2019/2020年冬季我国暖湿气候特征及成因分析

2019/2020年冬季,我国大部分地区气温显著偏高,降水异常偏多,气候总体表现为“暖湿”的异常特征。异常成因分析表明：2019/2020年东亚冬季风强度较常年同期偏弱,西伯利亚高压异常偏弱,季节内冬季风强度阶段性变化特征显著;北极极涡收缩于极地,强度偏强,AO为异常偏强的正位相,乌拉尔山阻塞高压活动偏弱,东亚槽偏弱,欧亚中高纬以纬向环流为主;西太平洋副热带高压强度偏强、位置偏西偏北,印缅槽阶段性活跃,二者有利于太平洋和印度洋水汽向我国输送。受北半球环流异常的影响,我国冬季出现了“暖湿”的异常特征。进一步对东亚冬季风偏弱的可能原因分析表明：2019年秋冬季赤道中太平洋暖海温发展,2019年10月至2020年1月Ni〖AKn~D〗o3.4指数均大于0.5℃,这种类中部型El Ni〖AKn~D〗o海温异常有利于激发偏强、偏北的西北太平洋反气旋,进而抑制了东亚冬季风的发展和南下;此外,冬季北半球极涡收缩于极地,强度偏强,AO持续异常偏强的正位相,均不利于乌拉尔山阻塞高压的发展,且东亚大槽明显偏弱,共同导致了欧亚中高纬地区以纬向环流为主,东亚冬季风偏弱。     

南海季风爆发早晚年大气环流的输送异常Ⅰ: 动力输送异常

利用NCEP逐日再分析资料,计算和分析了1949~2009年的南海季风爆发时间,并分析讨论了南海季风爆发偏早年和偏晚年大气环流的差异。结果表明:1)南海季风的爆发伴随着该地区降水的显著增加,且爆发时间在1958~1997年间呈偏早趋势。2)在南海季风爆发早年相对于晚年,中高层纬向风在青藏高原和西南太平洋西风异常偏强、孟加拉湾和南海有东风异常偏弱。3)在低层,孟加拉湾、南海和东海西风异常偏强、西南太平洋东风异常偏弱;而青藏高原北部塔里木盆地北风异常偏弱、中国中东部、南海和孟加拉湾南风异常偏弱、东海南风异常偏强。亚欧大陆、印度洋、南海和西南太平洋的大气环流异常与南海地区降水关系密切。      

广西1998/1999年秋冬春异常干旱诊断分析

对广西１９９８ 年秋至１９９９ 年春出现的大范围干旱伴高温的异常天气进行了诊断分析, 发现厄尔尼诺与拉尼娜事件是导致广西气候异常的重要气候背景, 入侵广西的冷空气异常偏弱, 高原高度场偏高, 印缅槽偏弱, 副热带高压持续偏强, 热带气旋影响偏少, 强度偏弱, 是导致广西１９９８年秋至１９９９年春罕见的长时间高温、少雨、异常干旱的主要原因。     

2011/2012年冬季我国异常低温特征及可能成因分析

2011/2012年冬季,我国大部气温异常偏低,全国平均气温仅有-4.8℃,为1986年以来最低值,同时我国内蒙古、新疆、西藏和陕西一些地区日最低气温均突破历史极值。本文利用1951—2010年的中国台站气温资料及NCEP再分析资料对冬季气温异常偏低的原因分析后表明,2011/2012年东亚冬季风异常偏强造成了我国气温大范围异常偏低。异常偏强的东亚冬季风环流系统也表现为:对流层低层西伯利亚地区为异常冷高压控制,对流层中高层从乌拉尔山到贝加尔湖地区上空阻塞异常偏强,东亚大槽异常偏深。进一步的分析表明,2011年冬季时期赤道中东太平洋地区出现的La Nina事件可能是造成东亚冬季风系统异常的原因之一。     

青藏高原热源异常对1999年东亚夏季风异常活动的影响

以1999年青藏高原的热源异常为出发点,讨论了其对东亚夏季风异常活动的影响,并从陆气相互作用的角度分析了该年热源异常的原因.结果表明,1999年青藏高原大气热源建立的时间明显偏晚,春夏季热源强度异常偏弱.这使得向高原的低层流入气流明显偏弱,垂直上升运动减弱,向高原的辐合减少,季风经圈环流变弱,高原南侧、东南侧的西南夏季风减弱,引起了夏季风的爆发偏晚及在中国东部北进的偏弱.而进一步对热源异常成因的分析表明,陆面因子的异常变化所引起的感热加热偏弱是热源偏弱的主要因子.高原积雪的减幅在春夏季变小,地表温度的增加变慢,地表温度偏低,引起了感热加热在春夏季的偏弱,进而导致了热源异常.     

