我国东部夏季雨带类型的划分及预报

本文提出了一种划分我国东部夏季雨带类型的客观方法,并与目测分型结果进行了比较。同时也探讨了雨带类型的预报问题。     

我国东部夏季雨带的气候分类及其环流特征

利用主分量分析和Ｋ－均值聚类分析的方法，对我国东部夏季雨带进行客观的气候分类。分析表明：当聚类因子（Ｎ＝４），聚类数（Ｋ＝２）时，第２主分量成分是在所有聚类因子中起决定性的因素，它不仅反映出两类不同雨带类型及其强弱的变化，而且在环流特征上具有显著性的差异。     

水汽输送对中国东部夏季雨带变化影响的诊断模拟

运用SVD方法分析了水汽输送与中国东部夏季降水的关系,结果表明:南海水汽输送通量的增加,一般使华南及江南地区的降水增强;孟加拉湾关键区水汽输送通量的增加,一般使华南和江南地区的降水增强,而使江淮流域的降水减弱。运用区域气候模式RegCM3,通过改变南海与孟加拉湾2个关键区水汽输送通量的敏感性试验,发现关键区水汽输送的变化,基本不改变主雨带的分布形势,但会对局部区域的降水产生影响。这基本验证了诊断分析的结果。     

火山爆发对气候的影响

一、现代的气候变化几十年前即有人提出,在火山爆发之后大气中气溶胶质点的数量会增加,从而使大气对于短波辐射的透明度降低,并导致低层大气温度下降。     

我国东部雨带北进与长波西退的联系

本文利用1972—1980年4—8月平均的500百帕候平均高度场资料研究了我国东部地区雨带北进时的环流变化特征。分析表明,不仅在雨带北进的跳跃期,即使在停滞期环流的季节变化也非常显著。虽然,雨带的季节性北进与环流系统的季节性北移有密切关系,但雨带的跳跃与停滞却主要决定于亚洲1波波槽(相当于环球4波)的西退。     

ENSO事件对我国季节降水和温度的影响

对近40年来ENSO当年和次年我国季节降水和温度异常进行了合成分析和信度检验。结果表明，ENSO当年我国以少雨、低温为主，次年则相反。降水和温度异常季节变化也基本呈相反趋势。长江中下游地区显著降水异常并不发生在夏季，而在ENSO当年春、秋季和次年春季；东北地区最显著的低温也不在夏季，而在ENSO当年秋季至次年春季。根据本文结果对目前ENSO影响研究中的有关问题提出了看法。     

近40年我国东部降水持续时间和雨带移动的年代际变化

利用我国地面观测站降水资料以及欧洲中期数值预报中心 (ECMWF) 的月平均再分析资料, 研究了在全球平均表面气温偏冷和偏暖阶段, 我国东部降水开始和结束时间以及雨带南北移动的变化, 并分析了与东部降水变化相关联的大气环流特征。结果表明:近40年, 20世纪60—70年代全球平均表面气温处于一个相对偏冷时期, 而80—90年代处于偏暖时期; 在这样的变暖背景下, 我国东部地区年总降水量呈现出“南涝北旱”异常特征, 与冷位相比较, 在暖位相阶段长江流域年总降水量明显增加, 而华北地区降水量减少, 其中长江流域降水的增加主要是由夏季降水增加引起的, 3月长江中下游降水增加也很重要, 北方的降水减少主要是由从盛夏到初秋的降水减少引起的。平均而言, 暖位相阶段我国南方强降水开始时间较早、结束较晚, 持续时间较长, 而北方强降水开始较晚, 持续时间较短。从春末到夏季, 冷位相时我国东部强降水带表现出从华南、经过长江流域向华北移动的特征, 而在暖位相时强降水主要集中在长江流域, 从华南向华北移动的特征不明显。雨带的这种异常变化与东亚大气环流有关, 在暖位相时夏季东亚大陆低压比冷位相时弱, 而鄂霍次克海高压偏强, 西太平洋副热带高压位置偏南, 使夏季东亚副热带地区的西南风减弱, 梅雨锋加强, 导致雨带滞留在长江流域, 使长江流域降水增加、北方降水减少。     

太平洋各区海温异常对中国东部夏季雨带类型的共同影响

根据1951～1986年的海温资料,作者在对中国东部夏季（6～8月）雨带分布分型的基础上,分析了各雨型与同期和前期各季太平洋（60°N～50°S, 120°E～70°W）海温异常的关系。分析表明,对应不同雨型,无论同期或前期整个太平洋海温距平分布的基本形势都有明显不同的特点,特别是西北太平洋黑潮暖流和热带太平洋赤道冷水带海温的异常。这两个海区的海温变化明显,而且与其周围（西北太平洋呈“>”形,热带太平洋呈“<”形）的海温存在反相的变化。这种结构既反映了海温的纬向热力差异又反映了海温的经向热力差异。指出西北太平洋和热带太平洋各种海温距平不同配置的共同影响,是导致中国东部各种雨带分布类型的一个重要因素。分析还表明,各雨型海温距平的配置有很强的持续性,而且与前期各主要洋流区海温的变异有关。根据前期太平洋大范围海温距平分布的特征和演变的过程以及ENSO预测,可为夏季我国大范围旱涝趋势的长期预报提供依据。     

