东北冷涡气候研究进展及展望

本文主要从东北冷涡气候研究角度,回顾和总结了东北冷涡在定义、主客观识别方法、气候特征、分类研究、影响因子、气候效应等方面的研究进展,并探讨了东北冷涡研究现状中存在的问题及未来可能的研究方向和发展趋势。识别与量化是东北冷涡气候研究的基础,客观识别结果的对比分析及其技术的完善是未来冷涡识别研究的重点。今后有针对性地开展不同类别东北冷涡的气候特征、异常成因及气候影响等,深入探究东北冷涡与影响因子相互作用的物理机制,科学客观的定量化预测,可为东北区域气候异常成因诊断和预测提供更精细、准确的科学依据。     

用东北低压预报桂北倒春寒

我们发现,1月500毫巴平均图上东北低压与我区倒春寒关系较好。经统计,1952—1979年1月500毫巴平均图上有东北低压,则我区有倒春寒(9/15);否则无倒春寒(12/13)。若有东北低压,同时60°N以北、20—150°E最大正距平中心>9位势什米,则我区有倒春寒(9/9)否则无倒春寒(6/6)。这样,依据上述两条关系预报,历史准确率为27/28,有倒春寒的概括率为9/10,只有1964年的倒春寒报不出来。 1980年,我们根据1月500毫巴平均图上东北低压位于55°N、135°E,80°N、150°E有一个12位势什米的正距平中心,预报有倒春寒。1981年1月500毫巴平均图上无东北低压,预报无倒春寒。实况是,1980年     

东北冷涡数值预报系统建立与业务应用

东北冷涡强降水一直是东北地区气象预报的难点和重点。从提高东北冷涡降水数值预报质量着手,选择模式中可能对东北冷涡强对流有影响的不同辐射方案、边界层方案和积云参数化方案等多种物理过程,对东北冷涡降水预报的性能进行批量试验;利用天气学检验方法,选择预报结果较好的RRTM长波辐射方案、Gayno Seaman边界层方案、Grell积云参数化方案和混合相湿过程显式方案等物理方案,组合建立了东北冷涡数值预报系统。经检验表明：系统对东北冷涡降水预报的水平较东北区域中尺度数值预报业务系统有所提高。同时利用天气学检验方法,从降水预报的强度、落区和移速等方面着手,评估东北冷涡数值预报产品对冷涡降水预报的性能和系统误差,得出降水强度易偏强、落区易偏西偏南和范围易偏小等定性结论,可直接应用于预报业务,取得了较好的应用效果。     

黑龙江气候变暖的分析

利用全国160站气温监测资料,分析了近60 a以来黑龙江、东北及全国气候变化(暖)的特征。结果指出,黑龙江、东北及全国年平均气温呈线性增加趋势,黑龙江升温速率0.37℃/10 a,高于东北0.33℃/10 a、全国0.22℃/10 a的升温速率。黑龙江、东北及全国年平均气温变化基本可分为3个阶段:第1阶段,1951-1969年,黑龙江、东北及全国处在低温时期;第2阶段,1970-1987年,黑龙江及东北气温处于正常时段,此时全国气温仍处在气温较低时段;第3阶段,1988-2009年,无论是黑龙江、东北还是全国均处于高温时段。近60 a来黑龙江累计升温1.71℃,次之东北累计升温1.55℃,均超过全国升温1.13℃幅度。黑龙江在上世纪80年代温度明显提高,而东北是在上世纪90年代温度明显提高;全国温度明显提高有滞后黑龙江、东北区的特点,主要出现在上世纪90年代和本世纪初的10 a中。年平均气温趋势系数空间分布,黑龙江年平均气温升幅位于全国第一位,第二位是吉林,升温第三位是新疆。     

考虑风速日变化的城市主导风向分析——以眉山市为例

利用眉山城市2005-2017年的逐小时风观测资料,从风向频率、风速日变化特征等方面对各风向的通风效果进行了评估,确立了眉山城市的主导风向。结果表明,眉山城市的主导风向东坡区是以北风为中心的北东北风、北风和北西北风,彭山区是以东北风为中心的东东北风、东北风和北东北风;次主导风向东坡区是以北东北风为中心的北风、北东北风和东北风,彭山区是以东东北风为中心的东北风、东东北风和东风。     

