中国冬季气温变化的空间模态及其与大尺度环流异常的联系

分析了近55 a来中国冬季气温变化特征及其与大尺度环流异常的关系,结果显示：1) 中国冬季气温变化有两个主要空间模态,第一模态表现为20世纪80年代中期以后全国一致变暖;第二模态表现为80年代以后东北、西北地区冬季气温升高,而西南、华南地区气温降低。2) 西伯利亚高压变化与中国冬季气温变化的第一模态关系密切,当西伯利亚高压偏强时,我国大部分地区气温偏低,反之亦然。3) 北极涛动（AO）与冬季气温变化的第二模态关系密切,它与中国冬季气温相关最显著的区域主要在东北和西北地区,当AO为正位相时,上述区域气温往往偏高。     

中国东北南部冬季气温异常及其大气环流特征变化

该文在对东北冬季气温异常的时空变化特征进行分析的基础之上，利用NCEP/NCAR再分析资料，探讨了影响其异常的同期因子——该地区上空大尺度环流异常特征。发现:东北冬季气温20世纪80年代中期以前处于冷期，60年代达到低谷，80年代中期以后一直处于暖期，90年代为49年来最暖期，1986年是由冷转暖的明显突变点；气温异常存在3～4年、8～9年的年际周期及16～18年的年代际周期；东北地区冬季气温异常与黄河以北地区一致性非常好，是49年全国增暖最显著的地区之一；冷、暖冬年，欧亚中高纬度大气环流异常存在显著的差异，西伯利亚高压、亚洲极涡、贝加尔湖高压脊、东亚大槽及极锋急流是影响其异常的同期重要因子。     

我国冬季气温异常的空间型及其与500hPa环流的初步研究

对１９５１－１９９６年中国１６０个站点冬季气温距平进行经验正交函数分析,根据前两个特征向量将中国冬季气温异常分成４种主要空间型：冷型、暖型、闪南冷型和北冷南暖型。在此基础上,分析了它们与５００ｈＰａ高度场异常的同时,时滞关系,得到一些对我国冬季气温异常预测有意义的结果。     

北半球冬季环流异常与ENSO的非线性关系

运用非线性典型相关分析（nonlinear canonical correlation analysis,简称NLCCA）方法,对热带太平洋海表温度异常（SSTA）场与北半球冬季海平面气压异常场（SLPA）进行非线性分析,以反映ENSO与北半球冬季环流异常之间的非线性关系。NLCCA的结果表明：从极冷到极暖期,北半球冬季SLPA场对ENSO的投影在各主成分所分别构成的平面或空间中分别形成一条直线和一条抛物线,说明北半球冬季环流异常与ENSO的相关包含线性和具有二次特征的非线性两部分。无论ENSO的冷、暖事件都能导致冰岛低压减弱,且西伯利亚高压、北美高压和北太平洋高压随SSTA的变化不对称,进一步证明了ENSO对北半球冬季环流异常的非线性影响,其中冰岛低压对于ENSO响应的非线性特征最强,而阿留中低压与ENSO则主要是线性相关。     

华北冬季气温年代际变化及大气环流分析

用NCEP/NCAR再分析资料和华北地区冬季气温资料,运用经验正交分解(EOF)和合成分析等方法,分析了华北地区冬季气温年代际异常及同期环流背景场的变化特征。结果表明:华北冬季气温的年代际变化特征明显;北半球冬季环流场的年代际变化是造成华北冬季气温年代际异常的根本原因,在近地面层,西伯利亚高压偏强时,华北冬季偏冷,反之亦然;在对流层中层,东亚大槽及贝加尔湖高压脊为主要影响系统;低空风场分析结果显示,华北冬季偏冷期中、高纬纬向环流减弱,经向环流明显增强,主要盛行偏北风,暖期情况正好相反。另据分析,北极涛动的年代际变化与华北冬季气温异常也有很好的相关性。     

