中国东部季风区植被物候季节变化对气候响应的大尺度特征:多年平均结果

利用1982～1993年NOAA/NASA Pathfinder AVHRR陆地数据集中的规一化植被指数(NDVI)数据集,对中国东部植被季节生长的阶段性进行了划分.在此基础上,对植被季节生长对气候响应的多年平均状况进行了分析,发现在多年平均意义上,(1)中国东部植被生长在各生长阶段都同步响应于温度的季节变化;(2)在多数时段,中国东部植被生长与降水的季节变化存在显著相关关系,植被生长滞后于降水变化,滞后时间为20～30天.通过本文的研究,在中国东部季风区,有关植被季节生长对气候响应大尺度特征的多年平均状况的定性认识得到定量化的表达,为改进陆面过程描述、提高对中国东部区域气候的长期模拟能力提供了一定的依据.     

中国东部季风区植被物候季节变化对气候响应的大尺度特征：年际比较

利用1982～1993年NOAA/NASA PathfinderAVHRR陆地数据集中的NDVI数据集,在中国东部植被生长的不同阶段(全年、植被生长季、植被生长季的增长阶段和衰退阶段),对植被季节生长对气候响应的年际变化进行了分析,发现：(1)无论在多年平均意义上还是逐年来看,中国东部季风区植被季节性生长状况对温度的响应在各个生长阶段都是近于同步的,温度对于植被生长季节变化的驱动关系非常稳定;(2)逐年来看,植被季节性生长对降水的响应也是存在的,但相关关系和相关的滞后关系具有年际差异。通过定量化地分析中国东部植被季节生长对季风气候响应的年际变化,有助于对陆面过程模式中的有关部分进行改进,从而提高对中国东部区域年际气候变化的模拟能力。     

中国南方冰雹气候特征的三维EOF分析

根据我国南方61个气象观测站1956～1995年月冰雹日数资料,应用三维EOF和小波统计分析方法,研究了冰雹的主要空间分布类型、季节变化特征、年际变化和年代际变化规律。结果表明:我国南方多冰雹带位于云贵至中南地区的湖南、江西,并向北、向东南逐步递减,最大值出现在贵州兴仁;我国南方冰雹季节变化显著,春季2～5月份为多冰雹季节,其中3月份出现最大值。冬半年(10月～次年5月)冰雹主要活动于南区(25～30 N、115 E 以西地区),夏半年(6～9月)冰雹主要活动于北区(30 N以北地区);近40年来冰雹总趋势是逐渐减少的,具有28年、14年、8～9年、5年和3.5～4年左右的周期震荡,并且10年以下周期具有50～60年代以3.5～4年周期为主,70年代以8～9年、3.5～4年周期为主,80年代以8～9年、5年、3.5～4年周期为主,90年代以8～9年、5年周期为主的年代际变化规律。     

中国西部植被覆盖变化对北方夏季气候影响的数值模拟

植被覆盖的变化是气候变化的成因之一,植被改变对气候的反馈可能会加强或者减缓气候的变化.文中利用CCM3全球气候模式以及20世纪70年代和90年代中国西部的植被覆盖资料进行数值模拟试验,研究了这两个时期植被变化对北方夏季区域气候的影响.模拟结果表明:植被增加的地方,地面吸收的辐射通量增加;植被减少的地方,地面吸收的辐射通量减少.地面辐射平衡的变化造成局地大气热量异常,并引起周边大气热量的调整,从而导致东亚地区夏季大气环流异常.相对于70年代的植被状况,用90年代植被模拟的北方地区对流层上层为异常气旋性环流,而中、低层为异常反气旋环流,东北亚到中国东部盛行异常北风,同时西太平洋副热带高压强度偏弱、位置偏南.这种异常环流特征说明模拟的90年代中国东部夏季风明显减弱,异常的环流形势造成华北和东北地区夏季水汽输送减少,水汽辐合减弱,年降水量减少了40 mm,呈现减少的特征,这是和观测事实是比较吻合的.降水和环流的异常还造成华北和东北夏季平均地面气温降低了0.4-0.8℃.因此近30年来中国西部植被变化可能是东亚夏季风年代际变化以及北方夏季降水减少的一个重要因素.     

