东亚夏季风的年代际变率对中国气候的影响

利用NCEP的海平面气压 (SLP) 资料,按6月～8月10^oN～50^oN陆 (110^oE)、海 (160^oE) 气压差 ≤ -5 hPa的累计值代表夏季风强度。每年的值被1951～2000年50年平均值除作为夏季风指数 (SMI)。近50年的SMI序列表明有明显的年代际变化,1970年代中之前强夏季风年 (SMI > 1) 占优势,1976年开始均为弱夏季风年 (SMI < 1)。同时研究了SMI与中国夏季 (6月～8月) 降水量与平均气温的关系。发现夏季风强时中国东部华北多雨,长江少雨,同时长江到淮河气温高,但中国西部在夏季风强时南部多雨,北部少雨,气温为北高南低。夏季风弱时情况相反。同时指出,夏季风的年代际变化还影响到夏季风与中国气候的年际变化关系。     

东亚夏季风推进过程的气候特征及其年代际变化

利用1951~2001年NECP的逐日再分析资料及中国东部366站1957~2000年逐日降水资料,提出东亚夏季风推进过程的定量指标,分析东亚夏季风推进过程的年代际变化。结果表明：标准降水指数为1.5的等值线较好反映了中国东部夏季雨带的南北移动,以及雨带推进过程中呈现的阶段性与突变性特征。东亚夏季风的推进过程具有显著年代际变化,与夏季风前沿位置有关的指标在20世纪60年代中期前后发生显著变化,与夏季风推进强度有关的指标则在70年代末出现突变。60年代中期前,南海夏季风的建立时间较迟,但北推较快,夏季风前沿到达华北地区时间较早,在华北地区维持时间长,夏季风的北界位置偏北,华北雨季、淮河梅雨明显。70年代末以后南海夏季风的建立时间较早,夏季风前沿附近南风强度明显偏弱,降水主要集中在长江流域及其以南地区,华北雨季不明显。     

近159 年东亚夏季风年代际变化与中国东部旱涝分布

利用1850-2008 年我国东部地区90 个测站的旱涝等级和北半球夏季海平面气压格点等资料,使用BP 典型相关等方法,分析了近159 年旱涝等级与东亚夏季海平面气压的耦合相关关系。利用关键区域的海平面气压资料,定义出与我国东部旱涝分布有密切联系的东亚夏季风指数,在此基础上分析了东亚夏季风年代际变化对我国东部旱涝分布的影响。结果表明：(1) 近159 年中国东部旱涝具有4 种典型空间分布型,即华南与中国东部其他地区旱涝趋势相反型、黄淮地区与长江流域及其以南旱涝趋势相反型、江淮流域与中国东部其他地区旱涝趋势相反型和中国东部与西部旱涝趋势相反型。近159 年东亚夏季海平面气压场主要呈现亚洲大陆与西太平洋海平面气压强弱相反的分布特征;(2) 本文定义的夏季风指数的年代际变化与我国东部旱涝典型分布型的年代际变化有密切关系,但两者的相关关系并不是稳定不变的,存在显著的年代际位相差异,即20 世纪20 年代之前,当东亚夏季风偏强(弱) 时,长江流域以北容易偏旱(偏涝),长江流域及其以南容易偏涝(偏旱),20 世纪20 年代以后,当东亚夏季风偏强(弱) 时,长江流域以北容易偏涝(偏旱),长江流域及其以南容易偏旱(偏涝)。可见,使用较长年代资料进行考察,研究结论丰富了大多数使用近50-60 年资料的研究结果。东亚夏季风与我国东部旱涝分布之间关系的年代际位相差异,可能与东亚夏季风对太阳活动等外强迫的非线性反馈相联系     

东亚夏季风的年际变化及其与环流和降水的关系

利用1951-2006 年6-8 月NCEP/NCAR 的500 hPa 高度场、850 hPa 高度场和风场、降 水率和海平面气压以及全国600 多站的降水量资料, 选择东亚-西太平洋地区(10^o-80^oN, 70^o-180^oE) 经9 点高通滤波、EOF 分析、合成分析和其它统计诊断手段, 研究了东亚夏季风的年际变化及其与环流和降水的关系, 得到如下的结论: 1. 东亚-西太平洋地区海平面气压 存在着蒙古低压和西太平洋高压之间纬向的偶极子振荡型(APD), APD 指数可以作为东亚夏季风强度指数; 2. 东亚-西太平洋地区500 hPa 高度距平EOF 的第一模态具有明显经向东亚遥相关型特征(EAP)。EAP 指数也可以作为东亚夏季风强度指数。3. APD 指数与500 hPa (或 850 hPa) 的东亚遥相关型关系密切。APD 指数和EAP 指数存在明显的反相关关系, 它们之间的相关系数为-0.23, 已超过了10%显著检验; 4. APD 指数和EAP 指数都和我国汛期降水、东亚-西太平洋降水率关系密切, 超过5%显著性的相关区主要在长江流域以南地区至日本南部海面一带, 前者为正相关, 后者为负相关。     

