中国南方冬季异常低温和降水事件

This paper analyzed the anomalous low-temperature events and the anomalous rain-abundant events in January since 1951 and winter since 1880 for southern China.The anomalous events are defined using ±1σ thresholds.Twelve cold Januaries are identified where temperature anomaly below-1σ,and ten wet Januaries are identified where precipitation anomaly above +1σ.Among these events there are three patterns of cold-wet Januaries,namely 1969,1993 and 2008.The NCEP/NCAR reanalysis data are used to check the atmospheric circulation changes in association with the anomalous temperature and precipitation events.The results show that the strong Siberian High(SBH),East Asian trough(EAT) and East Asian jet stream(EAJS) are favorable conditions for low-temperature in southern China.While the anomalous southerly flow at 850 hPa,the weak EAT at 500 hPa,the strong Middle East jet stream(MEJS) and the weaker EAJS are found to accompany a wetter southern China.The cold-wet winters in southern China,such as...更多 January of 2008,are mainly related to a stronger SBH,and the circulation in the middle to upper troposphere is precipitation-favorable.In wet winters,the water vapor below 500 hPa is mainly transported by the anomalous southwesterly flow and the anomalous southern flow over the Indo-China Peninsula and the South China Sea area.The correlation coefficients of MEJS,EAMW(East Asian meridional wind) and EU(Eurasian pattern) to southern China precipitation in January are +0.65,-0.59 and-0.48 respectively,and the correlations for high-pass filtered data are +0.63,-0.55 and-0.44 respectively,the significant level is all at 99%.MEJS,EAMW and EU together can explain 49.4% variance in January precipitation.Explained variance for January and winter temperature by SBH,EU,WP(west Pacific pattern) and AO(Arctic Oscillation) are 47.2% and 51.5%,respectively.There is more precipitation in southern China during El Nio winters,and less precipitation during La Nia winters.And there is no clear evidence that the occurrence of anomalous temperature events in winter over southern China is closely linked to ENSO events.     

1951—2020年中国南方地区低温雨雪冰冻危险性评估

基于1951—2020年中国南方12个省（市、区）258个气象站的平均温度和降水量日数据,提取低温雨雪冰冻事件及其过程负积温、累积降水量及日最大降水量等指标,表征不同重现期下（5 a、10 a、30 a、50 a）的低温、雨雪、冰冻灾害危险性分布,再依据交通线路数据评估暴露风险。结果表明,发生次数较多地区集中在海拔较高的贵州、湖北、安徽、江苏等。平均持续时间的空间分布呈条带状,高值区边界较清晰,其中持续时间较长的区域在贵州和湖南。50 a一遇下的低温、雨雪、冰冻的负积温最低值为-78.2℃,累积降水量最大值为83.2 mm,日降水量最大值为38.9 mm。湖北、湖南、贵州、安徽及江西等地危险性较高,上述高危险区均存在高风险路段。     

1951-2020年中国南方地区低温雨雪冰冻危险性评估

基于1951—2020年中国南方12个省（市、区）258个气象站的平均温度和降水量日数据,提取低温雨雪冰冻事件及其过程负积温、累积降水量及日最大降水量等指标,表征不同重现期下（5 a、10 a、30 a、50 a）的低温、雨雪、冰冻灾害危险性分布,再依据交通线路数据评估暴露风险。结果表明,发生次数较多地区集中在海拔较高的贵州、湖北、安徽、江苏等。平均持续时间的空间分布呈条带状,高值区边界较清晰,其中持续时间较长的区域在贵州和湖南。50 a一遇下的低温、雨雪、冰冻的负积温最低值为-78.2℃,累积降水量最大值为83.2 mm,日降水量最大值为38.9 mm。湖北、湖南、贵州、安徽及江西等地危险性较高,上述高危险区均存在高风险路段。     

