青藏高原与同纬度东部平原汛期降水的关系

基于青藏高原(以下简称高原)39个及同纬度东部平原(以下简称平原)129个地面气象观测站逐月降水量资料和英国Hadley中心提供的海表温度(SST)数据。利用EOF、SVD以及相关分析等方法,分析了同纬度的高原与平原汛期降水量分布特征。结果显示:高原与平原汛期降水量均呈现出由东南向西北递减的空间分布特征,但高原地区空间差异更为显著;EOF揭示出两地区汛期降水量均存在南北反相和全区一致的空间分布特征,其中南北反相型的空间分布两者时间系数并不一致变化,全区一致型的空间分布两者具有较好的一致性。SVD揭示出两者全区一致型变化的时间系数在不同年代存在明显差异,1969—1989年相关系数处于相对低值时段,而1990—2010年处于相对高值时段,海温异常对其年代际差异的影响可能起到较为关键的作用。     

华南前汛期盛期中国东部降水异常模态的环流特征及成因分析

根据1958~2011年中国东部(105°E以东)316站逐日降水观测资料及环流逐日再分析资料,利用统计分析、物理量诊断等方法,探讨华南前汛期盛期(5月21日至6月10日)中国东部降水异常模态及对应大气环流特征和可能成因。分析发现,华南前汛期盛期中国东部降水异常表现为两个相互独立的降水模态:第一模态为华南全区一致型,当其时间系数为正(负)时,整个华南降水偏多(少),黄河中游降水偏少(多);第二模态为华南沿海东部型,当其时间系数为正(负)时,华南沿海东部降水偏多(少),而长江中下游降水偏少(多)。研究发现,造成华南前汛期盛期两个降水型的环流特征有明显差异:全区一致型降水主要受东亚高空西风急流南北偏移、副热带高压脊东西偏移及低层南海北部异常风场影响;沿海东部型降水主要由东亚高空西风急流强弱及位置异常、副热带高压强弱变化、低层日本以南西太平洋异常风场导致。此外,两个降水型对应环流异常的成因也各不相同。第一模态中高层环流异常由丝绸之路遥相关型导致,低层风场异常在5月下旬由阿拉伯海向下游传播的风场异常波列引起,在6月上旬则由西太平洋西移的异常反气旋(气旋)造成。第二模态的中高层环流异常先后由极地—欧亚遥相关型、环球遥相关型引起,低层风场异常由高层环流异常的动力作用造成。两降水型均存在整层深厚的垂直运动,但第一模态的垂直运动在高层闭合且对应显著的辐合辐散异常,第二模态则不具有上述特征。     

中国西北东部汛期降水对青藏高原东部春季感热在准3a周期上的响应

利用1960—2010年中国西北东部地区39个气象站的逐日降水资料和NCEP/NCAR月平均地表感热通量再分析资料以及大气环流各要素场资料,通过多锥度-奇异值分解(MTM-SVD)等方法,分析了中国西北东部汛期降水、青藏高原东部春季感热的周期振荡特征以及它们在准周期循环上的协同耦合关系。结果表明,感热与降水均存在显著的准3 a周期,其耦合场在准3 a周期上表现也最为明显。当青藏高原东部春季感热在青藏高原主体上偏强(弱)时,对应中国西北东部汛期降水的异常偏多(少)。该准3 a周期循环上的协同关系在1960—1982年表现最为显著,1983—1990年为调整阶段,90年代之后又逐渐明显。青藏高原东部春季感热对大气环流的持续加热过程影响西北东部汛期降水,且主要体现在8月。     

1976年汛期雨带和环流系统分析

概况1976年5—8月全国共出现暴雨过程31次,按日雨量强度和持续时间分成强、中、弱三级,其中强暴雨过程6次、中等过程12次、弱过程13次(详见附录)。影响暴雨过程的天气系统主要按高空700毫巴等压面的系统分类,并参考其它层次的天气系统。我们选用东北到华南共15个站4—9月的候雨量(图1),来分析雨带的南北摆动。     

前期环流特征和淮北汛期降水

我省淮北地区汛期降水历年悬殊很大,旱涝灾害频繁。要抗灾夺丰收,落实毛主席关于“备战、备荒、为人民”的伟大战略方针,我们工作的重要任务之一,是做好淮北地区汛期降水的长期预报。通过几年来的实践,我们对比分析了淮北汛期降水的预报指标,初步得出前期(冬季)副热带高压(简称副高)的强弱和西风带锋区的变化,对淮北汛期降水有较好的指示     

1975年汛期雨带和环流系统分析

概况 1975年5—10月降雨过程共有47次(附录Ⅰ),按雨带的地理分布划分为四个阶段。其中,高空槽造成的降水次数最多,集中出现在雨季的两头。造成严重影响的天气系统是台风和低涡,但次数较少(表1)。     

