近50 a东北地区降水异常的气候特征分析

用诊断分析的方法对近50a东北地区降水异常的气候特征进行了分析。结果表明，东北地区降水异常的季节变化明显，异常在6—8月最大，尤其是7—8月，异常峰值所在月有较明显的年际变化；近50a东北地区夏季降水异常呈现出明显的年际和年代际变化特征，存在3．1a的显著年际周期和12．5a的显著年代际周期，同时还存在26—28a、4—6a的多尺度振荡周期；东北地区夏季多、少雨年全国降水异常的分布表现出了东北与华北东部同位相，与淮河及长江中下游地区反位相的特征。夏季降水异常的空间分布及与全国降水异常的分布既有一致的时候(50、70、90年代)，也存在地域差异(60、80年代)。     

祁连山近45 a年降水异常的气候特征

利用祁连山地区17个测站1960~2004逐日降水资料,统计逐年不同量级的雨日数及年降水量,对年总降水量标准化后进行经验正交展开(EOF)和旋转经验正交展开(REOF),研究其异常的空间结构及时间演变规律。结果表明,祁连山地区年降水与不同量级雨日数的气候平均分布具有地理分布上的相似性。无论年降水还是不同量级的雨日数,同纬度地区西侧明显多于东侧,祁连山东段多于西段,等值线呈西北—东南走向。年降水异常在空间上主要表现为整体一致的变化特点,其次表现为东西相反的变化趋势。旋转载荷向量场(RLV)反映出4个异常型,即祁连山西段北坡区、祁连山东段区、祁连山中西段南坡区,祁连山中段北坡区。近45 a,祁连山西段北坡区年代际变化幅度明显,其他各区年代际变化幅度相对较小。小波分析发现,各区年降水周期变化并不一致,体现出祁连山地区年总降水的复杂性。     

近45a长江中下游地区夏季降水的区域特征

利用旋转经验正交函数(Rotated Empirical Orthogonal Function,REOF)展开方法,分析了长江中下游地区六省一市1960—2004年78站夏季(6—8月)降水场,并将降水场分为5个主要区域,在此基础上揭示了长江中下游5个区域夏季降水的时间演变特征。5个区域夏季降水序列的Mann-Kendall突变检验表明,各区代表站中只有衢州和南通发生了突变,且突变时间不同;5个区域夏季降水长期变化呈现增加趋势,Ⅰ区和Ⅴ区表现出较强的增加趋势,Ⅲ区次之,Ⅱ区和Ⅳ区较弱;5个区域夏季降水的周期振荡差异明显。     

长江三角洲夏季降水异常及气候成因

根据长江三角洲地区61个气象站的1961--2007年夏季降水量资料,应用EOF和REOF等统计方法分析了长江三角洲地区夏季降水的时空分布及演变特征,并探讨了夏季降水异常类型的初步成因。结果表明：47a来长江三角洲地区夏季降水有比较明显的年代际变化,1980s开始有明显增加,该地区降水异常可以分为两种类型,分别为一致偏多（少）型和北多（少）南少（多）型,并且通过分析500hPa环流型势、副热带高压和ENSO事件的特征,初步探讨了降水异常的可能成因。     

近14 a也门降水异常的气候特征

利用1990-2003年也门7个测站降水资料，在分析近148也门降水季节变化特征的基础上，着重分析了也门夏季降水的年际变化特征。结果表明，也门降水异常的季节变化明显，异常在4-9月最大，尤其是7-9月，异常峰值所在月呈现出较明显的提早趋势；近148也门夏季降水呈现出增加的趋势，90年代末该趋势加大；近148也门夏季降水存在38和78左右的显著振荡周期。     

近14a也门降水异常的气候特征

利用1990-2003年也门7个测站降水资料,在分析近14 a也门降水季节变化特征的基础上,着重分析了也门夏季降水的年际变化特征。结果表明,也门降水异常的季节变化明显,异常在4-9月最大,尤其是7-9月,异常峰值所在月呈现出较明显的提早趋势;近14 a也门夏季降水呈现出增加的趋势,90年代末该趋势加大;近14 a也门夏季降水存在3 a和7 a左右的显著振荡周期。     

剑河县近45a降水变化特征

利用剑河县1960年12月～2005年逐月降水资料,统计分析该县年、季降水距平百分率的年际和年代际变化特征以及旱涝的演变趋势。结果得出：剑河县年降水呈“少→多→少→多→少”的规律变化;冬季呈准20a周期变化;春季呈“正常→多→持续偏少→多”的变化趋势;夏季呈“正常→少→多→少”的变化趋势;秋季呈多→持续偏少的趋势变化,与贵州和黔东南地区变化趋势相反。年、季降水距平百分率与旱涝变化趋势相一致。     

