青藏高原臭氧的ENSO

通过对臭氧卫星观测资料及大气环流资料的分析,研究了青藏高原上空臭氧年际变化中的ENSO信号,并与同纬度无山区及赤道地区进行比较.研究指出:在ElNino年(南方涛动指数为负),青藏高原臭氧总量偏大,在LaNina年(南方涛动指数为正),青藏高原臭氧总量偏小.同时讨论了与ENSO事件有关的大气环流物质输送.     

冬季蒙古反气旋和伊朗反气旋的年代际变化特征

根据NCEP/NCAR再分析资料,采用客观判定和追踪方法,研究了1948~2013年欧亚地区冬季温带反气旋的年代际气候变化的活动特征。结果发现,反气旋的高频分布区也是反气旋气候变化最大的区域,其中蒙古高原和伊朗高原的反气旋最活跃。反气旋的频数和强度既有长期趋势也有年代际变化。蒙古高原和伊朗高原的反气旋频数具有明显的年代际变化特征。反气旋频数具有2~6年和16~30年周期,且具有变频特征。EOF分解发现蒙古高原和伊朗高原的反气旋频数分布均在较高纬度和较低纬度地区呈现显著相反的偶子极态分布形式。蒙古高原的反气旋强度的变化基本可以体现欧亚大陆反气旋强度的变化。反气旋分布和强度的年代际变化可以用对流层低层经向温度梯度表示的斜压锋的位置和强度的年代际变化来解释,但斜压锋对欧亚反气旋的影响具有区域性。蒙古高原的反气旋在1960~1975年50°N以北较多,1990~2005年50°N以南较多的偶极子态变化与80°~120°E区域的斜压锋纬度位置自55°N南移到45°N有密切关系,30°~80°E区域的斜压锋纬度位置变化不能单独解释伊朗高原反气旋偶极子态年代际变化。自21世纪00年代中期斜压锋偏强对反气旋强度偏强有重要影响。     

西北太平洋热带气旋最佳定位的精度分析

用正交小波变换方法分析了近121年来季节的南方涛动指数与北大西洋涛动指数的演变特征，结果表明南方涛动指数（SOI）最显著的变化是周期约为2－7年的年际变化，它们的方差贡献率为55．1％。1920年以前和1960年以后SO年际及年代际变化较强，其余时段较弱。而NAOI最明显的变化是周期在2年以下的变化，方差贡献率为64．3％。近百年NAOI年际及年代际变化有减弱趋势。近百年来SOI有－0．52／百年的减小趋势，而NAOI有0．25／百年的增大趋势。SOI与NAOI的气候基本态之间有显著的负相关，在年代际和年尺度变化上它们相关不明显。近期北半球处于SOI低基本态高年际及年代际变率，NAOI高基本态低年际及年代际变率的慢变过程下。     

极冰对南方涛动的影响

分析南、北极冰量与南方涛动序列作月、季和年尺度的变化过程线性相关关系，发现北极冰量与南方涛动指数是反相关关系，而南极冰量与南方涛动是正相关。比较而言，南极冰量与南方涛动的关系在月和季尺度上似乎较北极与大气的关系密切些。在各时间尺度序列中以太平洋地区南极极冰的影响表现最明显。分析发现极冰与南方涛动之间存在较复杂的非线性关系。在前期极冰的强信号寻找中，发现极冰与南方涛动在月序列的相关关系上存在周期变化现象。进一步选择相关极值的对应步长建立前期极冰状态激发大气变化的预测统计动力模式，模式对大气序列的解释方差可达０．９０以上。文中还进一步探讨了月序列存在的周期变化的共同因素的影响     

