新仙女木事件及全新世早中期降温事件--来自洱海湖泊沉积的记录

利用洱海采得的沉积岩芯（EH孔）总有机碳（TOC）指标,分析了洱海流域13 ka cal BP以来的3次降温事件（新仙女木、9.4 ka cal BP和5.8 ka cal BP）,并和青海湖岩芯、古里雅冰芯进行了对比。结果表明：洱海对冷事件的响应时间比青海湖略晚,强度略弱,其原因主要与地理位置和青藏高原的阻挡有关;但古里雅冰芯中8.2 ka cal BP的显著冷事件在洱海和青海湖并无反映。对洱海TOC指标进行功率谱分析,表明存在3种千年尺度的气候变化周期：5 ka、2.3 ka和1.5 ka,显示了对亚轨道周期的响应。     

洱海流域近50年气候变化特征及其对洱海水资源的影响

利用1961-2010年洱海流域的气候和洱海水资源等资料,统计分析了洱海流域气候变化特征及不同气候类型对洱海水资源量的影响,并建立了洱海水资源量与洱海流域降水量、气温的定量关系,对洱海水资源量进行定量估计.结果表明:近50年洱海流域气温呈波动上升趋势,气候变暖明显;21世纪的第一个10年是洱海流域近50年来最暖的10年.年降水量总体上呈减少趋势.洱海水资源量与年降水量之间有显著的正相关关系,而与气温呈明显的负相关关系.洱海流域气候类型在20世纪60和70年代以偏冷和偏湿为主,进入80年代后开始出现暖年,特别是21世纪的第一个10年,气候以偏暖和偏干为主,未出现过偏冷年.在偏干和偏暖的年份洱海水资源均为枯水年;而偏湿和偏冷的年份洱海水资源多为丰水年;气候正常的年份,洱海水资源多为正常.可根据洱海流域未来气候趋势的预测结果,分别通过气候类型及回归预测方程对洱海水资源的丰欠作定性的估计和定量的预测.     

气候变暖背景下洱海水面蒸发量的变化及影响因素

利用1962-2008年洱海水面蒸发量资料和大理气象观测资料,基于气候变暖背景下,对洱海水面蒸发量的变化及影响洱海水面蒸发量变化的直接气候因子进行分析。结果表明：随着气候变暖,洱海水面蒸发量不仅没有增加反而呈现减少趋势,洱海水面蒸发量和气温的相关性并不显著。洱海水面蒸发随着总云量和相对湿度的增加而减小,随着平均风速和日照时数的增大而增大。引起洱海水面蒸发量逐步减少的主要原因是总云量呈增多趋势。     

Precursory Signals of Extensive and Persistent Extreme Cold Events in China

The distinct precursory signals of countrywide extensive and persistent extreme cold events (CECs) were investigated and contrasted with those of countrywide cold wave events (CCWs). It is shown that most CECs were accompanied by a CCW in the initial stages. From the comparison between the CECs and the CCWs that were independent of any CEC, it is found that a south- west-northeast-oriented tilted ridge at 500 hPa was present around the Europe-Barents Sea regions approximately 10 days prior to the start of the CEC. Consistent with this feature, a high sea level pressure and strong cold air accumulation occurred over a broad extent of northern Eurasia one week prior to the start of the CEC. The tilted ridge and the strong cold air accumulation were the precursory signals that were absent for the CCW, and they provide important clues for the early prediction of whether a CCW event might evolve into a CEC.     

我国近46年来的寒潮时空变化与冬季增暖

使用中国气象局资料中心整编的572个站点1960年1月1日到2005年12月31日日最低温度、日平均气压、日平均风速和北极涛动(AO) 指数等气象要素，从一个新的角度分析了我国寒潮时空变化与冬季增暖的联系。寒潮爆发以降温、升压和大风天气为主要特征。定义1日和2日降温达到10℃以上的降温事件为寒潮，大于20℃为极端寒潮。发生在我国的寒潮以北方(35°N以北)最多，其次是中国东部的江南地区。东北的寒潮始于10月，而河套和江南的寒潮在4月份比较频繁。把10月到次年4月寒潮频繁活动的时段确定为冬季风时期。在所有的降温事件中，只有不到1/3的事件伴随有升压和大风天气。过去的45个冬季风期间，寒潮和极端寒潮事件普遍减少，我国新疆、华北、东北和华东减少最为显著，减少的最大幅度达到1～2次/10 a。降温事件、升压频次和大风频次也都在减少。AO指数升高表征了西风带上天气尺度斜压波动的减少和减弱，从而导致我国中高纬度寒潮事件的减少。降温频次的减少在一定程度上导致了冬季最低温度平均值的升高，形成了持续的暖冬。     

