近50年华南前汛期降水、江淮梅雨和华北雨季旱涝特征对比分析

利用全国160站逐月降水资料,统计分析了1951～2000年50年华南前汛期降水、江淮梅雨和华北雨季旱涝事件的分布特征,结果表明:近50年无论是华南前汛期降水、江淮梅雨还是华北雨季,旱(涝)事件频率相当,华南和江淮洪涝强度大于干旱强度,华北干旱与洪涝强度相当,华南前汛期降水和华北雨季总体呈趋旱的趋势,而江淮梅雨呈趋涝的趋势;华南前汛期降水年际变化最为显著,江淮梅雨次之,华北雨季最弱,年代际变化的情况正好相反;从同期500 hPa高度场来看,华南前汛期降水多少与其北侧有无低值系统向南发展关系密切,江淮梅雨和华北雨季均与副高相关显著,不同在于前者还和鄂霍茨克阻塞高压呈显著正相关,而后者受其西北侧中高纬地区的环流影响较大;从前期海温来看,华北雨季与大西洋西部和北太平洋海温关系比华南前汛期降水和江淮梅雨更为密切,江淮梅雨与中国近海海温相关关系最为显著,而华南前汛期降水与孟加拉湾附近海温相关最明显.     

近52年江淮梅雨的降水分型

根据1954-2005年江淮地区梅雨期间的逐日降水资料,采用旋转经验正交函数分解法(REOF)分析得到,江淮梅雨具有江淮型、江南型、淮河型和两湖型4种优势降水型,都存在着6～7年和准20年的周期振荡.20世纪90年代后表现为江南梅雨型减少、而淮河梅雨型增加的趋势.进一步采用系统聚类法对汀淮梅雨期逐年降水场进行客观分型得到,江淮梅雨分为全流域丰梅型、全流域枯梅型、南丰北枯型、北丰南枯型和南北丰中间枯型共5种雨型.全流域丰梅型具有入梅早、出梅晚、梅雨期长、梅雨量大和梅雨强的特点,而全流域枯梅型正好与之相反.雨带型中,以南北(北)丰中间(南)枯型入梅早(晚),南(北)丰北(南)枯型出梅早(晚),这些特征与雨带的地理位置相对应.江淮各梅雨型均具有明显的年代际变化,20世纪90年代主要对应全流域丰梅型和南丰北枯型,而2000年以后以全流域枯梅型、北丰南枯型和南北丰中间枯型为主.近52年中20世纪60年代(90年代)梅雨期最短(长)、梅雨量最少(多)、梅雨强度最弱(强).最后,从南亚高压位置、高空东、西风急流、西太平洋副热带高压和阻塞高压的位置及维持、垂直速度、季风气流的水汽输送6个方面对比了不同梅雨降水型所对应的大气环流特征及主要差异.     

2013年梅雨监测及近50年江西梅雨气候特征

利用1959—2013年江西梅雨监测区37站降水量、气温资料和500 hPa西太平洋副热带高压脊线日平均位置资料,根据《梅雨监测业务规定》的相关指标,对2013年江西梅雨进行监测,并采用EOF等方法分析江西梅雨气候特征。结果表明:1)江西于2013年5月25日正式入梅,于6月29日结束,梅雨期总雨量为420.9 mm,梅雨强度为0.58。2)江西梅雨的时空变化特征是北部地区梅雨量的全区一致型分布占总方差的77.8%,将江西北部地区作为一个整体来分析其梅雨量的时空变化特征是合理的。3)江西气候平均入梅日为6月8日,出梅日为7月1日,梅雨季长度为23 d,梅雨量为352.7 mm,梅雨强度为-0.18。入梅日期、出梅日期、梅雨季长度和梅雨强度与梅雨量特征量之间存在显著的相关关系,入梅越早,出梅越晚,梅雨期长度越长,梅雨强度越强,梅雨量就越大。4)梅雨各特征量存在显著的年际和年代际变化特征,5个梅雨特征量具有相同的2—3 a周期变化,另外还主要存在6—8 a、13—15 a和21—23 a周期变化,但各参数在1959—2013年的不同时段具有不同的显著性。     

