用自回归——滑动平均模型作新疆冰雹预测

选取新疆1958-1988年降雹总日数多于20日的23个气象站进行了统计分析,并采用自回归-滑动平均模型(AR-MA模型),用其中的3个站1958-1988年的降雹日数作了至2000年的降雹日数预测。     

夏季地面温度场月预报的统计模式

用15年北半球夏季地面温度的资料分析了月平均场与该月前后一周左右的逐日平均场在时间和波数上的相关。发现越新、越靠后的日平均场与该月的平均场相关越强。用第0天外推的未来30天平均场与实况的相关比用前30天平均场作外推的相关要显著得多。由此得出结论认为各种预报方法的效果检验应与前者定义的惯性预报作比较。文中提出了几个用于作月预报的统计模式，分别用不同时间或不同波数作预报因子。其结果均使预报准确率有所提高。既用不同时间又用不同波数作预报因子的模式更为理想。文中最后讨论了一个源于动力学考虑的统计模式。近1400个月预报例子的结果与实况的平均相关系数高达0.75，显著优于惯性预报。     

华北地区500年滑动平均降水场序列重建

基于533年旱涝指数场序列，采用了滑动累积频率法用于降水序列重建工作，并选用了3种不同均值用于序列重建试验，得到了1499～2002年共504年连续的滑动平均降水场序列。分析表明，重建的504年降水场序列与49年实测降水场序列相关性较好，其平均相对均方误差在1．89％以下；重建的序列与原旱涝指数序列的非线性关系，表明重建序列是合理的，为华北地区长期旱涝变化规律的研究提供了基础资料。     

北半球月平均环流场离散中心的分布

过去有人在平均环流的分析方面做过大量的工作,然而对于环流变率方面的工作做得比较少。变率分布可以使我们了解哪里年际变化一般较大,哪里变化较小。如果与平均环流结合分析,还可以了解平均系统的相对稳定性。显而易见,变化大的地方对整个环     

中国月平均降水场的时空相关特征

本文通过对我国1951～1984年月平均降水资料的分析,给出了我国东部降水的空间分布具有三种类型,一种类型是长江流域多雨,华南和华北及东北少雨;另一种类型与此型相反;第三种类型为正常型,降水距平百分率全场都很小。并指出了长江中下游地区降水时间特征具有明显的半年韵律现象,冬季1月和12月的降水可以作为6～8月降水的信息期。同时还表明在1951～1984年中9个ElNino年的下一年6～8月汛期降水具有不完全相同的类型。     

南海各月月平均海流场的数值模拟

本文用一个区域三维、自由表面、斜压海洋模式对南海全年各月的三维平均流场进行了数值模拟，模拟得到的环境特征与己有的实测资料十分相近，这表明该模拟结果是可信的，该数值模拟也是成功的。     

大气月平均高度场球函数分析基本原理

采用球函数分析方法，对全球500hPa大气月平均位势高度场（1948－1999年）的气候及其异常的时空结构作了简要分析；给出利用球谐函数进行分析及研究的方法及步骤，给出南、北半球500hPa环流异常相对强度及500hPa月平均高度场的拟合率。     

月平均位势高度场异常持续性初步分析

使用NCEP/NCAR的500hPa月平均位势高度场球函数展开系统资料，分析了北、南半球1、7月具有较大年际异常方差贡献的5种低阶球函数（全波数n=0-4)分量振幅异常的持续性，以及它们与热带太平洋海表温度年际异常的关系。结果表明：振幅异常的持续性随n增大迅速减小，明显的持续性只存在于少数低n值超长波分量；均匀球函数分量振幅异常的持续性显著，且存在季节、半球际差异；北、南半球均匀球函数分量（n=0)振幅异常呈准同步变化，它们与热带太平洋SSTA在ENSO尺度上准同步；南半球n=2的带型球函数分量振幅异常也具有较强的持续性，且其变化与热带太平洋SSTA在年代际尺度上准同步。     

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。     

东亚地区5—7月平均大气加热场和月平均环流变化

本文利用多年月平均资料分析了5—7月东亚上空月平均环流变化,并计算了月平均大气加热场。发现5—7月高原上大气加热场的出现,低层早于高层,西部早于东部;海、陆上空大气加热场的分布符号相反。 高原附近500毫巴月平均西风环流变化,从5—6只是缓慢的,而6—7月却有一突变;200毫巴相反,西风减弱5—6比6—7月更明显。高原南部500毫巴西风6—7月减弱明显,并变为东风,这可能与高原地区7月加热最强有关。而高层200毫巴西风5—6月的明显减弱,是属于更大范围环流的季节变化。     

用复数自回归模式预报月平均气温

在复数域最小二乘法的基础上, 建立了复数自回归模式。数学推导和实例应用表明:这一复数自回归模式不同于将复数序列中的实部和虚部分开来计算的结果, 将实部和虚部分开来计算的方法不是真正意义的最小二乘法。应用包括一个任意给定的复数序列和全国160个基本气象台站上历年7月月平均气温。采用距平相关系数和均方根误差两种检验标准, 对独立预报结果进行检验, 并与其他3种常用统计模型作比较。结果显示:该复数自回归模式确实具有较好的预报效果。     

