秋季南极涛动异常对冬季中国南方降水的影响

本文针对秋季南极涛动(AAO)和冬季中国南方降水的关系作了研究,发现两者之间存在显著的反向年际变化关系。AAO正(负)异常年,副热带西风急流显著增强(减弱),欧洲西部槽、乌拉尔山高压脊和东亚沿岸大槽均偏强(偏弱),阿留申低压、南支槽和西太平洋副高偏弱(偏强),西南急流上的扰动不活跃(活跃),我国大部分地区出现异常偏北风(偏南风)和OLR弱正距平,导致南方降水偏少(偏多)。两半球存在东亚—南半球高纬地区和纵贯太平洋南北的两个遥相关型,海洋性大陆对流活动可能是秋季AAO影响南方冬季降水的一个机制。因此,秋季南极涛动的异常很可能对预测我国南方冬季降水有显著指示意义。     

基于本征微观态方法探究全球地表气压变化特征及其与降水的联系

利用ERA5和GPCP再分析资料及NOAA提供的气候指数,基于本征微观态和传统气象学方法,探讨了全球1950—2022年地表气压变化特征及其与全球降水和环流变化之间的关系。结果表明:全球地表气压的第一大本征微观态主要以南极一致性变化为主,与南极涛动显著相关;第二大本征微观态以北极一致性变化为主,与北极涛动和北大西洋涛动显著相关;第三大本征微观态在热带太平洋呈现纬向偶极子结构,与厄尔尼诺—南方涛动(EI Niño-Southern Oscillation,ENSO)联系紧密。不同本征微观态对全球降水的影响存在显著的区域性差异。第一大本征微观态处于正位相时,南极绕极环流增强,南半球高纬度地区降水增多,中纬度地区降水减少。第二大本征微观态处于正位相时对应北极降水增多,北大西洋及其周边地区降水减少。第三大本征微观态影响范围较广,主要表现为西太平洋降水减少和中东太平洋降水增多。     

四川省盛夏极端降水变化特征及与高原夏季风的关系

利用1961—2015年四川省156个台站逐日降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,分析了四川省盛夏极端降水事件的时空分布特征及其与高原夏季风的关系。结果表明:近55 a四川省盛夏极端降水指数的变化趋势具有明显的区域差异,降水百分率在四川大部分地区呈减少趋势,而降水总量、强降水量、降水强度及1日、连续5 d最大降水量主要在川西高原西北部和盆地西部呈减少趋势,其他区域则呈增加趋势。就全省而言,近55 a四川盛夏降水总量整体呈不显著减少趋势,未发生明显突变,而降水百分率呈显著减少趋势,且发生了1次显著突变;降水强度、强降水量整体呈显著增加趋势,且发生了1次显著突变,而1日、连续5 d最大降水量呈不显著增加趋势,且发生了3次显著突变。四川盛夏各极端降水指数均存在3～4 a和8 a左右的振荡周期。四川盆地东、西部盛夏极端降水与高原夏季风异常关系密切,高原夏季风偏强时,500 h Pa高度距平合成场上东亚中高纬地区以经向型环流为主,西太平洋副热带高压偏南,来自孟加拉湾的西南风水汽加强,有利于四川盆地东(西)部盛夏极端降水偏多(少);高原夏季风偏弱时,情况则相反。     

秋季南极涛动异常对冬季中国南方降水的影响

本文针对秋季南极涛动（AAO）和冬季中国南方降水的关系作了研究,发现两者之间存在显著的反向年际变化关系。AAO正（负）异常年,副热带西风急流显著增强（减弱）,欧洲西部槽、乌拉尔山高压脊和东亚沿岸大槽均偏强（偏弱）,阿留申低压、南支槽和西太平洋副高偏弱（偏强）,西南急流上的扰动不活跃（活跃）,我国大部分地区出现异常偏北风（偏南风）和OLR弱正距平,导致南方降水偏少（偏多）。两半球存在东亚—南半球高纬地区和纵贯太平洋南北的两个遥相关型,海洋性大陆对流活动可能是秋季AAO影响南方冬季降水的一个机制。因此,秋季南极涛动的异常很可能对预测我国南方冬季降水有显著指示意义。     

山西省降水与环流特征量及ELnino的关系

本文通过滑动相关普查方法，对山西30个代表站点的夏半年（6-11月）降水与前期74个环流特征量及北太平海海温月平均资料作逐点逐月普查相关分析，结果表明：上年7-10月的南方涛动指数及赤道东太平洋（ELnino区）海温与我省夏半年降水分别有很好的相关关系，它们的出现对山西夏半年降水影响是非常强的，同时还发现前期多个环流指数如太阳黑子、西太平洋副高与我省夏半年降水也有很好的相关关系。     

