云南夏秋连续干旱事件及前期海平面气压异常信号

近十多年来云南地区多次发生极端的季节性连续干旱，尤其是夏季、秋季的连续干旱会加重传统冬、春季节干旱的危害，给当地经济和社会活动造成了严重的影响。本文基于1970～2019年云南省气象局120站降水数据及NCEP海平面气压场数据，从降水持续性异常指数出发，分析了云南夏、秋季节连续干旱事件发生的演变特征，进而探究了该区域夏秋连续干旱事件与前期4月海平面气压的可能联系，以期能够在极端干旱的预报中提供帮助。研究结果表明：（1）云南夏秋降水持续性异常的主要特征为全省一致的偏多或偏少；（2）云南夏秋连续干旱事件发生前期表现为3个区域海平面气压异常的组合，分别为北大西洋、北印度洋和中太平洋海平面气压异常；（3）由前期4月上述关键信号构建的组合信号指数，能够较好地表征云南夏季、秋季的降水连续异常，是具有意义的潜在前期预报信号。     

华南4—5月持续性干旱及其环流背景

用测站降水量资料和NCEP-DOEⅡ再分析资料等,统计分析了华南春季各月降水量逐年变化的相互关系以及华南4—5月持续性干旱对应的大气环流异常特征,初步探讨了与华南4—5月持续性干旱有关的海温异常及其可能的影响机理。华南春季降水量主要变异型为全区一致型,近30年来华南春季降水量在减少,华南4、5月降水量的逐年变化有显著的同相特征。华南春旱主要是由4—5月的降水持续偏少造成的。在华南4—5月持续干旱年,华南附近高低空都存在一个异常的反气旋,并在华南上空造成异常下沉运动;东亚大槽南支偏弱,不利于中高纬度冷空气南下,因而不利于华南降水。在华南4—5月持续干旱年,热带中太平洋的海温正距平可从前一年12月一直持续到当年5月,其影响华南春旱的机制是:由于赤道中太平洋地区海温正距平,导致该区域的异常辐合上升运动,同时通过罗斯贝波的响应在其西侧即西太平洋赤道南、北两侧低空强迫形成气旋性环流异常,在菲律宾东侧的热带西太平洋上空强迫出异常的上升运动,进而使南海北部和华南地区出现异常的下沉运动,导致干旱;在南海及热带西太平洋上空大气低层出现的偏北风异常也使得来源于南海—西太平洋的水汽输送减弱,不利于华南降水。在华南4—5月持续干旱年,4、5月欧亚大陆中高纬度地区也存在一个持续性的西北—东南向的异常环流波列,其对华南干旱的发生也具有显著的影响作用。     

2019年4～6月云南持续性高温天气的大气环流异常成因

2019年4～6月云南省发生了历史罕见的持续性极端高温天气,并引发了严重气象干旱。本文利用1961～2019年逐日温度和大气再分析等资料以及CESM-LE计划（Community Earth System Model Large Ensemble Project）模式模拟结果,分析了历史同期云南极端高温天气发生的环流特征,探讨了2019年云南破纪录持续性高温的成因。历史极端高温日的合成分析表明,云南地区对流层上层显著异常反气旋伴随的强下沉异常和到达地表太阳辐射增加,是引发该区域极端高温天气的主要成因。该异常反气旋的形成主要源自北大西洋经东欧平原、西西伯利亚平原向东亚传播的高纬度罗斯贝波和经北非、黑海、伊朗高原向东亚传播的中纬度罗斯贝波之间的相互作用。2019年极端高温的强度和与之相应异常反气旋出现自1961年以来的最强。外强迫导致的增暖对2019年极端暖异常强度的贡献约为37.51%,同时对类似2019年以及更强极端暖事件发生概率的贡献为56.32%,内部变率对该事件也具有重要贡献。2019年4～6月北极涛动（Arctic Oscillation,AO）和ENSO事件分别处于历史极端负位相和暖位相。一方面,在AO强负位相影响下,极地上空深厚的位势高度正异常向南伸至东欧平原,有利于高纬度波列和云南上空的反气旋异常增强。另一方面,ENSO事件暖位相加强了西北太平洋异常反气旋环流,令西北太平洋副热带高压增强西伸至我国内陆地区,维持了云南上空反气旋异常。两者的共同作用,造成了2019年4～6月云南上空持续的深厚异常反气旋,云南地区继而出现持续性极端高温事件。     