河西走廊春末夏初降水异常与大气环流及海温场关系

使用1961-2010年NCEP/NCAR逐月再分析资料、NOAA月平均海表温度资料和河西走廊月降水资料,在分析河西走廊春末夏初降水变化特征的基础上,对春末夏初降水异常的大气环流及其与早春3~4月海温场的关系进行了分析。结果表明:河西走廊春末夏初降水变化主要以全区一致型为主,存在3 a、5 a、10a和13~15 a显著周期变化。春末夏初降水异常多年850hPa距平风场河西走廊盛行东风,散度场为辐合;500hPa欧亚中高纬度高度距平场呈"+-+"分布,类似负欧亚遥相关型(EU);距平风垂直环流为印度洋上升,高原下沉、35~45°N上升的经圈环流;整层水汽通量距平场上,我国西北以东地区的东风气流有利于东部暖湿空气向西北地区输送,河西走廊为水汽辐合区;前期3~4月赤道南印度洋和赤道中东太平洋海温为大范围正异常。降水异常少年上述特征正好相反。通过3~4月海表温度与5~6月500hPa高度场相关分析表明,赤道南印度洋海温正(负)异常时,欧亚中高纬度会出现+-+(-+-)的类似EU遥相关型波列,说明前期赤道南印度洋海温异常对后期中高纬度EU遥相关型有激发或增强作用,进而影响河西走廊春末夏初降水异常。     

2012年4月华南地区降水异常事件及成因诊断分析

基于实时、历史观测资料和NCEP/NCAR 再分析资料,采用气候统计和气候事件机理诊断分析方法,对2012 年4 月华南地区降水异常事件及其成因机制开展总结分析。结果表明:2012 年4 月华南大部地区降水异常偏多,强降水频发。华南地区降水异常事件的主要成因为:异常的高低纬环流形势配合,为华南地区降水异常偏多提供有利的环流背景,利于北方冷空气南下与西南暖湿气流在华南地区交汇;同期华南地区为异常偏强的上升气流控制,高低空辐散、辐合环流配置利于华南地区降水异常偏多;源自孟加拉湾、南海和西太平洋的异常水汽输送为华南地区提供良好的水汽条件,是华南地区降水异常事件的重要影响因子。     

2008年中国南方低温雨雪冰冻灾害网络建模及演化机制研究

基于中国0.5°×0.5°逐日气温和降水格网数据,利用复杂网络分析方法,对2008年南方低温雨雪冰冻灾害综合致灾过程进行再认识,综合分析低温雨雪冰冻灾害在时空维度的网络特性。结果表明：2008年南方低温雨雪冰冻灾害是典型的多灾种叠加事件,低温与雨雪灾害叠加放大了致灾因子的危险性;基础设施设防水平低与春运高峰叠加增大了承灾体的脆弱性;低山丘陵区与人口聚集区叠加降低了孕灾环境的稳定性。低温冰冻雨雪灾害具有小世界特征和核心—边缘结构,具体表现为：在空间打击上具有集聚性,影响区域相对集中;在时间打击上具有连续性,间隔1天事件相对较少。在研究方法上,复杂网络是一种有效分析多灾种叠加的方法,可以进一步挖掘自然灾害的时空演化信息。     

论气象灾害综合风险防范模式——2008年中国南方低温雨雪冰冻灾害的反思

2008年初我国南方遭受特大低温雨雪冰冻灾害,并造成了重大损失。基于媒体发布的气象预报信息和灾情数据,从综合风险防范的角度深入分析了此次灾害应急中暴露出的问题,主要包括气象灾害应急社会联动机制不完善、电力和交通部门应急响应滞后、气象灾害综合风险影响评估缺位、政府与民众之间的风险沟通不足等;同时提出了气象灾害综合风险链的概念,认为气象灾害作为致灾因子可能引发一系列灾害,在自然和人文因素的相互作用下形成综合风险链,具有很大的危害性。最后,从灾害过程的角度构建了气象灾害综合风险防范模式,认为当前特别要加强气象灾害综合风险评估,建立应急处置社会联动机制,风险沟通贯穿整个综合风险防范过程。     

昭通市50年未遇低温冰冻灾害环流特征分析

应用NECP2．5°×2．5°的分析资料,对形成2008年1月12日到2月20日昭通市50年未遇的特重低温冰冻灾害性天气的环流背景及影响系统分阶段进行了分析,表明：在较为稳定的高纬环流形势下,受对流层中低层低槽东移和地面云贵静止锋的持续影响,是造成昭通市持续性低温冰冻天气的原因,由南支槽与静止锋结合产生的强降雪天气过程形成的罕见雪灾,加重了持续性低温冰冻天气的影响。由于主要影响系统冷高压、高空槽、静止锋的强弱进退和系统配置的差别而造成天气表现在过程中的各个阶段有所不同。另外,逆温层长时间维持和地面温度持续低于0℃是雨凇持续时间创历史记录的主要原因。     

