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50年来长江中下游汛期暴雨变化特征

基于1960～2008年逐日降水观测资料,分析了长江中下游汛期暴雨的气候分布特征、年际、年代际变化以及趋势变化特征。结果表明,该区域汛期暴雨分布呈现南部多、向北递减的总格局。最大暴雨量中心位于江西北部,其形成可能与地形因素有关。在年际尺度上,该区域暴雨量、暴雨强度存有准两年及6～8年的周期变化特征;从年代际尺度看,在时间域上,存在12～14年的周期变化。具体地,汛期区域平均暴雨量、频次在1960年代至1980年代是一个相对平稳的时期,1990年代开始则进入一个高值期,21世纪以后又开始回落。相比较而言,暴雨强度的年代际变化不显著。在空间域上,进入21世纪后随着雨带向淮河流域推进,暴雨量、频次、强度在苏北、皖北增强。从趋势分析看来,过去50年汛期暴雨量、频次呈现较大范围的增加趋势。暴雨强度也表现一定程度的增加趋势。     

近50年长江中下游春季和梅雨期降水变化特征

利用1961—2009年长江中下游地区52个气象站逐日降水资料,研究了该地区春季降水与梅雨期降水的连续变化特征,划分了连续旱、连续涝、先旱后涝和先涝后旱4类连续性事件,并探讨其成因。结果表明:长江中下游地区春季降水量年际和年代际变化较为显著,其中连续旱和连续涝事件发生较多。前冬Ni?o3区的海温与春季和梅雨期降水量相关性超过0.05显著性水平,前冬青藏高原积雪深度与6月西太平洋季风指数与梅雨期降水量相关性均达到0.05显著性水平。当春季水汽丰富,同时春季与6月副热带高压中心位置持续偏西可能导致春季和梅雨期降水持续偏多;春季水汽丰富,但春季至6月副热带高压中心位置由偏西向偏东转变,可能造成先涝后旱;春季水汽偏少,且春季与6月副热带高压中心位置持续异常偏东,易造成持续干旱。2011年水汽突变可能是导致旱涝急转的直接原因,前冬的La Ni?a事件不利于春季降水而6月副热带高压位置异常西伸, 则容易引发旱涝急转。     

长江中下游梅雨与中国夏季旱涝分布

利用长江中下游116年梅雨资料及近50年的基本雨型划分结果，统计分析了三类雨型的梅雨特征，并对20世纪80年代以后的梅雨及旱涝异常作了成因分析。结果指出，80年代以来夏季东亚阻塞高压活动频繁，从而遏制了西太平洋副热带高压季节性北进是夏季梅雨偏丰和雨带偏南的直接原因，其根本原因还有待进一步研究。     

长江中下游夏季降水异常变化与若干强迫因子的关系

首先,利用三次样条函数方法对1905～2000年长江中下游夏季降水量和太阳黑子、地球自转速率、赤道东太平洋海温和北极涛动等强迫因子序列进行年代际和年际尺度的分离,并分析了它们年代际尺度的位相变化特征.然后,使用30年滑动相关的方法,分析了长江中下游夏季降水量与上述各因子之间的相关随时间的变化.最后,利用旋转因子分析方法,对年代际及年际尺度因子的潜在结构对长江中下游夏季降水的影响进行了研究.结果表明,长江中下游夏季降水量和强迫因子序列均存在显著的年代际变化特征,它们之间的相关系数随时间变化呈现显著的阶段性,     

长江中下游梅雨气侯区水汽来源及输送

对1979-1983年梅雨期间低空水汽场进行具体分析。揭示了分布不同的梅雨雨带水汽通道各具鲜明特征,展示了梅雨期间低空偏南气流水汽输送量以短周期脉冲形式增强,使梅雨气候区不断获得水汽净流入。所得结论,可供实际天气分析工作参考。     

