太平洋和印度洋5月海温变化与我国汛期降水的关系研究

通过对近半个世纪以来太平洋和印度洋海温变化趋势分析,根据海温异常变化,选取5月太平洋区域(135°～171°E,25°～39°N)和印度洋区域(71°～107°E,25°～39°S)的海温变化指数,与中国汛期降水进行相关分析.结果表明,太平洋和印度洋对中国汛期降水的影响存在很大差别,太平洋的影响大于印度洋的影响,初步建立了一个太平洋和印度洋5月海温变化与中国汛期降水分布的物理概念模型.     

太平洋秋季SSTA与西北地区春季降水的耦合性研究

利用中国西北五省（区）和内蒙古西部的共１０６个测站的１９６０～１９９０年３～５月的月、季总降水量和太平洋１０°Ｓ～５０°Ｎ,１２０°Ｅ～８０°Ｗ范围内２８６个格点（５°×５°）的秋季（９～１１月）的平均海表温度,通过ＥＯＦ、ＲＥＯＦ、ＳＶＤ及交叉谱分析等方法,对秋季太平洋海温的异常特性及其与我国西北干旱半干旱地区后期春季降水之间的空间地域遥相关耦合特征进行了分析研究。结果表明,秋季太平洋海温差异常存在６个关键区域,其中赤道东太平洋地区是最敏感的异常信号区;西北干旱半干旱地区春季降水与前期秋季赤道东太平洋海温异常之间有着清晰的遥相关。当海温异常偏高,即有ＥＬ－Ｎｉｎｏ现象时,西北地区的降水普遍偏少,并以高原东侧青、甘、宁交界地区及渭水流域的偏少为主;Ｌａ－Ｎｉｎａ时的情况正好相反,内蒙西部的春季降水变化趋势与我国西北地区基本一致。     

东太平洋赤道地区海水温度异常对热带大气环流及我国汛期降水的影响

文本分析了东太平洋赤道地区海面温度季节变化和年际变化的特征,揭示出春季赤道冷水向西伸展的范围和沿南美西海岸暖水南扩的程度与我国夏季降水有密切联系。发现春季赤道冷水温度特别高和特别低的年份,夏季热带太平洋地区上空无论在环流系统的位置或强度上都有非常显著的差异。赤道上空从印度洋到太平洋有三个东西方向的环流圈:东边和西边的一个是暖水区上升、冷水区下沉的正环流圈,中间一个是反环流圈。随着赤道冷水向西伸展范围的变化,这些环流圈也相应发生东西摆动。105°—130°E的平均经圈环流,在赤道冷水和暖水时期也有显著不同。文章指出,这两种环流圈是联系东太平洋赤道地区的海温和太平洋副热带高压的活动,以及我国汛期降水的重要环节。最后提出了一个可能的影响机制。     

用冬季地温预报汛期降水距平的初步方法

本文介绍一种实用的汛期降水预报方法。首先从东太平洋海温(包括E1Nino现象)和冬季中亚地温(用新疆地温代替)来判定该年是否特殊旱涝年;其次用高原东侧(100°-105°E)1.6米地温的高低来判定我国是多雨或少雨年;第三用同一季风区域中(高原季风或东南李凤)各小区的1.6米地温的相对高低来判定各小区降水的多少(用降水量正距平的面积占总面积的百分比来度量);最后参照数值模式的预报结果画出汛期降水量距平百分率的预报图。     

赤道东太平洋海温、南方涛动和我国东部降水的谱分析

本文主要采用波谱分析方法对1957年1月至1977年12月赤道东太平洋海温(180°—90°W、5°N—10°S)、南方涛动指数和我国东部降水作了分析。通过功率谱的计算得到如下结果:(1)赤道东太平洋海温变化存在3.4年的振动周期。(2)南方涛动指数的变化存在3.4年和1年的振动周期。(3)我国华北、长江中、下游和华南地区降水分别存在1、2.3和3.4年的周期。利用交叉谱计算位相差,表现出海温与南方涛动在3.4年周期上近乎反向变化,海温的变化落后于南方涛动。南方涛动在3.4年周期上超前华南降水。华北降水在周期为1年的振动上落后于南方涛动。本文还对赤道东太平洋海温和南方涛动的年际变化作了简单分析。     

