江南春雨的两个阶段及其降水性质

根据1970—2009年平均的逐候NCEP/NCAR再分析资料和1979—2008年平均的逐候CMAP降水资料,分析了第1—27候江南地区(110～120 °E,23～30 °N)降水的阶段性特征。通过滑动t检验方法,发现江南地区的春季降水分别在第10、16候出现突增,达到99%的统计信度。为此,将第10候确定为江南春雨的建立日期,并将江南春雨期划分为两个阶段:第10—15候为第一阶段,第16—27候为第二阶段。伴随着江南春雨降水量的两次突增,青藏高原东南侧(105～112 °E,20～25 °N)的西南风也有两次突增,但时间要比江南春雨早1～2候。与第一阶段相比,第二阶段东亚经度上的冬季型Hadley环流消失,江南地区的上升运动向上扩展至200 hPa高度,纬向海平面气压场梯度由大陆高、海洋低的冬季型转为大陆低、海洋高的夏季型,大气层结不稳定性和对流性降水率均增加,这表明第二阶段的江南春雨已具有副热带季风降水的性质。      

莆田市春雨的初步分析

本文对莆田市1960—1988年的春雨(3—4月降水)进行分析,结果表明,春雨的多少存在着明显的阶段性。并对厄尔尼诺现象、西太平洋副高强度指数、南海副高强度指数与春雨的关系作了统计分析;还就春雨特多年与特少年环流形势的差异作了对比分析,得出一些初步结果。     

成都双流机场初雷浅析

双流机场的初雷在3-4月份出现，出现时间在傍晚到前半夜之间，而以前半夜最多见。持续时间90%在两小时以内。双流机场初雷产生的天气形势是：700hPa本场处于辐合区内，而且需要500hPa或地面有较好的配合，属于系统性雷暴。     

1960—2015年吉林省积雪初、终日期变化特征及其与气温和降水的关系

利用吉林省45个气象站1960—2015年逐日积雪深度、气温和降水观测资料,分析该省积雪初、终日的变化特征及其对气候变化的响应。结果表明:(1)吉林省积雪初、终日的空间差异显著,东南山区积雪开始早且结束晚,可积雪期长;西北平原区积雪开始晚且结束早,可积雪期短。(2)吉林省积雪平均始于11月9日,止于次年4月1日,可积雪期达144 d。(3)近56 a积雪初、终日总体变化趋势不明显,但阶段性特征显著。其中,1980年代之前,积雪初日偏早、终日偏晚,1990年代后积雪初日偏晚、终日偏早,可积雪期缩短;积雪初、终日分别在1983年和1991年前后发生显著性突变。(4)积雪初、终日期对气温变化较为敏感。8—11月月平均气温与积雪初日呈显著正相关,而3月、4月平均气温与积雪终日呈显著负相关;积雪初、终日分别受0℃开始日期、10℃终止日期的影响。积雪初日与10月降水量呈显著负相关,而积雪终日与4月降水量呈显著正相关。     

西北区东部春雨的集成预报

本用月亮章动周期,东亚冬季风强度,冬季黑潮和亲潮海温,西北区冬温四个因子建立了春季降水量预报方法,用ｐｐｍ方法建立春季各月降水量预报方程。实践表明,对月降水量趋势预报有一定使用价值。     

诗人笔下的江南春雨

春天的江南,令人神往。那细如绢丝、轻若烟雾的春雨．更是迷人。唐宋时期吟咏春雨的诗词,如同珠玑。其中,最为熟悉的恐怕莫过于唐代诗人杜牧的《清明》：“清明时节雨纷纷,路上行人欲断魂。借问洒家何处有,牧童遥指杏花村。”     

冬初长度与次年汛期旱涝的关系

利用逐年９～１２月份日平均气温资料,规定了冬初长度的概念。根据冬安长度的变化,将秋冬季节温度奇异点出现的过程划分为４种基本类型,讨论不同类型与次年夏季旱涝的关系,确定了预报指数,经５年试用,准确率为８０％。     

1992年江南异常春雨的诊断研究

根据全球各等压面层的月平均高度场、温度场、风场的格点资料和热带环流、SST、OLR资料,研究了1992年3月我国南方异常多雨的主要原因,发现过量降水主要是与稳定的大气环流型和江南上空对流层低层的冷空气垫、强盛的西南气流和强烈的辐合上升有关,同时也与 ENSO 盛期有联系.     

