一种改进的华西秋雨指数及其气候特征

利用1960～2011年中国601站9～10月逐日降水量、日照时数资料,针对他人提出的华西秋雨指数,并结合华西秋雨的天气气候特征,改进建立了一种新的华西秋雨指数,并与他人提出的指数做了对比分析。结果表明：改进的华西秋雨指数能够相对更好的反映华西秋雨易发地区的地理分布及其强度变化,更准确地表征华西秋雨的年际、年代际变化特征;利用新指数发现华西秋雨的全区一致性特征明显,并呈现准6年周期的年际变化,其年代际变化特征明显,1960年代到1970年代初,1980年代到1990年代初偏强,1970年代中后期和1990年代后期偏弱,进入21世纪,呈现出由弱转强的趋势。     

一种改进的华西秋雨指数及其气候特征

利用1960~2011年中国601站9~10月逐日降水量、日照时数资料,针对他人提出的华西秋雨指数,并结合华西秋雨的天气气候特征,改进建立了一种新的华西秋雨指数,并与他人提出的指数做了对比分析。结果表明:改进的华西秋雨指数能够相对更好的反映华西秋雨易发地区的地理分布及其强度变化,更准确地表征华西秋雨的年际、年代际变化特征;利用新指数发现华西秋雨的全区一致性特征明显,并呈现准6年周期的年际变化,其年代际变化特征明显,1960年代到1970年代初,1980年代到1990年代初偏强,1970年代中后期和1990年代后期偏弱,进入21世纪,呈现出由弱转强的趋势。     

华西秋雨变异特征及其成因分析

基于华西地区373站降水数据和美国国家环境预测中心/国家大气研究中心再分析资料研究了华西秋雨的变异特征,并分析了影响华西秋雨的主要环流系统及其作用机理。结果表明,华西秋雨存在显著的年际变化特征。当华西地区秋季降雨偏多时,在对流层低层菲律宾北部存在一个异常反气旋,该异常反气旋西部的异常南风为华西地区输送暖湿水汽（水汽源地位于阿拉伯海北部-印度半岛-孟加拉湾北部-中南半岛地区）。同时在对流层中层,欧洲地区往往存在一个阻塞高压,巴湖附近受低槽控制,此环流配置有利于冷空气向南爆发到达华西地区。在对流层高层,欧亚中高纬地区存在一个显著的大气环流遥相关,该大气环流遥相关对欧洲地区的阻塞高压和巴湖附近的低压槽以及东亚环流形势的维持和发展有重要作用。进一步分析表明,菲律宾和台湾岛附近以及赤道南印度洋上的受抑制的对流活动对菲律宾北部异常反气旋的维持有重要作用。当华西地区秋季降雨偏少时,情况则往往相反。本研究结果加深了华西秋雨年际变异特征和机理的认识并对进一步提高其预测水平具有一定的应用价值。     

2017年安康市秋雨监测分析

利用安康市1961—2017年气象观测站资料,采用数理统计方法,分析了安康市秋雨的气候特征。结果表明:安康秋雨以秋雨期长、多雨期频次多、秋雨量大、降水日数多为主要气候特征;显著偏强及显著偏弱的秋雨事件占比为16%;秋雨强度呈现自西南向东北递减的地域分布特征。2017年安康市秋雨开始早,结束早,秋雨量位居1961年以来第1位,综合强度指数为显著偏强等级。     

华西秋雨与海表温度的关系

利用1951-2011年华西地区25个测站逐月降水资料、NCEP/NCAR再分析资料以及NOAA ERSST海表温度资料,分析了影响华西秋雨降水异常的环流场特征,并探讨了华西秋雨变化与海表温度的联系。研究表明:多雨期(少雨期)东亚500 h Pa高度距平场呈东高西低(西高东低)态势,西太平洋副高东退(西伸);700 h Pa风矢量合成分析亦表明,典型多雨年华西地区位于反气旋后部,盛行偏南气流,水汽供应充足。赤道西太平洋以及赤道中太平洋海域是影响华西秋雨异常变化的关键海区,该海区夏季海表温度变化可以作为华西地区秋季降水变化的预测指标之一。     