2009年秋至2010年春我国西南地区严重干旱的成因分析

我国西南地区从2009年秋季到2010年春季发生了严重干旱,这次干旱无论持续时间和发生区域或降水减少程度都是近50年来所罕见的,因而本文利用ERA-40再分析资料和海温资料从热带西太平洋和热带印度洋热力异常对热带西太平洋和南亚上空大气环流的影响来分析了这次西南地区干旱发生的成因。分析结果表明:从2009年秋到2010年春季,热带西太平洋和热带印度洋处于升温状态,它使得热带西太平洋上空产生反气旋异常环流,造成了西南气流异常在我国东南沿海加强,而华南和华中地区上空处于低槽控制,因而在高原东部为槽后西北气流和下沉气流所控制,造成了从孟加拉湾来的水汽很难到达云贵高原,从而引起了此区域降水长期偏少。并且,分析结果还表明了中高纬度地区的环流异常对此次严重干旱也有重要影响。由于从2009年冬季到2010年春季中高纬度准定常行星波传播的极地波导偏强,而低纬波导偏弱,这导致波的E-P通量在60°N附近对流层和平流层为辐合,而在35°N附近对流层中、上层为辐散,从而引起纬向平均西风在60°N附近对流层和平流层减弱,而在35°N附近对流层中、上层加强,造成了北极涛动(AO)为很大的负值。由于AO为负值,东亚冬季冷空气活动强且路径偏东,使得到达西南地区冷空气偏弱,从而引起西南地区持续性严重干旱的发生。     

中西亚极端干旱特征及其与热带海温的联系

干旱是影响中亚和西亚的首要自然灾害,作为“一带一路”倡议的枢纽地区,开展中西亚的干旱研究对“一带一路”倡议的顺利实施具有重要价值。本文利用自矫正帕尔默干旱指数（Self-calibrating Palmer Drought Severity Index,scPDSI）和ERA5再分析资料,分析了中西亚干旱发生发展的主要特征。结果表明中西亚干旱发展有明显的季节特征,干旱多是从前冬开始,春季迅速加强,春末达到最强,夏季开始逐渐缓解。利用合成分析方法,本文探讨了中西亚极端干旱和湿润事件的气候系统差异,结果表明：极端干旱事件前期热带太平洋海温呈现出La Ni?a海温异常模态,在西南亚激发出反气旋环流,导致中西亚南部低层持续的偏北风异常,使得来自印度洋的水汽输送减少,同时在中西亚对流层中层表现为EU2型遥相关特征,导致该地区出现正的高度场异常并不断加强。高度场正异常控制下大气以下沉运动为主,加之水汽输送减少,均不利于中西亚降水的产生,从而导致了中西亚干旱的迅速发展。     

吉林省第一场透雨的前期高空环流特征及中短期预报

1引言吉林省中西部地处半干旱地区，素有十年九春旱之说。因此，春季第一场透雨的迟早直接影响农业生产和苗情，也关系着全年的农业生产和年景好坏。本文将1956年到1990年有历史天气图以来的35年中，按站。区结合的方法，定出透雨个例70个。分析了透雨出现前四天及前一天500hPa环流特征，总结了透雨出现前期的环流形势，为做好中西部地区春季第一场透雨的中短期预报提供了一些依据。2环流分型及降水系统演变的关键气候的异常是大气环流异常的结果。而天气的转折也是与大气环流的调整密切相关的。描述大气环流的特征变化，对流层中部500hPa…     