北半球50hPa多年月平均经向剖面上的季节变化

我们根据1965年1月—1984年12月共20年平均的50hPa高度场资料作出的沿各经度的纬度-高度时间剖面图和逐月纬间高度梯度值表,分析得到如下结论: 1、50hPa上从冬到夏的季变,北带(60—90°N)和南带(10—30°N)中最早的时间都在3—4月,这比中带(30—60°N)各经度上和北、南带其余各地区完成季变都要早一个月。 2、50hPa上从夏到冬的季变,北带最早,大多出现在7—月,少数出现在8—9月;中带全在8—9月完成季变,南带更晚些。显然北带早于中带,中带又早于南带。 3、北半球平流层50hPa的季变,从冬到夏是来自极地和赤道两个方向共同发动的,而自夏到冬,其发动方向仅来自极地。     

安徽省植被和地表温度季节变化及空间分布特征

卫星遥感广泛应用于宏观、大范围、动态连续的植被和地表温度监测研究。利用2001—2008年MODIS卫星遥感资料, 分析了安徽省归一化植被指数 (NDVI) 和地表温度 (LST) 的季节、月变化和空间分布特征,探讨了代表城市区域的NDVI和LST时空分布及其相关性。结果表明:安徽省NDVI和LST季节变化显著,具有典型地域特征;受当地气候影响,植被、农作物类型地域差异较大,导致LST季节变化以及空间分布不同;城市中心向郊区过渡时,植被覆盖度在不断增加,伴随着NDVI的增加,LST下降;城市LST明显高于郊区值,呈现热岛效应。研究表明,当地气候和植被分布共同决定了LST的分布状况,这将为安徽省合理进行农业区划、科学监测生态环境以及有效评估土地利用与热岛效应提供重要参考依据。     

动态植被模型模拟的植被季节变化及其评估

利用MODIS卫星观测资料,对一个考虑了生态系统碳氮循环过程的动态植被模型ICM的模拟性能进行了评估.重点对反映植被动力学的关键参数--叶面积指数(LAI)的模拟结果与观测进行了对比分析,评估了ICM对LAI季节变化特征的模拟能力.结果表明,ICM基本能够模拟出植被的季节变化特征.总体而言,模拟值在低纬度和高纬度地区大...     

中国平流层CH4的分布特征和季节变化

利用UARS卫星上HALOE试验的1992—2003年CH4资料,分析了中国平流层的CH4混合比分布特征,并对CH4混合比在不同纬度上的季节变化作了详细分析。结果表明,中国平流层CH4混合比随着高度逐渐减小,在经向上有较大差异,总是南边大于北边,而各个纬度带上的分布则较均匀。分析结果还表明,中国平流层CH4混合比在DJF的季节距平与MAM有相反的符号,而且中心位置基本吻合。此外,季节变率最大的是MAM—DJF,而不是JJA—DJF。并且在平流层低层的夏半年有明显的高值带,这可能与上升运动和辐散辐合作用有关。     

大气角动量季节内变化的纬度分布

大气角动量季节内变化的纬度分布田村一则后藤幸夫等Ｌｏｎｇｌｅｙ等（１９８１）指出：地球的自转速度存在着数十天的周期变化，由赤道地区的积云对流活动所激发，而且其能量向中纬度地区传播。这篇报告分析了１９８８—１９９０年的最新资料，总结了不同纬度带大气角动...     

SEASONAL AND INTER-ANNUAL VARIABILITY OF THE SOUTH CHINA SEA WARM POOL AND ITS RELATION TO THE SOUTH CHINA SEA MONSOON ONSET

The South China Sea warm pool interacts vigorously with the summer monsoon which is active in the region. However, there has not been a definition concerning the former warm pool which is as specific as that for the latter. The seasonal and inter-annual variability of the South China Sea warm pool and its relations to the South China Sea monsoon onset were analyzed using Levitus and NCEP/NCAR OISST data. The results show that, the seasonal variability of the South China Sea warm pool is obvious, which is weak in winter, develops rapidly in spring, becomes strong and extensive in summer and early autumn, and quickly decays from mid-autumn. The South China Sea warm pool is 55 m in thickness in the strongest period and its axis is oriented from southwest to northeast with the main section locating along the western offshore steep slope of northern Kalimantan-Palawan Island. For the warm pools in the South China Sea, west Pacific and Indian Ocean, the oscillation, which is within the same large scale air-sea coupling system, is periodic around 5 years. There are additional oscillations of about 2.5 years and simultaneous inter-annual variations for the latter two warm pools. The intensity of the South China Sea warm pool varies by a lag of about 5 months as compared to the west Pacific one. The result also indicates that the inter-annual variation of the intensity index is closely related with the onset time of the South China Sea monsoon. When the former is persistently warmer (colder) in preceding winter and spring, the monsoon in the South China Sea usually sets in on a later (earlier) date in early summer. The relation is associated with the activity of the high pressure over the sea in early summer. An oceanic background is given for the prediction of the South China Sea summer monsoon, though the mechanism through which the warm pool and eventually the monsoon are affected remains unclear.     