华东地区冬季不同降水相态的时空变化特征

利用1981~2011年华东地区132站逐日气象观测资料、国家气候中心整编的逐月环流特征指数和NCEP/NCAR再分析资料,统计分析华东地区冬季5种降水相态的时空变化特征,发现:华东地区的雨、雪地理分界线在29°N、120°E附近,在分界线的西北区为主雪区,而东南区为主雨区;同时,沿该分界线附近是雨夹雪的多发区。华东地区冬季不同降水相态都有明显的年际波动。亚洲区极涡指数与华东地区冬季降水相态站日数的相关性好,特别是亚洲区极涡面积指数与雪、雨夹雪、冻雨、冰粒的相关系数均通过了0.05的信度检验。     

长沙大气水汽、降水中稳定同位素季节变化及与水汽输送关系

基于2010年1月至2012年12月长沙降水事件同位素资料和搭载在Aura卫星上的TES观测仪所反演的2010年3月至2011年12月全球日大气中HDO、H2O资料,对长沙大气水汽、降水中稳定同位素的变化特征以及它们的关系,不同水汽来源及输送强度变化对降水中同位素的影响进行了研究。结果表明:水汽中同位素值随高度增加而贫化,水汽中同位素较降水中同位素大为贫化,降水中同位素为冬春富集、夏秋贫化,水汽中同位素则表现出春夏富集、秋冬贫化,水汽、降水中同位素存在着较大波动。通过对长沙冬、夏季所有降水事件的水汽输送轨迹的分析发现:夏季降水的水汽主要来源于西南季风和东南季风输送的海洋性气团,降水中同位素贫化;冬季降水的水汽主要来源于西风带输送的大陆性气团,降水中同位素富集。另外,长沙2010~2012年夏季的水汽输送通量与降水同位素的关系再次证明环流效应是可信的。     

Anomalous winter temperature and precipitation events in southern China

This paper analyzed the anomalous low-temperature events and the anomalous rain-abundant events in January since 1951 and winter since 1880 for southern China.The anomalous events are defined using ±1σ thresholds.Twelve cold Januaries are identified where temperature anomaly below-1σ,and ten wet Januaries are identified where precipitation anomaly above +1σ.Among these events there are three patterns of cold-wet Januaries,namely 1969,1993 and 2008.The NCEP/NCAR reanalysis data are used to check the atmospheric circulation changes in association with the anomalous temperature and precipitation events.The results show that the strong Siberian High(SBH),East Asian trough(EAT) and East Asian jet stream(EAJS) are favorable conditions for low-temperature in southern China.While the anomalous southerly flow at 850 hPa,the weak EAT at 500 hPa,the strong Middle East jet stream(MEJS) and the weaker EAJS are found to accompany a wetter southern China.The cold-wet winters in southern China,such as...更多 January of 2008,are mainly related to a stronger SBH,and the circulation in the middle to upper troposphere is precipitation-favorable.In wet winters,the water vapor below 500 hPa is mainly transported by the anomalous southwesterly flow and the anomalous southern flow over the Indo-China Peninsula and the South China Sea area.The correlation coefficients of MEJS,EAMW(East Asian meridional wind) and EU(Eurasian pattern) to southern China precipitation in January are +0.65,-0.59 and-0.48 respectively,and the correlations for high-pass filtered data are +0.63,-0.55 and-0.44 respectively,the significant level is all at 99%.MEJS,EAMW and EU together can explain 49.4% variance in January precipitation.Explained variance for January and winter temperature by SBH,EU,WP(west Pacific pattern) and AO(Arctic Oscillation) are 47.2% and 51.5%,respectively.There is more precipitation in southern China during El Nio winters,and less precipitation during La Nia winters.And there is no clear evidence that the occurrence of anomalous temperature events in winter over southern China is closely linked to ENSO events.     