印度洋和南海海温与长江中下游旱涝

作者统计分析了1958～1999年42年长江中下游地区夏季5～8月旱涝事件的分布特征.结果表明,42年中旱涝月出现频次相等,但洪涝强度远大于干旱强度.对比分析旱涝月的环流异常和海温异常(SSTA)发现,南海地区SSTA和对流层低层经向风异常均与长江中下游旱涝显著相关,尤其正SSTA和涝月的关系更为密切,因此南海SSTA为我国长江中下游地区旱涝的一个强讯号.进一步分析发现,夏季南海SSTA与前春赤道南印度洋SSTA存在显著相关,可将其作为预报因子.最后得到的预报思路为:当前春赤道南印度洋海温异常偏暖,则夏季南海海温异常偏暖,南海低空出现异常偏南风,异常多的水汽向我国南方输送,长江中下游地区易涝;反之当前春南印度洋海温异常偏冷,夏季南海海温亦异常偏冷,南海低空出现异常偏北风,向北输送水汽偏少,长江中下游易旱.     

长江流域、华北降水特征与南亚高压的关系分析

利用多年月平均气象场再分析资料和中国月平均降水资料,研究了长江流域和华北地区的典型旱涝年降水与南亚高压的关系,发现两地区的典型旱涝现象与南亚高压的异常增强或减弱、中心位置的经纬度偏差均有关。南亚高压异常增强,易造成长江流域涝、华北地区旱;南亚高压异常减弱,易造成长江流域旱、华北地区涝。同时发现、长江流域、华北地区的典型旱涝现象具有明显的反位相特征。     

初春青藏高原地表温度变化对长江中下游降水的影响

基于NCEP/NCAR再分析资料及全国160个测站降水资料,分析了2～3月青藏高原地表温度升温幅度与6月长江中下游地区降水的关系。结果表明:青藏高原2～3月地表温度升温幅度的主空间分布型为边缘升温大、中心升温小,低海拔大、高海拔小。这种升温形势与长江中下游南部降水呈明显的负相关关系:在升温幅度大的年份,长江中下游南部降水较常年偏少;而升温幅度小的年份,长江中下游南部降水明显增加。进一步分析表明,升温弱年大气环流的形势和各种天气系统的配置为长江中下游南部降水提供了更有利的水汽、动力及热力条件,其中100 hPa南亚高压强度整体偏强并向东西方向伸展,500 hPa极涡增强偏东、贝加尔湖及鄂霍次克海之间大脊增强及西太平洋副热带高压西伸是降水增加的主要原因。     

我国东部梅雨期降水的年际和年代际变化特征及其与大气环流和海温的关系

基于我国160站59年(1951～2009年)的月降水观测资料、美国气象环境预报中心和国家大气研究中心(NCEP/NCAR)提供的再分析资料和Hadley中心的海表温度(Sea Surface Temperature,简称SST)资料,对我国东部(100°E以东,15°N～40°N)梅雨期(6月和7月)降水的时空变化特...     

长江中下游1998年夏季梅雨期降水再循环研究

改进了Eltahir的降水再循环率计算模式,引入水汽变化量,使其可用于小于月际时间尺度的降水再循环评估。并利用1998年6~8月间长江中下游162个测站的旬蒸发和降水资料,结合NCEP/NCAR的高空逐日再分析资料,对长江中下游1998年梅雨期的降水再循环率做了计算。分析发现:1998年夏季暴雨时期长江中下游的降水平均约有三成来自当地的蒸发。区域蒸发的水汽在安徽南部和湖北东部对降水的贡献最大。区域平均再循环率的旬变化强烈,最高可达67.8%,最小只有0.8%。表明地表水文敏感,地-气相互作用不稳定。     