2011年9月华西秋雨特征及成因分析

本文分析了2011年9月华西秋雨的时空分布特征和大尺度环流形势,并对秋雨形成的主要物理机制进行了诊断分析。结果表明:2011年9月华西地区北部降雨日数多、强度大、持续时间长、落区集中。9月上中旬500hPa高度场上巴尔喀什湖以北的高压脊稳定维持,脊前西北气流携带的冷空气与副高外围的东南暖湿气流和来自孟加拉湾北上的西南暖湿气流交汇于华西地区北部,造成了该地区长时间的持续性强降雨。华西地区北部处于高低能量之间的强能量锋区中,东路干冷空气的汇入,激     

华西秋雨的空间分型及其特征分析

利用华西地区72个站点1959~2013年秋季(9~11月)降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,通过EOF、REOF、MK检验、二阶函数拟合分析、小波分析、合成分析等方法将华西秋雨区划分为南北两个显著区,并对各区域秋雨的时空分布以及旱涝特征进行了详细分析。结果表明:南北两个秋雨区既有共同特征又有个性差异;两者发生突变年份具有明显的一致性,均发生在20世纪80年代中期,年际均存在准6年周期变化,且80年代中期以后南北两个气候区均由年代际降水偏多期转入年代际降水偏少期,但两个秋雨区减少趋势存在明显差异,南区减少较北区显著;北区自2000年后秋雨年际波动明显,秋季降水有缓慢上升趋势,年代际长周期有所差异。影响关键区旱涝特征的大气环流形势与水汽输送特征也存在显著差异,北部型陕甘南区与中高纬度环流系统、北部冷空气以及来自孟加拉湾与西太平洋地区的两支水汽输送通道密切相关,南部型则主要与印缅槽、南支槽的异常活动以及孟加拉湾的水汽输送更为相关。     

基于年际增量法的华西秋雨预测模型建立及检验

利用1962—2018年华西地区301个气象台站秋季降水量资料和国家气候中心整理的130项气候系统指数，采用年际增量法建立了华西秋雨预测模型。首先通过相关分析挑选了4个与华西秋雨年际增量前3主模态密切相关的影响因子，进而采用多元线性回归方法进行建模，拟合时段和后报时段分别选为1962—1991年和1992—2018年。华西秋雨年际增量前3主模态累积值的预测模型通过了α=0.01的显著性水平检验，表明该模型具有较高的拟合预测能力。然后用相同的预测因子分别建立华西地区301个气象站点的华西秋雨年际增量预测模型，大部分模型都通过了显著性检验。用PS评分指标对预测效果进行检验，结果显示后报期年平均PS评分达74.5分。从空间分布来看后报期大部分站点的PS评分都超过60分，其中四川盆地南部、贵州东部和湖南西部等地超过80分。与华西各省和国家气候中心发布的近6年秋季降水预测PS评分进行比较，发现模型后报结果有显著优势。总体来看，用年际增量法建立的华西秋雨预测模型具有较高的预测技巧和实际应用价值。     

华西秋雨的气候特征及成因分析

在分析华西秋雨气候特征的基础上,设计了综合考虑秋季降水量和降水日数的秋雨指数,并进行了EOF和REOF分解以及秋雨主要影响因素分析。结果表明：第一模态反映了长江中上游以北地区与以南地区降水相反的形势,第二模态反映了华西降水的一致性;REOF将华西秋雨可分为6个气候区。华西秋雨的变化趋势表明,1960年代到1970年代初期、1980年代初期为相对多秋雨期,1970年代中后期、1980年代中后期到20世纪末华西秋雨相对较少。21世纪开始又出现了较明显的华西秋雨现象。西太平洋副热带高压、印缅槽、贝加尔湖低槽是华西秋雨的主要影响系统,当贝加尔湖、印缅槽深且副热带高压强时,有利于华西多秋雨;反之,则秋雨不明显。     