陕西汛期降水年际增量预测新技术研究

应用年际增量预测方法,通过分析影响陕西汛期降水的物理机制,建立了具有较高预测效能的陕西汛期降水年际增量预测模型。研究表明,赤道太平洋中东部海温年际增量、500 hPa高度年际增量与陕西汛期降水具有很好的相关性。当前一年秋、冬季赤道太平洋中东部海温增量在南北方向上表现为“－＋－”分布型时,陕西当年汛期降水偏多,反之,陕西当年汛期降水偏少。当前一年秋、冬季500 hPa高度年际增量在赤道附近呈带状正值分布时,陕西当年汛期降水偏多;呈带状负值分布时,陕西当年汛期降水偏少。国家气候中心提供的74项环流特征量、陕西省0 cm地温增量因子与陕西汛期降水也有很好的相关关系。在对预测因子物理意义分析的基础上,用逐步回归方法引入因子,建立陕西10个气候区域的汛期（6—8月）降水总量和各分月（6、7、8月）的降水年际增量预测模型（共40个）,汛期降水总量预测模型交叉检验距平同号率达78.4%。对2010—2013年汛期降水总量和各分月降水量进行试报,其准确率PS评分分别达到75.8和66分。增量预测方法具有较强的预测能力,能够在一定程度上提高陕西汛期降水预测水平,可作为有效方法投入实际业务应用。     

赤道海温异常对我国汛期降水的影响

本文用1958—1973年东太平洋赤道地区的海面温度资料,1958—1974年热带太平洋及其附近地区的月平均高空风资料(南半球资料始于1965年),以及长江中下游地区6站(上海、芜湖、安庆、屯溪、九江、汉口)的平均降水量资料,对东太平洋赤道地区海温异常与长江中下游汛期降水(以6月为代表)进行相关分析;对东太平洋赤道海水冷暖与热带地区上空(850毫巴和200毫巴)的流场进行对比分析;对赤道海温异常与平均经圈环流、纬圈环流的关系进行成因分析;最     

赤道东太平洋海温与湘西温度、降水的统计分析

根据1957-2000年4月赤道东太平洋海温和本州温度、降水资料,统计分析了厄尔尼诺(E1Nino)、拉尼娜事件(LiNina)及Nino3区海温与本区域温度降水的关系.结果发现:Nino3区海温、E1Nino和LaNina与本州温度、降水存在一定的内在关系,又以冬季温度、后汛期降水关系最好,且对长期气候有一定的预测意义.     

西北太平洋夏季风的气候学研究

西北太平洋季风区(5°~25°N,120°~160°E)是亚洲-太平洋季风区与亚洲-澳大利亚季风区的一个重要部分,也是一个独立的季风区。文中对西北太平洋夏季风进行了气候学研究,发现西北太平洋夏季风的爆发发生在31候(6月上旬)前后。爆发后,夏季风经历了3次活跃-中断循环,每个循环都相应于独立的干期和湿期。第1个循环是从6月初到7月中旬,降水与低层西风的中心主要位于5°~10°N。第2个循环是7月下旬至9月下旬,降水与低层西风明显向东北方向移动,位于10°~20°N。这个循环是西北太平洋夏季风最强盛的时期。第3个循环是从9月末到10月末,降水与低层西风又向南退回到5°~10°N,达到了西北太平洋夏季风最弱的阶段。这个循环的结束也就预示着西北太平洋夏季风的结束。西北太平洋季风区有明显的季节内振荡(ISO),这种气候的季节内振荡(CISO)主要由30~60 d与10~20 d两种周期组成,但是主要以30~60 d的低频振荡为主。根据西北太平洋的对流和低层西风在不同位相分布的分析,可以看出西北太平洋的低频对流和西风是向西向北传播的。西北太平洋的季风降水、对流与西风的活跃-中断循环在很大程度上受30~60和10~20 d低频振荡的调制。     

两类厄尔尼诺事件期间热带大气GILL响应分析

分析了1979—2018年两类厄尔尼诺事件期间月平均热带太平洋海面温度(sea surface temperature, SST)异常、对流降水异常、大气环流异常等特征,发现东部型、中部型厄尔尼诺期间海洋及大气加热场并不是赤道对称,赤道以南热源强度大于赤道以北。大气对热源的响应表现在:1)低层在大气热源西侧出现南、北半球热带相对应的气旋环流异常,但是赤道以南气旋的涡度大于赤道以北,且两类厄尔尼诺事件期间涡度中心的位置不同;到高层赤道中东太平洋呈现赤道对称的反气旋环流控制。2)低层热源的西侧出现西风异常,东侧为东风异常,西风异常的强度与范围明显大于东风异常,且东部型西风异常的强度大于中部型;而到高层,纬向风的风向和低层正好相反。3)低层东部型、中部型厄尔尼诺上升运动异常分别位于赤道中东太平洋和赤道中太平洋,下沉运动出现在热源东西两侧及赤道两侧5°N以北、5°S以南的热带地区;东部型到中层上升运动异常强度达到最大,而中部型到高层上升运动异常强度达到最大。4)低层东部型、中部型厄尔尼诺期间位势高度在中东太平洋为负异常,西太平洋为正异常;到高层,整个赤道中东太平洋地区均为位势高度正异常,并且在赤道两侧分别出现位势高度正异常中心,与反气旋环流涡度中心及下沉运动异常中心相对应。5)除西风异常范围大于东风异常,其他特征与赤道非对称热源GILL响应的理论计算模态基本一致。     

