气候变化背景下山东盛夏降水异常成因及预测研究

利用山东省26站降水资料、NCAR/NCEP再分析资料和NOAA海表温度资料,分析了山东盛夏降水变化特征,异常成因以及与前期全球海温的关系。结果显示,山东盛夏降水具有明显的年代际变化特征,且存在6a左右的周期,与500hPa高度场WP遥相关型关系密切;影响山东盛夏降水的前期冬季海温主要位于太平洋南美洲以西、大西洋墨西哥湾海域。利用上述海域海温建立预测模型能够很好的预测出山东盛夏降水的变化趋势,对山东盛夏降水预测有一定的参考价值。     

福建雨季降水异常的特征分析

本文取全省25个代表站1960－1999年5－6月的降水资料和北半球500hPa，北太平洋海温的月平均资料为素材，首先标定降水的异常指数和异常年例，其次应用小波分析，自相关，功率谱和周期分析等方法揭示降水的演变规律。最后分析异常降水的500hPa环流背景和海温特征，所得结果可为我省的短期气候预测提供线索。     

山东冬季近41年气温异常及其海气背景场特征

采用山东省 2 6个站点 1 96 1～ 2 0 0 1年的月平均气温资料 ,利用 Mann- Kendall突变检验法、线性倾向估计等方法分析了山东省冬季 (1 2月～次年 1月 )平均气温的变化特征 ,并从北半球5 0 0 h Pa位势高度距平场、冷空气活动路径及太平洋海温距平场等方面分析了冬季气温异常的原因。分析发现山东省冬季气温变化具有明显的阶段性 ,突变发生在 1 986年。存在冷冬年欧亚盛行经向环流 ,暖冬年盛行纬向环流的差异。这可能与冷空气路径不同有直接原因。     

东亚春季大气环流及山东4月降水对Nino3区SST变化响应的年代际特征

利用1951～2007年的月平均500hPa高度场、海温场等资料,在定义Nino3区SST变化特征指数(ⅠSSTA)的基础上,利用合成、相关等方法分析了东亚春季500hpa环流及山东4月降水对Nino3区SST变化的响应及其年代际特征,结果表明,东亚500hPa环流对ⅠSSTA升高(降低)有着显著响应且具有明显的年代际...     

山东夏季不同雨型的前期异常大气环流及海温场特征

采用合成分析原理,研究了山东夏季降水不同分布型的前期冬、春季大气环流及前期秋、冬、春季海温场特征。结果表明,不同降水分布型在前期的大气环流及海温场中表现出了较大差异,同多型表现为欧亚中高纬环流由前冬12月的纬向型,隆冬到初春转为经向型,西太平洋副高隆冬到初春偏弱,春季4—5月转为偏强,海温场则表现为赤道中东太平洋地区前期秋冬季的暖水位相到春季减弱或转换为冷水位相;而同少型则基本相反;东多西少型前期冬春季西太平洋副高持续偏弱,欧亚中高纬和北美地区盛行经向环流,海温场上则表现为从上年秋冬季为拉尼娜状态,而春季明显减弱;西多东少型基本相反。     

亚洲夏季风环流及雨季进退的非同步性

亚洲季风区雨季及高低空夏季风环流在建立、维持及撤退上存在着显著的时间差异,这种差异被称为"非同步性"。通过对1979～2006年CMAP降水资料及NCEP/NCAR再分析风场资料的分析,本文发现:(1)对于夏季风的建立,孟加拉湾中部至菲律宾海,低空850 hPa夏季西南风的建立日期明显要晚于雨季的开始,而阿拉伯海和印度地区雨季的开始则晚于夏季风的建立;对于200 hPa的高空环流,这种风雨非同步的关系与低空季风环流与降水建立的关系基本一致,但西北太平洋热带地区正好相反。(2)对于夏季风的撤退,低空850 hPa上,从75°E～125°E,夏季风的结束在雨季结束之前,其中孟加拉湾中部及南海中西部较为显著,而阿拉伯海中部以及菲律宾东南海域,雨季的结束远远早于(4～5个月)夏季风的撤退;对于200 hPa的高空环流,整个亚洲季风区夏到冬季型风场的转变要晚于雨季的撤退,但在15°N附近的印度半岛和中南半岛东部沿岸地区典型的春秋雨季转换区域,高空环流场的转换略早于雨季的终止。(3)南海北部地区,高空200 hPa环流表现出较为显著的冬夏季节翻转,与南海雨季的爆发联系紧密;印度地区雨季的开始与该处高低空异常Hadley环流的建立以及阿拉伯海上空夏季风的建立有密切联系,而与当地低空环流的季节性反转联系不大。     