2011年秋季华西秋雨异常及成因分析

本文对2011年秋季我国的降水异常特征及成因进行了分析,结果表明2011年秋季,华西秋雨较为典型,主要呈现以下3个特点：多雨区位置较常年偏东、偏北,阴雨日数偏多;秋雨阶段性显著;极端性强。2011年华西秋雨异常突出表现为对2011年9月开始的La Nina事件响应的特征。此外,年代际的变化也可能是造成华西秋雨异常的重要原因之一。     

2017年华西秋雨异常偏多的环流特征及其成因分析

利用NCEP/NCAR再分析数据集和国家气候中心整编的2 000多站逐日降水资料,对导致2017年华西秋季降水异常偏多的大气环流特征及其成因进行分析.结果表明,2017年秋季500 hPa位势高度上欧亚中高纬地区维持一脊一槽环流型,斯堪的那维亚半岛上空有一强大的高压脊,乌拉尔山以东—巴尔喀什湖有一深槽,西太平洋副热带高...     

华西秋雨区域性极端降水的环流特征

利用1961—2010年中国743个测站的逐日降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,采用百分位方法挑选出了发生在华西秋雨期(8月9日—10月12日)的161次区域性极端降水事件,将其分为两类分别讨论了同期和前期的异常环流特征,并与一般性降水进行了对比。结果表明,对于第一(二)类极端降水,华西地区气旋性距平环流(气旋性风切变)形成低层风场辐合,同时高层为辐散,由此产生强烈的上升运动,来自热带海洋的水汽输送偏强(偏弱),在华西秋雨区形成水汽辐合,副热带高压位置偏西、偏北使得华西地区西南暖湿气流偏强,巴尔喀什湖以北地区为正(负)高度异常,形成一槽一脊(二槽一脊)环流型,西北气流由此加强,冷暖空气交汇于华西地区从而形成极端降水。两类极端降水均与一般性降水具有相似的异常环流特征,只是造成极端降水的异常环流强度均比一般性降水更强。两类极端降水的上述异常环流型在极端降水发生前一天就已经存在,可以作为华西秋雨极端降水短期预测的强信号。      

华西秋雨的气候特征及成因分析

华西秋雨是中国秋季主要的气候现象之一,其影响范围涵盖陕西、四川、重庆、贵州等多省(市),主要特征表现为多绵绵细雨。利用2011—2020年GPM卫星小时降水资料,统计分析了华西秋雨的强度-频次分布、持续时间、日变化等特征,结果表明：(1) 根据强度—频次特征,华西秋雨区可分为四川盆地中东部、云贵高原东部、青藏高原东缘三个典型区域。四川盆地中东部降水频率、降水强度两者均高,云贵高原东部降水频率低、降水强度强,青藏高原东缘降水频率高、降水强度弱。(2) 从降水日峰值位相看,青藏高原东缘降水量日峰值出现在夜间22∶00 (北京时,下同),四川盆地中东部降水量日峰值出现在次日清晨06∶00,两个区域之间自西向东存在降水日峰值位相的滞后;在云贵高原东部,降水量日峰值自西向东从傍晚18:00滞后至次日午后16∶00;形成了北部、南部两种日峰值位相空间演变型。(3) 从不同持续时间降水事件的日变化特征看,随降水持续时间延长,青藏高原东缘降水日峰值出现时间逐渐延迟。四川盆地中东部和云贵高原东部降水均存在午后短时和清晨长持续性两种类型,其中四川盆地中东部的清晨长持续性降水对该地区总降水的贡献较云贵高原东部偏大。

     

