1948-2005年7月500hPa高度场EOF分析

利用1948—2005年逐年7月份的NCEP/NCAR格点资料,对北半球的亚洲和太平洋区域500hPa高度场进行经验正交函数(EOF)分解,分析了前3个特征向量(模态)的空间分布特征和时间系数的变化,结果表明:7月份的500hPa高度场的分布特征比较复杂,但第一模态有一定的代表性,反映出西太平洋副热带地区高度场与亚洲大陆的反相关关系,而这种关系在20世纪80年代以后出现了反位相的变化。     

我国盛夏500 hPa风场的EOF分析及其与大尺度气候异常的关系

本文利用NCEP/NCAR 1951-2004年盛夏(7-8月)平均风场资料,研究了与同期我国160个测站的温度和降水的关系。将东亚500 hPa风场,温度场,降水量场进行经验正交分解,得到它们的主要模态的时空变化特征。结果表明东亚风场EOF的主要模态与我国温度,降水量的EOF的主要模态对应,其第一EOF模态与盛夏温度,降水量的关系密切。研究还得到我国盛夏低温,雨涝的500 hPa大尺度风场的特征。最后指出,500 hPa风场异常对我国盛夏温度,降水量异常分布的解释方差明显比500 hPa位势高度场大。     

北半球月平均环流异常与我国夏季月降水量异常之间关系的时空综合EOF分析

本文利用一种时空综合的经验正交函数（ＥＯＦ）方法探讨了我国夏季降水场与同期及前期北半球５００ｈＰａ环流场之间的关系。这种方法能够同时给出降水场的距平分布及其对应的同期和前期环流场距平分布型。分析了前三个特征向量场的空间结构，得到了三种不同降水异常分布型及其与之相应的同期和前期５００ｈＰａ环流异常型。结果发现，前期（冬季）５００ｈＰａ高度距平场在中高纬度地区有着同夏季几乎完全相反的分布特征，在这一特征下，我国东部夏季降水场有较一致的距平分布，此外，当前期冬季５００ｈＰａ出现ｗｐ型环流异常时，我国长江流域夏季降水会出现显著异常。     

集合样本数影响月平均500 hPa高度场预测技巧分析

气候系统模式输出结果是当前开展气候预测业务的重要参考依据之一,如何提高气候系统模式输出结果的可信度是改进气候业务预测能力的关键之一。利用1999—2010年NCEP CFSv2模式每日四次预测未来45天的回算数据,分析了集合样本数对模式预测能力的影响。分析结果表明,模式对月平均500 hPa位势高度的预测技巧在热带地区较高,而中高纬度地区较低;模式对500 hPa位势高度时间异常的预测能力优于空间异常。无论是空间异常还是时间异常,随着模式超前时间的增加,预测技巧均逐渐降低,但是在不同区域和不同月份,模式预测技巧随超前时间的变化存在差异。此外,模式预测技巧存在非常大的年际变率。增加集合样本数,对不同月份和不同起报时间预测技巧的稳定度和预测技巧值均有明显正效果,特别是对亚洲中纬度地区改善度较大。增加集合样本数也可以在一定程度上降低模式预测技巧年际变率。集合样本数增加对于500hPa位势高度空间异常的改进优于时间异常。     

山西春季降水与500hPa环流场及太平洋海温场异常的关系

利用1961—2008年春季山西省62个气象站的逐月降水资料、NCEP/NCAR再分析资料、NOAA太平洋海温资料等,应用SVD、Monte Carlo统计检验和合成分析等方法,探讨了山西春季降水与500hPa环流场及太平洋海温场的异常关系。结果表明,当春季500hPa平均高度场上,欧洲北部、日本海和北太平洋东部出现正异常,而极地、西西伯利亚出现负异常时,山西春季降水易偏多;反之,则易偏少。当春季赤道中东太平洋海温异常偏高,北太平洋东南部海温异常偏低,且前期冬季也有相似的海温距平分布时,山西春季降水易偏多;反之,则易偏少。春季,850hPa我国东部地区110°～120°E范围偏南风减弱是导致山西春季降水偏少的重要因素。     

南海地区OLR与500hPa高度场的联系

本文利用1979年南海地区历年各月平均OLR资料，采用EOF分析方法，分析了南海地区冬季（12－2）月共33个月的OLR时空分布特征，并对该地区OLR场与500hPa环流形势进行相关分析，讨论OLR与高度场之间的联系。     

南海地区OLR与500hPa高度场的联系

本文利用1979年南海地区历年各月平均OLR资料,采用EOF分析方法,分析了南海地区冬季(12-2)月共33个月的OLR时空分布特征,并对该地区OLR场与500hPa环流形势进行相关分析,讨论OLR与高度场之间的联系.     

恢复近百年北半球500hPa高度场的试验

高空环流与地面温度、海平面气压等气象要素有密切联系,而较为完整的北半球地面温度及地面气压都可追溯到上世纪后期。根据观测的地面温度和气压资料利用逐步回归的多元统计方法,恢复１８７３年以来的北半球冬季和夏季５００ｈＰａ高度场,并用１９５１￣１９５７年的独立资料进行了检验,分析表明恢复方案是可行的。恢复的结果是可信的。     