萝北春旱的气候特征分析及预测

本文利用萝北1959～2000年42a旬降水、气温资料,计算了春季干湿指数;划分春旱标准;分析春旱时间、空间的分布特征;进行气候分区;并计算出年度春旱强度指数。同时研究了萝北早春旱的前期大气环流异常特征,找到萝北早春旱的长期预报因子、关键月份、关键区,建立了春季降水预测模型。     

春季热带大西洋北部海温异常与我国盛夏降水异常的联系

利用Hadley中心的海表温度资料、全国160站降水资料以及NCEP-DOE AMIP-Ⅱ再分析等资料,运用多种统计分析方法,分析了春季（3—5月）热带大西洋北部海温异常变化特征及其对我国盛夏（7、8月）降水异常的影响。结果表明:春季热带大西洋北部模态是热带大西洋海温异常REOF分解的第一模态,方差贡献率为34.5%。热带大西洋北部海温异常年际变率具有明显的季节差异,其中春季最为显著。春季热带大西洋北部海温异常与我国盛夏华中地区降水异常有显著的正相关关系。进一步分析表明,春季热带大西洋北部的海温正异常可以激发出Rossby波,在热带大西洋西北部和热带东太平洋北部产生异常的气旋式环流,引起上述区域的对流层低层（上层）大气出现异常辐合（辐散）,并通过热带大西洋北部地区和太平洋之间的垂直环流异常,在中太平洋地区对流层低层大气出现异常辐散,有利于西北太平洋地区产生异常反气旋式环流,异常反气旋西北侧的西南气流有利于水汽输送至我国华中地区,使该地区降水偏多。且这种影响可以通过热带大西洋北部海温异常的持续性,从春季一直持续到盛夏。      

2009年云南秋季特大干旱的气候成因分析

2009年秋季至2010年初夏,云南遭受了有资料记录以来最严重的干旱,其中2009年秋季是有资料记录以来降水偏少最明显的年份,全省平均降水比历年同期偏少50%以上。通过诊断方法分析了云南秋季降水和大气环流异常的特征,结果表明在多年平均情况下,云南秋季大部分地区的降水占年降水总量的20%以上,对年降水量的变化有重要影响;2009年秋季云南区域大气低层的水汽持续偏少、高层辐合低层辐散的高低层流场配置是这次干旱产生的最直接原因;另外,持续偏西偏强的西太平洋副热带高压、弱冷空气和弱暖湿气流活动,以及北方冷空气与南方暖湿气流影响云南的不同步、夏季风环流的提前结束等都对这次干旱过程产生了重要的影响。     

山东半岛夏季降水异常的环流型及影响因子分析

利用1961—2016年华东地区106个气象观测站的日降水数据和再分析资料,分析引起山东半岛夏季降水异常的大气环流型及其与前期下垫面因子（海温和土壤湿度）的关系,结果发现：1）当孟加拉湾出现西南风异常,日本列岛以南和贝加尔湖西南侧地区分别呈反气旋和气旋式环流异常时,加强了向山东半岛的水汽输送,配合区域大气上升运动异常最终导致山东半岛夏季降水偏多;反之,当孟加拉湾出现西北风异常,日本列岛以南和贝加尔湖西南地区分别呈气旋和反气旋式环流异常时山东半岛降水偏少。2）孟加拉湾和北太平洋中部关键区的对流层整层位势高度与下垫面海温自春季持续至夏季存在显著正相关,当两个地区的整层位势高度均呈正异常时,分别对应夏季孟加拉湾的强西风气流和日本列岛以南的反气旋环流异常。3）区域土壤湿度异常引起的感热和潜热通量异常,可能是引起贝加尔湖关键区位势高度和山东半岛局地对流异常的原因：贝加尔湖西南地区土壤湿度偏大时,其上空对流层位势高度为负异常;山东半岛地区土壤湿度偏大时,其上空对流层大气出现异常上升运动。4）利用关键区春季下垫面因子（海温和土壤湿度）建立山东半岛夏季降水的统计预测模型,留一交叉检验的距平同号率达到75%。这些结果可为山东半岛夏季降水预测提供重要参考。     