华西秋雨趋势变化的年代际转折及其成因分析

华西地区（25°N～35°N,100°E～110°E）是中国秋季降水主要地区之一。本文根据华西地区72站月平均降水资料、NCEP/NCAR再分析资料和哈德莱中心海温及海冰资料,利用相关和回归等分析方法研究了1961～2014年华西地区秋雨的年代际变率及其与大气环流和海温的关系。华西秋季降水年代际变率分解为呈现显著下降趋势的P1时段（1964～1998年）和呈现上升趋势的P2时段（1998～2014年）发现,对应P1时段降水下降趋势的华西区域大气位势高度异常场具有西正东负结构,大尺度环流场显示为从大西洋东传经北极巴伦支—喀拉海区至东亚的准纬向波列,该波列体现了上游负位相NAO（North Atlantic Oscillation）的调制作用。对于P2时段的降水上升趋势,其位势高度场配置与P1时段相反,而大尺度波列结构在欧亚大陆的部分呈西北—东南走向,且整体偏西,体现了上游正位相NAO的调制作用。这种环流结构导致华西区域西北侧形成负异常中心,有利于西南暖湿气流进入研究区域。影响华西秋雨趋势转折的海温关键区位于热带中东太平洋和热带印度洋。在P1时段,华西秋雨降水趋势与同期热带中东太平洋和印度洋海温呈显著正相关关系。而在P2时段,华西秋雨与前冬热带中东太平洋和印度洋海温存在显著负相关,前冬西北太平洋海温正异常也同时影响了华西秋雨的上升趋势。     

华西南区秋雨异常及其对青藏高原冬季大气冷源的响应

利用1971—2017年华西秋雨南区269个气象站逐日降水资料和NCEP/NCAR再分析资料等,分析华西南区秋雨强度变化及其大气环流异常特征,寻找影响华西南区秋雨强度的大气冷源关键区,并就关键区大气冷源对南区秋雨强度的影响进行诊断.结果表明:华西南区秋雨强度整体变化趋势不显著,其年际变化可能受前期冬季(1月)青藏高原大...     

2001年华西秋雨时空分布特点及其成因分析

分析了2001年华西秋雨的时空分布特点和大尺度环流背景及天气系统的主要特征, 并对秋雨形成的主要物理机制进行了诊断和分析。结果显示, 2001年秋季, 华西地区阴雨日数多, 雨区集中, 强降水时段集中在9月份。该月, 巴尔喀什湖地区500 hPa呈准稳定的低压槽, 其上不断有短波分裂东移, 携带冷空气经高原东移, 与强大的副热带高压西南侧的东南暖湿气流和来自孟加拉湾的西南暖湿气流交汇于四川盆地、陇南、陕南一带, 致使该地区持续阴雨天气。诊断分析表明, 9月, 青藏高原地区对流旺盛, 水汽凝结释放潜热, 使其成为一个强大的热源中心; 而江淮、江南一带多受西北太平洋副热带高压控制, 盛行下沉气流, 为热源低值区; 四川盆地处于高原高能量带与盆地以东低能量带之间的能量锋区。此能量锋区的存在促使从巴尔喀什湖低压槽分裂东移的短波槽在该地区发展。同时, 东路冷空气的渗入进一步加大了能量锋区的强度, 激发不稳定能量释放, 造成了四川盆地部分地区出现大暴雨甚至特大暴雨。     

夏季西太平洋暖池热含量对华西秋雨的影响及可能的物理机制

利用1971—2012年气象台站逐日资料,综合考虑降水量、降水日数及日照时数计算华西秋雨强度,结合不同深度海温资料,研究了华西秋雨强度与夏季西太平洋暖池热含量年际变化的联系,并讨论了其可能的物理机制。结果表明,前期夏季西太平洋暖池关键区(5°S—5°N,130°—160°E)热含量变化与华西秋雨强度有显著正相关关系,当前期关键区热含量偏高(低)时,华西秋雨强度较强(弱)。分析发现,当前期关键区热含量偏高时,其相对大气是一个异常热源,由于大气对其的响应,在热含量关键区西北侧中国南海—中南半岛附近生成了异常气旋式环流,其偏东偏南气流有利于向华西地区输送中低纬度洋面上大量暖湿水汽,并与北方的干冷空气在此交汇,同时,高层西风急流异常西伸,华西地区恰好位于急流入口区右侧的辐散区,这种高、低层有利的耦合形势使得秋雨偏强,反之亦然。      