我国东部夏季极端降水与北太平洋海温的遥相关研究

采用1951—1998年我国东部(105°E以东)59个站点夏季大雨及以上降水量资料与北太平洋海温场资料,借助于SVD分析方法,逐季分析我国东部极端降水与北太平洋海温及南方涛动指数的遥相关,进而检测影响我国东部地区极端降水空间分布的海温关键区和南方涛动及其显著季节(月份)。结果表明,我国东部夏季极端降水与同期太平洋SST的遥相关主要在太平洋130～170°E,5～25°N之间海域;Ni-no区域SST与次年夏季极端降水的相关主要表现在与华东地区的正相关;黑潮海域及加利福尼亚海流区春季SST与我国东部夏季极端降水呈明显的负相关;冬季太平洋SST与我国东部夏季极端降水的遥相关主要表现在,赤道东太平洋、黑潮海域的冬季海温与华东地区、河套地区降水的正相关;我国东部夏季极端降水与前一年秋季Nino区海温为负相关,与西太平洋海温为正相关。     

青藏高原上空温度场低频变化的垂直结构及其与热带海气的相互关系

采用一点相关法研究了青藏高原东部对流层－平流层下部温度场低频变化的垂直结构,指出了最大负相关层的高度和强度随季节的变化特点,并与高原北部格尔木和我国东部（１２０°Ｅ、３０～５０°Ｎ）区域作了比较。从青藏高原对流层顶高度的季节变化、大气温度层结和动能垂直分布探讨了青藏高原温度场低频垂直结构及季节变化的物理背景。并指出：秋季１０～１１月青藏高原东部垂直热力结构、赤道印度洋－太平洋的两个纬向垂直Ｗａｌｋｅｒ环流圈强度与赤道东太平洋（０～１０°Ｓ、１８０～９０°Ｗ）区域ＳＳＴＡ之间具有极为密切的耦合关系。     

ENSO对青藏高原雪深的影响及持续性分析

利用卫星反演的青藏高原逐月雪深序列,结合高原101个测站地表温度的观测值及前期太平洋海温的扩展重建资料等,对比分析了近20年ENSO与高原整体及高原东、西部雪深的相关及持续性。结果表明:(1)赤道东太平洋海温和高原东、西部雪深的相关存在明显的差异,高原西部雪深与前期秋末冬初130°W以东赤道太平洋海温呈正相关,通过了95%置信检验,并持续至次年4月,而高原东部在赤道东太平洋则一直没有对应的显著正相关区。(2)厄尔尼诺次年4、5月高原东部地表温度显著偏高,与前期11-12月Nino3区平均海温的相关系数分别达0.44和0.52,通过了95%置信检验。(3)冬季厄尔尼诺成熟期至4月以前,200 hPa副热带西风急流活动强盛,利于赤道东太平洋在对流层上层激发的罗斯贝波沿急流传至高原上空,从而引起局地对流活动增强、雨雪增多,随着ENSO信号及作为波导的西风急流的减弱,波列趋于消失,ENSO引起的高原雪深异常也变得不显著。     

南半球海温异常对云南汛期降水异常的影响

采用NCEP/NCAR 1961—2006年的全球月平均海表温度和风场再分析资料,以及云南省汛期(6—8月)124个观测站的降水资料,运用相关分析、合成分析及两组样本平均值差异的显著性检验方法,研究前期1—5月南半球海表温度对云南汛期降水异常有影响的关键时期和关键海区,并用南半球海平面风场分析关键海区的海温异常对云南汛期降水异常影响的物理成因机制。结果表明,前期南半球海表温度与云南汛期降水相关显著,显著关键海区主要位于南半球西风漂流区的东南印度洋、澳大利亚南部、东太平洋的智利和秘鲁西海岸及西南大西洋的麦哲伦海峡。其中东太平洋秘鲁寒流区的智利和秘鲁西海岸是影响云南汛期降水最显著的关键区。诊断分析还表明,在东太平洋秘鲁寒流区的暖位相期,孟加拉湾地区的季风和赤道印度洋附近的越赤道气流及印度洋的西南季风减弱,反之则加强。      

西藏高原汛期旱涝年水汽输送差异特征

利用西藏高原39个气象站自1961年或建站开始至2010年汛期(5—9月)的逐月降水资料,根据Z指数和区域旱涝指数分析了近50年西藏高原汛期旱涝的变化特征。在此基础上,选取了典型旱、涝年,采用NCEP/NCAR再分析月平均资料,通过合成分析方法分析了旱、涝年的水汽输送特征的差异。结果表明:近50年以来,西藏高原以旱为主,涝灾较少,干湿状况具有明显年代际变化;西藏高原汛期旱涝与水汽输送异常联系紧密,典型旱(涝)年北印度洋、西北太平洋和亚洲中纬度地区的整层水汽通量经向、纬向及整层水汽通量和水汽通量散度均存在显著差异,呈反位相分布。越赤道急流区的差异最为显著,索马里越赤道气流区的水汽输送差异主要表现在经向上,而菲律宾越赤道气流区的水汽输送差异主要表现在纬向上。     