南海暖池的季节和年际变化及其与南海季风爆发的关系

用ＬＥＶＩＴＵＳ和ＮＣＥＰ／ＮＣＡＲ ＯＩＳＳＴ资料，分析了南海暖池的季节和变化特征及其与西太平洋暖池和印度洋暖池的关系，讨论了南海暖池强度指数的年际变化与南海季风爆发时间的联系，结果指出，南海暖池有明显的季节变化牲，１２～２月隆冬季节最弱，３～４月迅速发展北上，６～９月达其盛期，整个南海均为高于２８℃的暖水，１０～１１月迅速减弱南退：在南海暖池盛期，整个南海均为高于２８℃的暖水最大厚度达５５ｍ，     

INTERDECADAL VARIATION OF THE RELATIONSHIP BETWEEN ENSO AND SUMMER INTERANNUAL CLIMATE VARIABILITY IN CHINA

Interdecadal variation of the relationships between ENSO and the summer interannual climate variability in China is investigated by using techniques of sliding correlation analysis with the tropical Pacific SSTA and the observed surface air temperature and precipitation from stations in China. The results indicate that there are stable and robust relations that the Northern China is relatively dry during the developing phase of ENSO while the Yangtze River valley is relatively wet during the decaying phase of ENSO. On the other hand, interdecadal variations of the relations are also found in other regions. Over the time both prior to the Pacific decadal climate shift (before the late 1970s) and after it (after the late 1970s), during the developing phases of ENSO the summer precipitation anomaly in South China changed from below to above normal, whereas that in Northeast China changed from above to below normal; the summer surface air temperature anomaly in North and Northeast China changed from cooling to warming, whereas that in South China changed to cooling; during the decaying phases of ENSO the North China changed from wetter to dryer while the Huai River valley changed from dryer to normal; North China, Yangtze River valley and South China tend to be warmer. Based on the composite analysis of the NCAR/NCEP reanalyze datasets, significant differences existing in ENSO-related atmospheric circulation anomaly in East Asia during pre- and post-shift periods may be responsible for the interdecadal variation of relationships between ENSO and surface air temperature and precipitation in China.     

海-气耦合系统的非线性不稳定行为与年际气候变率

文中从理论上论述了气候系统的基本态—季节循环的非线性不稳定特征 ,研究了年际气候变率特别是ENSO与季节循环间非线性相互作用 ,并通过Oxford海 气耦合模式数值实验具体展示了上述理论分析。理论与数值实验表明 ,海 气耦合系统可经过年周期态失稳→新周期产生→与季节循环锁相→混沌这一系列分岔过程产生类似ENSO的无规则运动。这一规律为正确认识ENSO的动力机制及客观确定简化海 气耦合模式中的参数提供了理论依据     