中国东北地区冬季气温变化特征及其大气环流异常的关系

利用1957-2010年冬季中国东北地区90站气温资料,应用REOF和聚类分析方法将东北划分为南、北两个冬季气温变化子区,分析讨论其冬季气温的变化趋势和冷暖异常特征,及其与主要环流指数之间的同期和滞后关系。使用向后去除变量选择法,选取最优预测因子,并建立了全区和各子区的回归统计模型。结果表明：东北冬季增温较明显,平均上升速率达到0. 45 ℃/ 10 a,北部略高;与同期欧亚纬向环流指数之间存在着较显著相关;前期8月东太平洋副热带高压面积指数、前期10月亚洲区极涡面积指数和前期8月北半球极涡面积指数与东北冬季气温存在着显著相关,复相关系数达到0.70,并且是回归方程最关键预测因子。在对冷、暖冬预测时,可以把选定时段和区域副热带高压和极涡面积指数作为重要的影响因素,且误报率较低。     

北半球冬季遥相关型环流异常的若干性质

用１９５１－１９８５年间北半球冬季７００，５００，１００ｈＰａ月平均位势高度场，分析了Ｗａｌｌａｃｅ等提出的５个遥相关型所对应的环流异常和它们的性质，发现它们在对流层中下部是相当正压结构，在对流层上部减弱消失，某些遥相关型（如ＥＵ，ＰＮＡ）环流异常存在明显；主要遥相关型环流异常的持续时间约为一个月。     

一个反映中国冬季气温异常的指标—东亚区域西风指数

分析了中国冬季气温变化的主要特征,揭示了能够较好反映中国冬季气温异常整体变化的主要空间分布;进一步研究了与之相对应的环流异常特征,结果表明中国冬季气温的异常与东亚及西伯利亚50hPa高度场的异常有着密切的联系。在分析传统季风指数对气温对应异常环境特征的表现能力的基础上,定义了一个能够反映环流异常的东亚区域西风指数（IEARW）,经检验,可以利用IEARW来反映中国冬季气温变化的主要特征,最后,对IEARW的变化特征进行了初步分析。     

冬季西太平洋遥相关型的环流结构特征及其与我国冬季气温和降水的关系

用近55 a资料研究了冬季西太平洋遥相关型(WP)异常环流特征及其与我国冬季天气气候的关系。结果表明:冬季西太平洋遥相关型与我国冬季天气气候关系密切。高指数年500 hPa高度场亚洲大陆上空中高纬为负高度异常,中纬度西风偏强,环流呈纬向型,对应海平面气压场上西伯利亚高压偏弱,东亚冬季风偏弱;低指数年情况相反。冬季西太平洋遥相关指数与我国冬季气温和降水存在显著的大范围正相关,与气温的高相关区为我国东部、南部沿海及西南地区所形成的U型区域,而与降水的高相关区则主要分布在我国东部地区。     

贵州冬季气温异常特点及其高空环流特征分析

对贵州冬季温度与各旬气温之间进行相关分析，发现冷冬暖冬的发生与同其12月下旬、1月上旬及2月各旬相关性最好。并根据贵州15个代表站历年冬季气温历史资料，选取明显暖冬年及明显冷冬年，对其高空环流进行对比分析，结果发现在80°～115°E之间500hPa高度距平场上，前者于高纯地区表现为明显的槽区，而后者为明显的脊区；低纬地区却为相反的消形。两者对应的西太平洋到热带高压面积指数和强度指数也存在着显著差异。     

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。     

大连地区冬季气温异常与前期印度洋海温的关系

利用近40a全球海温、500hPa高度场、300hPa纬向风场和海平面气压场月平均资料以及大连地区冬季的气温资料,分析了大连地区冬季气温异常的变化特征,探讨了大连地区冬季气温异常与前期印度洋海温异常的相互联系。结果发现:影响大连地区冬季气温的海温异常关键区位于5°S~5°N、60°~75°E,关键影响时段为当年的4~7月;长时间的海气相互作用使前期的海温异常影响了后期的大气环流,在关键海区冷、暖水年,海平面气压距平场、500hPa高度距平场、300hPa纬向风距平场都存在着显著的差异;其中西伯利亚高压、极涡的位置、东亚大槽的强弱、极锋急流都差异显著,从而导致大连地区冬季气温的异常。     