江南雨季地理区域及起止时间的客观确定

本文基于国家气象信息中心整编的全国1 675个台站观测资料以及NCEP/NCAR的再分析资料,定义了候降水指数,利用旋转正交经验函数分解(REOF)法对全国候降水的季节进程进行了诊断分析,得到了表征气候态降水逐候进程的南、北方模态及各自的时间系数,发现REOF第二模态对应降水季节进程中的江南雨季。综合考虑我国南方(31°N以南、110°E以东区域)气候态降水的候进程、降水季节进程(4-6月降水指数减去6-8月降水指数)年际变率以及雨季(4-6月降水指数)降水年际变率的一致性,客观定义了江南雨季的地理范围。利用客观划定区域内的降水指数、925hPa经向风以及西北太平洋副热带高压500hPa脊线位置3个指标,制定了判定江南雨季起止时间的方法,进而对1961-2012年江南雨季起止时间进行了客观确定,给出了江南雨季起止时间序列。本文旨在为规范江南雨季的监测提供参考和借鉴,并为其预测提供科学基础。     

云南雨季降水异常的热带海温和大气环流异常分析

利用云南地区32个站日降水量资料、NCEP/NCAR月平均大气环流资料和ERSST V3b的海表温度资料,利用合成分析、相关分析等方法,研究了影响云南雨季降水的太平洋-印度洋海温分布模态,并讨论了ENSO和热带印度洋偶极子(IOD)对云南雨季降水多寡影响的相对重要性,最后讨论了太平洋-印度洋海温分布型对云南雨季降水影响的物理机制。结果表明,热带太平洋ENSO和热带印度洋IOD对云南雨季降水多寡均有影响,但是热带印度洋IOD的影响更为重要。当热带西印度洋海温偏高明显(IOD正位相)时,在热带印度洋上有一偏东风,热带西印度洋上为一气旋性距平环流,其上的印度洋的暖湿气流向北进入大陆,然后经由高原南侧并由北向南进入孟加拉湾,从而抑制了孟加拉湾南支槽的发展和孟加拉湾暖湿空气向我国云南地区的输送,使得云南上空为水汽通量辐散区,降水偏少;当热带印度洋海温偏低且热带印度洋东西海温梯度表现为IOD负位相时,热带印度洋上没有偏东风,孟加拉湾槽偏强,向我国云南地区的水汽输送也偏强,云南上空为水汽通量辐合区,降水偏多。     

2003年山东雨季最后一场大暴雨过程分析

利用实况观测和北京T213数值预报资料,对2003年9月3～4日山东雨季最后一场大暴雨过程进行了诊断分析。结果表明,本次大暴雨是由在广东登陆的热带气旋倒槽北伸与西风带弱冷空气相结合的产物。伴随登陆热带气旋生成的低空东南急流为暴雨输送了丰富的热量和水汽,低层增暖增湿促使层结不稳定加剧,而西风带弱冷空气的侵入对暖湿空气具有抬升作用,可触发对流发展和不稳定能量释放,导致大暴雨产生。鲁中山区西南侧有利地形促使了低层气旋环流的形成,对暴雨具有明显的增幅作用,是该地区出现暴雨中心的重要原因。     