对1996年江淮梅雨的剖析

１９９６年江淮梅雨梅期长，梅雨量大，梅雨期暴雨频繁，属于长江中，下游流域性的洪涝 年。作者通过对西太平洋副热带高压，西风急流，中高纬阻塞形势，超长波及长波的增衰演变等的研究，分析了１９９６年梅雨期的划定，并通过对历史上４０年长江中，下游梅雨总量Ｍ值的非整数功率谱的分析指出：１９９６年出现流域性的大涝年是符合周期演变规律的。     

“07.7”淮河流域梅雨锋暴雨的地形敏感性试验

利用WRFV2.2中尺度数值模式, 对2007年7月8~9日发生在淮河流域的梅雨锋暴雨进行了模拟及相关的地形敏感性试验。结合这次暴雨过程特征, 详细分析了大别山地区地形及皖东南地区地形分别对安徽北部、 湖北北部和河南东南角、 江苏中部降水的影响。结果表明： 在这次降水过程中, 如果没有大别山地区的地形, 安徽北部一带的700 hPa天气系统的发展或移动速度更快, 相关区域降水将加大, 地形在鄂豫地区产生的切变消失, 相应的降水消失, 且地形切变与气流切变叠加时降水更大, 在一定的系统配置条件下, 大别山地区的地形可以影响江苏地区降水的发生\, 发展; 如果没有皖东南地区的地形, 安徽北部系统略有发展, 大别山地区的地形切变作用减弱, 江苏中部的降水大范围减小。     

近百年长江中下游梅雨的年际及年代际振荡

利用一种小波变换和统计检验相结合进行气候突变检测的新方法, 分析了1885~2000年长江中下游梅雨强度序列多尺度层次的谱系结构, 并对各层次的突变点进行统计显著性检验; 利用小波能量密度研究了梅雨强度年际及年代际振荡随时间的演变及其方差贡献。结果表明:就大尺度而言, 近百年梅雨强度以1941年为界分成强、弱两种状态, 同时, 在不同时间尺度的层次上, 还存在多个突变点, 例如, 在梅雨较强的1885~1941年阶段中, 含有两个梅雨相对弱的时段, 在梅雨较弱的1942~2000年阶段中亦存在1991~2000年梅雨相对强的时段; 2~3年和6~7年振荡在长江中下游梅雨强度的年际变化中占有较大方差贡献, 其中1978~1987年和1996~2000年段2~3年振荡的方差贡献较大, 1920~1932年段6~7年振荡的方差贡献明显; 在长江中下游梅雨强度的年代际变化中, 23~24年和36~37年振荡的方差贡献在20世纪40年代以后比较突出。     

近75年丹江口水库入库流量时间变化特征与气候成因

使用近75年（1930-2004年）丹江口水库年平均入库流量资料和近45年（1960～2004年）丹江口水库流域100个气象（或水文）站点08-08时平均面雨量资料,对丹江口水库入库流量的时间变化特征与气候成因进行了分析。结果表明,20世纪30、50-60年代丹江口水库流量相对偏大,而40、70、90年代其流量相对偏少,90年代后丹江口水库来水偏少特别明显,这与汛期（5～10月）气候背景、强降水时空分布及走向存在较大关系。     

近47a华南前汛期旱涝特征

采用华南61站47a（1958-2004年）前汛期（4-6月）逐日降水资料,利用统计方法对华南前汛期的旱涝特征进行了研究。结果表明：47a来华南有12个涝年和12个旱年发生,较严重的旱涝年主要发生在20世纪50年代末至70年代中期以及90年代以后;前汛期旱涝变化以2～4a的年际尺度周期最为显著;4、5月旱涝的年代际变化特征较为一致,而5月与6月在年代际尺度上具有一定的反位相变化特征;地理分布上,可将华南地区前汛期降水分为5个旱涝异常气候区。近47a来桂南、粤西和东南沿海地区呈现旱—涝—旱的变化特征,而桂北区由旱转涝趋于雨涝的趋势明显,东北部山区由涝转旱趋于干旱的趋势明显。     