中国冬季月地面气温的年际变化

基于观测资料和再分析资料,对我国冬季各月地面气温的年际变异时空演变以及它们之间的相互关系、相关的环流异常特征进行了统计诊断分析,并对大气内部的影响过程和机制进行解释。我国冬季各月地面气温的主要年际变异模态是除青藏高原地区外的全国一致型,其次为南北反号分布型。我国冬季1月与2月气温的主要年际变异模态之间存在显著的同相变化关系,而它们与前期12月气温的主要变异型存在一定程度的反相变化关系。我国冬季各月地面气温主要年际变异模态又与欧亚大陆更大范围的高纬—中低纬度地区气温的反号变异型直接相关。与我国冬季各月大范围的地面气温变异相关的温度异常信号存在于深厚的对流层,其中异常信号在地面最显著,其强度随高度逐渐衰减。地表温度异常可以通过地表向上长波辐射通量异常来影响近地面乃至更高层次的气温异常。在冬季各月,欧亚大陆北部上空对流层各层出现的明显西风异常加强,使得高纬度的冷空气南侵活动减弱,从而造成我国乃至更大范围且垂直深厚的气温暖异常。     

中国地面均一化相对湿度月值格点数据集的建立

基于1951—2014年2400余个中国国家级地面气象站均一化相对湿度资料,采用薄盘样条法,进行空间内插,得到了中国地面均一化相对湿度月值0.5°×0.5°格点数据集(CR数据集)。数据集的质量评估结果表明:冬季插值误差相对夏季偏高。冬、春、夏、秋季分析值与站点实测值的插值偏差空间区域特征不显著,平均偏差分别为0.002%/月、0.013%/月、0.008%/月和0.007%/月。冬、春、夏、秋季平均相对误差分别为0.431%/月、0.439%/月、0.286%/月和0.382%/月。分析值与站点实测值间的平均相关系数达0.89。整体来看,插值后的格点化相对湿度资料能够比较准确、细致地描述我国年平均相对湿度场的东南湿、西北干的主要空间特征。能够较好地展现长江以南地区、黄河以南长江以北地区、西北地区、天山南北麓、塔里木盆地等大地形的相对湿度变化特征。由于青藏高原台站稀少,格点数据集对该地区空气相对湿度特征的刻画是否合理很难给出定性、定量的判断。通过对CR数据集进行长时间序列气候变化趋势分析,表明60年来全国平均相对湿度呈减小趋势。     

中国长序列资料测站月降水、月均温相关联系的稳定性分析

选取我国长序列资料测站点中月降水与月均温资料较全的6个站点：西安、广州、汉口、沈阳、重庆、上海,以10a为一次成组实验,时域分辨率定为季,计算出各季月降水与月均温的相关系数,然后用相关分析和贝努里概型分析月均温与月降水之间的相关联系,初步得出我国长序列资料测站点春、夏、秋、冬月降水与月均温的相关稳定性联系。结果表明：①我国月降水与月均温在春、夏、秋、冬季均存在相关关系,以夏、秋季节最显著且为负相关,故我国常见干热或湿凉型夏、秋季;②我国华南地区春季月降水与月均温负相关关系显著,故常呈现干热或湿冷型春季;西北地区冬季月降水与月均温负相关关系较为明显,常呈现干热或湿冷型冬季。     

中国近百年温度序列

我们收集了711个站近3×105个数据的温度记录，将全国分成10个区，先计算出每个区的平均温度序列，最后得到近百年的全国温度序列。进而，讨论了全国温度序列的气候变化，结果指出中国近百年温度变化与北半球的变化很相似，都有两个增暖时段即40年代和80年代的增温。北半球平均温度80年代要比40年代高，而中国平均温度80年代要比40年代低。     

海表温度和地表温度与中国东部夏季异常降水

主要研究太平洋与印度洋海表温度和地表温度场与中国东部夏季降水的相关关系,以及异常大降水产生的下垫面条件.研究结果表明:(1)夏季黑潮区海温与同期长江流域的降水存在明显正相关,北方地区夏季降水与靠近非洲东岸的印度洋海域存在明显负相关.(2)夏季海温异常与同期中国降水异常场之间的相关分析(SVDI)表明,20世纪70年代后期当海温由La Nina多发期向El Nino多发期转变后,长江流域向异常多雨转变,而其北方和南方地区则向异常少雨方向发展.(3)中国东部区域降水与陆面温度的明显相关区有:(a)春,夏季热带非洲和夏季亚洲大陆部分地区地表温度与当年长江流域夏季降水存在显著正相关;(b)春季4、5月份部分亚洲大陆地表温度与当年华北地区夏季降水有明显负相关.(4)通过对比分析发现:长江(1954,1998和1999年)或江淮(1991年)流域几次特大异常降水的下垫面条件是黑潮区为海温正距平,同期欧亚大陆主要为正地表温度距平场.     

区域气候模式REMO对中国气温和降水模拟能力的评估

采用泰勒图和偏差分析等统计方法,评估分析了德国区域气候模式（REMO）对中国1989-2008年气温和降水的模拟能力。结果表明：REMO气温模拟值与观测值空间相关系数为0.94,降水空间相关系数较低（0.42）,气温模拟结果明显优于降水;从空间偏差上看,在中国大部分地区,REMO模拟的气温高于观测值,偏差在±4℃以内,青藏高原整体有明显的-4～-2℃的冷偏差;模拟的降水值则高于观测值,空间偏差分布较均匀,中国大部分地区偏差在±300 mm之内;除青藏高原、华南和西南地区外,REMO能较准确地反映出中国气温和降水的空间分布特征,其中华北和东北地区模拟效果最好;REMO对夏季气温和冬季降水的模拟能力相对较好;REMO在地形起伏较大地区的模拟能力有待提高。     

近40年来惠东年平均气温变化趋势

对搬迁过观测场的惠东县气象站年平均气温序列进行订正,分析近40年来该站年平均气温的变化趋势,得出该站新旧站的10年平均气温相差0.64℃,新站偏低.插补后惠东1961～1990年的平均气温为21.9℃,近40年年平均气温上升的倾向率为每10年0.36℃,与全国同期的升温率接近.预估2020年前后,惠东年平均气温较1961～1990年平均值上升1.5℃.