祁连山近45a5～9月日降水气候特征

应用祁连山地区17个测站1960～2004年5～9月逐日降水资料,统计逐年5～9月不同量级的雨日数及对应的降水量,进而得到各站小雨和中雨以上日降水雨强,用区域平均值来代表祁连山地区整体的不同降水量级雨日数和雨强,用线性趋势系数及5阶主值函数分析不同量级降水日数和雨强的变化趋势。用墨西哥帽状连续小波变换方法分析其周期变化情况。结果表明:祁连山地区5～9月降水量与不同量级的雨日数的气候平均分布具有地理分布上的相似性,无论年降水量还是不同量级的雨日数,同纬度地区西侧明显多于东侧,祁连山东段多于西段,等值线呈西北—东南走向。近45a,祁连山地区小雨日数呈下降趋势,中雨以上降水日数则呈上升趋势,而小雨雨强与中雨以上降水的雨强均呈增强态势,不同量级降水日数与雨强的共同作用使得5～9月降水量与总雨日数呈相反变化趋势,即5～9月降水量呈上升趋势,而总雨日数呈微弱下降趋势。小波分析发现,祁连山地区小雨日数有5a左右的变化周期,而中雨以上降水日数的周期变化较小雨日数周期变化明显复杂。     

中国东北地区OLR气候特征及其与夏季降水的关系

分析了1975—1994年中国东北地区的OLR气候特征,表明在不同区域的OLR年季变化有所不同,北部寒温带大陆性气候区是单峰型;中部大陆性季风气候区呈弱双峰型;东部山地气候区夏季OLR值较低;南部受海洋气候影响,OLR最高值出现在9月份。在东北地区OLR的地理分布为：冬季呈纬向型,南北变化梯度大,夏季是经向型,西部平原地区有一高值中心,东部山区有一低值中心。从时空变化上看,在冬季OLR值较低,变化不大,3月和5月有两次跃升,6-8月为高、低相间变化,9月开始迅速下降。东北地区夏季降水与OLR同期相关为负相关,在中南部相关性显著,并且在时间和空间尺度越小时,其相关性越好。     

东北夏季气温和降水场的客观区划

采用旋转经验正交展开(REOF)方法,对东北夏季平均气温和降水场作空间分型,气温场可分为3个区,降水场可分为6个区。检验了各区的相关性,结果表明,这种分区方法比较客观,能更好地反映出东北夏季气候变化特征。     

气候变暖的显著性检验以及温度场和降水场的时空分布特征

用近百年来全球温度和降水资料研究了20世纪20年代和80年代两次全球性气候突然变暖现象,并利用Mann-Kendall突变检验方法对其进行突变检验.分析表明,温度场和降水场的经验正交分解函数的主分量(EOF1),能够很好地表征相应变量年代际时间尺度上突变空间分布型的主要特征,因而用温度资料的EOF1讨论了两次突然变暖的全球空间和时间分布特点.在全球两次突然变暖的同时也发生了相应的降水空间分布型突变.对比分析表明,两次变暖事件的基本特征并不相同,说明引起两次突变的物理机制也不相同.     

基于卫星观测的我国北方地区紫外吸收性气溶胶的时空分布研究

利用气溶胶指数(Aerosol Index,AI)资料研究了东亚地区紫外吸收性气溶胶的时空分布特征,主要得出以下结论:1)雨云七号卫星(Nimbus 7,N7)和地球探测卫星(Earth Probe,EP)搭载的臭氧总量测绘光谱仪(Total Ozone Mapping Spectrometer,TOMS)以及臭氧监测仪(Ozone Monitoring Instrument,OMI)反演的AI数据在东亚大陆具有较好的一致性,但EP/TOMS-OMI AI的连续性较好,而N7/TOMS-EP/TOMS AI的连续性较差;2)东亚地区紫外吸收性气溶胶主要位于塔克拉玛干沙漠及其东部周边的库姆塔格、柴达木盆地沙漠、古尔班通古特沙漠、内蒙古中西部、蒙古国南部以及我国东北、华北地区;3)紫外吸收性气溶胶具有明显的月际变化特征;4)旋转正交经验函数分析不仅能分离紫外吸收性气溶胶的源区范围,还能给出源强相对大小的定性信息。     

Evaluation of Agricultural Climatic Resource Utilization During Spring Maize Cultivation in Northeast China Under Climate Change