全球海洋蒸发量年代际变化归因：动力因子分析

本文基于动力调整方法,利用客观分析海气通量（OAFlux）资料研究了1958～2016年全球海洋蒸发量变化及其动力作用和辐射强迫分量的变化,发现海洋蒸发量及其动力作用分量具有一致性年代际变化特征,特别是在20世纪70年代及90年代末期存在明显的年代际转折。进一步分析发现:主要动力因子有太平洋—北美遥相关型（PNA）、北极涛动（AO）、北大西洋涛动（NAO）、厄尔尼诺—南方涛动（ENSO）和阿留申低压（AL）,并受到太平洋年代际振荡（PDO）的影响,其中,1970年代末期的转折与PNA、PDO、ENSO和AL密切相关,而1990年代末期的转折还与NAO变化有关。动力作用分量的前六个模态解释方差达到67.5%,其中,低纬北太平洋和印度洋蒸发异常主要与海表温度（SST）及其引起的环流异常有关,南太平洋、中纬北太平洋和北大西洋蒸发异常与环流异常直接相关。ENSO与PDO在全球海洋蒸发量上的影响要大于NAO。单因子相关分析发现南方涛动指数（SOI）、NAO和PDO与海洋蒸发年代际变化密切相关。总体来说,动力作用分量在海洋蒸发的年代际变化中起主导作用,其中,以ENSO、NAO和PDO的影响最大。     

南方涛动指数的多元统计分析及其与北半球500hPa月平均环流的关系

本文对美国的CAC南方涛动指数进行了相关分析、因子分析、模糊聚类、主成份分析。指出,月指数可分为二组:1—4月,5—12月,它们的持续性和相关性不相同。还指出,强弱南方涛动可以用涛动指数的第一主成份来定义。 此外,用1951—1984年的月资料讨论了南方涛动指数与当年1月到来年12月的500hPa位势高度场、月平均纬圈高度、月平均纬际高度差、大气活动中心以及大气环流特征量的相互关系。分析表明,在涛动低值年的前期4月份75°N以北的500hPa位势高度明显偏低,5月份偏高;低值年4月第一谐波槽位于东半球并且方差贡献小,5月份一波槽方差贡献大,高值年相反。500hPa位势高度在4—5月的这种变化是涛动在高纬度的一个早期讯号。 最后,我们建立了一个涛动指数的统计预报模式。利用这个模式可成功地预报出1986年的弱涛动并发生El Nino现象。     

1948～2004年全球越赤道气流气候变化

利用1948年1月～2004年12月逐月NCEP/NCAR的全球1000 hPa、850 hPa、700 hPa、600 hPa、500 hPa、400 hPa、300 hPa、200 hPa、150 hPa、100 hPa的10层经向格点风,计算了全球越赤道气流和年变化,分析了全球850 hPa越赤道气流通道的时、空变化特征。指出在研究的时间段内,全球850 hPa越赤道气流有明显的长期趋势变化和年代际变化。近57年,6～8月的45～50°E、5～9月的105～115°E、5～9月和5～11月的130～140°E、2～4月的20～25°E的越赤道气流有明显的加强,6～8月的50～35°W的越赤道气流减弱。夏季索马里的越赤道气流,平均每10年增强0.25 m/s,而130～140°E,5～9月的越赤道气流,平均每10年增强0.32 m/s。奇异谱分析表明,850 hPa越赤道气流的年代际变化和趋势变化的方差贡献达到35%～45%。年际变化的方差贡献不超过30%,还指出夏季太平洋的越赤道气流的强度变化与南方涛动有明显关系,弱南方涛动时,有强的越赤道气流。而索马里急流强度与北大西洋涛动有弱的正相关。     

大气涛动对全球低层大气环流的贡献

人们通常用海平面气压场的状况来反映低层大气环流的状态,而全球海平面气压场的变化最突出的特征表现为大气涛动的形式,即北大西洋涛动、北太平洋涛动、南方涛动和南极涛动。这四个大气涛动控制的区域范围大体覆盖了全球,能解释全球低层大气环流方差的３８．６％（６－８月）到４５．９％（１２－２月）。而各个涛动的独立贡献有显著的区域性,仅仅用四个大气涛动不能完整代表低层大气环流的结构。对于东亚、北美大陆等地的气候,     

