北半球冬季阿留申低压－冰岛低压相关关系的年代际变化及其模拟

使用多种长期观测和再分析资料,分析了北半球冬季阿留申低压和冰岛低压相关关系的年代际变化。结果表明,两低压存在显著的负相关关系,使北太平洋和北大西洋海平面气压形成跷跷板式的变化(Aleutian Low-Icelandic Low Seesaw,AIS)。此外,AIS还存在显著的年代际变化,在1935~1949年和1980年后较为显著,其余时期并不显著。对1980年代的年代际转变分析表明,太平洋年代际振荡(Pacific Decadal Oscillation,PDO)在1970年代末的位相转变是AIS这次年代际转变的主要原因。PDO由负位相转变为正位相,使全球大部分大洋海表温度升高,而北太平洋海表温度降低,两低压显著变深,低压南部西风增强,从而通过Rossby波的频散效应使两低压强度形成显著负相关。1930年代中期的年代际转变与此类似,但强度较弱。同时,年代际背景的变化也影响到两低压的年际变化。在给定海表温度和海冰分布的驱动下,大气环流模式IAP AGCM4能基本模拟出AIS年代际转变的过程和机理,但仍存在一些偏差。     

阿留申低压与东亚冬季风关系的年代际变化

东亚冬季风系统是北半球冬季最活跃的环流系统,通过与西伯利亚高压、阿留申低压、东亚大槽和东亚西风急流等系统之间的相互作用,对东亚地区的气候产生重要影响。本文主要关注阿留申低压与东亚冬季风关系的年代际变化特征,利用经验正交函数分析方法,提取阿留申低压的强度变化、南北移动、西北-东南传播型和东西移动模态,并研究这4种模态与冬季风的北部型、南部型模态关系。结果表明阿留申低压的强度变化与2种东亚冬季风型的关系都不显著。阿留申低压的南北移动与南部型冬季风的相关性较强且具有年代际变化特征。1995年后南北涛动中心受ENSO(El Niño-Southern Oscillation)影响向东移动,阿留申低压和西伯利亚高压的配置不利于中国东南部气压梯度的形成,导致阿留申低压的南北移动与南部型冬季风的相关性降低。另外,1975年后北大西洋涛动在中西伯利亚地区激发正位势高度异常,扩大传播型模态影响范围,给中高纬地区带来东北风异常,有利于北部型冬季风的形成,此时传播型模态与北部型冬季风显著相关。     

近50年拉萨日照时数的变化特征

采用气候倾向率方法对拉萨1953～2005年的年、季节日照时数变化趋势分析表明,近50年来拉萨年日照时数和各季节日照时数都存在不同程度的减少趋势,年日照时数以每10年27.6h倾向率减少,且这种减少的趋势在增大,主要表现在夏、秋季。20世纪50～80年代年日照时数均为正距平,90年代以负距平为其主要的年际变化特征;90年代夏季日照明显偏少,60年代冬季日照充足。年日照时数90年代末出现异常偏少年,夏季日照时数仅在2000年出现了异常偏少现象,而冬季日照时数多异常年份,主要发生在50年代。年平均总云量减少趋势明显,低云量下降趋势显著。     

中国近50 a地温的变化特征

利用1954-2001年中国532站的月平均0．8m层地温资料，对我国及其不同区域地温的变化特征进行了分析。结果表明，近50a，全国年平均地温的年代际变化大致为下降阶段，相对气候冷期及上升阶段。地温的区域变化特征显著，90年代后东北地区地温增温最显著，西南东部地区地温下降趋势明显，青藏高原东部地温在1980年前后发生一次急剧下降的突变过程。地温季节变化中，冬季地温年代际变化特征与其他季节相比差异较显著，而春季地温年际变化出现异常的频率最大。     

