热带东风急流的演变特征及其与亚非降水的关系

为初步了解热带东风急流与亚非降水尤其中国东部、华南地区天气系统之间的关系,利用NCEP/NCAR月平均再分析资料,结合全球综合分析降水集(CMAP)及Ni o3.4海温指数,采用突变检验、小波分析、相关分析、合成分析等方法,对TEJ的结构、演变特征及其与亚非地区降水和大气环流的关系等进行研究。分析表明:TEJ从南海上空向西延伸,经印度到达非洲北部上空,中心位于印度半岛南端、阿拉伯海上空。利用"区域平均"法,定义了热带东风急流指数(TEJI),讨论了该指数62年的年际、年代际变化特征,并分析了TEJI与亚非降水、大气环流及ENSO的关系,结果表明:TEJ呈现强度一致减弱趋势,且突变大致发生在1978年;小波分析表明标准化TEJI存在准10年振荡周期;主要降水带出现在急流入口区右侧和出口区左侧,降水主要位于南亚和东亚季风区内;亚非季风区夏季降水与TEJ响应最敏感的区域是西亚、北非(负相关)、南亚(正相关);海平面气压场和南亚高压与TEJ密切相关,对中国东部和华南地区的旱涝预报起着重要的作用。     

东亚副热带西风急流的时间演变特征及其与中国东部夏季降水的关系

为深入了解东亚副热带西风急流与中国天气系统之间的联系,利用1961-2007年美国国家环境预报中心（NCAR／NCEP）再分析月资料和同期中国596站的降水资料,运用经一纬向急流轴和区域平均两种定义方法分析了西风急流的时间演变特征及其与中国东部降水型的关系,结果表明：（1）两种方法对西风急流东西、南北位置转折时段的分析很接近,分别出现在20世纪80年代和70年代;对西风急流强度、南北位置周期的表征也很一致,分别为10-15年和5-10年。（2）当西风急流位置偏北（南）时,东部地区整层大气环流呈“南北上升中间下沉（南北下沉中间上升）”的形势,850hPa的流场和水汽通量输送都有利于华北地区（江淮河流）的降水,易于形成“南北多中间少（南北少中间多）”的雨带分布,推测这两种反相位雨型的间隔时间为2．5-5年;相比之下,急流东西位置和强度的周期性变化与东部局地降水存在一定联系。     

南亚夏季风期间500hPa环流和系统的变化

应用１９８５年５～９月南亚地区ＯＬＲ格点资料和同期该范围５００ｈＰａ位势高度格点资料，通过自然正交函数（ＥＯＦ）展开和功率谱、交叉谱分析，研究了南亚地区夏季风期间对流发展空间分布的两种主要类型及其和天气系统活动的关系、时间演变特征等。     

青藏高原-热带印度洋地区大气热源的时空变化特征

为了寻求青藏高原一热带印度洋地区大气热源空间变化的敏感区,进一步深入研究季风的形成、变异和预测,利用NCEP1979-2008年的再分析资料计算分析了青藏高原一热带印度洋地区30年来不同季节大气热源分布的气候特征,并且利用经验正交函数分解研究了该区大气热源在夏、冬季的时空变化特征。结论如下：春季大气热源有明显的经向差异;夏季的热源明显比春季的热源强度强,范围广,热源最强中心在孟加拉湾北部大陆边缘;秋季热源区域明显南缩,热源强度较夏季明显减弱;冬季大气热源呈西西南一东东北方向分布,大气热源位置继续南移。对于夏季,前3个模态分别反映了青藏高原一热带印度洋地区大气热源的纬向差异型、经向差异型、西北一东南分布型。对于冬季,前3个模态分别反映了青藏高原一热带印度洋地区大气热源的经向差异主导型、经向差异型、纬向差异型。     

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。     

广东省前汛期多雨或少雨年降水异常研究

广东省前汛期降水的年际变化较大,为对广东地区的旱涝变化有进一步的认识,利用广东省观测资料、NCEP全球再分析资料以及向外长波辐射通量资料,采用经验正交函数分解和合成分析方法研究了1970~2007年广东前汛期4~6月降水的年际变化异常以及时空特征,得出第一类雨型是广东前汛期一致多雨或少雨型。对造成第一类雨型的异常特征进行分析,得出:中高纬度地区大尺度环流场的变异引起环流异常分布,使得副高、西南季风水汽输送、冷空气活动等气候场产生变异,从而引起广东前汛期降水异常。经向风、相对湿度、垂直运动、向外长波辐射通量等分析得到多雨年与少雨年水汽条件、垂直运动条件、对流发展活动环流异常的分布特征。     