近52年宁夏冬季极端寒冷事件的演变特征

利用1961-2012年宁夏19个测站完整的逐日最低温度资料,分析了近52年宁夏极端寒冷事件时空变化特征。结果表明,宁夏极端寒冷事件空间上表现为较好地一致性,存在"东西多、中部少"的分布特点,贺兰山脉对此起到了重要作用;宁夏寒冷事件年频次总体在减少,强度也呈减弱趋势,年发生日数、日最多站次与年频次有着显著的正相关关系;寒冷事件频数的显著性周期为2~6年,具有间歇性和跳跃性特征;寒冷事件在1980年前后,发生气候突变后与许多要素场的气候突变时间相吻合;21世纪以来,寒冷事件有增多趋势。环流特征分析发现,极端寒冷的多寡与冬季大气环流异常状况密切相关,冷事件多(少)发年乌拉尔山及其以东高压脊偏强(弱),东亚高度场明显负(正)异常,低压加深(减弱)。     

云贵高原洱海湖泊效应的数值模拟

采用耦合湖泊模型的WRF_CLM模式模拟山谷盆地中洱海的湖泊效应,并利用陆面(农田)和湖面的站点观测资料对模式进行了验证和校验。基于数值模式的模拟结果,分析了季风和非季风期间,洱海存在与否对山谷盆地局地环流及大气边界层结构的影响。发现非季风期湖泊对局地环流及大气边界层影响显著。相对于陆地,湖泊白天湍流通量输送少,湍流发展弱,大气边界层高度低。如果湖泊不存在,白天苍山山谷风只能上升至约200 m的高度,没有明显的山谷风环流形成;夜间则山风较强,两侧山风共同作用在山谷,环流高度约600 m。季风期,受降水天气影响,局地环流发展不充分。白天湖面辐散以及夜间湖泊南部的气旋式环流弱,湖泊作用没有非季风期明显。云的形成导致边界层高度较低。夜间,湖泊增强释放潜热、感热作用明显;此时湍流发展,夜间边界层反而比白天高。     

2008年1月中国低温与北大西洋涛动和平流层异常活动的联系

运用中国160站月平均气温和NCEP/NCAR 再分析数据, 在结合近30年中国1月地面气温年际异常变化可能机理基础上, 分析了2008年1月气温异常变化的原因。结果表明: 2008年1月中国大范围气温异常偏低, 其异常变化与同期北大西洋西风急流及其相联系的北大西洋涛动遥相关环流异常有密切的关系。北大西洋急流加强东扩, 北大西洋涛动正异常, 从北大西洋经欧亚中高纬到中国北方出现波状环流异常, 贝加尔湖南侧气压偏高, 冷空气活动偏强, 是中国1月气温偏低的主要环流因子。进一步分析发现, 2008年1月中国低温还受到了平流层的影响。平流层环流异常开始于2007年9月, 对流层从2007年12月开始, 两者都在2008年1月达到最强。从平流层环流显著异常的波源区有异常的波作用量向西向下传播, 在北大西洋东部到西欧上空平流层和对流层的波向量耦合, 导致对流层该地区上空高压脊扰动加强, 扰动向北的经向热输送异常偏强, 锋区向北扩展, 相应急流异常偏北东扩; 通过波流相互作用, 扰动能量向下游频散, 引起相应遥相关环流异常, 导致2008年1月中国低温。     

2011～2012年冬季欧亚大陆低温严寒事件与平流层北极涛动异常下传的影响

利用NCEP-NCAR 再分析资料分析了2011～2012 年冬季发生在欧亚大陆的一次异常低温严寒事件的大气环流演变过程以及可能的成因。这次低温事件,主要出现在2012 年1 月下旬至2 月上旬,持续大约3 周左右,非常强的低温异常覆盖了几乎整个欧洲以及东亚的西伯利亚、蒙古国和我国东北、华北等地。这次低温事件的演变与对流层北极涛动(AO)由正位相转变为负位相的时间相匹配,意味着AO 可能发挥重要作用。进一步分析表明,前期行星波的异常上传导致平流层发生爆发性增温现象,极夜急流减弱,AO 位相首先在平流层由正变负;在2～3 周左右的时间内,平流层AO 异常信号逐渐下传,使得对流层AO 也转为负位相;随后,乌拉尔山阻塞高压异常发展,极区的冷空气不断向南爆发,先后在东亚和欧洲造成剧烈的降温,导致低温严寒事件。因此,考虑平流层环流的异常可能有助于提高欧亚大陆冬季低温严寒事件的预测能力。     

Characteristics and Changes of Cold Surge Events over China during 1960-2007

This paper demonstrates regional characteristics, a long-term decreasing trend, and decadal variations in the frequency of cold surge events based on daily mean temperature and daily minimum temperature data in mainland China from 1960 to 2008. During these 48 years, four high frequency centers of cold surge events were located in Xinjiang, central North China, northeast China, and southeast China. A main frequency peak of cold surge events occurs in autumn for the four regions and another peak is detected in spring over northeast China and southeast China. The regional pattern of cold surge frequencies is in accordance with the perturbation kinetic energy distribution in October-December, January, and February-April. The long-term decreasing trend （-0.2 times/decade） of cold surge frequencies in northeast China and decadal variations in China are related to the variations of the temperature difference between southern and northern China in the winter monsoon season; these variations are due to the significant rising of winter temperatures in high latitudes.