DECADAL VARIABILITY OF SUBSURFACE OCEAN TEMPERATURE ANOMALY IN TROPICAL PACIFIC AND ITS IMPACT ON CLIMATE OF CHINA

In this study,we investigate the decadal variability of subsurface ocean temperature anomaly(SOTA)in the tropical Pacific and associated anomalous atmospheric circulation over Asia-North Pacific-North America by analyzing 50 years of atmosphere-ocean data from the National Center for Environmental Prediction(NCEP)reanalysis project and Simple Ocean Data Assimilation(SODA).Relationship between the ENSO-Like variability and climate of China is also revealed.The results show that the decadal variability of tropical Pacific SOTA has two dominant ENSO-like modes:the primary mode is an ENSO-Like mature phase pattern,and the second mode is associated with the ENSO-like transition(developing or decaying)phase.These two modes consist of a cycle of ENSO-Like variability,which exhibits a quasi-40a fluctuation,superimposed with an oscillation of a 13a period.The ENSO-Like variability in the tropical Pacific influences the atmosphere system at the mid-and higher-latitudes and subtropical regions,resulting in decadal variability of south wind over North China,the East Asian monsoon and climate of China.During the mature phase of El Ni o-Like variability,the anomalous north wind prevails over the north part of China and the East Asian monsoon weakens,with little rain in North China but much rain in the middle-and lower-reaches of the Yangtze River.With El Ni o-Like decaying(La Ni a-Like developing),anomalous northerly wind also prevails over North China,then the East Asian monsoon weakens with drought occurring in North China.The situation during the La Ni a-Like variability is the opposite.The pattern of anomalous climate of China is primarily dominated by the first ENSO-like variability,while the second mode can modulate the contribution of the first one,depending on whether its phase agrees with that of the first mode.The climate shift in China around 1978 and successive occurrence of drought for more than 20 years in North China are primarily induced by the first two ENSO-like variabilities.The latest La Ni a-Like phase starts from 1998 and will presumably end around 2018.It is expected that more rainfall would be in North China and less rainfall would appear in the middle-and lower-reaches of the Yangtze River valley during this period.     

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。     

东亚夏季风与中国夏季降水年际异常的分型研究

以海陆气压差定义的夏季风强度指数为依据,讨论了东亚夏季风年际异常与中国夏季降水的关系,发现东亚夏季风强时,中国夏季降水可能多也可能少,但以少雨为主,季风弱时,中国降水也是或多或少,但以多雨为主,依此可以将季风与降水的异常关系分成强季风强降水（Ａ）,强季风弱降水（Ｂ）,弱季风强降水（Ｃ）,弱季风弱降水（Ｄ）四种关系,其中（Ａ）型和（Ｄ）型,（Ｂ）型和（Ｃ）型的降水呈反相似性分布,主要特殊性反映在东北     

黑河实验区地表植被指数的区域分布及季节变化

利用具有较高空间分辨率的Ｌａｎｄｓａｔ ＴＭ卫星资料估算了黑河实验区夏季和近冬季地表标准化差值植被指数ＮＤＶＩ,分析了ＮＤＶＩ的区域分布特征和季节变化。结果表明,由于该实验区下垫面的复杂性,ＮＤＶＩ表现出明显的空间和季节变化,ＮＤＶＩ的图像能够很好地反映出地表植被的分布状况。     

ENSO与中国夏季年际气候异常关系的年代际变化

利用热带太平洋海表温度和中国降水和气温站点观测资料,通过滑动相关分析,揭示了ENSO与中国夏季年际气候异常关系的年代际变化事实。结果表明:ENSO与中国夏季年际气候异常的关系既有稳定的方面,又存在年代际变化特征。稳定的关系表现在:处于发展阶段的ENSO事件往往造成华北夏季降水偏少;处于衰减阶段的ENSO事件则易引起长江流域及江南地区夏季降水偏多。而二者关系的年代际变化表现在:1970年代中后期,处于发展阶段的ENSO事件引起的夏季降水异常在华南地区由偏少变为偏多,东北地区则由偏多变为偏少,而江淮地区偏多的现象不再明显,华北和东北夏季气温异常也由偏冷转变为偏暖,而华南则有偏冷趋势;处于衰减阶段的ENSO事件引起的夏季降水异常在华北地区由偏多变为偏少,江淮地区降水由偏少变为正常甚至偏多,华北夏季气温异常则由偏冷变为偏暖,长江流域和华南也有偏暖趋势。利用NCEP/NCAR再分析资料合成分析表明,在不同的年代际背景下ENSO引起的东亚中高纬度大气环流异常型发生了明显改变是ENSO和降水气温关系发生年代际变化的原因。     

中国西北干旱区年降雨量的时空变化

通过对中国西部地区６８个站３０年年降雨量的分析，把中国西部划分为６个降雨量性质不相关的区。通过对西北３个区的分析，把年降雨量划分为８种不同的空间分布类型。分析表明，控制中国西北干旱区的天气系统主要为西风系统。在过去的３０年间，西北干旱区的气候并非都是变得越来越干，不同的地区变化情况不同。