热带太平洋SST异常对IAP-9 LAGCM 年际变率影响的模拟

通过1960~1989年实测的热带太平洋(30.5°N~30.5°S,120°E~70°W)SST(热带太平洋区域以外用气候平均值)强迫AGCM得到的结果,以此来研究热带SST的变化对全球大气环流年际变化的影响。首先,我们分析了南方涛动,分别给出了Tahiti和Darwin海平面气压异常及赤道附近(-5°S~5°N)外逸长波辐射(OLR)时间演变,都能很好与观测相比较。然后,讨论了全球大气环流对热带SST的变化的响应,全球主要的遥相关型都能很好地再现。最后,通过奇异值分解(SVD)技术研究了热带SST与冬季北半球500 hPa位势高度主要的耦合型,模拟的相关型与NCEP再分析资料的相关型非常相似。     

主编语

正北极涛动(AO)是指北半球中纬度地区与北极地区气压形势出现此消彼长的"跷跷板"式变化,是北半球中高纬地区大气环流年际变率的第一主导模态。而厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)则是热带太平洋地区年际变化的最强信号,同时也是整个气候系统年际变化尺度上的最强信号。这两个气候系统对全球大范围的天气和气候都能产生显著的影响。本期主打文章(P6)总结了近年来关于AO影响ENSO的最新研究进展,旨     

影响长江流域异常旱涝的因子分析

用相关矩分析方法，研究了赤道东太平洋海温等因子与长江流域夏季旱涝之间的关系及各因子在旱涝形成中的贡献。结果表明，所选因子的前期异常变化，对长江流域夏季降水都有不同程度的影响。它们之间的关系主要通过异常旱涝年反映出来，且海温、南方涛动指数和西太平洋副高与旱涝的相关具有一定的持续性。因子综合分析表明，前期赤道东太平洋海温、南方涛动指数、西太平洋副高及长江区温度在长江流域旱涝形成中贡献较大。     

夏季亚洲-太平洋涛动的耦合模式模拟

亚洲-太平洋涛动是夏季欧亚大陆东部(15°—50°N,60°—120°E)与北太平洋上空(15°—50°N,180°—120°W)温度场反相变化的现象。亚洲-太平洋涛动指数由对流层上层(500—200 hPa)温度定义,反映了亚洲-太平洋纬向热力差异。基于一个全球海-气耦合模式FGOALS_gl的20世纪气候模拟试验结果,讨论了其对20世纪亚洲-太平洋涛动指数变化的模拟能力。结果表明,较之ERA-40再分析资料(1960—1999年),模式很好地刻画出上层温度场的平均态和主导模态的空间型。从趋势上看,模式对北太平洋上空温度的年代际变化和趋势模拟较好,但未能模拟出亚洲东部陆地上空的降温趋势。从频谱分析结果看,模拟的亚洲-太平洋涛动指数2—3,a的年际变率与再分析资料相当,5-7 a周期的变率较弱。模式能够较好地模拟出与亚洲-太平洋涛动指数相关的亚洲季风区气候异常。在20世纪模拟中,外强迫因子会改变耦合系统的年际变率,在自然因子强迫下亚洲-太平洋涛动指数的功率谱向低频方向增强,人为强迫因子的作用则相反。自然强迫因子和人为强迫因子在不同时期对亚洲-太平洋涛动年际和年代际变率的作用不同。在年际变率中人为强迫因子能够控制亚洲-太平洋涛动的变率使其不致过大;在年代际变率中人为强迫因子会增强自然强迫下亚洲-太平洋涛动的变率。模式上层温度的主导模态受ENSO调制,可能影响亚洲-太平洋涛动的年际变率。因此,模式对ENSO模拟能力的缺陷是制约模式对流层上层温度及亚洲-太平洋涛动指数变率的重要因素。     

黄河,长江中下游季月降水场区划,旱涝特征及其与ENSO的若干关系

利用因子分析方法和聚类分析方法,分析1950—1984年黄河、长江中下游22个测站的季、月降水资料,指出该区域可划分为2—5个降水区域。研究了降水区的统计特征。初步探讨了这个地区的旱涝与厄尼诺/南方涛动的关系。指出,这个地区、某些季、月的大尺度降水与厄尼诺/南方涛动有密切关系。     