1957~2000年沈阳地区气温和降水变化特征分析

利用1957～2000年沈阳地区逐日平均气温、降水量资料,采用线性趋势分析、Mann-Kendall突变检测法和Morlet小波变换等方法,分析了近44a来沈阳地区气温和降水变化的总体特征及趋势,并利用极端气温和降水指数探讨了其变化特征。结果表明:近44 a来沈阳地区气温呈显著的上升趋势,气温变化有较明显的突变特征,突变时间出现在1981～1982年;降水呈波动下降趋势,自20世纪80年代以来,极端降水事件的强度和频率均呈上升趋势。     

西太平洋海温和南方涛动与中国冬季气候异常关系年代际变化的对比分析

利用NCEP/NCAR再分析资料和全球海温海冰GISST2.3b资料、英国CRU提供的南方涛动指数以及中国160站月平均降水和气温资料, 分析了冬季西太平洋海温和南方涛动与中国冬季气候异常关系年代际变化特征。结果表明:最近50年, 西太平洋海温指数 (WPI) 与南方涛动指数 (SOI) 之间相关关系的年代际变化在冬季很明显。当WPI-SOI相关关系不显著时, 在西太平洋赤道北侧的对流层低层存在高 (低) 海温-反气旋 (气旋) 异常环流系统, 不利于维持ENSO与西太平洋海温变化间的紧密联系; 与此相对应, 冬季整个对流层环流呈相当正压结构。在WPI-SOI相关显著 (不显著) 时段, 冬季中国降水、气温与西太平洋海温之间的相关较弱 (较强)。     

近60a巴彦淖尔市气候变化特征及影响因子分析

为了解巴彦淖尔市近60 a的气候变化特征,基于巴彦淖尔市9个气象观测站1961—2020年的逐月平均气温、降水量、日照时数、瞬时风速资料,采用线性倾向趋势分析、滑动平均法、M-K检验法、累计距平法、滑动t检验法、Morlet小波分析法对气候变化特征进行分析。结果表明：(1)近60 a巴彦淖尔市年平均气温增温趋势,年日照时数、年平均风速减少趋势显著,年降水量变化趋势不显著;(2)空间分布上,年平均气温为北低南高,年降水量为东多西少,年日照时数为西北、东南部相对多,其余地区相对少,年平均风速为南小北大;(3)年平均气温在1996年发生突变,年日照时数在1999、2014年发生突变,年平均风速在1982年发生突变,年降水量未发生突变;(4)主要的周期振荡,年平均气温、年降水量在30、13 a左右,年日照时数在13 a左右,年平均风速在20 a左右和10 a左右;(5)北极涛动指数对春冬季气温、春季降水、秋冬季风速有较为显著的影响,北大西洋涛动指数对春冬季气温、夏冬季风速有较为显著的影响,南方涛动指数对冬季降水有较为显著的影响,太平洋北美指数对冬季气温、春季降水有较为显著的影响。     

南北涛动与南极涛动及北极涛动的相互作用

利用NCEP/NCAR再分析资料,分析了南北涛动（Interhemispheric Oscillation,IHO）与北极涛动（Arctic Oscillation,AO）和南极涛动（Antarctic Oscillation,AAO）的联系。分析表明：1）北极涛动（AO）、南极涛动（AAO）与全年各自半球中高纬度地表气压变化密切联系。其中,AO冬季强度最强,且在春季、冬季的影响范围大。而AAO对南半球中高纬的地表气压变动影响更为明显,其在夏季影响范围最大。2）南极涛动（AAO）与南北涛动（IHO）有很好的同期相关性,南极涛动可部分解释南北涛动的形成。IHO与AO存在不显著的负相关,南北半球中高纬大气运动具有相对独立性。3）南北涛动（IHO）与全球较大范围内的地面气压变化有关,而去除AAO信号后,夏季在南极地区原显著相关区显著减少,夏季AAO与IHO存在密切联系。4）南北涛动（IHO）主要与春季、秋季和冬季亚洲、欧洲北部地面气温关系密切。秋季最强,春季次之,冬季最弱。夏季IHO与全球地面气温没有较好的联系。亚欧大陆北部的热力作用可能部分地解释了南北涛动的形成。     