火山爆发对新疆气候的影响

利用1961～1993年新疆的辐射、气温和降水资料，分析了火山爆发指数VEI≥4级的火山爆发对气候的影响。分析表明：火山爆发可以作为短期气候预报的背景条件；强火山爆发后的1～2年中，新疆的太阳直接辐射有明显减少；年平均气温和各季平均气温都有不同程度的下降，其中新疆北疆秋季气温下降最明显；1992～1993年新疆夏、秋季的低温是1991年6月菲律宾VEI6级的Pinatubo火山强烈喷发的结果。     

我国西部冬季扰动源涡与东部夏季雨带分布

我国西部 (85°10 5°E)冬季“扰动源涡”的位置对夏季东部雨带的配置具有支配作用。当西部“源涡”位于 35°N以北时 ,东部雨带多出现在黄河流域及其以北 (Ⅰ类雨型 ) ;源涡位于 32°35°N之间时 ,夏季雨带多出现在淮河流域 (Ⅱ类雨型 ) ;当源涡位于 32°N以南时 ,雨带多出现在长江流域或江南 (Ⅲ类雨型 )。藏东南热点区冬季的中强地热脉冲对我国夏季江淮和川黔的大水具有很强的指示作用     

Influence of the Eastern Pacific and Central Pacific Types of ENSO on the South Asian Summer Monsoon

Based on observational and reanalysis data,the relationships between the eastern Pacific(EP)and central Pacific(CP)types of El Ni?o?Southern Oscillation(ENSO)during the developing summer and the South Asian summer monsoon(SASM)are examined.The roles of these two types of ENSO on the SASM experienced notable multidecadal modulation in the late 1970s.While the inverse relationship between the EP type of ENSO and the SASM has weakened dramatically,the CP type of ENSO plays a far more prominent role in producing anomalous Indian monsoon rainfall after the late 1970s.The drought-producing El Ni?o warming of both the EP and CP types can excite anomalous rising motion of the Walker circulation concentrated in the equatorial central Pacific around 160°W to the date line.Accordingly,compensatory subsidence anomalies are evident from the Maritime Continent to the Indian subcontinent,leading to suppressed convection and decreased precipitation over these regions.Moreover,anomalously less moisture flux into South Asia associated with developing EP El Ni?o and significant northwesterly anomalies dominating over southern India accompanied by developing CP El Ni?o,may also have been responsible for the Indian monsoon droughts during the pre-1979 and post-1979 sub-periods,respectively.El Ni?o events with the same“flavor”may not necessarily produce consistent Indian monsoon rainfall anomalies,while similar Indian monsoon droughts may be induced by different types of El Ni?o,implying high sensitivity of monsoonal precipitation to the detailed configuration of ENSO forcing imposed on the tropical Pacific.     

中国东部夏季风雨带季节内变异模态的研究

根据中国气象局国家气候中心提供的1951～2005年中国160个站月降水量资料,用扩展的EOF（EEOF）分析、小波变换、相关分析和合成分析方法,研究了中国东部夏季风雨带季节性南北变动的主导模态和时空变化的特征,分析了各模态的气候特点及其与西太平洋副热带高压季节内变异的关系。 研究表明,我国夏季雨带季节性进退活动不仅是多态的而且是多时间尺度的现象。主导模态主要有六种,为了对各模态雨带推进过程的不同特点有个概要的认识, 分别称之为:梅涝型、伏旱型、梅旱型、南涝北旱型、常态型和南旱北涝型。这六种模态基本上反映了我国东部夏季雨带季节性移动异常的各种情况。在时间尺度上,各模态普遍存在准两年、3～5年和准8年的年际变化,以及准10年、准15年、准24年和准30年的年代际变化。但各模态的优势周期存在明显差别,尤其是年代际变化。分析还表明,西太平洋副热带高压的季节性变异是影响我国东部夏季雨带季节内时空变化最直接和最主要的原因。基本上, 不同型式的副高变异对应有不同的雨带季节内变化模态和天气气候特征。这些研究结果可为我们进一步探讨中国夏季雨带季节内变异各模态形成的物理过程和成因提供基础。     

近千年中国东部夏季雨带位置的变化

提出一个把中国东部夏季雨带位置划分为8类的方案：内蒙古、华北、黄河下游、淮河、长江、江南北部、江南南部、华南。建立了1470-2005年8类雨带的档案。8类雨带又可归并为4类：华北、黄淮、长江、江南。建立了1000 -1999年4类雨带的档案。这两份档案显示气候温暖时雨带在长江的频次高,而气候寒冷时雨带在黄淮的频次高。     

近千年中国东部夏季雨带位置的变化

Based on the variations of geographical locations, the summer rain belts over eastern China were classified in this study into eight types: Inner Mongolia, North China, the Yellow River, the Huaihe River, the Yangtze River, the northern and southern parts of Jiangnan ( to the south of the lower Yangtze River valley), and South China. The file of 8-type rain belts was compiled from 1470 to 2005, and in order to extend the file of rain belts, it was further merged into a file of 4-type rain belts and also completed during the last millennium from 1000 to 1999. At last, the two files show that summer rain belts frequently occur in the Yangtze River valley in warm climate periods, but in the Yellow River or the Huaihe River valley in cold periods.     