近50a华北地区冬季气温的时空变化特征

利用我国160站1951－2000年的月平均气温资料，在分析华北地区气温变化的季节－－年际变化特征的基础上，重点分析了冬季的年际、年代际变化的时空特征。发现：冬季气温在50、60年代较低，70年代开始升高，80年代变化较为平缓，90年代增暖程度加大，50a来有显著的增暖趋势，达0.27℃／（10a)。华北地区冬季气温的升高趋势与中国大部分地区是一致的，且是升高最明显的地区之一。     

阿留申低压低频变化及其相关的瞬变动力学过程分析

利用NCEP/NCAR 1979—2013年的再分析资料,研究了冬季阿留申低压低频变化的环流特征,探讨了阿留申低压低频变化形成和维持的相关天气尺度瞬变强迫机制。冬季阿留申低压的低频变化在850 h Pa环流场上表现为北太平洋海盆区一个异常气旋/异常反气旋在局地强弱变化的过程,即阿留申低压在低频尺度上先异常增强/减弱随后逐渐恢复正常态的演变过程;850 h Pa上大气温度低频变化表现为低频冷中心在西北太平洋建立并逐渐东移的过程。对天气尺度瞬变扰动活动及其强迫的异常进行分析表明,北太平洋海盆区上空的瞬变动力强迫在阿留申低压异常增强的时期为负异常,有利于阿留申低压低频变化异常空间型的形成和维持。由瞬变热力强迫异常引起的温度倾向异常场表现为北太平洋中部以40°N为界南正—北负的空间分布,其南部正异常在一定程度上抑制和削弱了低频冷中心向南的扩张。     

近50年黄河流域气温变化特征及背景分析

利用1961~2010年黄河流域142个气象观测站的资料,详细分析了近50年黄河流域气温的时空分布和变化特征。黄河流域四季平均气温均呈现东部高、西部低、南部高、北部低的空间型态。对流域气温进行经验正交分解,第一模态呈现全流域一致的增温形势,上游增温幅度最大[0.40℃(10 a)-1];第二模态表现为东西部反相变化;第三模态为南北部反相变化。四季气温随时间变化均呈现上升趋势,升温幅度冬季最大[0.52℃(10 a)-1],其次是春季[0.30℃(10 a)-1]、秋季[0.26℃(10 a)-1]、夏季[0.14℃(10 a)-1]。进一步分析表明,近50年来,黄河流域的气温增暖除了全球变暖的影响,可能还来自1980年代中期和1990年代后期两次年代际增暖的贡献,这与东亚季风的两次年代际变化时间节点是一致的。     

近50a东北地区夏季气温异常的时空变化特征

利用国家气候中心整编的1951—2000年中国160个站月平均气温资料，选出东北地区20个代表站，在分析东北气温季节一年际变化特征的基础之上，着重分析了东北夏季气温的年际、年代际变化的时空特征。发现：夏季气温20世纪50年代中期之前略偏高，50年代中期以后至70年代最低，80年代开始缓慢回升，90年代增暖程度加大，50a来有增暖的趋势；气温异常存在3a、4a、7a的年际周期和16a的年代际周期；东北地区夏季升温趋势与中国黄河以北地区是一致的，而与黄河以南-江南地区是反位相的，东北地区是我国夏季升温最显著的地区之一。     

吉林省近50年气温概率分布变化特征

本文选取了吉林省10个测站的冬、夏季气温资料,采用气候统计学分析方法,探讨了吉林省冬、夏季气温的年际、年代际变化及其概率分布变化特征。结果表明,20世纪70年代末以来,吉林省的夏、冬季气温表现为两种变化特征,一是均值的显著变化;二是方差的显著变化。吉林省夏季和冬季气温均有明显的年代际变化。在不同的年代际变化阶段,气温的总体概率分布特征差异很大,这种概率分布形式的差异与高温、低温等极端天气气候事件发生的频繁与否具有密切关系。同时,冬、夏季气温变化特征还表现为平均值的增加,因此吉林省发生暖冬及夏季高温的机率增大。     