西北地区近50a降水变化及水汽输送特征

用NCEP/NCAR再分析资料和中国西北地区145个站的降水资料,研究了西北地区降水与亚洲季风区水汽输送特征的关系。主要结论为:①西北地区降水具有明显的区域性特征,在20世纪80年代以后,西北地区东部降水明显减少,干旱化趋势严重;在西北地区西部,降水增加,气候逐渐向暖湿型转变;②西北地区东部的水汽在夏季主要来自孟加拉湾、南海和西太平洋;西北地区西部除了受西风带的影响外,来自北方西伯利亚的水汽输送在夏季也有一定的作用;③西北地区东部的南边界和西边界是主要的水汽输入,西北地区西部的西边界是主要的水汽输入。在降水偏多年,其水汽输入在7月达到峰值,且具有明显的年变化特征;④西北地区东部的南边界和西边界水汽输入减少趋势明显,使得水汽总收支逐渐减少。西北地区西部西边界的水汽输入自80年代中期以来有增加的趋势,而北边界的输出在减少,水汽总收支有增加的趋势。     

中国南方过去400 年的极端冷冬变化

以南方地区及全国的冬季与1 月气温观测记录为基础,采用事件发生概率密度函数小于10%的标准确定1951 年以来的极端冷冬事件;根据历史文献中的寒冷事件及其灾害影响记载,采用古今极端冷冬事件影响程度对比的方法建立了1600-2010 年间的极端冷冬事件年表。分析表明：极端冷冬发生频率存在明显的阶段性变化,其中1650-1699 年、1800-1849 年及1850-1899 年是过去400 年极端冷冬发生最为频繁的时段,其发生次数达1950-1999 年的2 倍,1600-1649 年及1900-1949 年较20 世纪后半叶略多, 而1700-1749 年及1750-1799 年则与1950-1999 年相当。此外,极端冷冬事件具有连发或隔年再发特征。同时,20 世纪50 年代以来最严重冷冬事件的寒冷程度并没有超出历史时期曾经出现过的事件。     

Spatial Distribution of Meso-Scale Precipitation in Scania, Southern Sweden

The aim of this study is to analyse the spatial variability of meso‐scale precipitation in Scania and to assess the influence of synoptic scale atmospheric circulation. The modes of spatial variation are revealed by EOF analysis of monthly precipitation totals between 1963 and 1990, which were obtained from a dense rain‐gauge network in Scania, southern Sweden. The influence of local physiography on the spatial distribution of precipitation is assessed by GIS techniques using a digital elevation model of Scania. The relation to synoptic scale atmospheric circulation is analysed using regional circulation indices and weather types. It is shown that the daily precipitation distribution in the area is significantly influenced by synoptic scale pressure patterns. Nevertheless, the covariability of the monthly precipitation within Scania is high. About 80% of the precipitation variability is connected to the passage of low‐pressure centres over or close to the region, which are likely to produce precipitation over the whole area. A wind‐direction dependency found in the distribution indicates that there might be a limit between precipitation regimes within the landscape. Topography greatly influences the spatial distribution in Scania. The distribution of land and surrounding sea is also an important factor and makes the relationship between physiography and precipitation rather complex. The physiographical effects vary over a single year. The dampening effect of the sea on the atmospheric temperature influences the local stability in coastal areas and results in seasonally dependent precipitation patterns.     

中国西北地区大范围极端高温事件的大气环流异常特征

 利用中国西北5省(区)90个台站1961—2005年的逐日气温资料,分析了西北五省(区)发生大范围极端高温事件时的大气环流异常特征。结果表明,当出现大范围极端高温事件时,100 hPa南亚高压强度偏强并北移至西北地区上空,副高脊线偏北,同时500 hPa高度场上有一与温度暖中心相匹配的闭合高压单体控制着西北地区,西北地区上空大气高(中低)层为负(正)温度距平。此外,西北地区上空下沉气流强度明显偏强,下沉运动加强中心在300 hPa高度左右。与此同时,除了新疆西南部,西北其他地区的散度场形势都是大气上层辐合,下层辐散,并且辐合辐散强度都偏强,其中的辐合带主要位于150～300 hPa高度,辐合中心及其加强中心在200 hPa高度左右。     