Agricultural climatic resources （such as light,temperature,and water） are environmental factors that affect crop productivity.Predicting the effects of climate change on agricultural climatic resource utilization can provide a theoretical basis for adapting agricultural practices and distributions of agricultural production.This study investigates these effects under the IPCC （Intergovernmental Panel on Climate Change） scenario A1B using daily data from the high-resolution RegCM3 （0.25° ×0.25°） during 1951-2100.Model outputs are adjusted using corrections derived from daily observational data taken at 101 meteorological stations in Northeast China between 1971 and 2000.Agricultural climatic suitability theory is used to assess demand for agricultural climatic resources in Northeast China during the cultivation of spring maize.Three indices,i.e.,an average resource suitability index （Isr）,an average efficacy suitability index （Ise）,and an average resource utilization index （K）,are defined to quantitatively evaluate the effects of climate change on climatic resource utilization between 1951 and 2100.These indices change significantly in both temporal and spatial dimensions in Northeast China under global warming.All three indices are projected to decrease in Liaoning Province from 1951 to 2100,with particularly sharp declines in Isr,Ise,and K after 2030,2021,and 2011,respectively.In Jilin and Heilongjiang provinces,Isr is projected to increase slightly after 2011,while Ise increases slightly and K decreases slightly after 2030.The spatial maxima of all three indices are projected to shift northeastward.Overall,warming of the climate in Northeast China is expected to negatively impact spring maize production,especially in Liaoning Province.Spring maize cultivation will likely need to shift northward and expand eastward to make efficient use of future agricultural climatic resources.     

基于统计降尺度方法的夏季降水精细化预报

利用1999—2009年安徽省淮河以南地区60个县市站夏季逐日降水资料和安庆市探空站逐日资料,研究了中低层不同风向配置下局地降水与大尺度降水场之间的关系,以3种不同预报对象及相应的预报因子分别采用神经网络和线性回归方法设计6种预报模型对观测资料进行逼近和优化,从而实现空间降尺度.分析对比6种预报模型46站逐日降水量的拟合和预报效果,结果表明:采取相同的预报对象及预报因子的BP神经网络模型在拟合和预报效果上均好于线性回归模型,可见夏季降水场之间以非线性相关为主;神经网络模型预报结果同常用的Cressman插值预报相比,能很好地反映出降水的基本分布及局地特征;预报对象为单站降水序列的神经网络模型在以平原、河流为主要地形的区域预报效果较好,预报对象为REOF主成分的神经网络模型则在山地和丘陵地形区域预报效果较好.     

2013年春季我国气候异常特征及其可能原因

2013年春季,全国平均气温较常年同期偏高1.0℃,平均降水量较常年同期偏多8.3%,但气温和降水空间分布不均,东北气温持续偏低,华北出现区域性气象干旱。分析表明：2013年冬春季北极涛动（Arctic Oscillation, AO）持续强的负位相;3和4月东北冷涡活跃,不仅频次偏多且强度偏强;同时,从2013年秋季开始东北地区积雪面积持续偏大,这些因子共同作用造成东北出现强的持续性低温。而2012年冬季以来西伯利亚高压持续偏弱,同时异常高脊控制我国北方大部地区,加之水汽输送不足,造成华北地区出现区域性气象干旱。     

北太平洋涛动区500 hPa高度场季节变化特征及其对中国东北区降水的影响

利用国家气候中心1960~2000年500 hPa高度场10°×5°经纬度月平均资料，采用EOF、SVD方法，分析了北太平洋涛动区（25°~70°N，140°E~150°W）500 hPa高度场季节变化特征和中国东北区80个测站降水场相关。结果表明:（1）北太平洋涛动区500 hPa高度场冬季EOF第1载荷向量场呈由北向南的“-，+”波列分布，这种北南分布相反型，占总体方差贡献的40%，可以表现为北低南高，类似地面气压场涛动 (NPO) 的正位相阶段，反映了40年北太平洋中高纬度上空以东亚大槽为定常波的大气环流基本模态，亦是NPO呈正位相阶段的主要成因，反之，类似地面气压场涛动（NPO）的负位相阶段，第2载荷向量场呈整体“+”值分布，占方差贡献28%，该模态则表现为东亚大槽被长波脊替代的与气候基本模态呈相反分布的异常环流型；夏季第1载荷向量场基本模态则为全区的正值分布，占总体方差贡献的30%，第3载荷向量呈北“+”南“-”的分布，占方差贡献的13%，表明夏季500 hPa高度场NPO不是主要模态；春秋两季均呈现出较为明显的NPO模态；（2）北太平洋涛动区500 hPa高度冬季平均场与东北区夏季降水场呈由北向南的“+，-”相关波列，存在显著的相关性（α＞0.01）, 第1对SVD奇异向量占总方差贡献的49%，当NPO区前冬500 hPa高度场呈负位相阶段时，东北区夏季降水偏多，反之，东北区夏季干旱少雨，其它季节亦有类似隔季相关关系。     

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。