浅析鄂尔多斯市近50a雾日数变化特征

文章通过对鄂尔多斯市11个气象站50a(1961—2010年)雾的气象资料进行统计和分析,总结了鄂尔多斯市雾日数分布的时空变化规律,对评价鄂尔多斯市社会经济发展和人民生活质量具有重要的参考价值。     

Decadal Variation of the Aleutian Low-Icelandic Low Seesaw Simulated by a Climate System Model（CAS-ESM-C）

Based on a simulation using a newly developed climate system model（Chinese Academy of Sciences-Earth System Model-Climate system component, CAS-ESM-C）, the author investigated the Aleutian Low- Icelandic Low Seesaw（AIS） and its decadal variation. Results showed that the CAS-ESM-C can reasonably reproduce not only the spatial distribution of the climatology of sea level pressure（SLP） in winter, but also the AIS and its decadal variation. The period 496–535 of the integration by this model was divided into two sub-periods： 496–515（P1） and 516–535（P2） to further investigate the decadal weakening of the AIS. It was shown that this decadal variation of the AIS is mainly due to the phase transition of the Pacific Decadal Oscillation（PDO）, from its positive phase to its negative phase. This transition of the PDO causes the sea surface temperature（SST） in the equatorial eastern（northern） Pacific to cool（warm）, resulting in the decadal weakening of mid-latitude westerlies over the North Pacific and North Atlantic. This may be responsible for the weakening of the inverse relation between the Aleutian Low（AL） and the Icelandic Low（IL）.     

Circulation Indices of the Aleutian Low Pressure System: Definitions and Relationships to Climate Anomalies in the Northern Hemisphere

In this study, a group of indices were defined regarding intensity (P),area (S) and central position (λ^c, Φ^c) ofthe Aleutian low (AL) in the Northern Hemisphere in winter, using seasonaland monthly mean height field at 1000-hPa. These indices were calculatedover 60 winter seasons from 1948/1949 to 2007/2008 using reanalysis data.Climatic and anomalous characteristics of the AL were analyzed based onthese indices and relationships between the AL, and general circulationswere explored using correlations between indices P, λ^c,and Pacific SST, as well as Northern Hemisphere temperature andprecipitation. The main results are these: (1) AL is the strongest inJanuary, when the center shifts to the south and west of its climatologicalposition, and it is the weakest in December when the center shifts to thenorth and east. (2) AL intensity (P) is negatively correlated with itslongitude (λ^c): a deeper low occurs toward the east and ashallower low occurs toward the west. On a decadal scale, the AL has beenpersistently strong and has shifted eastward since the 1970s, but reversalsigns have been observed in recent years. (3) The AL is stronger and islocated toward the east during strong El Nino winters and vice versaduring strong La Nina years; this tendency is particularly evident after1975. The AL is also strongly correlated with SST in the North Pacific. Itintensifies and moves eastward with negative SST anomalies, and it weakensand moves westward with positive SST anomalies. (4) Maps of significancecorrelation between AL intensity and Northern Hemisphere temperature andrainfall resemble the PNA teleconnection pattern in mid-latitudes in theNorth Pacific and across North America. The AL and the Mongolian High aretwo permanent atmospheric pressure systems adjacent to each other duringboreal winter over the middle and high latitudes in the Northern Hemisphere,but their relationships with the El Nino/La Nina events and withtemperature and precipitation in the Northern Hemisphere are significantlydifferent.     

中国近50a极端降水事件变化特征的季节性差异

利用中国419个测站1958-2007年逐日降水资料集,分析了近50a中国不同区域年和季节极端降水事件的基本变化特征。结果表明,多年平均极端降水事件的空间分布具有明显的纬向分布特征,并表现出显著的季节性差异。长江以南地区是春、冬季极端降水事件发生频次较高的区域;而年、夏季以及秋季极端降水事件发生频次在西南地区较高,在西北东部较低。年极端降水事件频次的长期变化趋势与夏季相似,华北和东北有增加趋势,其他地区为弱的减少趋势;其他季节的长期变化趋势存在明显的区域和季节性差异。年和季节极端降水事件的发生频次具有显著的年际和年代际变化特征。年极端降水事件时间序列的多项式拟合曲线的变化情况与夏季基本一致;而其他季节的变化则存在较大差异,表现出显著的季节性差异。     