夏半年青藏高原东部大气热源异常对环流和降水的影响

本文利用高原２３个测站探空资料，经客观分析求得的１９８３－１９９２年夏半年逐月青藏高原东部大气热源和水汽汇积分值，讨论了高原东部大气热源对北半球大气环流以及对我国降水的影响。月距平均资料显示，高原东部大气热源在ＥＮＳＯ年一般有所加强，与此相应，５００ｈＰａ高度场从高原到淮河流域为一低值区，蒙古一带为高压区，１００ｈＰａ高度场高原上空为高压区，我国东北，朝鲜和日本一带为低值区。     

云贵高原东部两次典型气象干旱年汛期环流特征对比

利用云贵高原东部84个地面气象观测站2011年和2013年4-9月逐日降水和温度资料、NCEP/NCAR再分析资料以及积温干燥度公式和视水汽汇公式,对2011年(拉尼娜年)汛期(4-9月)和2013年(中性年)汛期(4-9月)云贵高原东部干旱天气的基本特征和环流异常进行分析。结果表明,2011年汛期平均降水量比2013年汛期少,但均具有时空分布不均的特点;2011年汛期降水量偏少,主要是4-5月和7-9月的降水贡献大,2013年汛期降水量偏少,主要是7-8月的降水贡献大,且积温干燥度指数较好地反映了2011年和2013年汛期的干旱程度。2011年、2013年汛期的南亚高压均偏强、面积均偏大、东侧脊点位置均偏东,但2011年汛期的西太平洋副热带高压的强度、面积均比2013年汛期的偏强、偏大,是2011年汛期干旱天气比2013年汛期偏重的重要原因。孟加拉湾、南海以及西太平洋中低层的水汽输送偏弱是云贵高原东部2011年和2013年汛期降水少的主要原因,且云贵高原东部上空的水汽辐散中心与其降水量有较好的对应关系;700 hPa的水汽输送异常减少对2011年和2013年汛期干旱的发生起决定性作用,云贵高原东部2011年汛期700 hPa层上的水汽辐散比2013年汛期的强,导致其降水量比2013年汛期的少。视水汽汇揭示了2011年汛期干旱程度比2013年更严重的事实。500 hPa环流场、700 hPa水汽输送场对于云贵高原东部较长时间的旱涝预报具有一定的参考价值。     

青藏高原东部牧区雪灾的环流型及水汽场分析

冬、春季雪灾是青藏高原东部牧区重要的灾害性天气。本文利用历史天气图和国家气象中心T106L19全球模式的分析值格点资料，分析了青藏高原东部牧区近20年来冬，冬季降雨的天气形势和水汽场。结果表明，北脊南槽型、乌山脊型、阶梯槽型和国境槽型是造成高原东部牧区降雪的四类主要环流型；在高原东部牧区强降雪天气过程时气柱可降水量有明显增加，记要降雪区与水汽通量辐合区吻合，主要水汽来自孟加拉湾地区。     

中国西北东部汛期降水主模态的年代际差异及其大气环流特征

利用1961—2012年中国西北东部156站降水和NCEP/NCAR再分析资料,分析该地区汛期(5—9月)降水特征的变化,构造综合相似指数,将历年汛期降水量场划分为全区一致偏多型、一致偏少型、南多北少型、南少北多型共4类降水类型,其中以全区一致偏少型所占比例最多。在全球气候变暖背景下,全区降水虽仍以一致偏少型为主,但其比例明显减小,而全区一致偏多型比例明显增加。全区一致偏多(少)的降水异常敏感区的中心位置随时间逐渐向东南方向移动,而南多(少)北少(多)型的降水异常敏感区中心位置则随时间逐渐向西北方向移动,两个模态所反映的降水异常敏感区的范围和强度在各年代均有较大差异。夏季西部型南亚高压、乌拉尔山脊显著增强,蒙古气旋加强、西太平洋副热带高压加强,南海、孟加拉湾的暖湿气流深入到中国西北东部地区,是西北东部降水一致偏多的主要大气环流特征。     