青藏高原东部土壤湿度变化及其与中国降水的关系

为进一步了解高原土壤湿度变化及其与中国降水的关系,利用青藏高原东部地区1991~2012年22个站10cm、20cm、50cm 3个层次的土壤相对湿度观测资料,分析高原东部地区土壤湿度的时空分布特征。同时利用全国1992~2012年的降水资料与1992~2011年的土壤相对湿度资料,采用求相关系数的方法分析高原东部土壤湿度与全国降水的关系。结果表明:(1)西藏东部土壤相对湿度由东至西呈递减趋势。(2)10cm土层较干,20cm土层的相对湿度是3层中最大的,50cm土壤的湿度变化较为平缓;表层土壤湿度变化较明显。21年来,各层土壤湿度呈不明显下降趋势。(3)高原东部地区土壤湿度与中国东部降水有显著关系,若东部高原春季土壤湿度偏湿(干),则江淮流域夏季降水偏少(多)。     

青藏高原东部土壤湿度变化及其与中国降水的关系

为进一步了解高原土壤湿度变化及其与中国降水的关系,利用青藏高原东部地区1991～2012年22个站10cm、20cm、50cm 3个层次的土壤相对湿度观测资料,分析高原东部地区土壤湿度的时空分布特征.同时利用全国1992～2012年的降水资料与1992～2011年的土壤相对湿度资料,采用求相关系数的方法分析高原东部土壤湿度与全国降水的关系.结果表明:(1)西藏东部土壤相对湿度由东至西呈递减趋势.(2)10cm土层较干,20cm土层的相对湿度是3层中最大的,50cm土壤的湿度变化较为平缓;表层土壤湿度变化较明显.21年来,各层土壤湿度呈不明显下降趋势.(3)高原东部地区土壤湿度与中国东部降水有显著关系,若东部高原春季土壤湿度偏湿(干),则江淮流域夏季降水偏少(多).     

青藏高原夏季200hPa西风变化特征及其与降水的关系

为了加强高原高空西风变化及其与降水关系的研究,利用NCEP/NCAR月平均再分析资料及中国160个测站月降水资料,采用线性倾向估计、小波分析、相关分析等方法,对青藏高原夏季200hPa西风近几十年的变化特征及其与中国降水的关系进行分析。结果表明:自1948年青藏高原夏季200hPa西风整体呈现显著增强趋势;且高原西风在20世纪50年代前期偏弱,在50年代中后期开始增强,并在80年代出现近62年的最大值,90年代末高原高空西风略有减弱,但不明显;小波分析表明高原200hPa西风具有2~4a的周期,且这一周期成分在50年代及70年代末至80年代前期这两个时段比较显著;高原西风的突变分析表明在1954年发生了一次较明显的增强突变。高原夏季200hPa西风与中国降水关系的分析表明:高原西风增强时在长江流域以北的中国大部分地区降水偏多,以江淮流域、川渝地区西部和东部省界以及中国西北、东北的部分地区表现显著,长江流域以南的大部分地区降水偏少,其中华南沿海及中国西南地区西南部降水偏少更加明显,降水场与大气环流有较好的配置关系。     

500hPa高度场与中国西北春季降水量的耦合特征

对近 35年 ( 1961～ 1995 )春季西北降水量和同期与前期冬季的北半球 5 0 0hPa高度场进行奇异值分解 (SVD) ,得到了同期和前期 5 0 0hPa高度场与西北区春季降水场的高相关区域 ,分析两场之间的耦合关系 ,寻找出有预报意义的环流特征和关键区     

高原季风对500hPa中纬度西风带活动的影响

利用1948--2008年NCEP／NCAR逐月再分析资料和1958—2007年中国560站夏季降水资料,设计了一个区域西风指数,探讨了高原夏季风和500百帕中纬度西风带活动的时间一频率多层次年际、年代际时间尺度变化特征以及对我国夏季降水的影响。结果表明：高原夏季风对区域西风带活动具有显著的影响,近61年来,两者总体变化趋势相反,前者增强后者减弱。除了都具有1—2年、27—28年和线性趋势变化的共同周期外,还呈现出各自的周期变化,并且均发生过一次年代际气候跃变现象,前者发生在20世纪70年代中期,后者发生在80年代中期,高原夏季风由偏弱转为偏强,区域西风由偏强转入偏弱,在跃变前后两者各种周期的时间尺度和强度存在明显的不同。如果排除1—2年周期的不确定性,预计接下来高原夏季风将直接进入偏弱期,区域西风指数可能在3—4年后才转入偏强期,并且高原夏季风会比区域西风指数提前发生突变,对区域西风指数具有一定的指示意义。高原夏季风不仅自身对我国夏季降水产生重要的作用,同时,它通过影响中纬度西风带的活动,间接地影响着我国的夏季降水。     