热带夏季风对ENSO的非线性响应

采用1950—2002年NCEP/NCAR53 a夏季平均的850 hPa低空风场和GISST海温资料,通过非线性典型相关分析（Nonlinear Canonical Correlation Analysis;NLCCA）,得到热带夏季风对ENSO的响应存在一定的非线性。强La Nina年与强El Nino年相比,环流中心明显偏西偏南,澳大利亚上空出现了一个异常的反气旋系统,风场强度也有很大的差异。当海温正异常或负异常变化时,非线性主要表现在强度上;当海温由正（负）异常变为负（正）异常时,非线性在强度和流型上都有很清楚的表现。热带夏季风对ENSO的响应可分为线性和非线性响应,这两部分分别解释方差的67.45%和32.55%,孟加拉湾—中南半岛西部和菲律宾群岛以西的异常环流主要是由非线性响应引起的。     

东亚季风和我国夏季雨带的关系

利用１９５１－１９９４年每月平均平面气压资料，计算了东亚地区季风强度指数。分别表明：东亚夏季风强弱与我国夏季雨带类型之间有着一定的关系。当夏季风强的年份，主要雨带分布在我国北方，而夏季风弱的年份，主要雨带分布在我国南方；夏季风为正常的年份，雨带分布一般在我国中部。分析发现：夏季季风的强弱与夏季风来临迟早还存在着联系。当夏季风来临早的年份，则夏季季风强度以偏强为主；反之夏季风来临迟的年份，则夏季季风     

2005年初夏亚洲季风异常及对华南强降雨影响

利用国家气象中心1957-2006年基本观测站点逐日降水量资料,NCEP/NCAR所提供的2005年5—7月逐日OLR资料、日平均再分析资料及其相应的多年平均资料,采用诊断分析方法讨论了2005年初夏华南持续强降雨雨情、亚洲季风异常特征及其对华南持续强降雨的影响。结果表明:2005年南海季风在5月第6候爆发,较正常偏晚2候左右,导致华南前汛期比常年同期明显推迟;之后,南亚西南季风倾向于向东传播,西北太平洋副热带高压偏东偏弱,越赤道气流偏弱,使西南季风偏北风分量偏小,而东亚槽偏深,诸多因素使得西南季风在华南一带长时间维持,造成华南持续强降雨。同时还分析了澳大利亚冷高压、青藏高原南部到孟加拉湾一带热源的异常特征及其对亚洲季风和华南降雨的影响。     

The Weakening Relationship between ENSO and the South China Sea Summer Monsoon Onset in Recent Decades

The El Ni?o-Southern Oscillation(ENSO) is traditionally regarded as the most important factor modulating the interannual variation of the South China Sea summer monsoon(SCSSM) onset. A preceding El Ni?o(La Ni?a) usually tends to be followed by a delayed(an advanced) monsoon onset. However, the close relationship between ENSO and SCSSM onset breaks down after the early-2000 s, making seasonal prediction very difficult in recent years. Three possible perspectives have been proposed to explain the weakening linkage between ENSO and SCSSM onset, including interdecadal change of the ENSO teleconnection(i.e., the Walker circulation), interferences of other interannual variability(i.e., the Victoria mode), and disturbances on intraseasonal time scales(i.e., the quasi-biweekly oscillation). By comparing the epochs of 1979–2001 and 2002–19, it is found that the anomalous tropical Walker circulation generated by ENSO is much weaker in the latter epoch and thus cannot deliver the ENSO signal to the SCSSM onset. Besides, in recent years, the SCSSM onset is more closely linked to extratropical factors like the Victoria mode, and thus its linkage with ENSO becomes weaker. In addition to these interannual variabilities, the intraseasonal oscillations like the quasi-biweekly oscillation can disrupt the slow-varying seasonal march modulated by ENSO. Thus, the amplified quasi-biweekly oscillation may also contribute to the weakening relationship after the early-2000 s. Given the broken relationship between ENSO and SCSSM onset, the extratropical factors should be considered in order to make skillful seasonal predictions of SCSSM onset, and more attention should be paid to the extended-range forecast based on intraseasonal oscillations.     

1998年我国东部大陆夏季风特征研究

利用NCEP／NCAR再分析资料和OLR资料，研究了1998年我国东部大陆夏季风的特征。结果指出，1998年夏季副高脊线的平均位置偏南，华南地区和长江流域的夏季风较强，强对流维持时间长；华北地区的夏季风较弱，对流比常年偏弱；我国东部大陆夏季风存在明显的低频振荡现象。