1971~2020年藏东南极端降水指数的时空变化特征

基于1971~2020年藏东南4个气象站逐日降水量资料,选取最大1日降水量（RX1day）、最大5日降水量（RX5day）、降水强度（SDII）、中雨日数（R10mm）、大雨日数（R20mm）、连续干燥日数（CDD）、连续湿润日数（CWD）、强降水量（R95pTOT）、极强降水量（R99pTOT）和年总降水量（PRCPTOT）共10个极端降水指数,采用线性趋势、Mann-Kendall非参数检验、R/S趋势分析、Morlet小波等方法,分析了藏东南极端降水指数的时空变化特征及其与大气环流指数、太阳黑子、海温指数之间的关系。结果表明：1971~2020年藏东南各极端降水指数变化幅度不大;RX1day、R20mm、CWD、R95pTOP、PRCPTOP呈下降趋势,尤其是近30 a（1991~2020年）PRCPTOP减幅显著,达−38.43 mm·10a⁻¹;其他指数趋于增加,以CDD增幅最大（1.31 d·10a⁻¹）。年代际变化尺度上,极端降水指数在20世纪90年代为正距平,21世纪前10年为负距平。极端降水指数的Hurst指数大多表现为较强或强持续性,未来将保持近50 a以来的变化趋势,仅CDD在2002年发生了气候突变。极端降水指数大多存在显著的3~4 a振荡周期。除CDD、CWD外,其他极端降水指数之间具有显著的正相关关系;而各极端降水指数均与年降水量、汛期降水量存在显著的相关性。多个极端降水指数与大气环流指数的相关性不显著,只有RX1day、RX5day、R95pTOT与亚洲极涡面积指数有显著的负相关,RX5day还与西太平洋副高强度指数有显著的正相关。绝大多数极端降水指数与太阳黑子的相关性不显著,仅有CWD与之有显著的正相关。RX5day、PRCPTOT和CDD与赤道太平洋次表层海温指数存在显著的相关关系。RX5day与印度洋暖池面积和强度指数存在显著的正相关,CWD与西太平洋暖池面积指数为显著的负相关。     

1961-2020年西北地区夏季降水趋势变化特征

采用1961—2020年我国西北地区364站逐日降水观测数据,从降水量和降水日的角度对比分析我国西北地区夏季降水趋势时空变化特征。结果表明：西北地区夏季降水量占全年总降水量的50%以上。从整体上来看,西北地区降水量呈现显著增多的线性趋势,但并非全区一致性增多。降水量增多（减少）的站数约占区域内总站数的57%(43%),降水日数呈现增多（减少）的站数约占总站数的43%(57%);降水量、降水日数同时增加的站点主要位于南疆盆地、北疆西部及青海中部和北部等地,两者同时减少的站点主要位于甘肃东南部、宁夏、陕西中部偏东等地,而两者反相变化的站点主要位于新疆北疆地区、青海省西南部边缘地区和陕西南部。近60年来,西北地区极端降水量和降水日数呈线性增加趋势。西北地区各个区域降水量和降水日数除年际变化外,还存在年代际变化特征,不同区域变化位相存在一定差异。     

1961-2020年西北地区夏季降水趋势变化特征

采用近60年西北地区364站逐日降水观测数据,从降水量和降水日的角度对比研究了西北地区夏季降水趋势时空变化特征。结果表明：平均而言,西北地区夏季降水量占全年总降水量的50-70%。整体上西北地区降水量呈现显著增多的线性趋势,但并非全区一致性增多。降水量增多（减少）的站数约占区域内总站数的57%（43%）,降水日数呈现增多（减少）的站数约占总站数的43%（57%）。两者同时增加的站点主要位于南疆盆地、北疆西部及青海中部和北部等地,两者同时减少的站点主要位于甘肃东南部、宁夏、陕西中部偏东等地,而两者反相变化的站点主要位于新疆北疆地区、青海省西南部边缘地区和陕西南部。近60年西北地区极端降水量和降水日数也呈现出线性增加的趋势。西北地区各个区域降水量和降水日数除年际变化外,还存在年代际变化特征,但不同区域变化位相存在一定差异。     

锡林郭勒盟近50a降水变化及早涝年分析

利用1961—2010年锡林郭勒盟15个气象站的年及夏季（6—8月）逐月降水量资料,分析了锡林郭勒盟降水的时空变化特征和夏季旱涝年。结果表明：锡林郭勒盟降水量总体上呈南多北少,东多西少的分布特征;近50a降水量没有明显的增减变化趋势,但年际波动特征明显,近10a降水量显著减少。用区域夏季降水指数确定出1998年为涝年,而1980、2001、2005和2010年为夏季旱年。     

1951—2009年天津市主要极端气候指数变化趋势

利用1951—2009年天津市逐日气温和降水量资料,计算了极端气候指数,并研讨了其中11个主要指数的变化特征。结果表明：天津市暖日、冷夜具有基本相反的变化趋势,暖日显著增加,冷夜显著减少,且冷夜的变化幅度远大于暖日。持续暖期、霜日呈显著增加趋势,持续冷期呈显著减少趋势。降水指数中连续干日呈增加趋势,最大连续5 d降水量、日降水强度、强降水率和极强降水率及连续湿日均呈减少趋势,表明天津市干旱化倾向明显。与气温有关的极端指数大多在1993年前后出现突变,周期特征不明显。与降水有关的极端指数未现突变,但周期特征明显,大多出现10 a和4 a的周期。     