东南亚地区夏季风异常对云南2005年初夏干旱的影响

2005年春末夏初云南大部地区出现了50年一遇的高温干旱天气，通过对东南亚地区的水汽及对流进行诊断分析，发现中南半岛地区夏季风爆发的早迟与云南雨季开始的早迟有显著的正相关关系；前期4月孟加拉湾水汽向北输送强（弱）以及苏门答腊岛附近的对流活动强（弱），则云南雨季开始早（迟）。分析表明造成云南2005年初夏干旱的主要原因是中南半岛地区的夏季风爆发较常年偏晚，前期孟加拉湾地区的经向水汽输送以及苏门答腊岛附近的对流活动较常年偏弱。     

云南初夏降水与前期大气环流的关系

利用１９７３～１９８７年云南省１２４个站的逐日雨量资料,分析得得云南省初夏５－６月降水偏多的年份为１９７８,１９８１,１９８４和１９８５年,降水偏少的年份为１９７７,１９８２,１９９３和１９８７年,并利用１９７３～１９８７年北半球５００ｈＰａ等压面高度资料以及２００ｈＰａ副热带风场资料,研究了云南省初夏降水与前期大气环流的关系,结果表明,云南初夏降水的多寡在前期５００ｈＰａ高度场和２００ｈＰａ纬向     

新型探测资料在滇西北高原一次暴雨过程监测中的应用

应用新型探测资料对2012年9月1日至3日在云南大理发生的暴雨天气过程进行了分析,结果表明:微波辐射计在降水时段的云底高度保持在1km以下,液态水含量越大降水强度越强,温度出现较大的波动,相对湿度高层小值区与较强降水有很好的对应关系;降水时段风廓线雷达的探测高度增高,水平风从地面到高空顺时针旋转(暖平流),垂直风速小于-4m/s,信噪比值大于40dB,信噪比强度与降水强度有正相关关系,分析结果有利于对暴雨天气展开更详尽的监测研究。     

2008年云南省秋季连阴雨天气的环流及水汽特征分析

对云南省2008年10月24～11月6日严重连阴雨天气的环流和水汽特征进行分析.结果表明:本次连阴雨过程是在副热带高压强度较强、位置偏西、槽前西南气流和副高外围西南气流都有利于水汽向云南输送的环流背景下,中低层受槽前西南气流、低空急流和切变线的影响下产生的.在整个连阴雨期间对流层低层都有充足的水汽,连阴雨前期水汽来源于孟加拉湾和南海2个通道的汇合,而连阴雨后期水汽主要来源于南海.整个连阴雨期间云南全省或大部均处于水汽辐合区内,区域性强降雨出现在水汽通量散度<-32×10-7g·(hPa·s)-1·cm-2的区域.     

2005年初夏云南严重干旱的诊断分析

利用MM5V3.6模式对2005年4月25日一次典型的西南涡影响下的广西强降水过程进行了数值模拟与诊断分析,结果表明,在500hPa低槽、700hPa西南涡东南移的过程中,在西南涡的南端,由于对流层高层高值干位涡下传引起低层气旋性涡度增加,低涡向南伸出一低槽,使西南涡发展成“北涡南槽”形式,广西强降水出现在西南涡的南伸低槽附近。西南涡的南伸低槽附近垂直剖面上为等θe线陡立密集区,700hPa上MPV1<0,MPV2>0,低层有强烈辐合,高层有强烈辐散,从低层到高层都有上升运动。螺旋度对强降水的落区以及造成强降水的中尺度系统的发展有较好的指示性,它反映了大气的动力场特征,运用螺旋度作强降水预报还要结合水汽和不稳定条件。     