夏季东亚热带和副热带季风与中国东部汛期降水

利用欧洲中心１９８０～１９８９年逐日２００ｈＰａ、８５０ｈＰａ风场及日本气象研究所提供的ＧＭＳ观测的ＴＢＢ逐日资料,探讨了夏季东亚热带、副热带季风的强弱对中国东部夏季降水的影响．指出东亚夏季风系统中的两条辐合带热带辐合带（热带季风槽）和副热带辐合带（副热带梅雨锋）的强度的变化呈相反趋势,即热带季风槽偏弱时（弱季风）,副热带梅雨锋偏强;反之热带季风槽偏强时（强季风）,副热带梅雨锋偏弱．江淮流域的降水与热带季风槽、副热带梅雨锋的强度密切相关,即热带季风槽偏弱（弱季风）,梅雨锋偏强时,江淮流域的降水偏多;热带季风槽偏强（强季风）,梅雨锋偏弱时,江淮流域的降水偏少．研究表明：热带季风槽和副热带梅雨锋的强度与偏西气流的加强密切相关．当赤道东太平洋海温偏高,赤道西太平洋海温偏低,黑潮地区的海温偏高时,赤道东西太平洋上空的Ｗａｌｋｅｒ环流和西太平洋中纬度Ｈａｄｌｅｙ环流的下沉支气流减弱,东亚季风槽较弱（弱季风）,梅雨锋较强;当赤道东太平洋海温偏低、西太平洋海温偏高,黑潮地区的海温偏低时,赤道东西太平洋上空的Ｗａｌｋｅｒ环流和西太平洋中纬度Ｈａｄｌｅｙ环流的下沉支气流加强,东亚季风槽较强（强季风）,梅雨锋较弱．     

我国南方初夏汛期和东亚夏季风环流

主要根据低层夏季风热力学性质与流场演变特点深入讨论我国南方初夏汛期包括华南前汛期和长江中下游梅雨期同夏季风活动的联系，分析了东亚夏季风环流建立过程的阶段性和类型，指出汛期的开始与结束同夏季风前沿位置变动一致。我国夏季风从开始到发展鼎盛时期低纬大气环流的演变过程各年不完全相同，主要可归纳为４类，每类包括４个或３个不同阶段，从而可认识到东亚夏季风体系结构的非单一性，它可有４种结构模型，即仅是东南季风Ｐ的单气流型、强东南季风Ｐ与弱西南季风Ａ的双气流型、强东南季风Ｐ和弱西南季风Ｍ的双气流型、强东南季风Ｐ和强（或弱）西南季风Ｍ以及弱西南季风Ａ的３气流型。     

MJO对春季中国东部大气环流和降水的影响

利用再分析资料分析了MJO（Madden-Julian Oscillation）不同位相对春季中国东部降水的影响。结果表明：MJO处于位相3时对应长江及其以南地区降水增多,处于位相7时该区域降水减小。当热带MJO对流从位相1东传至位相4,与其相伴的北向辐散辐合流会在印度东北部—长江及副热带西北太平洋地区的对流层中低层产生明显的辐合异常,且在MJO位相3时中国东部的辐合异常达到最大。从Rossby波源角度分析,这种辐合异常会增强对流层中低层气旋性环流,导致MJO处于位相3时长江流域及其以南地区降水增多。同时,利用现代次季节和季节预报业务系统探讨了MJO与降水的关系对降水预报技巧的影响,发现预报降水和再分析产品的相关系数在MJO处于位相3和7时有所增加。     

中国东部7类暴雨异常环流型

近年来的研究发现,瞬变扰动天气图上的扰动场天气系统对区域暴雨的落区指示能力强于传统天气图上的总场天气系统。为供预报员在业务预报中参考,本文划分1998年发生在中国东部地区的41日次区域暴雨为7类扰动场天气系统。与区域暴雨相联系的7类异常环流型分别是:华南切变线、华南涡旋、华南倒槽、长江切变线与槽、沿江涡旋、华北涡旋和东北涡旋。无论是在对流层的垂直剖面上,还是在850 hPa水平分布上,扰动天气图上位势高度低值和风扰动辐合处并配合大的水汽扰动对应有区域暴雨,而传统天气图上的低值系统和高水汽区与暴雨之间存在位置上的偏移。由此建议,用实况大气变量和中期数值模式产品绘制扰动天气图有助于预报员确定区域暴雨落区。     

1983年陕西汛期降水特点和环流特征

一、1983年我省汛期(6—9月)气候概况:1983年汛期总的特点是:“凉夏”,“北旱南涝”,初夏关中、陕南汛雨来得早,陕北盛夏干旱,关中、陕南夏、秋涝。由于暴雨频繁,降雨过于集中,使陕南安康地区出现了“83·7”特大洪水。     

有关青藏高原天气和环流研究工作的回顾

1.1959年以前的研究情况关于高原天气与环流的研究,我国早在50年代初期就已经有人作了不少的工作,叶笃正依据极少的观测资料分析了青藏高原大地形对东亚大气环流的影响,并提出了很好的看法,认为它的动力作用使东亚环流的季节变化在全球中具有特点。以后,随着资料的增多,气象学家们开始研究青藏高原的热力影响和高原及其周围的天气状况。     