秋末冬初的一场雨凇天气过程分析

2004年10月31日11时-11月2日20时,受华北倒槽低压和高空低涡的共同影响,松原地区出现了一场大雨天气过程,同时1日出现了雨凇现象。这场降水是秋末冬初松原市历史上有气象记录以来出现的最大一场降水,同时伴有雨凇现象出现也是非常罕见的。这场降水起到了补充土壤水分,改善空气质量,降低火险系数的作用,但同时也给交通带来了不利的影响。     

江南春雨和南海副热带高压的时间演变及其与东亚夏季风环流和降水的关系

使用国家气象信息中心整理的逐日降水资料和NCEP/NCAR逐日再分析资料,创建了江南春雨建立时间指数和南海副热带高压（副高）减弱时间指数,研究了江南春雨各要素的相互关系及其与东亚夏季风环流和降水的关系。分析表明,当江南春雨建立较晚时,夏季江南地区的降水也较少,这是由于东亚夏季风加强,高原近侧气旋性环流加强,使江南地区出现异常反气旋性环流（气旋性辐合环流减弱）所致;当南海副高减弱较晚时,长江中下游至江南地区降水偏多,易发洪涝,这主要是由于东亚夏季风减弱,南海副高偏强,华南的异常西南风与围绕高原的异常反气旋环流的偏北风在长江中下游流域形成异常气旋性环流所致。江南春雨的建立时间和南海副高减弱时间之间又具有线性无关性,可以为东亚夏季风环流和降水异常的预报提供重要线索。两指数与3月ENSO综合指数MEI关系密切,表明东亚的气候异常与ENSO 全球气候异常紧密联系,因此在分析预测东亚气候异常时必须同时关注全球气候异常背景。     

江南春雨形成机制的数值模拟

利用美国夏威夷大学国际太平洋研究中心的区域气候模式(IPRC-RegCM)进行了一系列的数值试验,研究了青藏高原大地形和海陆热力差异对江南春雨的影响。在控制试验中,模式较好地模拟了3～4月江南春雨雨带及低层大气环流特征,由于受高原绕流作用产生的西南气流和西太平洋反气旋环流西北侧的西南气流的共同影响,在我国的江南地区形成大范围的降水雨带,即江南春雨。当在模式中去除青藏高原大地形后,高原东南侧的西南气流显著减弱,江南春雨雨带强度明显减弱,但由于受到西太平洋反气旋西北侧弱西南气流的影响,我国江南地区仍然维持一个较大的降水雨带。在模式中人为地将110°E以东,20°～35°N纬度带的海洋设置为陆地,即人为地减少海陆热力差异后,模式模拟的江南春雨明显减少。在模式的另一组试验中将海温提前61天,即人为地将海陆热力差异季节转换推迟,模式模拟的江南春雨雨带强度也明显减弱。以上模式模拟结果表明,我国江南春雨的形成不仅与青藏高原大地形有关,而且与东西向海陆热力差异有关。     

