北亚型强极涡年,6个北美型强极涡年和8个弱极涡年,分别对冬季位势高度场和温度场进行合成分析、小波分析和交叉谱分析。结果发现,东北亚型强极涡和中国东北地区冬季气温的关系最为密切,平流层关键区位势高度场和东北地区地面温度场都有着50天左右的振荡周期,并且关键区位势高度场的季节内振荡有着超前于温度场的特征;北美型强极涡和东北地区温度的联系较小;弱极涡与东北地区温度的关系也不太明显。     

夏冬季热带太平洋、印度洋海表温度年际异常的年代际变化

用Nino3指数、印度洋单极指数、偶极子指数描述热带太平洋、印度洋海表温度(SST)的年际异常，季节分析表明：冬季Nino3区与热带印度洋海表温度距平(SSTA)相互关系表现为单极，且1976年以后两者的相互关系减弱，其可能原因：一是冬季是ENSO(厄尔尼诺)事件的盛期；二是冬季西太平洋暖水区东移，造成两洋的垂直纬向环流耦合减弱。夏季两者相互关系表现为偶极，1976年以后两者的相互关系加强，其可能原因，一是夏季是偶极子盛期，ENSO事件的发展期；二是夏季西太平洋暖水区虽然东移，但暖水区位置偏北，且东南印度洋的上升支强度增大，造成两洋的．纬向环流耦合更强烈。     

夏冬季热带太平洋、印度洋海表温度年际异常的年代际变化

用Nino 3指数、印度洋单极指数、偶极子指数描述热带太平洋、印度洋海表温度 (SST)的年际异常 ,季节分析表明 :冬季Nino3区与热带印度洋海表温度距平 (SSTA)相互关系表现为单极 ,且 1976年以后两者的相互关系减弱 ,其可能原因 :一是冬季是ENSO(厄尔尼诺 )事件的盛期 ;二是冬季西太平洋暖水区东移 ,造成两洋的垂直纬向环流耦合减弱。夏季两者相互关系表现为偶极 ,1976年以后两者的相互关系加强 ,其可能原因 ,一是夏季是偶极子盛期 ,ENSO事件的发展期 ;二是夏季西太平洋暖水区虽然东移 ,但暖水区位置偏北 ,且东南印度洋的上升支强度增大 ,造成两洋的纬向环流耦合更强烈     

北半球环状模变化特征及其对中国冬季气温的影响

平流层异常对于对流层的影响研究,尤其是与中国天气气候的关系已成为近年来的研究热点。首先利用1951~2010年逐月NAM指数(NAMI)序列,采用小波方法分析了北半球环状模的时间变化特征。结果表明,近60年来,尤其是自1970年以来,北半球环状模NAM指数一直呈现持续增长趋势,并存在15a的年代际振荡周期,在1970s前8a的年际振荡明显。进一步挑出9个NAM指数强值年和8个NAM指数弱值年,结合中国160台站的气温资料和NCEP/NCAR再分析资料,探讨NAM指数变化对中国冬季气温的影响。结果发现,在NAM指数强值年,相对于NAM指数弱值年,中国北方、东部地区尤其在东北南部和华北地区气温偏高,西南的大部分地区气温偏低;NAM指数与中国东北冬季气温呈明显的正相关,同期相关性最好。     

利用GRACE/GRACE-FO重力卫星探测黄河流域水储量能力及极端气候发生的可能性

基于2004~2021年GRACE/GRACE-FO重力卫星数据反演黄河流域陆地水储量时空变化,并构建干旱指数模型和洪水因子模型,对黄河流域的极端气候现象进行分析研究。结果表明,2004~2021年黄河流域的陆地水储量以0.56 cm/a的速度减少,具有明显的季节周期性特征,在夏季和秋季呈盈余状态,春季和冬季呈亏损状态;干旱指数模型监测到期间黄河流域发生极度干旱事件22次、重度干旱事件37次,干旱事件范围涵盖整个黄河流域;洪水因子模型探测到黄河流域共发生洪水事件118次,多出现在夏季和秋季雨水较为丰沛的时候,期间黄河流域陆地水储量能力较弱,降雨量增大。利用GRACE/GRACE-FO重力卫星数据构建的干旱指数模型和洪水因子模型探测的气象结果与实际观测结果较为符合,能真实反映黄河流域发生的极端气候,可为极端气候研究提供有利工具。     