西藏高原汛期大到暴雨的时空分布和环流特征

利用1980—2011年西藏高原汛期5—9月的逐日降水资料,分析此期间高原大到暴雨天气的时空分布特征,包括大到暴雨次数的空间分布、季节差异和年际变化特征,结果表明:大到暴雨日数最多的地区是雅鲁藏布江中下游地区和怒江流域;大到暴雨日数年变化呈单峰分布,7月大到暴雨最多;近32 a来,大到暴雨日数呈不显著的增加趋势,1998年前以2.6站次/(10 a)趋势增加,之后以12站次/(10 a)减少。通过同期NCEP/NCAR再分析资料用合成分析法分析32 a来88个高原区域性大到暴雨过程的环流特征,其环流形势主要可分为4种类型:副热带高压型、印度低压型、南北支槽型和高原低涡/切变型,分别占大到暴雨天气过程的36%、17%、21%和26%,其中副热带高压型又可以根据副热带高压的位置分为西北太平洋副热带高压西伸型、伊朗高压东伸型和两高夹一低型。     

青藏高原地面感热对北半球大气环流和中国气候异常的影响

在青藏高原地面感热通量的基本气候特征以及异常变化的空间结构和时间演变趋势研究的基础上,进一步就高原地面感热异常对北半球大气环流和中国气候异常的影响进行诊断研究,并利用IAP2-LAGCM对青藏高原地面感热异常的影响进行了数值试验.结果表明:冬季地面感热在青藏高原西部、藏南谷地、横断山地区异常偏强,中、东部异常偏弱时,可使北半球500 hPa高度场表现出较明显的EU型和PNA型;高原西部、青海中北部异常偏弱,高原中部及东南部异常偏强时,使北半球100 hPa高度场的年际差异加强;西部、南部为正,柴达木及青海东部地区为负时,则新疆南部、西北东部及江南地区少雨,全国大部地区气温偏高.夏季高原地面感热通量距平特征为西南、藏南谷地、横断山区偏强,高原大部(中心在青海南部)异常偏弱时,则500"a高度场上青藏高原南部(孟加拉湾)高度偏高,高原北部高度偏低,负值区在帕米尔;当感热通量距平特征为高原西南、藏南谷地、横断山区偏弱,高原大部异常偏强时,有利于南亚高压的建立与维持;当地面感热通量呈南正北负距平差异时,长江上游、黄河源头及西北地区东部和东北部分地区降水量比常年偏多,气温偏低,中国东部、南部降水偏少,气温偏高.通过数值模式进行的敏感性试验证实了大气环流及区域气候变化对青藏高原地面感热总体异常的响应.       

中国汛期雨带的客观划分及其相关环流特征

本文利用1961—2016年中国汛期逐候降水的旋转经验正交函数分解(Rotated Empirical Orthogonal Function, REOF)方法对中国汛期雨带进行客观划分。根据REOF模态空间分布以及主成分的气候态平均确定了中国汛期6个主要雨带的落区和时间,并揭示了各雨带气候态环流特征。江南春雨雨带主要发生在长江以南地区,对应时间为26—27候;南方雨季的雨带落区主要在两广至福建地区,对应时间为33—34候;江南及中下游梅雨主要落区在长江以南和长江中下游流域,对应时间分别为34—35和36—37候;华北东北雨季落区在华北至东北地区,发生时间为41—42候;华西秋雨落区在秦岭及其周围地区,对应发生时间为49—52候。在雨带划分的基础上,进一步揭示了各个雨带典型的对流层中高低气候态环流特征。可为客观定义汛期雨带及各雨带气候预测提供参考。     

华南前汛期持续暴雨环流特征分析

利用华南279站日雨量及NCEP再分析等资料, 分析1961—2008年前汛期82次持续暴雨过程。结果表明:持续暴雨以3～5 d为主, 多出现在5月末到6月, 年均1.71次。按500 hPa华南附近主要低值系统划分, 前汛期持续暴雨分为东亚槽底型(EAT)、 南方低槽型(TSC)、 孟加拉湾槽前型(TBB)、 西风波动(FWB)和热带风暴型(LTS)五类。EAT型出现次数最多,LTS型最少; 各型平均持续时间, TBB型最长, FWB型最短。各型暴雨过程平均500 hPa西太平洋副热带高压均较强, 华南或直接受低值系统或主要受西南气流影响。各型主要降水中心均在广东, 但TBB型在福建也出现较强降雨中心。各型持续暴雨期间在江淮等地受850 hPa相对冷区与冷平流控制, 而华南主要受暖平流影响; 影响华南地区的850 hPa暖平流, TSC型最强, FWB型、 TBB型次之, EAT型、LTS型最弱。各型暴雨期间, 华南均为整层积分水汽辐合区, 其中, LTS型、 TSC型与TBB型水汽辐合较明显; 华南沿海可降水量(PW)中心值从大到小依次是, LTS型、 EAT型、 TBB型、 FWB型与TSC型。