平流层30 hPa月平均高度场的气候特征

采用经验正交函数分解(EOF)方法对NCEP／NCAR全球再分析资料中1958—1997年共40年,30hPa月平均高度和月平均风场进行了分析,讨论了40年平流层的主要特征向量和相应时间系数的变化特征,发现高度场的EOF第一模态具有很好的空间整体性和明显的季节变化。在平流层中,北半球冬季为一较大的环极冷低压,夏季为一以整个半球为规模的环极暖高压。并以1月和7月代表冬、夏季,选取1月和7月的40年资料作为时间序列,用EOF分析了冬、夏季不同的空问振荡型的特征,运用小波分析方法考察了其年际及年代际变化周期。并据此定义了不同的振荡型指数,为以后分析平流层要素场与气候变化的关系奠定了基础。     

2003年9月500hPa环流指数、环流特征量资料

环　流　指　数西太平洋副热带高压东亚槽极涡月平均候　平　均12 345 6面积指数强度指数西伸脊点脊线位置北界位置平均位置平均强度中心位置经度纬度强度亚欧地区IZIM1 130 120 940 4 70 910 5 31 190 391 4 90 2 81 130 4 20 980 33亚洲地区IZIM1 100 140 880 311 2 90 5 11 390 321 2 80 2 00 970 4 10 850 36347195 2 73113730 935°E 85°N 2 42003年9月500hPa环流指数、环流特征量资料$国家气候中心气候预测室…     

用500hPa月高度场作月降水预报所提供的可预报性时空分布

研究了用前期2——4个月500hPa高度场预报后期我国160个测站月降水量所提供的可预报性时空分布特征,结果表明：从空间分布上看,可预报性存在着西北高东南低的空间分布特点。从时间变化上看,4、5、6月降水的可预报性没有8、9、11、12、1月降水的可预报性好。同时,探讨了影响这种时空分布变化的可能原因,指出将500hPa高度场作为对我国降水进行月长期预报的唯一因子,会受到时间和空间上的种种限制,为了提高预报效果,还需要考虑海洋等其它预报因子。     

北半球1月和7月纬偏场遥相关结构分析

本文利用1951－1986共36年资料对北半球500hPa1月和7月纬偏场的遥相关结构进行了分析结果表明：冬季纬偏场的遥相关结构与位势高度场的遥相关结构一致，都存在5种呈经向分布的遥相关型。但在夏季，位势高度场中的遥相关现象不明显，纬偏场中却存在4种呈纬向分布的遥相关型。对比纬偏场1月和7月的遥相关结构,发现两者存在明显差异。     

北半球500 hPa高度场趋势变化与突变

用１９５１～１９９８年的资料研究了北半球５００ｈＰａ上季高度的长期趋势变化。结果表明，４８年来低纬度５００ｈＰａ高度场多为正趋势而高纬度则多为负趋势。近４８年低纬的西北非洲、地中海及以西的北非北部，低纬度的中太平洋，贝加尔湖及以东载我，西北北美的高度呈持续正趋势；而阿留申及北太平洋、格林兰以南及东北北美、阿拉伯海以北高度明显降低。突变分析表明，大约６０年代初及１９７６年，５００ｈＰａ发生明显的环流     

北半球500hpa月高度距平场的球函数谱结构

给出了用场集球函数展开系数分析其距平场集模方球函数谱结构的方案。用１９５１￣１９８６年１、７月北半球５００ｈｐａ高度场球函数展开系数，分析了距平均的球函数谱结构。结果表明，它们具有低维、低阶的特点，距平环流的基本特征及季节、年际变化可以用不足５０个球函数分量较精确地描述。     

ANALYSIS OF SPHERICAL FUNCTION SPECTRAL STRUCTURE OF THE NORTHERN HEMISPHERE 500 HPA MONTHLY MEAN HEIGHT

Study is undertaken of spherical function spectral structures of long-term mean and anomaly patterns of theNorthern Hemisphere 500 hPa monthly mean geopotential height together with the seasonal and interannual variationsinvestigated.Results show that they are marked by low dimensions and low orders,and the mean and anomaly fields canbe described in terms of 20 and 50 spherical function components,respectively.     

江西地区冬季气温异常与北半球500hPa高度场的关系

利用1960—2011年江西省81个台站月平均气温观测资料和NCEP/NCAR北半球逐月500 hPa高度场再分析资料,分析了江西地区冬季(当年12月至次年2月)气温异常的时空特征、冷暖典型年500 hPa高度距平场特征以及气温异常与北半球500 hPa高度场的相关性,并运用奇异值分解(SVD)方法探讨了北半球500 hPa高度场异常与江西地区冬季气温异常之间的耦合关系。结果表明:(1)江西地区省冬季气温以全区一致的变化为主;(2)影响江西地区冬季气温异常的500 hPa高度场关键区为北大西洋(20.0°—42.5°N,10°—70°W)和欧亚地区(25.0°—72.5°N,40°—150°E),影响时段分别为当年7月(前期)和当年冬季(同期);(3)前期7月北大西洋关键区500 hPa高度场与江西地区冬季气温呈显著的正相关关系,其中最显著的区域为赣北地区;冬季欧亚大陆关键区500 hPa高度场与江西地区冬季气温也呈显著的相关关系,其中最显著的区域为赣北、赣中地区。     

Predictability of the 500 hPa Height Field

The dimensions of attractors and predictability are estimated from phase space trajectories of observed 500 hPa height over the Northern Hemisphere. As a first estimate the dimensions of attractors are about 11.5 and the doubling time of the initial error is 6 to 7 days for original data. But the former is shorter and the latter is longer for low frequency data set.To verify if the predictability estimated by this method and by general circulation model is identical, the doubling time of the initial error of a model data set by both methods is estimated. It is shown that the predictability obtained from phase space trajectories is overestimated to sufficient small initial error. But it is underestimated to the time being equal to the climatological RMS error.