全球海表温度年代际尺度的空间分布及其对长江中下游梅雨的影响

使用统计诊断的方法,探讨了近百年全球海表温度年代际尺度的空间分布结构与长江中下游梅雨异常变化的可能联系.采用三次样条函数拟合的方法将1885～2000-全球海表温度场和长江中下游梅雨雨量百分比序列的年代际变化分量分离出来,在分析各自年代际变化特征基础上,研究了全球海表温度的年代际尺度分布结构对长江中下游梅雨异常变化的影响.结果表明(1) 全球海表温度年代际尺度变化分量清晰地表征出气候背景的分布状态,其中太平洋年代际振荡(PDO)型态表现突出,特别是1976年以后太平洋的气候背景呈现暖事件增强的趋势.同时,印度洋及大西洋中部海域的海表温度也表现出明显的升温趋势.(2) 长江中下游梅雨年代际尺度变化趋势与全球海表温度的年代际变化趋势基本一致,特别是与PDO典型分布型态的变化趋势有很好的对应,当PDO暖事件趋势处于较强时期时,长江中下游梅雨为偏多的趋势,反之亦然.其中20世纪70胩代中期PDO出现暖位相增强的突变,长江中下游梅雨也在此时期转入增多的趋势.同时,印度洋、大西洋部分地区的海表温度的年代际变化与梅雨的年代际变化之间也有一定的关联.(3) PDO指数与西太平洋副热带高压面积指数的年代际变化趋势一致的统计事实,从一个侧面说明海洋的-代际变化最终通过副热带高压的变动影响梅雨的异常变化的可能性.     

Relative roles of dynamic and thermodynamic processes in causing positive and negative global mean SST trends during the past 100 years

Global mean surface temperature (GMST) during 1910–2012 experienced four alternated rapid warming and warming hiatus phases. Such a temporal variation is primarily determined by global mean sea surface temperature (SST) component. The relative roles of ocean dynamic and thermodynamic processes in causing such global mean SST variations are investigated, using two methods. The first method is ocean mixed layer heat budget analysis. The budget diagnosis result shows that the thermodynamic processes dominate in the rapid warming phases, while the ocean dynamics dominate during the hiatus phases. The second method relies on the diagnosis of a simple equilibrium state model. This model captures well the horizontal distribution of SST difference between two warmer and cooler equilibrium states during either the rapid warming or hiatus phases. It is found that the SST difference during the rapid warming phases is primarily controlled by the increase of downward longwave radiation as both column integrated water vapor and CO₂ increase during the phases. During the hiatus phases, the water vapor induced greenhouse effect offsets the CO₂ effect, and the SST cooling tendency is primarily determined by the ocean dynamics over the Southern Ocean and tropical Pacific. The SST pattern associated with the Interdecadal Pacific Oscillation (IPO) might be responsible for the remote and local ocean dynamic responses through induced wind change.     

1998年长江流域降水致洪的评估

通过１９５１年以来长江流域１０个大水年的降水量手对比,对１９９８年长江流域降水致洪进行了评估。结果表明,１９９８年长江大水与１９５４年一样,是一次全流域性的大水年,降水总量接近１９５４年,强于其它大水库。     

2005年江淮流域入梅偏晚的成因分析

2005年是江淮流域入梅偏晚年。利用NCEP／NCAR再分析资料、OLR资料和江苏省气象台提供的2005年逐日降水资料,对2005年江淮流域入梅前的异常环流形势进行分析,探讨了西太平洋副热带高压和低层中高纬冷空气的活动异常与东亚大槽、中西太平洋ITCZ以及东亚副热带高空西风急流等活动异常的关系。结果表明,入梅前,东亚大槽发展强盛,ITCZ偏弱以及东亚副热带高空西风急流强劲少动导致西太平洋副热带高压北抬偏晚。同时,东亚副热带高空西风急流的强劲少动也使南下冷空气势力强劲,中低层副热带锋区偏南,抑制了暖湿的东亚夏季风向江淮流域推进。东亚副热带高空西风急流和西太平洋副热带高压向北突跳偏晚是江淮流域2005年入梅偏晚的主要原因。     

GRAPES模式对长江流域天气预报的检验分析

GRAPES是中国新一代数值天气预报模式。使用GRAPES中尺度模式产品和常规观测资料,分析检验了2005、2006年汛期发生在长江流域的11次主要降水天气过程,得到:GRAPES模式对于长江流域的预报,无论是降水、天气形势还是物理量都有比较强的预报能力;GRAPES模式对级别较大的降水预报容易出现漏报,而不易出现空报,对于10mm以下的雨区预报比较准确,而对于大于50mm的雨区预报,尤其是大于100mm的降水中心存在较大的偏差;对于西太平洋副热带高压的预报比实际情况偏南、偏东;对于水汽通量散度的预报与实际情况比较吻合。