江南春雨的时空分布

江南春雨是东亚独特的天气气候现象,已有充分证据表明,它是青藏高原高大地形的动力和热力强迫的结果,但目前其时空分布还不明确。NCEP/NCAR环流及感热资料气候平均分析表明：在3月第1候（全年第13候）,高原主体和高原东南部的感热加热、高原东南侧西南风速、江南春雨区西南风速和江南春雨区雨量都提升到一个新的水平,标志着江南春雨的建立;在5月第3候（全年第27候）以后,高原东南部的感热加热、高原东南侧西南风速、江南春雨区西南风速和江南春雨区雨量都迅速减小,对流层中低层南海副高脊线由南倾转北倾,江南雨带中心南移至南海,南海季风爆发,标志着江南春雨期的结束。因此,将江南春雨的建立和终结时间定为第13候和第27候比较适当。资料分析和数值敏感性试验表明,江南春雨期对流层低层冷暖空气的交汇区在30°N附近,但江南春雨雨带的位置和强度明显受南岭、武夷山脉地形的影响：山脉地形能阻挡抬升冷暖空气,加强锋生,增强降水,使雨带中心位置与山脉主轴分布重合。因此,江南春雨的空间范围包括长江中下游（30°N）以南、110°E以东的中国东南部地区。     

一个表征江南春雨的环流指数及其天气学特征

利用东亚和西太平洋对流层低层850 hPa纬向风的经向差异,定义了一个可以表征江南春雨变化特征的环流指数,通过诊断分析探讨该指数与降水和大气环流的关系。结果表明:该指数可以较好地反映江南春雨的年际和逐日变化特征。在年际时间尺度上,高指数年江南春雨偏多,而低指数年江南春雨偏少。该指数的逐日变化与江南地区同期逐日降水变化呈显著正相关。在高指数日,我国江南地区的低压系统和西北太平洋地区的副热带高压偏强,江南地区对流层高层辐散增强,低层辐合和高层辐散的增强为春雨发生提供动力抬升条件,有利于春季江南地区降水的产生;低指数日,西北太平洋副热带高压位置偏南,江南至华南地区对流层低层存在弱辐散,这种形势配合下不利于江南春雨的产生。     

影响江南春雨年际变化的前期海洋信号及可能机理

利用1980—2017年华南地区303个国家级地面气象站逐小时降水数据、ERA-Interim再分析资料,分析华南前汛期（4—6月）降水统计特征,定义站点上短时（1—6 h）、中等时长（7—12 h）和长时（>12 h）降水事件,对比降水量、频次和强度在南海季风爆发前后的变化,以及所定义的西部内陆、东部内陆、沿海地区的异同。结果表明：（1）南海季风爆发后,研究区域平均而言,三类降水事件的降水量增多、小时降水强度增强,短时、长时降水事件发生频次增多,而中等时长降水事件发生频次有所减少。（2）从空间分布来看,南海季风爆发后,小时降水强度在整个华南地区均增强,西部内陆时长大于6 h的降水事件尤为明显;降水事件的发生频次在西部内陆和沿海地区升高,而东部内陆时长大于6 h的降水事件发生频次降低,因此,季风爆发后西部内陆和沿海地区的总降水量均显著增大,而东部内陆的总降水量变化不大。（3）西部内陆降水事件主要在夜间开始发生,持续时间越长的事件越早开始,且由西向东逐渐推迟;东部内陆短时降水事件主要在14时（北京时,下同）左右开始,季风爆发后更为明显,而时长大于6 h的降水事件的开始时间和峰值时间无明显的分布规律;沿海地区短时降水事件在季风爆发前主要于05—08时开始,季风爆发后,在海岸线约50 km以内仍然如此,而较远离海岸线的短时降水事件主要于14时开始,沿海地区长时降水事件在季风爆发前、后都倾向于在夜间开始,并在日间出现峰值。

     