2013年夏季中国南方区域性高温天气的成因分析

为了对2013年夏季中国南方区域性高温天气进行系统的分析,采用统计分析等方法,利用常规气温资料及NCEP/NCAR再分析资料讨论了此次高温的特征及成因。结果表明：2013年夏季中国南方地区发生的高温事件相对历史同期增多,主要集中在华南北部至华北南部一带,其区域性高温天气的极端性十分突出,研究区域内的日平均气温、平均日最高气温、平均日最低气温以及高温日数都打破最高纪录,为历史罕见;西太平洋副热带高压范围偏大、强度偏强、西伸脊点位置偏西、脊线偏北,南亚高压偏北偏东,热带气旋活动范围偏南,出梅较早、梅雨季节短等因素导致中国南方长江中下游地区出现了长时间的区域性高温天气。     

近33年来渭河流域蒸发皿蒸发量的变化特征及原因分析

为了研究渭河流域气候变化趋势及其成因,利用陕西渭河流域43个气象台站1978~2010年观测资料,采用气候趋势系数、气候倾向率和相关系数方法,分析了近33年来陕西渭河流域的蒸发皿蒸发量及其影响因子的相关性和变化趋势。结果表明:近33年来陕西渭河流域年蒸发皿蒸发量呈波动状升高,但并非显著性上升;春季和冬季的蒸发皿蒸发量表现为上升趋势,夏季和秋季则为下降趋势;四季蒸发皿蒸发量的下降主要在渭北西部;导致陕西渭河流域年蒸发皿蒸发量上升的主要原因是平均气温上升和降水量下降。     

川渝冬季降水的年际变化及其与海温异常的关系

为了认识川渝冬季降水与海温之间的关系,利用川渝地区44个站点降水资料和海表温度资料并借助EOF分解、小波分析和相关分析等方法,讨论了川渝冬季年际降水变化特征及其与前期海温异常之间的关系。结果表明：川渝冬季年际降水空间分布主要有3个类型,EOFl型为川渝冬季降水的一致偏多（偏少）,EOF2型为川渝西南部、东部降水偏少（偏多）,而川渝地区西北部、中部降水偏多（偏少）;EOF3型为川渝西南部降水偏多（偏少）,而东北部降水偏少（偏多）;EOF1型和EOF2型降水与前期海温的相关明显小于EOF3型并较为分散,EOF3型降水与前期夏季、秋季海温在热带中、东太平洋和印度洋中、北部呈现非常显著的正相关,对应ENSO特征非常明显。     

长三角地区分季节多因子本地化T_m模型研究

针对GNSS气象学中大气加权平均温度(Tm)受时空影响的问题,利用长三角地区7个探空站2015~2017年数据,分析Tm与地面温度(Ts)、水汽压(es)和气压(Ps)的线性关系,并基于最小二乘法进行多元线性拟合,建立长三角地区本地化Tm模型。实验结果表明:1)本地化单因子模型效果优于Bevis模型,且双因子和多因子模型与单因子模型效果相当;2)分季节多因子模型优于全局模型,对秋冬季改善效果最为显著;3)分季节多因子Tm模型计算GNSS大气可降水量(PWV)的效果优于Bevis模型。分季节多因子本地化Tm模型更适用于长三角地区,可获得更准确的Tm和PWV。     