云南小时降水的时空分布变化研究

利用2005—2018年125个国家级台站小时降水观测数据研究云南小时降水时空分布特征。结果表明:云南年总降水量、不同持续时间降水量、极端强降水量及降水日变化空间分布差异很大。年降水量自西北向南增加,雨强自北向南增强,降水时长西部大于东部、南部略大于北部,年降水量受降水时长和雨强共同影响,降水时长影响最强,雨强影响较弱,这种特征在滇西北最突出,但滇东北的降水量与雨强相关更好。云南大部夜雨量多于昼雨量,滇东北和北部边缘夜雨特征最显著;降水日变化特征在云南北部为夜间单峰,西部边缘为清晨单峰,中部为夜间与午后峰值相当的双峰,南部也为夜间和午后双峰,但南部不同区域间主峰和次峰出现时间不同。云南南部降水贡献以短、中历时降水为主,北部则以长、超长历时降水为主。云南短时强降水发生次数的空间分布表现为自西北向东南增加;年发生站次数具有增加趋势,日变化特征为显著单峰,多在傍晚至入夜出现,且极端短时强降水更易在凌晨出现。这些小时降水时空分布特征很大程度上代表了低纬高原地区的降水特征。由于低值天气系统多影响低纬高原中北部,热带天气系统多影响南部,且低纬高原地形复杂,局地热力条件差异明显,这些因素造成该区域小时降水时空分布特征差异显著。     

CMIP6模式对云南区域性干旱过程的模拟评估及预估

21世纪以来,云南频繁发生全省性干旱过程,造成严重的灾害。未来在气候变化背景下云南全省性干旱过程将如何变化尚未得到充分研究。基于16个第六次耦合模式比较计划(CMIP6)的模式结果和区域性干旱过程监测评估方法,研究了云南省区域性干旱过程历史时期的特征和未来不同排放情景下的可能变化。结果显示,适当订正后的CMIP6模式能较好地模拟出近54年云南省区域干旱事件的特征,模式偏差主要表现为夏季降水偏多、10—11月降水偏少。未来54年在三种排放情景下,云南省区域性干旱过程发生次数将增加1.1～4.7次,持续日数将增加2.6～4.0日,影响范围将增加0.2～0.6站,累计强度将增加0.1～0.2。未来发生在干季内的干旱过程次数将减少,但持续日数、影响范围、累计强度都将增加;由干季延伸至雨季的干旱过程次数、持续时间、累计强度都将增加;发生在雨季内的干旱过程次数和影响范围将增加、累计强度将减小。滇西北、滇东北等受干旱过程影响较轻的地区未来也将更容易受到干旱过程的影响。上述结果表明未来云南省全省性干旱过程将加强。     

DIAGNOSES OF THE SEVERE DROUGHT OVER YUNNAN AREA IN THE EARLY SUMMER OF 2005

High temperature and drought occurred in Yunnan province during the late spring and early summer in 2005, which was the most severe event in this region since 1950’s. Based on the observational data and relevant diagnoses, this extreme weather event was studied and discussed. The results show that the occurrence of this event could be due to the following observational facts that happened in 2005. (1) The seasonal adjustment of middle-high-leveled atmospheric circulation was delayed. (2) The cold air activity center was deviated north. (3) The onset of summer monsoon over South China Sea was delayed. (4) The tropical convection activity was much weaker than usual. (5) The subtropical high over the western Pacific was located southwestwards and relatively strong.     

2003年云南夏季罕见高温干旱的诊断研究

2003年夏季云南出现了历史上罕见的大范围异常高温干旱天气,是自1961年以来云南最严重的夏季高温干旱天气之一,影响范围、持续时间及危害程度仅次于1983年。是20世纪80年代中期云南进入气温偏暖期后的一次夏季极端气候事件,打破多项历史纪录。利用高度、OLR、TBB等资料对此次气候灾害过程进行了诊断分析。发现西太平洋副热带高压持续稳定且偏强偏西,季风低压偏弱偏西,云南TBB值偏高,降水云系较少,OLR值偏高,对流活动抑制,云南正好处于东、西两个垂直环流圈的下沉气流控制区是形成高温干旱的主要原因。