近159年东亚夏季风年代际变化与中国东部旱涝分布(英文)

Based on the drought/flood grades of 90 meterological stations over eastern China and summer average sea-level pressure (SLP) during 1850–2008 and BPCCA statistical methods, the coupling relationship between the drought/flood grades and the East Asian summer SLP is analyzed. The East Asian summer monsoon index which is closely related with interdecadal variation of drought/flood distribution over eastern China is defined by using the key areas of SLP. The impact of the interdecadal variation of the East Asi...     

东亚夏季风的年际变化及其对环流和降水的影响

Using NCEP/NCAR reanalysis geopotential height (GHT) and wind at 850 hPa, GHT at 500 hPa, precipitation rate, sea level pressure (SLP) and precipitation observations from more than 600 stations nationwide in June–August from 1951 to 2006, and focusing on the East Asia-West Pacific region (10°–80°N, 70°–180°E), interannual variation of East Asian summer monsoon (EASM) and its correlations with general circulation and precipitation patterns are studied by using statistical diagnostic methods such as 9-point high pass filtering, empirical orthogonal function (EOF) analysis, composite analysis and other statistical diagnosis, etc. It is concluded as follows: (1) EOF analysis of SLP in the East Asia-West Pacific region shows the existence of the zonal dipole oscillation mode (APD) between the Mongolia depression and the West Pacific high, and APD index can be used as an intensity index of EASM. (2) EOF analysis of GHT anomalies at 500 hPa in the East Asia-West Pacific region shows that the first EOF mode is characterized with an obvious meridional East Asian pattern (EAP), and EAP index can also be used as an EASM intensity index. (3) The composite analysis of high/low APD index years reveals the close correlation of APD index with EAP at 500 hPa (or 850 hPa). The study shows an obvious opposite correlation exists between APD index and EAP index with a correlation coefficient of −0.23, which passes the confidence test at 0.10 level. (4) Both APD and EAP indexes are closely correlated with precipitation during flood-prone season in China and precipitation rate over the East Asia-West Pacific region. The significant correlation area at 5% confidence level is mainly located from the southern area of the Yangtze River valley to the ocean around southern Japan, and the former is a positive correlation and the latter is a negative one. Foundation: Cooperative Project funded by the Ministry of Science and Technology of the People’s Republic of China, No.2007DFB20210; National Natural Science Foundation of China, No.90502003; JICA China-Japan Technical Cooperative Project “China-Japanese Cooperative Research Center on Meteorological Disasters”. Author: Yu Shuqiu, Associate Professor, specialized in climate and climate change.     

东亚夏季风的变化特征及其对甘肃夏季暴雨日数的影响

采用NCEP/NCAR再分析资料,计算了1974—2013年乔云亭等定义的东亚季风指数,研究了东亚夏季风的变化特征,利用甘肃省80个站逐日降水资料,分析了东亚夏季风对夏季甘肃暴雨日数的影响。结果表明：（1）夏季,西南季风、东南季风和偏北季风存在明显的年际变化且有所差异。（2）夏季,西南季风、东南季风对甘肃省暴雨日数的影响存在很大差异：当西南季风盛行时,西太平洋副热带高压位置偏西,东亚大槽位于贝加尔湖至中国西北部,冷空气与西太平洋副热带高压输送的暖湿气流在陇东南一带交汇,贝加尔湖至张掖为西南暖湿和西北干冷气流,孟加拉湾水汽输送在陇东南地区辐合,造成河东陇南南部、天水东部、平凉、庆阳西部一带和河西张掖地区暴雨日数偏多;当东南季风盛行时,西太平洋副热带高压西伸北抬,冷暖空气主要交汇于甘肃中西部,孟加拉湾西南水汽输送在河东西南部辐合,造成甘南高原、甘肃中部、河西武威一带和酒泉地区暴雨日数偏多。     