中国冬季气温月际变化特征及其对大气环流异常的响应

基于1951—2014年中国160站月气温和NCEP/NCAR再分析资料,利用季节的经验正交函数分解（S-EOF）等方法,研究了中国冬季气温月际变化的时、空演变特征及其对大气环流异常的响应。结果表明,中国冬季气温在月尺度上常常出现前、后冬相反甚至冷暖交替的现象。中国冬季气温月际变化存在3个主模态:全冬一致型、前后反相型和冷暖交替型。当西伯利亚高压冬季一致偏强（偏弱）时,冬季一致冷（暖）;当海陆热力差异由强变弱、西伯利亚高压强度由强变弱,东亚西风急流比较稳定,强度偏强,位置由南向北移动时,冬季前冷后暖;当大气环流发生突变,尤其是海平面气压场和500 hPa位势高度场上大气活动中心的频繁调整,西伯利亚高压强度在月时间尺度上强弱交替时,冬季气温呈冷—暖—冷交替变化。      

全球地面气温变化特征与我国黑龙江省冬夏冷暖异常的关系

利用ＮＮＣＥＮＰ／ＮＣＡＲ１９７９年１月至１９９５年１２月的全球候平均地面气温再分析资料和同期黑龙江省３２个站各候平均地面气温,研究了８０年代来全球地面气温的变化特征及其与我国黑龙江省地区冬夏冷暖异常的关系。８０年代以来全球气温明显升高,赤道、两极及北半球的高纬地区、南半球的低纬地区变化较大,且先于其它地区出现。与黑龙江省地区温度相关在的地区有亚欧大陆中西部、印度洋、赤道东太平洋、北美西北部及北太     

北疆冬季降水异常与前期环流特征的相关分析

用相关分析法计算了北疆冬季降水与前期各月北半球500hPa平均高度场的相关系数，选择相关好的域计算了北疆冬季降水异常年份对应的前期相关月的500hPa距平场，结果表明当年9月欧洲脊的强弱及新疆上空急锋锋区的位置与前冬降水异常有一定的相关，6月北欧-极区冷空气的强度及12月西西伯利亚脊的位置和强弱与后冬降水异常有一定的相关。     

北半球冬季平流层环流的持续异常

本文利用1975—1976到1985—1986年共11个冬季的50hPa位势高度场(10°×10°) 资料,揭示了北半球冬季平流层环流持续异常的观测研究结果。 　分析结果表明:北半球冬季平流层内存在显著的环流持续异常,主要出现在三个地区: 北美地区、亚洲大陆北部区、西欧北部巴伦支海及新地岛地区,其中以北美地区最为显著; 北美地区异常持续的位势高度场距平与亚洲大陆北部距平还具有明显的See—Saw现象,遥相 关特征十分清晰。文中还进一步指出北半球冬季平流层环流具有比对流层环流更显著、强烈 的持续异常。     

印度洋海温异常与中国气温异常的可能联系

利用NCEP/NCAR 50 a冬季再分析资料、英国气象局全球海温资料、中国气象局整编的160站气温资料,采用EOF、合成、奇异值分解等方法讨论了印度洋海温异常对东亚冬季大气环流及气温的影响.结果表明,印度洋海温异常,引起了大气环流的异常,影响了东亚冬季风的强度.当印度洋海温一致变化时,中国温度变化也呈一致;当印度洋海温距平偶极振荡时,中国东、西部的冬季气温也出现偶极变化的现象;印度洋海温偶极振荡正位相年时,东亚冬季风偏弱,中国东北部气温偏高.     

山东冬季气温年际变化及大气环流特征

采用经验正交函数(EOF)方法分析山东省43年(1961—2003年)冬季气温变化，结果表明，第1模态几乎反映了整个温度场的时空变化特征，冬季气温年际变化明显，增温显著；采用NCEP／NCAR月平均大气环流再分析资料(1961—2003年)，分析表明，冷、暖冬大气环流差异明显，冷冬年500hPa高度距平场呈北高南低的特征，西伯利亚高压加强，东亚大槽偏西加深，亚洲地区维持稳定的经向环流，利于冷空气南下，易造成冷冬；暖冬年呈相反特征。