山东省春季旱年与涝年对应的大气环流

利用美国国家环境预报中心与美国国家大气研究中心 (NCEP/ NCAR)再分析资料及山东省 196 1～ 1998年 16个代表站的 3～ 5月降水实测资料 ,对山东春季旱年与涝年进行划分并对其对应的大气环流形势进行了分析。结果表明 ,山东春季涝年与旱年的大气环流形势存在明显的差异 ,东亚大槽的异常减弱、乌拉尔地区高度场的明显降低是造成山东春季降水异常偏多的主要原因 ;孟加拉湾的水汽输送是山东地区春季降水的重要水汽条件。     

山东夏季气温年际变化形成的气候特征

为研究本地区短期气候预测方法,利用山东80个代表站夏季平均气温、降水量资料和NCEP／NCAR月平均再分析资料(1961～2001年),分析了夏季平均气温年际变化的气候特征、冷暖夏的环流形势及夏季风与气温的关系。结果表明：EOF第一模态几乎反映了整个温度场的时空变化特征;夏季气温标准化距平年际变化显著,有弱线性增温趋势;极端冷、暖夏大气环流形势差异明显,显著差异区在亚欧一北太平洋地区,冷夏年中高纬度欧亚大陆存在正欧亚一太平洋(EUP)型遥相关,东亚地区有负太平洋-日本(PJ)型波列,暖夏年反之。东亚夏季风强弱与山东夏季气温关系密切,强(弱)夏季风时,易造成山东暖(冷)夏;同期降水对气温有负反馈,对气温升高有一定的抑制作用。     

2007和2012年北极最小海冰范围空间分布不同的原因分析

Satellite records show the minimum Arctic sea ice extents(SIEs) were observed in the Septembers of 2007 and2012, but the spatial distributions of sea ice concentration reduction in these two years were quite different.Atmospheric circulation pattern and the upper-ocean state in summer were investigated to explain the difference.By employing the ice-temperature and ice-specific humidity(SH) positive feedbacks in the Arctic Ocean, this paper shows that in 2007 and 2012 the higher surface air temperature(SAT) and sea level pressure(SLP)accompanied by more surface SH and higher sea surface temperature(SST), as a consequence, the strengthened poleward wind was favorable for melting summer Arctic sea ice in different regions in these two years. SAT was the dominant factor influencing the distribution of Arctic sea ice melting. The correlation coefficient is –0.84 between SAT anomalies in summer and the Arctic SIE anomalies in autumn. The increase SAT in different regions in the summers of 2007 and 2012 corresponded to a quicker melting of sea ice in the Arctic. The SLP and related wind were promoting factors connected with SAT. Strengthening poleward winds brought warm moist air to the Arctic and accelerated the melting of sea ice in different regions in the summers of 2007 and 2012. Associated with the rising air temperature, the higher surface SH and SST also played a positive role in reducing summer Arctic sea ice in different regions in these two years, which form two positive feedbacks mechanism.     

山东威海滨海沙滩侵蚀现状和原因分析

通过对威海市滨海沙滩的现场调查,综合分析了滨海沙滩侵蚀现状和侵蚀原因。威海市90%的滨海沙滩遭受侵蚀,沙滩资源遭到严重破坏,其中长度短小的沙滩和位置偏僻的未开发使用或者仅作生产使用的沙滩侵蚀情况较为严重。威海市的沙滩侵蚀主要表现在沙滩变窄、沙滩变陡、滩面物质粗化、侵蚀陡坎频现、老地层裸露和人工构筑物破坏等方面。沙滩侵蚀的原因可分为自然因素和人为因素两大类,自然因素包括:风暴潮、季节变化、海平面上升、构造下沉、气候变化和海岸地貌形态,人为因素包括:前滨采砂、海岸天然屏障破坏、河流输沙量减少和不合理的海岸工程。自然因素中,事件性风暴浪对滨海沙滩的侵蚀作用最为快速和显著。人为因素是造成滨海沙滩侵蚀的最主要因素,前滨采砂、河流输沙量减少和不合理的海岸工程会使沙滩在较短的时间内遭受侵蚀,而海岸天然屏障破坏则是人们比较容易忽视的环节。     