东北地区夏季降水时空变化特征

采用东北地区99个测站1960～2000年逐日降水资料，运用小波分析、突变分析、旋转EOF等方法，研究了东北地区不同区域夏季降水的长期变化特征。结果表明，东北地区夏季降水呈减少趋势，并存在14年和2～4年的变化周期。东北地区夏季降水异常可分为5种空间分布类型：东北西南部型、东北东南部型，东北东北部型、东北西北部型、东北中部型。东北东南部地区夏季降水减少趋势最明显，东北西南部降水的增加趋势最明显。各区域降水的变化周期有所区别，东北东北部存在16～18年的变化周期，其它地区存在10～14年的变化周期，各区域降水突变的时间主要在60年代和80年代。     

Decadal Variability of Extreme Precipitation Days over Northwest China from 1963 to 2012

Daily precipitation data from 153 meteorological stations over Northwest China during summer from 1963 to 2012 were selected to analyze the spatiotemporal distribution of extreme summer precipitation frequency. The results show that the extreme precipitation frequency was regional dependent. Southern Gansu, northern Qinghai, and southern Shaanxi provinces exhibited a high extreme precipitation frequency and were prone to abrupt changes in the frequency. Northwest China was further divided into three sub-regions (northern, central, and southern) based on cluster analysis of the 50-yr extreme precipitation frequency series for each meteorological station. The extreme precipitation frequency changes were manifested in the northern region during the late 1970s and in the central region from the end of the 1980s to the 1990s. The southern region fluctuated on a timescale of quasi-10 yr. This study also explored the mechanism of changes in extreme precipitation frequency. The results demonstrate that stratification stability, atmospheric water vapor content, and upward motion all affected the changes in extreme precipitation frequency.     

1951—2009年衢州气候变化特征

基于1951—2009年衢州国家基本气象站近59 a的气温、降水等资料,对衢州市特征性灾害天气——暴雨分布进行分析,探讨衢州市区域性气象要素的变化特征。结果表明：近59 a来衢州市年平均温度在波动中呈上升趋势,特别是20世纪90年代初期开始,气温急剧上升;90年代以后19 a的平均温度比50年代上升了0.68℃,其中冬...     

1951—2009年衢州气候变化特征

基于1951—2009年衢州国家基本气象站近59 a的气温、降水等资料,对衢州市特征性灾害天气——暴雨分布进行分析,探讨衢州市区域性气象要素的变化特征。结果表明：近59 a来衢州市年平均温度在波动中呈上升趋势,特别是20世纪90年代初期开始,气温急剧上升;90年代以后19 a的平均温度比50年代上升了0.68℃,其中冬季变暖比较明显,其次为夏季。极端气温年平均值也有上升趋势,且具有明显季节性,最高温度上升幅度大于最低温度上升幅度。衢州市年降水量变化有向极端方向变化的趋势,通常以4—5 a为一个周期,偏多和偏少年份交替出现,但平均年降水量的变化并不明显。年内降水量分布呈现明显的季节性,夏季较多,冬季较少。1966年前,年降雨量变化幅度较平稳,年降雨量偏少;1966年后,降雨量逐渐增多,1975年前后达到峰值,而后逐渐减少;1980年前后发生突变,且波动增多。     

西北偏湿背景下青海省夏季降水的统计降尺度方法研究

本文研制建立了一个预测青海省夏季降水的动力—统计相结合的组合降尺度预测方法(Hybrid Statistical Downscaling Prediction,HSDP),该方法综合利用了 气候模式 Climate Forecast System 2.0版本(CFSv2)实时预测的高可预报性环流信息及前期观测的与青海夏...     

1955—2014年杭州极端气温和降水指数变化特征

根据杭州市1955—2014年降水量、气温逐日资料,采用国际通用的极端天气指数和线性倾向估计、M-K检验等方法,分析了杭州市近60 a极端气温和降水的变化特征。结果表明：1）杭州市近60 a的气温呈一致升高趋势,且变化显著,表现为极端高温阈值和极端低温阈值的升高及极端高温日数的增多;极端冷事件显著减少,暖事件显著增多。2）极端降水指数中只有强降水量的增加较明显,主要贡献为夏季和冬季强降水量的增强。3）冬季平均气温、极端低温阈值、霜冻日数等极端冷事件的突变发生于20世纪80年代初中期,夏季平均气温、极端高温阈值、高温日数等极端暖事件的突变发生于20世纪末21世纪初,与全国范围内的气候增暖进程基本一致。另外,降水强度、极端降水阈值等极端降水指数的突变时间在2008年左右,即2008年后气温升高和降水强度的增加突变期叠加,尤其在夏季和冬季表现更突出,可能诱发更多的异常天气。