北太平洋涛动与东亚夏季风的相关研究

利用1948-2002年NCEP/NCAR全球再分析资料、海平面气压场资料、月平均海温资料和国家气候中心1961-2000年151站逐月降水量资料、西北太平洋夏季副热带高压指数资料,采用作者曾定义的东亚夏季风强度指数(ISMφ)和北太平洋涛动(NPO)指数[NPOL和NPOW(Wallace)],用相关和奇异值分解(SVD)方法,分析了NPO区指数、海平面气压场、500 hPa高度场和北太平洋海温(SST)场与,ISMφ西北太平洋夏季副热带高压指数和中国大陆夏季降水量场的相关关系.结果表明①沿117.5°E的30°N和35°N的ISMφ与当年冬季的NPOw呈负相关,而前一年冬季的NPOw与当年的沿117.5°E30°N的ISMφ也呈负相关,表明当东亚副热带和中纬度地区夏季风强劲时,冬季NPO将呈现北高南低负位相阶段为主的形势,而如果前一年冬季NPO呈现北低南高的正位相阶段形势时,当年东亚副热带地区(30°N)的夏季风偏弱;②前一年冬季NPOL和NPOw与中国大陆夏季降水量场相关分布很相似,与中国的西北地区、长江以南的中下游地区呈正相关,与东北地区大部、江淮地区和福建省及西南地区呈反相关;③前一年冬季NPO区500 hPa高度场与中国大陆夏季降水量场SVD1呈由北向南的" 、-"相关波列,也就是当前一年冬季NPO区呈负位相涛动阶段时,中国东北地区大部、华南东部沿海、长江以北和淮河流域夏季降水量偏多,长江以南、东北地区西部、华北大部和西北地区夏季降水量偏少;④前一年冬季海平面气压场与中国大陆夏季降水量场的SVD1同前一年冬季NPO区500 hPa与中国大陆夏季降水量场的SVD1很相似;⑤前一年冬季NPO区正、负位相与中国大陆夏季降水量场的SVDl同前一年冬季ENSO位相与中国大陆夏季降水量场的SVD1具有耦合性特征;⑥前一年冬季NPOL5个正、负位相典型年所对应的当年夏季850 hPa流场和200 hPa Vx差值合成场显示,前一年冬季海平面气压场正、负位相涛动阶段的差异,将强迫出滞后半年的东亚大气环流形势和物理场的某些遥响应特征是,西太平洋副高显著偏南,200 hPa Vx的正距平中心亦偏南,反映影响东亚夏季风的加热场偏南.     

巴丹吉林沙漠周边地区降水量的时空变化特征

分析了巴丹吉林沙漠周边17个常规气象测站1951—2005年的逐月降水量及沙尘暴频次和东亚夏季风指数。(1)沙漠周边地区降水量的空间分布明显受地形影响:紧靠沙漠的区域地势低、干旱,各季降水量都小;沙漠外围较远处(特别是受祁连山影响的西南边)地势高、湿润,各季降水量都大;地形增高会使降水量增多1个量级以上,但对其季节配额无明显影响。夏季降水量配额最大,平均高达61.6%。(2)依据各站降水量年际变化间的相关系数及测站间的地域关系和地貌相似程度,可将该区域划为4个分区:一为地势较低、紧挨沙漠、极为干旱的沙漠西北缘区,二为气候较湿、受祁连山影响的沙漠西南缘区(或称祁连山影响区),三为位于巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠之间的民勤区,四为远离沙漠、但与其周边地区地貌相似的沙漠东侧区。(3)1951—2005年的各个年代,4个分区各季降水量由大到小的顺序均为:祁连山影响区、沙漠东侧区、民勤区和沙漠西北缘区,与其平均海拔由高到低的顺序一致;就各季降水量及其配额的年代际演变位相而言,祁连山影响区可以代表整个区域。(4)1971—2005年各分区年降水量呈增大趋势,春季降水量增加尤为显著(增幅约为0.41mm·a-1),夏季降水量有减小趋势;随海拔增高,春季及年降水量增幅加大,夏季降水量减幅减小;祁连山影响区对全区年降水量增大的贡献最大。(5)各季及年降水量与东亚夏季风的强弱间均呈复相关;其中冬、夏季及年降水量与夏季风间的负相关随海拔升高而加大,说明夏季风对沙漠以南高海拔处的降水影响更为显著。(6)各季沙尘暴与降水量间以负相关为主,各分区冬、春季降水量偏多时,其冬、春季及夏季沙尘暴的发生频次一般偏少。     

