热带地区100 hPa东风气流的气候效应(Ⅱ): 与华北夏季降水的关系

利用1954-1998年NCAR／NCEP再分析资料及同期我国160个测站月降水资料，分析了热带地区100hPa东风与华北夏季降水之间的关系。结果表明：（1）从春季到夏季，东风强度与华北夏季降水具有显著而稳定的正相关关系。（2）弱东风年夏季，印度洋及印度次大陆表面温度均为正异常，然而赤道印度洋地区的正异常明显强于其南北两侧。海温异常的这一分布特征，一方面使得100hPa东风减弱；另一方面使得南亚地区海陆热力对比减弱，导致南亚夏季风偏弱，进而造成由该季风区向华北地区的水汽输送减少，华北地区干旱。     

青藏、伊朗高原地区300hPa温度场异常与我国降水的关系

青藏高原、伊朗高原地区下垫面的热力异常在300hPa温度场上有明显的特征,本文利用SVD诊断方法分析了300hPa温度场异常与我国区域降水的关系。分析表明：(1)伊朗高原南部和青藏高原中东部地区4月份300hPa温度与我国黄河上游以南地区5月份降水有显著的正相关关系;(2)高原大部特别是其南部地区4～6月300hPa温度与我国长江中下游以南部分地区7月份降水存在显著的反相关关系;(3)高原大部特别是其南部地区4～8月300hPa温度与我国黄河下游以南部分地区9月份降水有显著的正相关关系;(4)高原中部前一年6～10月300hPa温度与当年我国1月份长江中下游及以南大部分地区降水存在显著的反相关关系;(5)伊朗高原特别是伊朗高原中南部前一年6～10月300hPa温度与当年我国4～5月份长江中下游部分地区降水存在显著的反相关关系;(6)高原中南部9～10月300hPa温度与我国11月份长江中下游以南部部分地区降水存在显著的反相关关系。     

华北汛期降水异常与100 hPa高度场异常的关系

利用华北17站1951～2000年的逐月降水资料,与前期的100 hPa高度场(1958～1997年)求相关,找到了100 hPa高度场影响华北地区汛期降水的关键影响区为25°～35°N,85°～105°E,对应的关键影响时段为前一年3～5月.然后用SVD方法证实了前一年春季正是与华北汛期降水相关最显著的时段;而所选关键区正是处于一种范围更大的100 hPa高度场空间分布型的关键部位,而华北地区是关键区影响中国东部降水的最显著的区域之一.     

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。     

100hPa高压环流和东风气流的季节、年际和年代际变化

利用NCEP／NCAR再分析资料,分析了中低纬地区100hPa高压环流和东风气流的季节、年际和年代际变化,并与南亚高压的相应变化进行对比分析。结果表明,100hPa高压环流中心有明显的季节分布特征,其中心经度的主频区与100hPa南亚高压中心经度的主频区位置较为一致。南亚高压和东风气流的部分特征参数有明显的年际和年代际变化。南亚高压参数有明显的10年和大于20年的振荡周期。东风气流的面积有2～5年的振荡周期,其强度则有4年和15年的振荡周期。     

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。     

100hPa南亚高压变化与陕南秋季(9～10月)降水的关系

分析1970～1992年9～10月100hPa历史资料和陕南地区平均面雨量资料。结果表明,500hPa形势及台风活动对100hPa南亚高压变化具有较大影响,且能造成陕南地区秋季（9～10月）降水。     

华南南部前汛期气温与阿拉伯海和孟加拉湾北部海温的关系

利用国家气候中心整编的1951—2008年中国160站的月平均气温资料,选出华南地区10个代表站,分析了华南南部前汛期气温异常的季节、年际和年代际变化的时空特征。结果表明,58年的温度变化总趋势是增加的,1950—1990年代初为相对低温期,1990年代中期开始温度明显升高。华南南部前汛期气温异常存在2,4和5年的年际周期和12年和19年的年代际周期。在研究华南南部前汛期气温异常的基础上,还分析了华南南部前汛期气温与阿拉伯海和孟加拉湾北部海温的关系,发现前一年10~11月阿拉伯海和孟加拉湾北部海域存在一个与次年华南南部前汛期气温有较好正相关的关键区(85°~97°E,5°~16°N)(简称关键区),当前一年10~11月关键区海温异常偏高(偏低),次年华南南部前汛期气温偏高(偏低),关键区海温异常和华南南部前汛期气温异常都具有准2年、准5年和准12年的振荡周期,冷、暖水年次年的华南南部前汛期环流形势存在很大的差异。     

东亚冬季1 000 hPa环流异常与我国气候的关系

将NCEP／NCAR 1951／1952～2003／2004年东亚冬季1000hPa风场进行向量EOF分解,研究其第一特征模态的时空变化及其与我国气候异常的关系。结果表明,EOF1时间系数能够很好地刻画东亚冬季风的强度变化。强（弱）EOF1时间系数时,冬季我国气候冷、干（暖、湿）,次年春季东北及河套等地区的温度明显偏低（高）;次年夏季长江中下游地区的降水明显偏少（多）,华北和华南降水则偏多（少）,长江流域和江南地区的温度偏高（低）,华南及西南地区夏季则温度偏低（高）。     

南海地区OLR与500hPa高度场的联系

本文利用1979年南海地区历年各月平均OLR资料,采用EOF分析方法,分析了南海地区冬季(12-2)月共33个月的OLR时空分布特征,并对该地区OLR场与500hPa环流形势进行相关分析,讨论OLR与高度场之间的联系.     