Interannual Relationship between the Winter Aleutian Low and Rainfall in the Following Summer in South China

Using observations and reanalysis data, this study investigates the interannual relationship between the winter Aleutian Low(AL) and the rainfall anomalies in the following summer in South China(SC). Results show that the winter AL is significantly positively(negatively) correlated with the SC rainfall anomalies in the following July(August). Specifically, SC rainfall anomalies have a tendency to be positive(negative) in July(August) when the preceding winter AL is stronger than normal. The winter AL-related atmospheric circulation anomalies in the following summer are also examined. When the winter AL is stronger, there is a significant anticyclonic(cyclonic) circulation anomaly over the subtropical western North Pacific in the following July(August). Southerly(northerly) wind anomalies to the west of this anomalous anticyclonic(cyclonic) circulation increase(decrease) the northward moisture transportation and contribute to the positive(negative) rainfall anomalies over SC in July(August). This study indicates that the AL in the preceding winter can be used as a potential predictor of the rainfall anomalies in the following July and August over SC.     

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。     

The Relationship between the Aleutian Low and the Australian Summer Monsoon at Interannual Time Scales

The relationship between the boreal winter(December,January,February) Aleutian Low(AL) and the simultaneous Australian summer monsoon(ASM) is explored in this study.A significant correlation is found between the North Pacific index(NPI) and ASM index,the bulk of which is attributed to the significant correlation after late 1970s.Significant differences in precipitation and outgoing long-wave radiation between typical negative and positive NPI years appear over the ASM area.A regression analysis of the circu...     

1960—2009年石河子垦区雾天气气候特征及与气象条件的关系分析

利用1960-2009年石河子垦区3个国家级气象站的气象资料,分析大雾天气的气候变化特征。结果表明：石河子垦区年均雾日空间分布特征明显,西北多,东南少,时间分布极不均匀,石河子站雾日呈逐渐减少型,莫索湾站和炮台站呈逐步增多型;石河子垦区雾日在全年的分布状况是春季最多,冬季次之,秋季最少;大雾的逐月变化呈显著季节性特征,集中出现在10-3月,而4-9月,基本无发生;下半夜至翌日上午较易出现大雾,起雾时间为00：00-13：00,其中10：00-12：00最易起雾,雾消时间为14：00-23：00,16：00-22：00雾最易消散;温度在-10～-20℃、相对湿度在91%～100%、风速0～2m/s、风向偏东风和偏南风下石河子雾最易发生。雾天气气候特征及气象条件的分析是预报其发生时间和地点的基础,充分认识其特征和规律是提高雾天预报准确率的前提。     

近50年来中国季节性冻土与短时冻土的时空变化特征

在对中国冻土气象观测资料整理和分析的基础上, 研究了中国冻土分布的时空演变规律。主要分析了中国冻土分布的季节变化、冻土深度的空间变化, 以及冻结日期、解冻日期、冻结时间长度的空间分布特征, 同时也分析了以上各要素的时间变化特征。结果表明: 中国冻土分布广泛, 在我国东部的长江以北地区、西北地区及青藏高原地区均有分布; 其中季节性冻土具有显著的年内变化特征, 冻结一般从秋季开始, 冬末春初冻结的面积和深度达到最大, 春季逐渐开始融化, 夏季冻结的面积和厚度达到最小; 冻土的冻结过程和融化过程表现出各自不同的特征, 整个中国地区冻土的融化过程所持续的时间比冻结持续的时间长, 也更为复杂, 这与地形及土壤特性有着密切的关系; 近几十年来, 在全球变暖背景下, 中国冻土主要表现为最大冻土深度减小, 冻结日期推迟, 融化日期提前, 冻结持续期缩短, 以及冻土下界上升的总体退化趋势, 冻土的主要转型时期发生在20世纪80年代中期。