近百年来我国降水量的变化

从相邻地理区域内降水距平分布特征的相关性出发,通过降水量距平场经验正交函数展开,建立了我国42站月降水量插补模式,并得到了各站1881—1981年间连续、均一的降水量序列。对年、季降水量距平场的经验正交函数分解表明,不同符号的降水量距平带状交替出现,是我国年、季降水量距平分布的基本型式。42站年、季降水量的主成分,一般都没有明显的长期趋势,方差谱分析得出的统计显著周期分量,有集中出现在周期为35年、4.7年和2年左右波段中的倾向。统计分析表明,4.7年左右的周期分量,可能与南方涛动有关。除了降水量变化的周期性以外,在太阳黑子11年周期中,平均距平程度也有显著的变化,在太阳黑子活动11年周期极大值年附近,旱、涝出现机会显著增加。     

热带西太平洋暖池表层热含量分析

利用１９６１￣１９９７年中的资料,对热带西太平洋暖池的热含量进行了分析,并搪塞了暖池热含量变化与南方涛动的关系,结果表明：暖池热含量具有明显的季节和年际变化,暖池全域,西部（１６０°Ｅ以西部分）和东部（１８０°Ｅ以东部分）热呈的年际变化存在较明显的差异,暖池全域和暖池东部热呈与南方涛动存在着负相关,暖池西部热含量与南方涛是为正相关。     

赤道东太平洋海温、南方涛动和我国东部降水的谱分析

本文主要采用波谱分析方法对1957年1月至1977年12月赤道东太平洋海温(180°—90°W、5°N—10°S)、南方涛动指数和我国东部降水作了分析。通过功率谱的计算得到如下结果:(1)赤道东太平洋海温变化存在3.4年的振动周期。(2)南方涛动指数的变化存在3.4年和1年的振动周期。(3)我国华北、长江中、下游和华南地区降水分别存在1、2.3和3.4年的周期。利用交叉谱计算位相差,表现出海温与南方涛动在3.4年周期上近乎反向变化,海温的变化落后于南方涛动。南方涛动在3.4年周期上超前华南降水。华北降水在周期为1年的振动上落后于南方涛动。本文还对赤道东太平洋海温和南方涛动的年际变化作了简单分析。     

年代际气候变化研究

概括的介绍了中国科学家近几年在年代际气候变化方面的研究进展,包括中国气候的年代际变化特征,北大西洋涛动(NAO)和北太平洋涛动(NPO)与中国年代际气候变化的关系,北太平洋海面温度(SST)年代际模及其影响,大气环流系统的年代际变化以及气候突变问题.     

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。     

重庆城区近百余年旱涝变化

用Z指数作为旱涝等级标准,利用重庆城区百余年降水量资料,分析了历年及四季旱涝出现的频率,采用趋势分析、最大熵谱分析以及小波分析方法,研究了重庆城区年及四季旱涝的变化特征。结果表明:重庆城区年及四季干旱和洪涝发生频率均在25%以上,重庆旱涝灾害较频繁;多项式拟合和周期分析表明,城区年及四季旱涝具有阶段性变化特征,某些阶段年际变化特征也很显著,总体而言,年及夏季旱涝的年代际变化特征较明显,其它三个季节则是年际变化特征较明显。近几年的年旱涝变化处于偏涝阶段;而近几年夏季的旱涝变化,从年代际尺度来看,目前处在偏旱阶段,出现干旱的可能性较大;而其它三季则处于偏涝阶段。     

近500年的厄尔尼诺事件

根据南美洪水、澳大利亚干旱、印度尼西亚干旱、登陆我国台风次数、东亚冷夏,用我国旱涝恢复的南方涛动指数,用北美树木年轮恢复的南方涛动指数,用北美树木年轮恢复的南方涛动指数等资料初步确定了1470年以来的厄尔尼诺事件。