Interdecadal Change of the Relationship Between the Tropical Indian Ocean Dipole Mode and the Summer Climate Anomaly in China

The interdecadal change of the relationship between the tropical Indian Ocean dipole(IOD) mode and the summer climate anomaly in China is investigated by using monthly precipitation and temperature records at 210 stations in China and the NCEP/NCAR reanalysis data for 1957-2005.The results indicate that along with the interdecadal shift in the large-scale general circulation around the late 1970s,the relationship between the IOD mode and the summer climate anomaly in some regions of China has significantly changed.Before the late 1970s,a developing IOD event is associated with an enhanced East Asian summer monsoon,which tends to decrease summer precipitation and increase summer temperature in South China;while after the late 1970s,it is associated with a weakened East Asian summer monsoon,which tends to increase(decrease) precipitation and decrease(increase) temperature in the south(north) of the Yangtze River.During the next summer,following a positive IOD event,precipitation is increased in most of China before the late 1970s,while it is decreased(increased) south(north) of the Yangtze River after the late 1970s.There is no significant correlation between the IOD and surface air temperature anomaly in most of China in the next summer before the late 1970s;however,the IOD tends to increase the next summer temperature south of the Yellow River after the late 1970s.     

华南夏季降水的变化特征及其与热带太平洋海温异常的关系

根据1958-2008年华南48站降水资料、NOAA全球逐月海温格点资料、NCEP/NCAR再分析资料,采用EOF分解、相关、合成等统计方法,分析了华南夏季降水的变化特征及其与冬季热带太平洋海温的关系。结果表明,华南夏季降水变化特征主要表现为,空间分布以全区一致型为主,其次是南北反相对称型和东西反相对称型,且这3种分布模态都表现出显著的年际和年代际特征。全区一致型降水异常与热带太平洋海温显著相关,二者的相关性也具有年代际变化特征,其对应的热带太平洋海温具有沿赤道太平洋呈“负-正-负”的纬向分布型,类似于中部型El Nino。全区降水偏多时期,西南季风偏强,西太平洋副热带高压偏强、脊点位置偏西,南亚高压偏强、脊点位置偏东,总体的环流形势有利于华南地区的水汽输送和上升运动;降水偏少时期,情况相反。     

青藏高原冬春季积雪异常对中国春夏季降水的影响

利用1956年12月～1998年12月共42a，青藏高原及其附近地区78个积雪观测站的雪深和我国160站月降水的距平资料，分析了其气候特征，并用SVD方法分析了冬春季积雪异常与春夏季我国降水异常的关系。用区域气候模式RegCM2模拟了青藏高原积雪异常的气候效应并检验了诊断分析的结果。分析表明，雪深异常，尤其是冬季雪深异常是影响中国降水的一个因子。研究证明，高原冬季雪深异常对后期中国区域降水的影响比春季雪深异常的影响更为重要。数值模拟的结果表明，高原雪深和雪盖的正异常推迟了东亚夏季风的爆发日期，减弱了季风强度，造成华南和华北降水减少，而长江和淮河流域降水增加。冬季雪深异常比冬季雪盖异常和春季雪深异常对降水的影响更为显著。机理分析指出，高原及其邻近地区的积雪异常首先通过融雪改变土壤湿度和地表温度，从而改变了地面到大气的热量、水汽和辐射通量。由此所引起的大气环流变化又反过来影响下垫面的特征和通量输送。在湿土壤和大气之间，这样一种长时间的相互作用是造成后期气候变化的关键过程。与干土壤和大气的相互作用过程有本质差别。     

2018年1月南方雨雪天气的形成及其与冬季风异常的关系

2018年1月3～7日和24～28日,我国南方地区出现了两次雨雪冰冻事件。本文利用台站观测资料和再分析资料,研究了它们的形成原因及其与冬季风异常的关系。结果表明,两次降水过程中,乌拉尔山地区有高压脊稳定维持,西风带多小波动活动,南支扰动活跃。受冷空气和南支槽等系统的影响,南方地区出现大范围降水、降雪,而这种稳定形势与平流层的环流特征有关系。1月平均的平流层极涡强度异常偏强,有利于低层环流的稳定。在1月份,南北不同纬带冬季风的强度有着显著的差别,大多数情况下呈现了不一致甚至相反的态势。南方雨雪冰冻天气往往发生在北方北风偏强、而南方南风偏强的时候。在季节尺度上,当冬季风呈现“北强南弱”的反相变化模态时,即北方北风、南方南风距平时,南方地区容易出现雨雪天气。     

Simulation and Analysis about the Effects of Geopotential Height Anomaly in Tropical and Subtropical Region on Droughts or Floods in the Yangtze River Valley and North China

Previous study comes to the conclusion:based on the anomalies of the South Asian high (SAH),100-hPa geopotential height,and 100-hPa circulation over tropical and subtropical regions,we can predict precipita- tion anomaly in the Yangtze River Valley and North China.To test its validity,a series of experiments have been designed and operated,which include controlled experiment,sensitivity experiment (which has added anomalies into 100-hPa geopotential height and wind field),and four-composite experiments.Experiments based on the composed initial field such as EPR-CF,EPR-CD,EPR-HF,and EPR-HD,can reproduce the floods or droughts in the Yangtze River Valley and North China.It suggests that anomalies of the SAH,100- hPa geopotential height,and circulation over tropical and subtropical regions may probably imply summer precipitation anomalies in the two regions.Sensitivity experiment results show that anomalies of the SAH, 100-hPa geopotential height,and southwest flow in the previous period is a signal of droughts or floods for the following summer in the Yangtze River Valley and North China.And it is also one of the factors that have impact on summer precipitation anomaly in the two regions.Positive anomaly of 100-hPa geopotential height and the anomalous intensifying of the SAH and southwest flow will induce floods in the Yangtze River Valley and droughts in North China;while negative anomaly of 100-hPa geopotential height and anomalous weakening of the SAH and southwest flow will induce droughts in the Yangtze River Valley and floods in North China.