伊朗高压东伸对西藏高原汛期降水的影响

利用NCEP/NCAR再分析资料和西藏高原气象观测站逐日降水资料对1980—2011年5—9月967个伊朗高压东伸影响高原个例进行了分析,将西藏高原降水分布类型分为大雨型、中雨型、小雨型和无雨型四类分布,分别有158、516、165和128 d;当伊朗高压脊线偏北(南)时,500 hPa的南北气流辐合偏强(弱),200 hPa辐散偏强(弱),高原上的降水偏大(小);伊朗高压东伸除直接影响西藏高原的环流外,当其脊线偏北(南),索马里越赤道急流强度偏强(弱),导致孟加拉湾水汽输送多(少),高原降水偏强(弱)。     

赤道东太平洋海温与中国温度、降水的关系

根据１９５１～１９９８年北太平洋海温和中国温度、降水资料,统计分析了春、夏、秋、冬四季赤道东太平洋海温、厄尔尼诺及拉尼娜事件和中国温度、降水的关系,结果表明：赤道东太平洋海温、厄尔尼诺和拉尼娜事件与中国温度、降水有一定关系,其中与温度冬季关系较好,与降水秋季关系最好。     

近赤道太平洋表层和斜温层海温的变化与ENSO

用ＮＭＣ１９８２～１９９３年海洋再分析资料集,分析近赤道太平洋（１０°Ｓ～１０°Ｎ）海洋上层（０～４００ｍ）温度的季节和年际变化特征。分析揭示,上层海温的年际变化比季节变化大。在ＥＮＳＯ年或反ＥＮＳＯ年,由于斜温层深度变化大,斜温层附近的海温异常比海表还大,无论在西太平洋暖水区,还是东太平洋冷水区,斜温层附近温度距平都可达±７°℃以上,而且西太平洋暖水区的最大异常出现在赤道两侧４°～９°区域。     

赤道东太平洋海温正异常对西太平洋副高影响的数值模拟研究

利用LASG九层大气环流谱模式及IAP两层大气环流模式，模拟研究了不同持续时间的赤道东太平洋海表温度正异常(海表温度异常的持续时间分别为1月份，1～2月份，1～4月份及1～8月份，其他月份为气候SST)对西太平洋副高的影响。结果表明，尽管海表温度异常的持续时间不同，但其引起的西太平洋副高的异常演变及其分布却十分相似；同时，季风区的异常降水(进而异常潜热释放)随时间的演变及其分布也存在一定的相似性(对应于不同持续时间的赤道东太平洋的海表温度正异常，5月份印度洋至西太平洋地区都表现出赤道辐合带北移偏晚的特征)；季风区降水的这种变化同西太平副高的异常是一致的，从而揭示出这两种现象有可能存在着某种联系。结果还表明，导致这种大气响应场对赤道东太平洋海表温度异常持续时间不敏感的一个重要原因是大气内部过程的影响:中纬大气的内部Rossby波源维持了热带地区激发的扰动在中高纬的存在，同时大气内部Rossby波源对赤道太平洋地区的海表温度异常持续时间表现出不敏感性，正是由于这种不敏感性才导致了响应场对赤道太平洋地区海表温度异常持续时间的不敏感性。模拟结果还表明，在夏季赤道东太平洋存在海表温度正异常的情况，尽管大气内部动力过程的作用十分重要，但夏季赤道东太平洋海表温度正异常对夏季西太平洋副高的影响却明显存在，因此，基于赤道太平洋地区海表温度异常的夏季西太平洋副高的可预报性受到赤道东太平洋海表温度正异常及大气内部动力过程的双重影响。模式的依赖性研究表明，模拟结果具有一定的普遍性。     

赤道太平洋降水与厄·尼诺

根据1899年—1982年赤道太平洋降水资料,研究了10月—12月降水量的时空变化。发现中太平洋最主要的特点是赤道地区与20°N以北及10°S以南变化相反。与赤道东太平洋海温变化比较证实,海温高时中太平洋多雨。分析赤道中太平洋多雨及少雨时海平面气压场表明,多雨时赤道低压偏东,南太平洋高压弱,而澳大利亚气压上升。最后指出,1982—1983年的厄·尼诺事件,就其伴随的环流与气候异常来讲,与以前的事件并无本质上的不同,但其强烈程度则是几十年来少见的。