热带次表层海温对中国东部夏季气候的影响

热带海洋热状况是影响中国气候变化的主要因子之一,为了研究热带次表层海温如何影响中国气候,通过相关计算和合成分析等方法讨论了热带太平洋至印度洋次表层海温异常对中国东部夏季降水和温度的影响。结果表明:当冬季赤道东印度洋至西太平洋次表层海温偏暖(偏冷),中印度洋和东太平洋次表层海温偏冷(偏暖),夏季,长江中下游地区降水偏少(偏多),华南、华北和东北大部地区降水偏多(偏少);中国东部大范围高温(低温)。其可能的影响途径为,东亚夏季风环流对热带次表层海温异常的响应导致了其年际变化,进而引起中国东部夏季气候的异常分布。     

2011年初云南东部极端低温冰冻灾害天气气候特征及成因分析

利用NCEP/NCAA再分析资料,国家气候中心74项环流指数及云南省122个观测站资料,结合诊断、合成和相关分析等方法,探讨2011年初云南东部极端低温冰冻灾害天气气候特征及成因,并与2008年初低温冰冻灾害进行对比分析。旨在寻找云南低温冰冻天气的预报着眼点,为提前做好防灾减灾工作提供决策依据。研究表明:500hPa高度场欧亚中高纬呈两槽一脊,西西伯利亚高压脊异常强大,贝巴之间为东西向横槽,东亚中高纬呈"+-+"的高度场距平分布,西太平洋副热带高压异常偏东偏弱,南海副高异常偏南偏弱是2011年1月云南东部频遭冷空气影响的大尺度大气环流背景。另外,相关分析发现NINO4区海温持续异常偏冷对应云南东部气温异常偏低。较2008年初持续近2个月的低温雨雪冰冻灾害相比,虽然2011年灾害影响时间较短,范围较小,但冷空气过程频发,昆明准静止锋长时间控制云南东部,最终造成近50年来的极端低温冰冻灾害。     

湖南地区加权平均温度的影响因素分析及建模

利用湖南地区长沙、怀化、郴州3个探空站连续3 a（2012～2014年）的观测数据,以数值积分法计算的大气加权平均温度（Tm）作为参考值,分析Tm与地面气温Ts、水汽压es及大气压Ps之间的相关性,并基于最小二乘原理建立湖南地区多因子Tm模型。研究结果表明,Tm与地面温度Ts和水汽压es呈正相关性,与大气压Ps呈负相关;Bevis模型的Tm偏差主要分布在0～4 K之间,存在一定的系统偏差,而基于Ts单因子的Tm模型偏差主要分布在-2~3 K之间;双因子与三因子精度相当,但均优于单因子模型。总体而言,基于地面气温Ts和水汽压es的双因子Tm模型的精度优于基于Ts的单因子模型,更优于Bevis模型,适用于湖南地区的GPS气象研究及业务应用。     

什邡50年气温变化特征及回归分析

利用什邡市1959—2008年逐日气温资料,采用一元线性回归及5年滑动平均,Mann．Kendall法（M-K）等方法,研究分析了什邡市50年来气温年际变化特征。结果显示：（1）气温以0．13℃／10a的趋势变暖,50年平均上升了0．6℃到0．7℃,其中四季存在显著差异,秋季变暖趋势最明显达0．21℃／10a,春季次之为0．13℃／10a,冬季为0．11℃／10a,夏季最不明显。（2）年平均气温在21世纪初期均有明显变暖突变。     

2011年3月云南一次寒潮天气过程分析

2011年3月15日～18日是一次典型的南支槽与强冷空气相结合的天气过程,此次过程对云南省造成了强降温雨雪天气.为了研究此次天气过程的成因以及为今后类似天气过程提供预报思路,利用6h间隔的NECP 1°×1°再分析资料、常规观测资料和TBB黑体亮温资料,对此次天气过程进行天气学分析和诊断分析.分析结果表明:500hPa高度上中高纬度呈横槽型,横槽与高原东侧的低槽连接,槽后强劲的西北气流为这次寒潮天气过程带来强冷平流;南支槽的东移并加强使暖湿气流不断向云南境内输送;高低层冷暖气流交汇,低层切变线、地面冷锋的持续作用触发了此次降温雨雪天气.