赤道印度洋偶极子对重庆夏季降水的影响分析

利用重庆34个气象台站1961—2017年夏季降水量、NCEP/NCAR的再分析月平均高度场资料和海面温度资料,分析发现,上年秋季尤其是11月的赤道(热带)印度洋偶极子(tropical Indian Ocean dipole,TIOD)模态与重庆夏季降水存在正相关关系。通过前期海面温度对大气环流的影响分析,结果表明:上年11月TIOD和夏季500 hPa高度场的相关与重庆夏季降水和高度场的相关一致,显示出从高纬度到低纬度"+、-、+"的相关分布,反映出当上年11月TIOD正位相(负位相)时,次年夏季环流场表现出乌拉尔山阻塞高压明显(不明显)、中纬度30°～37°N低值系统活跃(不活跃),西太平洋副热带高压偏强(弱)、位置偏南(北)的重庆夏季典型的降水偏多环流特征;前期赤道太平洋ENSO暖事件和前期TIOD事件同时发生时,两个事件的作用相互叠加,使得西太平洋副热带高压加强西伸并且位置偏南,造成重庆夏季降水的异常偏多。     

中国东部夏季降水年际变化与同期东海潜热通量的关系

利用1985~2008年OAflux3、NCEP＼NCAR再分析资料与中国大陆东部108个站点的降水资料,应用回归和合成方法,分析了中国东部夏季降水的年际变化与同期东海及邻近海域潜热通量变异的关系。结果表明:东海及邻近海域(以下称东海)夏季潜热通量年际变化显著的区域位于东海区域,为与同期中国东部降水密切相关的关键区域。当东海的潜热通量偏高(低)时,中国东部长江以南地区上空盛行偏东北(西南)风异常,这将不(有)利于水汽由南向北的输送,从而可能使到达长江中下游流域及以北地区的水汽偏少(多);并且,长江中、下游流域为下沉(上升)气流和低层水汽辐散(辐合)正异常,对应降水偏少(偏多);华南地区为上升(下沉)气流和低层水汽辐合(辐散)正异常,对应降水偏多(偏少)。分析结果还表明,东海的潜热通量可通过影响东亚大气环流而成为引起中国东部夏季汛期降水年际异常的重要原因之一。     

西北太平洋台风频数异常及其与海气通量的关系

利用1984-2002年联合台风预警中心(JTWC)最佳路径台风资料、全球海洋客观分析海气通量(OAFluxes)资料和NCAR/NCEP-2再分析资料,使用SVD等统计方法,对西北太平洋台风频数与低层大气环流及海气通量异常之间的关系进行了研究,结果发现150°E以东的低纬海区是台风频数年际异常变化最显著的区域,台风频数与低层大气环流异常、潜热通量和短波辐射通量变化有着密切的联系:当副热带高压强度减弱(增强)、脊线偏北(南)、主体东移(西伸)时,季风槽加深东进至160°E(西退至140°E),低纬的纬向西风加强(减弱),海洋输送给大气较多(少)潜热通量,盛行的纬向西风携带着季风槽南侧的暖湿水汽与副热带高压南缘偏东气流的水汽输送在150°E以东(以西)的低纬海区辐合,150°E以东辐合上升的暖湿气团吸收的短波辐射偏多(少),有利于(不利于)形成高温高湿的不稳定结构,台风能量不断(不易)积累,在低层强(弱)辐合、高层强(弱)辐散的环境场作用下,有利于(不利于)台风在150°E以东的低纬海区的生成。     

山东沿海及近海地区主要地质灾害类型分析

山东沿海与近海地区发育有多种地质灾害.通过对该地区存在的主要地质灾害进行系统的野外调查、统计与分析,编绘了研究区及邻域的地质灾害分布图,总结了各种地质灾害的空间发育特点.在成因分析的基础上,将研究区内的地质灾害划分为地震、地面变形、边坡灾害、流体灾害、水土质变异、气相灾害、不稳定沉积和其它地质灾害因素8类,并进一步细分为33种.作者从地质灾害的形成动力、成生关系、成灾过程、成灾关联性、成灾可控性及其危害性出发,阐述了各种地质灾害的属性特征.为防灾减灾提供了决策依据.