华西秋雨演变的新特征及其对大气环流的响应

华西(21°N-39°N,95°E-114°E)秋雨是中国秋季主要的气候特征之一,长时间连续降水对农作物生产带来不利影响.基于1961-2010年华西地区166个气象站逐日降水资料,综合降水量与降水日数两个因子定义了华西秋雨指数,采用EOF分析、小波分析等方法分析了该指数的演变和时空异常分布特征,以及秋雨异常分布型的大气环流背景.结果表明,华西秋雨有南北两个极大值中心,强度和范围在近50年中存在明显的年代际变化,进入21世纪,其北部秋雨区位置偏北、范围增大及强度增强;主要异常型为秋雨区东北东和西南西之间的反相变化和总体基本一致型;秋季,当东亚副热带西风急流中心西移,中心强风速带偏窄时,华西北部的上升运动加强,同时西太平洋副热带高压偏北、印缅槽偏深及水汽输送偏强偏北,有利于北部水汽辐合,华西秋雨出现北多西南少的异常型;反之亦然.     

华西秋雨起止与秋冬季节大气环流转换

根据1961—2010年平均的逐候NCEP/NCAR再分析资料、1979—2008年平均的逐候CMAP降水资料以及1961—2010年逐候平均的中国553个台站降水资料,讨论了华西秋雨起止日期与秋冬季大气环流转换特征的关系。结果表明,华西地区降水年变化表现为明显的夏、秋双峰特征,8月4—8日(第44候)为双峰间的低谷,10月8—12日(第57候)以后降水降至年平均以下。由此,将华西秋雨建立和结束日期分别确定为8月9—13日(第45候)和10月8—12日(第57候)。华西秋雨的建立对应于东亚夏季风开始向冬季风转变,其标志性环流调整特征是江南地区的西南风转为东南风。东亚经向海平面气压梯度在8月9—13日(第45候)由南高北低转为南低北高,造成850 hPa江南地区的西南风转为东南风,该东南风与来自孟加拉湾的热带西南季风交汇于华西地区,形成风向和水汽的辐合,使得华西地区的降水在夏峰之后再次增强,华西秋雨由此建立。华西秋雨的结束则对应于孟加拉湾热带西南季风结束和东亚冬季风完全建立,其标志性环流调整特征是孟加拉湾地区的西南风转为东北风。随着东亚纬向海平面气压梯度由北向南依次发生东高西低向东低西高的转变,东亚冬季风也逐步向南推进,9月8—12日(第51候)东北冬季风到达江南地区,10月8—12日(第57候)进一步推进到南海地区,此时来自孟加拉湾的热带西南季风消失,造成华西地区完全受大陆冷高压控制,东亚季风经圈环流也转为冬季型哈得来环流,东亚冬季风完全建立,华西秋雨也随之结束。因此,华西秋雨起止可能与东亚夏季风、南亚夏季风向冬季风的转变时间不同步有关,东亚季风与南亚季风的共同作用使得华西秋雨成为亚洲夏季风在中国大陆上的最后一个雨季。     

北半球秋季欧亚遥相关与华西秋雨的关系

利用EOF、相关分析、合成分析等常规统计方法研究华西秋雨与秋季欧亚遥相关(EUa)的关系。结果表明:北半球秋季欧亚遥相关(EUa)指数与华西秋雨呈显著的负相关,两者具有一致的阶段性特征。以1986年为界,20世纪80年代中期之前华西秋雨与EUa指数相关系数波动较大,均在-0.4以上,显著相关区主要集中于四川盆地西南部、贵州大部;20世纪80年代中期之后两者相关系数呈显著增加趋势,且显著相关区域向北偏移,主要集中于四川东北部、重庆大部以及陕西南部地区。EUa异常与华西秋雨的多寡关系显著。EUa正异常年,中高纬度环流形势与水汽特征有利于华西秋雨北部地区降水发生,华西秋雨南部地区缺乏水汽,动力条件不足,不利于秋雨偏多。EUa负异常年,华西秋雨东部地区,表现为有利于降水偏多,而西部地区则特征相反。