1880年以来中国东部四季降水量序列及其变率

根据降水量观测记录及史料 ,建立了我国 1 1 0°E以东 35个站 1 880～ 1 998年完整的四季及年降水量序列。1 880～ 1 899年主要依靠史料及少数站降水量观测 ;1 90 0～ 1 950年根据降水量等级图 ,并用史料插补 ;1 951年以后完全是降水量观测资料。 3段时间降水量观测记录分别占2 2 .6%、 69.0 %及 1 0 0 %。史料部分利用了近 30多年公布的 1 5种经过整编的旱涝记载。本文介绍了建立序列的方法及可能包含的误差大小。年降水量的功率谱分析结果显示年降水量的突出周期有两个 ,分别是 3.3a和 2 6.7a,前者可能与 ENSO的影响有关 ,而后者则说明我国降水有显著的年代际尺度的变化。近百年来我国年降水量变化趋势 ,只有约 +0 .1 % /1 0 0 a。我国降水近几十年的低频变化 ,可能主要是年代际变化引起的 ,而并非全为气候变化趋势     

Interannual variation of East Asian summer monsoon and its impacts on general circulation and precipitation

Using NCEP/NCAR reanalysis geopotential height (GHT) and wind at 850 hPa, GHT at 500 hPa, precipitation rate, sea level pressure (SLP) and precipitation observations from more than 600 stations nationwide in June–August from 1951 to 2006, and focusing on the East Asia–West Pacific region (10o–80oN, 70o–180oE), interannual variation of East Asian summer monsoon (EASM) and its correlations with general circulation and precipitation patterns are studied by using statistical diagnostic methods such as 9-point high pass filtering, empirical orthogonal function (EOF) analysis, composite analysis and other statistical diagnosis, etc. It is concluded as follows: (1) EOF analysis of SLP in the East Asia–West Pacific region shows the existence of the zonal dipole oscillation mode (APD) between the Mongolia depression and the West Pacific high, and APD index can be used as an intensity index of EASM. (2) EOF analysis of GHT anomalies at 500 hPa in the East Asia–West Pacific region shows that the first EOF mode is characterized with an obvious meridional East Asian pattern (EAP), and EAP index can also be used as an EASM intensity index. (3) The composite analysis of high/low APD index years reveals the close correlation of APD index with EAP at 500 hPa (or 850 hPa). The study shows an obvious opposite correlation exists between APD index and EAP index with a correlation coefficient of –0.23, which passes the confidence test at 0.10 level. (4) Both APD and EAP indexes are closely correlated with precipitation during flood-prone season in China and precipitation rate over the East Asia–West Pacific region. The significant correlation area at 5% confidence level is mainly located from the southern area of the Yangtze River valley to the ocean around southern Japan, and the former is a positive correlation and the latter is a negative one.     

近159年东亚夏季风年代际变化与中国东部旱涝分布(英文)

Based on the drought/flood grades of 90 meterological stations over eastern China and summer average sea-level pressure (SLP) during 1850–2008 and BPCCA statistical methods, the coupling relationship between the drought/flood grades and the East Asian summer SLP is analyzed. The East Asian summer monsoon index which is closely related with interdecadal variation of drought/flood distribution over eastern China is defined by using the key areas of SLP. The impact of the interdecadal variation of the East Asian summer monsoon on the distribution of drought/flood over eastern China in the last 159 years is researched. The results show that there are four typical drought and flood spatial distribution patterns in eastern China, i.e. the distribution of drought/flood in southern China is contrary to the other regions, the distribution of drought/flood along the Huanghe River–Huaihe River Valley is contrary to the Yangtze River Valley and regions south of it, the distribution of drought/flood along the Yangtze River Valley and Huaihe River Valley is contrary to the other regions, the distribution of drought/flood in eastern China is contrary to the western. The main distribution pattern of SLP in summer is that the strength of SLP is opposite in Asian continent and West Pacific. It has close relationship between the interdecadal variation of drought/flood distribution patterns over eastern China and the interdecadal variation of the East Asian summer monsoon which was defined in this paper, but the correlation is not stable and it has a significant difference in changes of interdecadal phase. When the East Asian summer monsoon was stronger (weaker), regions north of the Yangtze River Valley was more susceptible to drought (flood), the Yangtze River Valley and regions south of it were more susceptible to flood (drought) before the 1920s; when the East Asian summer monsoon was stronger (weaker), the regions north of the Yangtze River Valley was prone to flood (drought), the Yangtze River Valley and regions south of it were prone to drought (flood) after the 1920s. It is indicated that by using the data of the longer period could get much richer results than by using the data of the last 50–60 years. The differences in the interdecadal phase between the East Asian summer monsoon and the drought/flood distributions in eastern China may be associated with the nonlinear feedback, which is the East Asian summer monsoon for the extrinsic forcing of solar activity.     