东北及邻近地区夏季气温异常的新特征及对大气环流的响应

利用我国东北及邻近地区（简称东北）123个气象站的逐日地面气温资料和NCEP/NCAR全球再分析月平均500hPa高度场资料,通过EOF和合成分析等方法,对东北夏季气温异常的特征和不同空间型的大气环流进行了分析。结果表明,在全球气候变暖的背景下,我国东北夏季气温异常主要有全区一致型和东北—西南反位相分布型。近60年来气...     

东北夏季降水预测技巧偏低的原因探讨

1978～2018年全国夏季降水实时业务预测技巧显示东北地区明显偏低,尤其是近几年在对全国夏季旱涝的总体分布预测效果明显提高的情况下,对东北地区的预测却与实况相反,因此有必要分析该区域预测技巧偏低的原因。利用站点资料、再分析格点数据、实时预测历史数据及统计诊断等方法,探讨了动力气候模式预测能力以及东北夏季降水预测的认识缺陷。通过系统地回顾东北夏季旱涝的气候特征、影响因子及预测方法等方面的研究进展,以及东北夏季降水实时预测检验,得出预测技巧偏低的可能原因:（1）东北初夏降水主要受东北冷涡活动的影响,盛夏主要受西太平洋副热带高压、东北南风和中高纬环流型的共同作用,而业务常用的国内外主要动力气候模式无法准确反映与东北初夏和盛夏降水相联系的关键环流系统;（2）东北夏季降水与全球海温的关系较弱且不稳定,尤其是与ENSO的关系较为复杂,年际关系随年代际变化而波动,即ENSO不是预测东北夏季降水的强信号;（3）东北夏季降水具有明显的季节内、年际和年代际等多时间尺度变率,夏季降水受到多种时间尺度信息的叠加和调控,不同尺度变率的贡献相当,且影响系统不同,导致预测难度较大。最后,进一步探讨了东北夏季降水预测存在的科学问题及可能的解决途径,以期为夏季业务预测提供参考。     

广东沿海强东北季风的气候统计特征

通过对1988－1997年冷空气造成的广东沿海强东北季风过程的气候统计分析，发现广东的强东北季风有明显的月分布规律，而年际变化有逐渐减少的趋势；强东北季风与地面因子相关程度较高，而与850hPa要素相关性较低；同时发现地面冷高压中心位置聚合度较高，但不同月份、不同时次，其中心位置有明显差异。     

近50a东北冷涡异常特征及其与淮河流域降水的关系

利用美国国家环境预报/大气研究中心(NCEP/NCAR)再分析月平均数据分析了1960—2009 年夏季东北冷涡的异常特征,研究了夏季东北冷涡与同期淮河流域降水的关系,发现:东北冷涡偏强时,淮河流域的降水很可能偏多,东北冷涡偏弱时,淮河流域的降水很可能偏少。东北冷涡异常强年,淮河流域高低层环流具有斜压性,且低层有显著的正涡度发展,促进了上升对流运动活跃发展。而东北冷涡活动异常频繁,有利于引导潮湿阴冷的北方气流南下,与东亚夏季盛行的西南暖湿气流在淮河流域上空交汇,在上升运动的触发下,导致淮河流域降水明显增多;东北冷涡弱年的情况正好相反。     

2000年辽宁气象科技8项进步

1　“九五”国家重中之重科技项目“东北夏季低温与旱涝预测系统研究”通过验收沈阳区域气象中心 30余名科技人员经过5年的联合攻关完成的“东北夏季低温与旱涝预测系统研究”最近通过了中国气象局科教司组织的技术验收。本专题研究针对我国东北夏季低温的形成机理、前期征兆和预测方法 ,特别是严重低温冷害年和严重旱涝年发生的条件、影响因素 ,建立了一套有较强物理基础和监测、预测能力的东北夏季低温与旱涝预测系统。经近 2年的业务试验 ,东北夏季低温预测正确率比前 1 0年平均提高 8% ,东北夏季旱涝预测正确率比前 1 0年平均提高 5%以…     