近53年江淮流域梅汛期极端降水变化特征

基于1961—2013年江淮流域梅汛期（6—7月）逐日降水资料,利用百分位法确定极端降水阈值,对江淮流域梅汛期极端降水的时空分布及突变特征进行分析,结果表明：95%分位极端降水阈值多在50 mm以上,大值中心主要位于湖北东部到安徽南部一带;平均极端降水强度与阈值大小的空间分布相似。极端降水量和极端降水日数整体呈现由安徽南部向四周递减的空间分布特征,极端降水量约占梅汛期降水总量的1/4~1/3。从季节内分布上看,极端强降水站次在梅汛期呈单峰型分布,各候间差异明显,其中6月第5候到7月第2候最多。极端降水量、极端降水日数以及极端降水量占梅汛期总降水量百分比均具有明显的年际变化,且上升趋势显著;江淮流域梅汛期极端降水量和极端降水站次的这种上升趋势均在1980年发生突变。     

北太平洋涛动与淮河流域夏季降水异常的关系

研究了北太平洋涛动（NPO）与淮河流域夏季降水异常的关系。结果表明：冬季北太平洋涛动与次年夏季我国淮河流域降水异常呈明显的负相关：强（弱）涛动年,次年夏季淮河流域降水偏少（多）。进一步研究表明,1976年冬季NPO突变前,冬季北太平洋涛动指数（North Pacific Oscilla-tion index,INPO）与次年夏季淮河流域降水的负相关显著;突变后,负相关明显减弱;冬季INPO对淮河流域夏季降水预测的参考意义在突变前较好,在突变后减弱。     

淮河洪涝年7月上旬环流特征与近10年平均环流特征差异分析

利用NCEP 1998-2007年分析资料,分析了2007年、2005年和2003年3个淮河大洪水年7月上旬逐日各层的位势高度、温度、水汽和风场等资料.分析结果表明:这3个洪水年和近10年平均场的大尺度环流背景、高低空急流、水汽输送特征等存在显著差异.东亚夏季风异常是这3年淮河流域洪涝出现的主要原因.同时,这3年西北太平洋副热带高压均较历史同期偏强,西伸脊点偏西;华北南部到黄淮距平风场上有较常年明显的偏北气流,副热带高压西北侧850hPa低空急流较常年平均偏强6m·s-1以上,南北两支气流交汇区正好位于淮河流域;在200hPa上淮河流域处于异常的高空急流入口南侧或受较常年偏强的反气旋环流控制之下;从整层水汽通量距平分析,南海是这3个淮河洪涝年的主要水汽源地.     

近50a江淮地区梅雨期水汽输送特征研究

利用1958—2007年ERA再分析风场及气压场资料和APHRO高分辨率逐日降水资料,对近50 a来梅雨期水汽输送的时空特征及其与江淮地区降水的关系进行了研究,发现各条水汽通道对江淮地区梅雨期降水强度及范围的影响程度均不同。梅雨期影响我国降水的水汽输送有显著的年际变化,并且水汽输送强弱年对应江淮地区降水强度也有明显差异。相关分析及合成差值的结果显示,西太平洋水汽输送贡献更大,且西太平洋水汽输送(东南通道)增强时,江淮地区降水增多。印度洋水汽输送的加强会减弱太平洋的水汽输送从而使得江淮少雨。在全球变暖的背景下,西太平洋的水汽输送对降水的增强作用有所减弱而印度洋输送所导致降水强度减弱的范围则明显扩大。自1980年起,江淮降水出现缓慢增多的趋势与全球变暖所导致的东亚环流异常进而影响水汽输送异常相关。     

我国江淮地区平均场水汽输送与扰动场水汽输送的不同特征

利用NCEP／NCAR1957-2001年45a逐日的再分析资料,从地面开始积分计算整层的水汽输送通量,减去平均场的水汽的输送量,从而得到扰动水汽输送量,初步讨论了我国江淮地区水汽输送场的季节变化特征,并分析了我国江淮梅雨期旱、涝年平均场水汽输送与扰动场水汽输送的差异。分析发现：扰动场水汽输送与平均场水汽输送差别较大,源自孟加拉湾的平均水汽输送对我国东部地区的降水影响较大,但该地区的扰动水汽输送却主要是影响印度北部地区。而影响我国江淮地区的扰动场水汽输送主要来自于南海地区。源自西太平洋和我国北方的偏强的水汽输送是造成江淮梅雨期降水偏多的主要因子,扰动场水汽输送在我国江淮地区梅雨期降水异常时期与平均场水汽输送基本呈反方向输送,其差值散度场与平均场水汽输送差值散度则为反位相分布,因此说扰动场的水汽输送对平均场的水汽输送起削弱作用。     