多种东亚冬季风指数及其与中国东部气候关系的比较

利用NCEP/NCAR再分析资料及气温和降水观测资料,对比分析了12种不同定义的东亚冬季风(EAWM)指数及其与中国东部冬季温度和降水的关系。结果显示:多数EAWM指数具有较好的一致性,同时也存在差异,体现了不同定义的指数反映东亚冬季风整体性和局部性特征的侧重点有所不同。有10个EAWM指数均反映出近60年东亚冬季风呈减弱趋势,尤其是近30年最为明显,平均减弱速率达-0.25σ/10a,各指数均有强烈的年际变率和年代际波动。有10个(8个)EAWM指数与我国东部冬季温度(降水)第1模态呈显著负相关;其中西伯利亚高压指数对冬季温度年际变率方差解释率最高(53.3%),而对降水年际变率方差解释率最高的是对流层中高层东亚经向风指数(50.4%)。此外,不同EAWM指数与温度和降水的对应关系在El Niňo状态、La Niňa状态有不同的变化,表明在利用单个EAWM指数监测冬季气候时,要考虑到各个指数在ENSO不同状态下具有的差异性参考意义。     

夏季东亚地区水汽输送年代际变化特征及其对中国东部降水的影响

利用经验正交函数(EOF)分析方法和1951-2004年NCEP/NCAR月平均再分析资料及160个中国地面测站月降水资料,对夏季东亚地区水汽输送的年代际变化特征及其对中国东部降水的影响进行分析.研究结果表明:20世纪70年代中后期至90年代初期,中国东部夏季降水以"南北旱中间涝"分布型为主,90年代初期之后则以"南涝北旱"分布型为主,呈现出显著的年代际变化特征,即20世纪90年代后雨带南移的特征开始明显:夏季整层水汽输送通量主模态的空间结构及其时间系数可以较好地反映出近50年来东亚大陆东部经向水汽输送从1974年起由强变弱的"转折点"特征及其年代际减弱变化趋势:印度大陆和孟加拉湾北部、长江中下游地区、南海以及热带西太平洋地区纬向水汽输送从1973年起由弱变强的"转折点"特征及年代增强变化趋势.揭示了东亚夏季水汽输送年代际分量主模态的时空演变造成中国东部夏季降水从"南北旱中间涝"分布型转向"南涝北旱"分布型,即中国东部夏季雨带呈现出南移年代际变化特征的关键因素之一.     

气候和地貌对晚第四纪冰川发育差异性的影响

中国第四纪冰川作用极大地推动了高亚洲乃至全球冰川形成机制的探讨。青藏高原以及喜马拉雅山地冰川作用的时限和规模研究得到了广泛关注,为西风带与西南季风带对晚第四纪冰川作用差异性问题的解决提供了有利条件。然而,对于中亚西风环流与东亚季风环流影响下的冰川演化差异性关系不甚明确,两大气候系统控制下的山地第四纪冰川的冰进时序、冰期历史和冰川规模显示出不同特点,其差异性主要体现在:西部山地的冰期启动时间早,冰川规模随时间而逐渐缩小,冰川历史较为完整,绝对年代证据显示冰川作用的启动时间是450 ka 左右的中梁赣冰期(MIS12);东部山地的冰期历史较短,仅保留末次冰期(~75 ka)的冰川遗迹,冰川作用的阶段性明显;冰川演化时间与空间的差异性表明,影响冰川发育的因素不仅仅是区域气候,构造因素也起着相当重要的作用。     

1961-2010 年中国降水强度变化趋势及其对降水量影响分析

探讨区域降水强度的时空变化趋势对于揭示区域气候变化规律、有效应对气候变化水资源影响等具有重要意义。利用756 个气象观测站1961-2010 年50 年逐日降水资料,分析了中国不同等级降水（小雨、中雨、大雨、暴雨及年均降水）强度的年际、年代际的变化趋势,以及不同等级降水变化在降水量增量中的贡献。结果表明：在年际变化中,降水强度总体呈现上升趋势,显著上升区域主要分布在中国东部秦岭-淮河线以南的地区;在不同等级降水强度中小雨强度变化趋势最为显著,中雨以上级别降水强度则相对稳定。在年代际变化中,各区域年代际降水强度变化差异明显,20 世纪60 年代和70 年代下降显著,80 年代、90 年代、21 世纪的前10 年则上升明显。此外,降水强度对降水量增量贡献由东至西呈“大-小-大-小”的相间带状分布;在中国西部,小雨、中雨、大雨强度对降水量增量起主导作用,而在中国东部暴雨降水强度在降水量贡献中起主导作用,且在东北区东南、黄淮海西北以及西南中部作用更加明显。