华南前汛期开汛早晚与入梅时间的类型划分和特征分析

利用中国气象局2014年发布的《华南汛期监测业务规定》与《梅雨监测业务规定》中华南前汛期开汛和长江中下游入梅日期资料，对1961～2021年我国南方地区雨季进程的年际变化进行了客观划分，划分为4种类型：偏早型（前汛期和入梅均偏早）、偏晚型（前汛期和入梅均偏晚）、前早后晚型（前汛期偏早而入梅偏晚）、前晚后早型（前汛期偏晚而入梅偏早）。不同雨季进程相联系的东亚大气环流异常、我国中东部春季和梅雨期降水异常分布均存在明显的差异。偏早型年，3月底至5月初西风急流强度偏强且第一次北跳偏早，6月副高北跳明显，菲律宾附近维持反气旋性环流异常；偏晚型年与偏早型年环流形势相反。前早后晚型年，西风急流前期偏强后期偏弱，菲律宾附近前期为反气旋性环流异常，后期转为气旋性环流异常且副高位置异常偏南；前晚后早型年与前早后晚型年环流形势相反。南方地区雨季进程与热带海温演变之间的关系并不显著，不同雨季进程与ENSO演变的关系较复杂。     

北半球平流层极涡崩溃早晚的环流特征及其对5月南亚降水的影响

本文采用1979—2014年NCEP/NCAR月平均再分析资料、CMAP和GPCP月平均降水资料,分析了北半球平流层极涡崩溃早晚的环流特征及其与南亚降水的关系。结果表明,北半球平流层极涡崩溃时间存在明显的年际变化特征。极涡崩溃偏早(偏晚)年,自3月开始异常信号从平流层向下传播,之后的4月,从平流层到对流层高层极区温度异常偏高(偏低),极涡异常偏弱(偏强),极夜急流异常偏弱(偏强)。结果还表明,5月南亚降水异常与平流层极涡崩溃时间的早晚存在显著相关,5月南亚降水异常与平流层极涡崩溃早晚年平流层异常信号的下传有关。当平流层极涡崩溃偏晚年,4月平流层极区表现为位势高度异常偏低,而中纬度则位势高度场异常偏高,并伴随位势高度异常场的向下传播,5月该位势高度异常场下传至阿拉伯海北部大陆上空对流层顶,形成有利于降水的环流场,导致南亚降水偏多。反之,则相反。     

大理雨季开始期演变及异常环流特征分析

利用云南省大理州12个气象站1962～2008年共47a雨季开始期资料及NCEP／NCAR高度场及风场资料分析了大理雨季开始期的时空分布特征及异常年环流特征。EOF分析表明,大理雨季开始期存在多种空间分布类型,主要的分布型是一致偏早（晚）型及东南一西北型。Morlet小波分析表明,大理雨季开始期在20世纪60年代初到70年代中期偏早,70年代中期至90年代初偏晚,90年代初至今偏早;且存在约2a和10a的特征时间周期变化。异常偏早年5月高度距平场上北半球经向上呈“-＋-”的分布,异常偏晚年则相反,呈“＋-＋”的分布。异常年5月高、中低层的距平风场同样存在明显差异,异常偏早年高层存在增强伊朗高压的反气旋环流,低层存在偏强的南亚季风环流,异常偏晚年则是相反的环流特征。     

广西1998／1999年秋冬春异常干旱诊断分析

对广西１９９８年秋至１９９９年春出现的大范围干旱伴高温的异常天气进行了诊断分析,发现厄尔尼诺与事件是导致广西异常的重要气候背景,入侵广西的冷空气异常偏弱,高原高度场偏高,印缅槽偏弱,坟持续偏强,热带气旋影响偏少,强度偏弱,是导致广西１９９８年秋至１９９９年春罕见的长时间高温,秒雨,异常干旱的主要原因。     

东亚高空急流异常与江淮入梅的关系

使用NCEP/NCAR再分析资料分析了东亚高空急流异常与江淮入梅的关系,得出:东亚高空急流对江淮入梅早、晚有一定的短期预测指示意义。当东亚高空急流偏北时,江淮入梅偏早;反之,当东亚高空急流偏南时,江淮入梅偏晚。东亚高空急流偏北年,西北太平洋海区异常冷,亚欧大陆异常暖,东亚大陆和西太平洋的纬向海陆热力差异由冬到夏的季节转变异常偏早,导致东亚地区大气环流发生季节性转变也偏早;同时,中东太平洋地区ITCZ异常活跃,夏季风系统的推进和副热带高压以及南亚高压的北跳都异常偏早,这种环流有利于江淮梅雨季节开始偏早;高空急流偏南年情况正好相反。     