夏季东北冷涡与副高、鄂海阻高的遥相关关系

利用1958-1997年每年的6月、7月和8月,共120个月NCAR/NCEP再分析月平均500 hPa位势高度格点资料,在全球范围内用一点相关法计算了东北冷涡与西太平洋副热带高压、鄂霍次克海阻塞高压之间的遥相关关系,结果表明,在夏季,东北冷涡与鄂海阻高之间有较好的负相关关系,是互为生消的;西太平洋副热带高压与鄂海阻高之间有较好的负相关关系,是互相制约的;东北冷涡与西太平洋副热带高压之间虽然也有负相关关系,但显著性不是很好.     

1961-2005年东北暴雨气候特征分析

利用东北地区232站夏季(6~8月)逐日降水资料,分析了近45年(1961-2005年)东北地区暴雨的变化特征。结果表明,东北地区暴雨主要发生在辽宁东部地区,东北地区年平均大暴雨日数分布形态与暴雨日数基本一致。EOF分析表明,东北地区暴雨量大部分区域基本呈一致的变化,第二模态反映出东北地区暴雨量呈西北-东南的反向变化。暴雨主要分为4个分布形态:东北中部型、东北南部型、东北西北部型、东北东部型。东北大部分地区暴雨强度除黑龙江北部地区外均呈弱上升趋势(均没有通过0.05显著性水平检验),在东北西北部地区暴雨强度上升趋势最为显著,为0.19 mm.(d.(10a)-1)-1;东北中部、东北南部、东北西北部在1990年代之后表现出暴雨强度增强的趋势。东北地区暴雨初日整体提前,而暴雨终日除东北中部地区延后外,其他地区均有所提前。在1987年之后东北地区暴雨发生的频率明显多于前期,其中东北西北部这种变化最为明显,其次是东北南部,东北东部变化最弱。     

2014年秋季全国干旱状况及其影响与成因

2014年秋季（9~11月）,我国内蒙古中东部、东北中南部、华北东部、黄淮北部、江南、华南以及西南地区西部等地存在不同程度的旱情。其中,主要有3个明显的干旱区,分别是内蒙古中东部、东北中南部、华北东部以及黄淮北部组成的东北和华北旱区、华南和江南组成的南方旱区以及四川和云南组成的西南旱区。旱区农业、人畜饮水等受到不同程度的影响。大气环流异常仍是导致各地干旱少雨的主要原因。     

100毫巴极涡和南亚高压的活动与东北区夏季低温的关系

本文利用10O毫巴面资料,计算了位势距平场及纬向地转风速,讨论了极涡、南亚高压的活动与我国东北区夏季低温的关系,得出如下结论: 1.中国东北区夏季异常低温的形成,是南亚高压弱、极地冷空气经常在中纬度活动的结果; 2.冬季(11—2月)100毫巴太平洋副热带高压与夏季的南亚高压有关系,他们的相关系数等于0.62; 3.1—5月 100毫巴面极涡的频数分布有三种类型:a·当极涡经常在极区活动时,则东北区夏季气温偏暖;b‘当极涡持续偏心在欧亚大陆活动时,则东北区夏季气温偏冷3c·如果极涡的频数分布有两个高频数中心分别在欧亚及北美,则东北区夏季气温的偏暖或偏冷决定于南亚高压的偏高或偏低,他们彼此成正相关; 4.东北区夏季气温与欧亚大陆冬季的雪盖面积和青藏高原的降雪量成反相关。     

东北冷涡的特征、影响及其可能机制的研究

对东北冷涡的天气气候特征及其影响和可能机制进行了回顾与综述。关于东北冷涡的研究主要经历了三个阶段:天气学分析阶段、诊断分析和数值模拟阶段以及东北冷涡的气候效应研究阶段。为了研究东北冷涡的变化及其对我国天气气候的影响,定量表征东北冷涡是一项重要的基础性工作。提出可以利用计算机自动识别东北冷涡过程的持续时间、中心强度(高度场、温度场)及活动区域等特征参数,并由此建立冷涡综合指数,以便更加客观、全面地表征东北冷涡,有利于在实际工作中应用。     