索马里急流和南亚高压对印度夏季风爆发的协同作用

【目的】探讨索马里急流和南亚高压对印度夏季风(Indian Summer Monsoon,ISM)爆发产生的协同作用。【方法】基于ECMWF欧洲中期天气预报中心第五代再分析资料(ERA5)提供的逐日数据,结合印度气象局对ISM爆发日期(即印度次大陆最南端的喀拉拉邦降水骤升的日期)的统计数据采用功率谱分析、偏相关分析和滑动相关等统计学方法,分析索马里急流和南亚高压对ISM爆发的协同作用。【结果】ISM爆发前1候至当候,印度地区对流层高层南亚高压的范围和强度不断扩大,同时对流层低层索马里急流的强度和范围不断增强,使阿拉伯海地区的西南气流不断增强,将阿拉伯海地区大量水汽输送至印度大陆,在这样有利的条件下,印度南部降水量剧增,ISM爆发;当5月下旬的南亚高压、索马里急流以及阿拉伯海地区水汽通量和气旋性环流均显著偏强时,ISM会提前爆发,降水也会异常偏多。【结论】ISM爆发日期受到索马里急流和南亚高压两者协同作用的影响,而并非单独受到某个系统的影响。     

硫酸盐气溶胶对长江中下游夏季降水年代际转型的影响

为了研究人为硫酸盐气溶胶增长对1970年代末长江中下游夏季降水年代际转型的影响,使用全球气候模式（GFDL—AM2）,对硫酸盐直接气候效应进行了模拟。结果表明,硫酸盐气溶胶增长引起的降水年代际变化与观测到的降水转型有很好的时空一致性;观测中包括副热带高压西伸南移、中国东部近地面异常北风等夏季风年代际减弱信号以及对应的垂直温度、上升运动分布等均能很好地被模式再现。机制上,硫酸盐气溶胶通过引起负辐射强迫,造成中国中东部的大部分地区地面到对流层中层降温,海陆热力对比减小,使东亚夏季风减弱,雨带容易在长江中下游停留,从而导致该区域降水增多。于是,硫酸盐气溶胶增多对长江中下游降水年代际转型有重要贡献。     

西南地区夏季旱涝与厄尔尼诺(拉尼娜)的关系分析

利用中国西南地区多个站点1951~2008年夏季逐月降水资料,1951~2008年的厄尔尼诺(拉尼娜)指数(Nino3.4),对西南地区夏季旱涝与厄尔尼诺(拉尼娜)的相关联系进行了分析,得出以下结论:前期厄尔尼诺(拉尼娜)指数与中国西南地区的夏季降水存在一定的相关关系,如云南的中部,西部和南部,广西的西北部和贵州中部,东南部呈弱的负相关,除这几个地区都是呈现正相关。整个西南地区的相关系数,南部呈负正负,北部呈正的强弱强分布。合成分析表明:厄尔尼诺或拉尼娜事件发生后的夏季,西南地区降水距平基本呈现相反的分布特征。厄尔尼诺事件发生后,西南地区夏季降水较多,易造成涝灾;拉尼娜事件后,西南地区夏季降水较少,易造成旱灾。     

低温对中国居民健康影响的空间差异性分析

全球变暖导致气象灾害频发,尤其是极端天气事件。极端温度对公共健康的影响已成为当今研究的热点问题之一。相比于发达国家,中国在该领域研究起步较晚。虽然已有出色的成果,但在以下3个方面还略显不足：① 大多数研究基于一个城市或几个城市,缺乏基于大量数据的区域尺度的研究;② 已有研究往往按地理因素或行政单位来划分区域,而忽视区域内部温度的异质性;③ 相比高温热浪,鲜少有研究关注低温冷害的影响。针对上述问题,本文收集了中国疾病预防控制中心2007-2012年全国127个站点的数据,利用分布式滞后非线性模型,探究了中国5个温度带温度与居民非意外死亡之间的暴露-反应曲线。在此基础上,定义当地温度分布1%处的温度为极端低温,根据温度-死亡风险曲线,计算了冷害造成的死亡风险。结果表明,不同温度带的温度-死亡关系曲线呈现U型或J型。极端低温对北亚热带影响最小,其相对风险为1.27（95%CI: 0.94-1.72）;对中亚热带影响最大,其相对风险为1.93（95%CI: 1.08-3.60）。随着温度带温度的升高,低温冷效应的影响呈现“M”型,这一特征与不同温度带经济发展有关。因此,不同地区的政府除了应着力提高地区经济发展外,还应根据地区特征,采取更积极有效的措施来应对低温冷害可能给当地公共健康造成的威胁。