黑龙江省2006年冬季异常偏暖气候分析

重点分析了2006年黑龙江省冬季异常偏暖是在气候变暖的年代际变化趋势背景下形成的。厄尔尼诺事件的发生、西太平洋副热带高压增强、东亚大槽偏弱、亚洲极涡面积指数偏小和北半球500 hPa大气环流异常等是造成黑龙江省2006年冬季气温持续偏暖的主要原因。     

1996年7月桂北、桂中异常气候成因分析

分析了1996年7月桂北、桂中异常气候的大气环流特征，提出：500hPa极涡偏强、中高度经向度明显、西太平洋副热带高压偏强、100hPa南亚高压偏强偏西、以及低空西南季风活跃是形成1996年7月桂北、桂中异常气候的主要原因。     

无显著海温异常强迫下西太平洋副热带高压的异常变动:1980年和1981年的对比分析

1980年和1981年夏季及其前期冬春季太平洋和印度洋海温均未出现显著异常。然而,这两年东亚夏季风环流的季节内变化却呈现显著异常,且截然不同,具体表征为:1980年西太平洋副热带高压（副高）第一次北跳异常偏早,第二次北跳异常偏晚,而1981年则相反,第一次北跳接近气候态,第二次北跳却异常偏早。就副高两次北跳过程而言,其直接原因也有显著差异:1980年副高两次北跳主要受热带西太平洋对流增强的影响,而1981年两次北跳则是由于热带西太平洋对流增强后所激发的极向传播的Rossby波列与中高纬度东传的Rossby波的锁相作用造成的。与北跳过程相比,副高北跳前后环流稳定维持的时间长短显得更为重要。研究表明,1980年夏季副高异常程度之所以堪比1983年和1998年强El Ni?o衰减年,主要是由于不同阶段南半球环流和北半球中高纬度环流的相互配合与接力,其中,6月和8月副高异常偏强对夏季平均副高异常偏强起到主要贡献,但二者的影响因子不同:6月主要受马斯克林高压（马高）偏强的影响,而8月则与澳大利亚高压（澳高）异常偏强有关。此外,7月和8月副高异常偏南是因为鄂霍茨克海阻塞高压长期维持。与1980年相比,1981年夏季马高和澳高均异常偏弱,因而南半球环流对副高异常的影响有限。北半球中高纬度环流的季节内变化对该年夏季副高的快速北进和南退起主导作用,特别是8月中高纬度盛行强烈的经向环流,使得副高异常偏东偏弱,从而导致夏季平均副高异常偏东偏弱。本文的个例分析表明,在无显著海温异常强迫的年份需要特别关注南半球环流和北半球中高纬度环流对副高及与之相关的东亚夏季风环流的季节内演变的影响,但是这些环流因子持续性较差,难以用于跨季度预测。     

阿勒泰地区冬季降水异常与500hPa环流相关分析

利用阿勒泰地区7测站1960-2006年冬季降水量资料以及对应年份的500hPaNcep／Ncar的月平均环流再分析资料,找出环流的关键区,进行相关分析研究得出：（1）当前冬降水异常偏多时,欧洲脊较历年偏弱,新疆上空锋区位置较历年偏北;与此相反,前冬降水异常偏少时,欧洲脊较常年偏强,新疆上空极锋锋区较常年偏南;（2）当后冬降水异常偏多时,前一年6月北欧-极区冷空气势力较历年明显偏弱,12月西西伯利亚脊较历年明显偏西偏弱。而当后冬降水异常偏少时,前一年6月北欧-极区冷空气势力较历年明显偏强．12月西西伯利亚脊较历年明显偏东偏强。     

广东省盛夏气温异常的成因初探

通过对广东省1961～2003年19个代表站盛夏（7～8月）平均气温的EOF分析,探讨广东省盛夏气温异常（热夏或凉夏）的时空分布结构特征,并研究分析其前期和同期500hPa高度距平场和海温距平场的特征,得到了预测广东省盛夏气温异常的一些结果和判据：第一特征向量对应的标准化时间系数显示异常高温的年份有6年：1962、1983、1990、1993、1998、2003年;异常低温的年份有5年：1973、1975、1976、1994、1997年。异常高温年份盛夏前期的副高已经异常偏强,而且东亚的大气环流的经向度不大,极涡不强,冷空气势力不强、东亚槽不深等特征也有利于副高的进一步加强;到盛夏,副高异常偏强,异常低温年份的情形恰恰相反;异常高温年份冬春季的海温呈厄尔尼诺分布,对预报盛夏副高异常偏强有一定作用;而异常低温年份冬春季的海温呈拉尼娜分布,可预报盛夏副高偏弱。     