1971——2010年中国西北地区秋季降水变化特征

本文采用1971—2010年9—11月逐月NCEP/NCAR再分析数据和国家气候中心全国台站资料,通过常规统计分析、趋势分析、Morlet小波变换、M-K 检验以及奇异值分解,对中国西北地区秋季降水量与降水日数两个方面进行了较为详细的分析,得到了较为全面的中国西北地区秋季降水时空分布特征,并分析了500 hPa环流异常对其可能的影响。结果表明：1971—2010年间西北地区秋季降水量与降水日数均为上升趋势,相对来说,秋季降水日数在这40年间的变化趋势更为显著;西北地区秋季降水量及降水日数整体呈现出增加的趋势,主要是受青海、甘肃两省大部分站点的降水量及降水日数明显增多引起的;西北地区秋季降水量、降水日数变化幅度较大区主要位于青海东南部与陕西南部;降水日数在未来将会有减少的变化趋势;500 hPa东高西低的异常环流形势越明显,甘肃东南部、宁夏、陕西大部秋季降水量越大,北高南低的异常环流形势则在中国西北地区大部易造成秋季降水量偏多。     

Impact of the variation of westerly jets over East Asia on precipitation of eastern China in July

The impact of the northward jump and westward movement of the East Asian westerly jet core from the western Pacific Ocean to the Qinghai-Tibet Plateau on precipitation distribution of eastern China is studied. It is concluded that on the one hand, the northward jump of the jet causes the precipitation belt to move northward from the middle and lower reaches of the Yangtze River valley and withdraw during the Mei-yu season; on the other hand, the westward movement of the jet core has no correspondence with withdrawal of the Mei-yu season. However, the earlier or later occurrence of the westward movement of the jet has an influence on the process of the rain belt moving northward than the northward jump of the jet: the rain belt moves northward from the middle-lower Yangtze River valley to the Huaihe River and then to an area between the Yellow River and Huaihe River during years when the time of the westward movement of the jet core is later than that of the northward jump of the jet and from the middle-lower Yangtze River valley to an area between the Yellow River and Huaihe River in other years. Further analysis shows that: (1) The northward jump of the jet and the westward movement of the East Asian westerly jet core causes significant variation of the general atmospheric circulation in middle latitudes and water vapor transport from the western Pacific, but not from the Bay of Bengal. (2) Impact of the northward jump and the westward movement of the East Asian westerly jet core on circulation are different, therefore, water vapor transport from the western Pacific and its impact on the rain belt are different. The earlier or later occurrence of the westward movement of the jet core than the northward jump of the jet causes the process of circulation and water vapor transport to be different which produces a different process of the rain belt moving northward.     

近50年来中国冬季风寒温度的变化

风寒温度是冬季表征人体热舒适度常用的参数,也是气候变化影响研究中关注的要素。本文利用中国地面国际交换站气候资料月值数据集的气温和风速,分析1956-2005年中国冬季风寒温度的时间和空间变化特征。结果表明,近50年来中国冬季风寒温度普遍呈上升趋势,全国平均升高3.2 ^oC,变化速率达0.64 ^oC/10a;西北、华北、东北和青藏地区的上升速率分别为0.79 ^oC/10a、0.84 ^oC/10a、0.81 ^oC/10a、0.80 ^oC/10a,其中华北北部农牧交错带地区上升趋势最为强烈,超过1 ^oC/10a;35^oN以南的我国南方地区上升速率较低,为0.39 ^oC/10a。风寒温度的这种变化特征是近50年来气温升高和风速下降综合作用的结果。其中气温变化造成的风寒温度上升是2.4 ^oC,而地表风速下降对风寒温度的贡献为0.8 ^oC。东亚气温和风速的变化受诸多大气环流系统的影响,分析表明影响东亚气候的几个主要环流因子中,西伯利亚高压、北极涛动、西太平洋遥相关型和欧亚遥相关型等与风寒温度有显著相关。这四个环流因子一起能解释50年来全国平均风寒温度方差的46.7%。全国平均气温与这四个环流因子的相关分别达到-0.65,+0.49,+0.31和-0.32;而平均风速与北极涛动的相关最显著,达-0.51。