鲁中山区东北部丘陵地区霜冻特征分析

利用临朐县1980-2008年29年间作物生育季节3—11月的所有“黑、白”霜观测记录,对鲁中山区东北部丘陵地区霜冻进行统计分析。结果表明,鲁中山区东北部丘陵地区霜冻有明显的地域特征,即霜冻危害较重的季节在3—4月份;霜冻类型以辐射霜冻为主;霜冻发生的气候特征与当地地形地貌密切相关;从而为鲁中山区东北部丘陵地区霜冻的预测预报提供可靠的依据。     

东北夏季气温与赤道东太平洋海温的统计分析

本文利用功率谱和交叉谱分析的方法,研究了东北夏季气温与赤道东太平洋海温序列的周期振荡及其相互关系。结果表明:东北夏季气温存在3.5年的显著周期;赤道东太平洋海温也有3.5年的振动周期;二者在2.3年振动周期附近有很好的关系,并且赤道东太平洋海温的变化超前于东北夏季气温0.33年。     

夏季东北冷涡异常对淮河流域降水影响机制的数值模拟

利用NCEP/NCAR月平均再分析资料分析了1960-2009年夏季东北冷涡异常特征及其与同期淮河流域降水的关系,结果表明:当东北冷涡偏强时,淮河流域降水可能偏多;当东北冷涡偏弱时,淮河流域降水可能偏少。选取夏季东北冷涡典型异常强年(2003年)进行数值模拟,人为添加扰动热源后,高层出现东南差值气流,低层出现西北差值气流,这种环流形势不利于高层冷空气与低层西南暖湿气流在淮河流域交汇,不利于淮河流域降水的发生、发展,最终使得淮河流域降水减少。夏季东北冷涡通过热源异常影响淮河流域降水的可能机制为东北冷涡强(弱)年,东北冷涡持续性活动偏多(少),导致东北—朝鲜半岛—日本以东洋面热力状况异常冷(暖),使得35°N-50°N纬带的海陆热力差异更大(小),引起夏季风及其他环流系统异常,有(不)利于淮河流域降水发生、发展,从而导致淮河流域降水异常偏多(少)。     

一次西南涡路径预报偏差分析及数值模拟

2008年7月21-23日,在川东的西南涡移出后东北上.参考各数值模式对22-23日西南涡路径预报后,河南省气象台于21日发布暴雨预报,出现了落区偏差.为加深对西南涡移动路径机理的认识,利用常规和NCEP资料,从大气环流、热力、动力等方面对这次西南涡移动路径特征进行探讨;对数值预报产品作天气学检验;利用WRF模式对本次过程进行模拟.结果表明:(1)这次西南涡呈现南掉-东北上-东东北再东北上的曲折路径;(2)低涡结构显示了中尺度特征,涡度轴向、K指数等对低涡的移动路径有指示意义;(3)由于过于依赖数值预报,加之对东北南下冷空气影响考虑不足,是造成这次低涡路径预报偏差的主要原因;(4)WRF模式对这次低涡路径有较好的预报能力.     

东北地区汛期降水与全球大洋海温异常关系的SVD分析

利用中国160站月平均降水量资料和英国气象局整编的1950.1～1998.12全球逐月海温格点资料(格点分辨率2°×2°),采用相关分析和SVD方法研究了东北地区汛期(7～8月)降水异常与印度洋和大西洋海温异常的关系。结果表明:不同的海区对东北汛期降水异常有不同的影响。东北汛期降水与前一年6～7月西南印度洋海温有较好的负相关关系,东北西南部、东北部和西南印度洋KeyⅠ海区(23～13°S,57～77°E)为SVD耦合相关的显著区域。东北汛期降水与当年3～5月北大西洋KeyⅡ海区(21～27°N,61～75°W)有较好的正相关关系,对应了海温分布型是南北“翘翘板”型。两海区的海温异常共同对东北地区汛期降水异常有较好的预示作用。两海区海温异常对应的全国降水异常的空间分布在东北和华北地区是一致的。