春季赤道东太平洋海温异常对西太平洋副高的影响

首先给出西太平洋副高脊线、面积和西伸指数的定义 ,在此基础上讨论赤道东太平洋海温异常与西太平洋副高的年际变化关系 ,并进一步分析了春季赤道东太平洋海温异常对西太平洋副高季节变化的影响。结果表明 ,春季赤道东太平洋海温异常与夏季副高位置和强度的年际变化及季节变化都有密切关系。从春季到夏季 ,春季海温偏暖年副高偏南、偏强、偏西 ;偏冷年副高偏北、偏弱、偏东 ,冷年 6月副高北跳较暖年显著 ,进入秋季后南撤更为迅速     

长江中下游地区1月气温异常及大气环流特征分析

利用1951—2008年长江中下游地区25个站的1月气温资料和逐年1月大气环流资料,分析了长江中下游地区1951—2008年1月气温变化特征,并对1月异常偏冷、偏暖年的环流形势进行对比分析。结果表明:该地区1月气温呈明显的上升趋势,从此趋势的分布状况上看,长江中下游地区除贵州省外都呈上升趋势。气温异常的年份有11a,其中偏冷年有6a,偏暖年有5a。造成这些异常年份的主要系统是西伯利亚高压、乌山脊、东亚高纬度温带西风急流与东亚副热带西风急流。     

广西冬季极端气温与大气环流及海温场的遥相关

通过对广西1958~2006年88个代表站冬季(12月至次年2月)平均气温的EOF和REOF分析,探讨广西冬季气温异常冷暖年的时空分布结构特征。研究分析冬季气温前期和同期500hPa高度距平场和海温场的特征:异常偏冷年份的前期极涡较强,副高偏弱,亚洲西风带经向度较大,南亚高压较强;到冬季,亚洲中高纬经向环流继续加大,东亚大槽加深南移,南亚仍维持一浅脊。异常暖年的形势恰恰相反。拉尼娜年结束年易出现冬季气温异常偏冷年份,而厄尔尼诺年结束年易出现冬季气温异常偏暖年份。同时,黑潮区气温的变化对广西冬季气温异常有较好的指示作用。     

2013年盛夏中国中东部高温天气的成因分析

为了研究2013年盛夏中国中东部地区异常高温天气的成因,根据中国191个站地面观测资料和NCEP/NCAR再分析资料,利用热力学方程进行了诊断分析。结果表明,非绝热加热(主要是长波净辐散)是夏季中国中东部地区升温最为主要的因子,但2013年盛夏中国中东部地区温度异常偏高(距平)主要是由中低层异常偏强(相对常年平均)的下沉运动造成的,偏强的非绝热加热也有一定的贡献,而异常的温度平流(冷平流)则起着负贡献。结合天气形势分析发现,500 hPa西太平洋副热带高压(西太副高)偏强、偏西、偏北和200 hPa南亚高压偏强、偏东、偏北是造成2013年盛夏中国中东部地区中低层下沉运动偏强的主要原因,偏强的下沉运动又会使空中云雨减少,地表吸收的太阳短波辐射偏强,地表温度偏高,地表向上的感热通量和长波辐射也随之增大。结合海表温度的分析发现,2013年盛夏西太副高偏强、偏西、偏北主要是由赤道西太平洋地区、黑潮地区和北半球西风漂流区海面温度异常偏高造成的。     

外强迫因子对宁夏初霜冻日期的影响及其预测

利用1981—2019年宁夏初霜冻日期资料及同期位势高度场、海表面温度(SST)、积雪面积、海冰面积等资料,研究SST、海冰面积、积雪面积等外强迫因子对宁夏初霜冻日期异常偏早、偏晚的影响,在此基础上,建立了初霜冻日期的物理概念模型和客观预测模型。结果表明:(1)偏早(偏晚)年,前期赤道中东太平洋SST持续显著偏暖(冷),SST异常形态为明显的ENSO模态。当前期赤道中东太平洋SST偏暖时,东亚槽偏强,副热带高压偏弱,异常环流形势有利于冷空气活动,初霜冻日期易偏早,反之则偏晚。(2)5—8月北半球积雪面积、1—7月格陵兰海冰面积与初霜冻日期存在持续显著负相关关系。当前期北半球积雪面积或格陵兰海冰面积减少时,东亚槽偏弱,西太平洋副高偏强,不利于冷空气活跃,初霜冻日期易偏晚,反之则偏早。(3)影响宁夏初霜冻日期的主要因子为东亚槽强度、NINO3.4区SST异常、热带南大西洋SST异常、北半球积雪面积、西太平洋副高强度以及格陵兰海冰面积等,基于以上因子用多元回归方程建立的客观化预测模型具有良好的预测效果。