日喀则近53年气候变化特征分析

利用线性趋势函数及Mann-Kendall突变检测分析法,分析了西藏藏南河谷日喀则气象站气温及降水近53年的气候变化特征。结果表明,年平均气温与极端气温均呈上升趋势,而最高气温的上升趋势尤为明显,年降水量波动上升。冬春季增温趋势较秋、夏季更为明显,春夏季降水呈增加趋势,而秋季降水略有减少。Mann-Kendall突变检测表明,近53年日喀则地区气温有明显的增暖趋势,但20世纪60—70年代变冷趋势亦十分显著,在2001年温度发生一次突变。年降水量在1958年发生了由少向多的突变,但这一突变仅维持到20世纪60年代中期。     

赤峰地区近50a气候变化诊断分析

利用线性回归、累积距平和多项式回归法,对赤峰地区1951—1990年12个气象台站的月、季、年平均气温、最高气温、最低气温序列进行连续性变化趋势分析,确定该区域的气候变化趋势。应用Mann-Kendall法和滑动t检验法检验气温序列变化的不连续性,确定突变时间。结果表明:赤峰地区12个月的平均气温均有升温趋势,增温幅度从0.56℃/10a到0.15℃/10a,其中2月份最强。季节增温最显著的是冬季,其次是秋季和春季,夏季最弱。年平均气温增温率是0.28℃/10a,1988年是变暖的第一年,突变时间在1993年;年平均最低气温增温率是0.29℃/10a,1988年是变暖的第一年,突变时间在1988年;年平均最高气温增温率是0.26℃/10a,1993年是变暖的第一年,突变时间在1993—1996年附近;平均最低气温和最高气温的变暖时间具有不对称性。     

1961—2008年淮河流域主汛期极端降水事件分析

利用淮河流域117个台站1961－2008年主汛期（6－8月）逐日降水资料,采用降水百分位数法划分极端降水阈值,建立极端降水事件时间序列;在此基础上揭示淮河流域极端主汛期降水事件时空演变特征。结果表明：淮河流域主汛期极端降水总量年际变化大,其强弱与旱涝格局基本对应。极端降水事件发生频次的多寡很大程度上影响着淮河流域主汛期降水量。一致性分布是淮河流域主汛期极端降水事件发生频次的最主要空间模态,其发生频次空间上可分为流域中东部、中北部、西南部、西北部及南部5个主要区域。极端降水事件总体上有增加趋势,特别是流域     

淮河流域春夏季降水位相变化特征

淮河流域的降水异常容易导致旱涝灾害。本研究从降水位相变化的角度,对淮河流域春夏季降水规律作了分析。在近50 a中,春夏季降水持续偏多的典型事件发生频次较多,强度较大。1960年代初期—1970年代末期和2000年代的两个时期内发生降水位相变化的站次都呈现减少趋势,而在近几年则显著增加。通过S-EOF分解,第1模态代表春、夏季降水持续同位相变化,其时间系数在近年来持续上升;第2模态为春夏季降水反位相变化特征,此模态的时间系数有明显的年代际变化特征。进一步研究发现:前冬和春季,当赤道太平洋持续发生El Ni1o事件,南印度洋偶极子负位相;春季东亚副热带急流偏弱,春夏季中国东部850 hPa均存在南风异常,有利于淮河流域春夏季降水持续正位相变化;持续负位相年则反之。当春季东亚副热带急流偏强(弱),夏季位置偏南(北);中国东部沿海春季海温偏低(高);春夏季间中国东南部850 hPa经向风由北(南)风异常转变为南(北)风异常,可能会导致春季降水负(正)位相—夏季正(负)位相的变化。