华南冬季异常冷月预测概念模型Ⅰ──500 hPa高度场和海温场特征

确定了近 45年华南冬季异常冷月出现的时间,分析了其同期至前期 6个月 500 hPa位势高度场和海温场的特征。各异常冷月当月500 hPa高度场有相似的特征,亚洲一太平洋地区高度场的特征是北高南低,经向环流发展。给出了前期500 hPa高度场差异显着月的距平特征。华南冬季各异常冷月至其前期6个月海温距平分布有持续性的特征,1月及其前期1～6个月赤道东太平洋SST呈E1 Nino特征, 2月和12月呈La Nina特征。      

华南冬季异常冷月预测概念模型Ⅰ──500 hPa高度场和海温场特征

确定了近４５年华南冬季异常冷月出现的时间,分析了其同期至前期６个月５００ｈＰａ位势高度场和海温场的特征。各异常冷月当月５００ｈＰａ高度场有相似的特征,亚洲－太平洋地区高度场的特征是北高南低,经向环流发展,给出了前期５００ｈＰａ高度场差异显著月的距平特征。华南冬季各异常冷月至其前期６个月海温距平分布有持续性的特征,１月及其前期１～６个月赤道东太平洋ＳＳＴ呈ＥｌＮｉｎｏ特征,２月和１２月呈Ｌａ Ｎｉｎ     

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。     

华南冬季异常冷月预测概念模型Ⅱ──大气环流、极冰、积雪等物理因子特征

统计分析了华南冬季异常冷月及其前期大气环流及外部强迫因子的变化特征。结果表明,异常冷月当月至其前期３月西太平洋副热带高压带高压持续偏弱或位置偏东偏南。前一年东亚夏季风弱,当年冬季风强。前期７、８、９月和当年冬季亚洲极涡扩展。１月前期１１月和１２月青藏高原积雪日数偏少。２月前期１１个月,特别是３～８月北极Ⅳ区极冰偏多,１２月前期１～１１月Ⅱ期极冰偏多,３～８月Ⅲ区极冰偏少。综合上述因子以及５００ｈｐ     

河北冬季降水异常特征及其与环流和海温异常的关系

利用河北省及周边73个台站1961—2009年冬季降水资料、NCEP/NCAR再分析资料、NOAA太平洋海温等资料,应用奇异谱分解（SVD）等多种统计方法研究了河北冬季降水异常特征及其与环流和太平洋海表温度异常（SSTA）的关系。结果表明：河北冬季降水有一定的年代际变化和周期性,从10 a以下尺度看,冬季降水存在8~10和2~3 a的变化周期;冬季东亚地区500 hPa高度场从低纬到中高纬呈正、负、正的东亚—太平洋(EAP) 遥相关型时,河北降水偏多,最明显的区域主要位于沧州和承德的东部;当北太平洋海温场为PDO正位相,赤道中太平洋SSTA为El Nino型时,河北省冬季多雨,邢台、邯郸及沧州一带表现更明显。     

冬季亚欧500hPa高度与下表面温度异常的大尺度相关型

使用NCEP／NCAR再分析资料，分析了冬季欧亚地区500hPa高度距平场与下表面温度距平场间的大尺度相关空间型，结果表明，两个场整体相关程度远高于随机水平，得到4对显著的耦合空间型，解释两场间协方差平方和的86％和各自方差的58％和38％，反映500hPa环流两种不同纬带的纬向环流异常和两种不同形态的经向环流异常，两个场距平之间的配合是受静力平衡关系支配的，秋季的表面温度异常能给出中低续500hPa高度距平符号的信息。     

500hPa高度场与中国西北春季降水量的耦合特征

对近３５年（１９６１￣１９９５）春季西北降水量和同期与前期冬季的北半球５００ｈＰａ高度场进行奇异值分解（ＳＶＤ）,得到了同期和前期５００ｈＰａ高度场与西北区春季降水场的高相关区域,分析两场之间的耦合关系,寻找出有预报意义的环流特征和关键区。     

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。     

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。     

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。     

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。     

冬季北半球500hPa高度场变异的关键区

运用方差分析、相关分析、回归分析对1951～2001年500 hPa高度场资料进行分析,结果表明:冬季有三个区域(180°E～150°W,45～60°N;70～100°W,45～75°N;60～100°E,65～80°N)方差最大,是大气环流发生变异的关键区.各个关键区平均高度的变化和不同的大气环流遥相关型的相关关系不同,与同期500 hPa高度场之间的线性相关较密切,能代表同期500 hPa高度场约88%的变化,且在一定程度上能说明后期3～4月的500hPa大气环流的变化情况,对后期大气环流的演变具有一定的预报意义,但时间间隔越大,可预报性越差.     