库车日平均气温≥3℃初日与杏树开花期的关系

利用新疆阿克苏地区库车县1961—2010年日平均气温和1983—2009年杏树物候期观测资料,通过相关分析和回归分析,表明:(1)杏树的开花盛期与气温稳定通过3℃或5℃初日均呈较为显著的正相关,但与3℃初日的相关性更好。(2)1961—2010年,库车县3℃初日呈不显著的提早趋势,且各年代际间3℃初日呈波动变化趋势,其中20世纪80年代出现最晚,2001—2010年出现最早。(3)杏树开花盛期的日期呈显著提早的趋势,且呈逐年代提早的趋势。其中2001年以来比20世纪90年代提早了5 d,比1983—1990年提早了7 d。(4)利用1983—2009年3℃初日与杏树的开花盛期日期资料,建立了库车杏树的开花期预测模型,2010—2016年预测结果经检验平均绝对误差为8%,平均预测准确率在83%~95%之间,因此,该模式可作为库车县杏树开花盛期日期预报的业务手段之一,其研究结果可为当地杏树开花物候期的预测以及春季农业生产管理提供科学依据。     

中国东部城市土地利用变化对江南春雨影响的模拟研究

利用美国国家大气研究中心发布的较高分辨率大气环流模式CAM 5.1,进行了中国东部(20~50°N,100~125°E)城市土地利用变化对江南春雨影响的数值试验。结果显示:较中国东部无城市土地利用的试验相比,城市用地增加后,江南春雨推迟约3候建立而提前1候结束,持续时间缩短,同时降水强度减弱。进一步分析表明:东部城市土地利用增加可改变地表能量收支,使得东部大部分地区的地表增暖,导致地表感热增强,对大气的异常加热使得该区域上空等压面抬升,缩小了低层青藏高原东南侧至西太平洋间的位势梯度,使得形成江南春雨的直接原因——西南风减小,从而减少春季江南地区的降水。中国东部城市土地利用改变可能是影响近几十年江南春雨年代际变化的原因之一。     

沙漠降春雨——气候变暖的产物

据1996年4月4日《人民日报》报道．面积33万平方公里的塔克拉玛干沙漠腹地，过去降陌十分罕见．3月15日下午，一场春雨从天而降，淅浙沥沥持续近l个小时；3月20日又下了一场4个小时的大雨。无独有偶，今年2月份《中国气象报》曾报道．从卫星云图上观测到塔克拉玛干沙漠腹地有一块l7万平方公里的积雪区，雪深3～10厘米．是有卫星遥感资料30年以来的第一次。     

华南地区春雨进程的气候特点及其气候季节内振荡

利用观测和再分析资料,从气候学的角度研究春雨在华南各地的开始、推进和气候季节内振荡的特点,以及相应的大气环流特征。分析表明:华南各地雨量随时间振荡增加,雨季进程较为相近,第12—24候各地先后进入雨季,但存在差异。雨季最先在雨量大值中心开始,然后向周边推进;第20候后各地逐步进入春雨的盛期。华南春雨CISO不仅在统计上是显著的,也对应着协调的大气环流配置;其振荡过程的峰（谷）值分别对应雨量的显著增加（减少）,调制华南春季降水的演变,3月下半月和4月上旬后期到中旬前期的雨量增长正是CISO调节的结果。当中国东部对流层低层为气旋环流、高层为反气旋环流时,华南受低层辐合、高层辐散这种具有斜压结构的环流配置影响,上升运动发展,CISO处于湿位相。      

春季西太平洋海表面温度对我国江南春雨的影响

利用NCAR提供的第5代全球大气环流模式CAM3.1探讨了春季西太平洋副热带地区海表面温度对我国江南春雨的影响。数值试验结果表明:春季西太平洋副热带地区海表面温度升高可引起同期东亚—西太平洋副热带纬向海陆热力差异减弱,进而引起3—4月青藏高原东南侧的低涡强度减弱,该低涡与西太平洋副热带高压之间的位势梯度减小,中低纬度西太平洋副热带高压强度减弱,其北侧的850 hPa西南风强度相应减弱,因此西南暖湿气流输送也随之减弱,造成江南地区的水汽通量辐合强度明显减弱,这种环流分布状况将不利于出现较强的江南春雨,导致江南春雨强度明显减小。