华南前汛期降水与500hPa高度场耦合关系特征

利用NCEP／NCAR提供的1950～1999年4～6月逐日再分析资料,通过奇异值分解、子波变换等方法分析了华南前汛期降水与500hPa位势高度场耦合关系的多时间尺度特征。结果表明：华南前汛期降水和500hPa位势高度场相互耦合的空间分布型、季节内变化存在明显的年际差异,具有多层次、多时间尺度特征;华南前汛期降水和高度场耦合相关型许多一致的年际、年代际周期表明两者长期变化的耦合关系密切;另外,两者的年代际突变都十分显著。     

21世纪以来宁夏冬季气温异常及500hPa环流特征

利用1961年以来宁夏冬季逐日气温资料及NCEP再分析资料和环流特征量资料,重点分析了21世纪以来宁夏冬季气温异常特征及同期500 hPa环流变化特征。结果表明:冬季平均气温和最低气温极小值明显上升,夜间气温异常偏低日数显著减少,白天气温异常偏高日数显著增加,大部分地区夜间气温异常偏低日数减少趋势大于白天气温异常偏高日数的增加趋势。21世纪以来,易发生极端冷暖事件,异常偏高年份多于异常偏低年份。2007/2008冬季以后为1997年以来冬季平均气温偏低频率最高时段;冬季阶段性平均气温异常有4个特征:(1)气温异常主要出现在1月和2月;(2)异常偏低的幅度明显大于异常偏高的幅度;(3)相邻2旬间气温变化幅度增大;(4)最冷时段发生变化。从年代际变化看,冬季平均气温、最低气温极小值、白天气温异常偏高日数为最高或次高值,夜间异常偏低日数多为最低或次低值。500 hPa高度上宁夏上空是影响冬季气温异常的关键区,其年代际及冷暖年强度变化是造成气温异常的最直接原因。宁夏冬季气温对亚洲西风环流指数和西太平洋副热带高压强度指数的响应更加敏感。     

近20年全球冬、夏季海平面气压场和500 hPa高度场年代际变化特征分析

利用1958－1997年全球海平面气压场和500hPa高度场的月平均资料分析了70年代中后期年代际突变前后16a平均的冬、夏海平面气压场和500hPa高度场的变化特征。结果表明，发生在70年代中后期的年代际气候突变是全球性的；突变后与突变前相比，冬季海平面气压场上的阿留申低压增强并发生了东移，与之对应的冬季500hPa高度场上的东亚大槽减弱，同时也发生了明显的系统性东移；冬季，蒙古高压北部减弱，南部稍有增强；夏季，印度低压和东亚的季风低压均减弱；而副热带高压系统普遍增强。     

应用500hPa高度场和太平洋海温格点资料建立统计预报方程的试验

介绍了从500hPa高度场、太平洋海温格点资料中筛选预报因子,建立广西短期气候要素统计预报模型的方法以及桂西北区域汛期逐月降水量的预报模型和检验、拟合情况。对建立预报模型中的一些问题进行了讨论。     

中高纬度地区500 hPa高度场动力预测统计订正

利用DEMETER多模式集合研究计划中Météo France模式的预报资料集,在分析其对冬季北半球中高纬度地区 (20°~90°N)500 hPa高度场预报效果的基础上,针对模式预测较差的模态分别运用最优子集回归修正方案和回归-相似相结合的修正方案对其进行订正。结果表明:数值模式对观测模态的预测能力并非随模态数的增加而递减,方差贡献较小的模态的预报效果可能好于方差贡献较大的模态;基于最优子集的回归订正方法未能改进原模式预报技巧;在最优子集回归基础上再经相似订正的方法 (DAP-OSR) 能够改进预测效果,独立试报的距平相关系数平均每年提高0.1。     

中国西北地区雨季降水与500 hPa高度场的SVD分析

利用西北地区131个测站(1961~2000年)的逐旬降水量和国家气候中心整编的(1960~2000年)逐月北半球500 hPa 5×10高度场网格资料,分析了西北地区平均雨季起讫时段,并用SVD方法分析雨季降水与500 hPa高度场的关系。结果表明,西北地区多雨期在5~9月,但雨季起讫时间的分布较为复杂,7月上旬至9月上旬可代表主要降水区的雨季。西北地区雨季降水除与同期500hPa环流有关外,还与前期3~5月、12~2月的500 hPa环流有关,但不同时期的影响关键区有很大的不同。