南极极冰的时空变化特征及其对大气环流的影响

本文利用1973—1982年南极极冰覆盖面积资料,分析了南极极冰的时空变化特征,并对极冰增长和融化过程的变化进行了谱分析。结果表明,整个南极极冰增长和融化过程的变化存在着准8.2周的主要振荡周期,极冰出现最大增长和融化速率的时间分别在5—6月和11—12月(北半球时间)。还发现南极极冰的变化对北半球西太平洋副高脊线位置的变动及登陆我国台风的数量有重要的影响。     

近50年贵州雾的时空分布及变化

应用贵州84个气象台站50年(1961~2010年)观测资料,对大雾的时空分布,雾日的季节和月频率分布,雾日的年际间变化趋势等特征进行了分析表明,贵州大雾区主要有4个:西部大雾区主要分布在乌蒙山东侧;黔中大雾区主要在开阳和息烽县一带;黔东大雾区主要分布在苗岭山脉周围的县及铜仁的万山特区一带;黔西南大雾区以晴隆为中心。大雾大部分发生在冬季,其次是春季,其后是秋季,夏季发生频率最小。12月、1月和10月出现的雾日为最多;5~7月出现雾日的频率最小。出现大雾的时间主要在早晨,中午和傍晚发生大雾的频率较少。近50年大雾的年际间变化呈现增加趋势(通过0.05的信度检验),但本世纪以来呈现略微减少的趋势。     

贵州省秋季雨日时空变化及其与大气环流的关系

利用贵州省81站1964—2013年秋季(9—11月)雨日数及美国国家环境预报中心/大气研究中心(NCEP/NCAR)再分析资料,借助Morlet小波、合成分析等相关诊断方法,对贵州省秋季雨日数时空特征及其与大气环流的关系进行了分析。结果表明:贵州省秋季雨日数分布由东南部向西北部逐渐增多,一般在30.0~52.3 d。近50年秋季全省平均雨日数为40.5 d,总体呈减少趋势,每10年雨日数减少1.9 d。秋季雨日数突变发生在1987年前后,1964—1987年为偏多时段,1988—2013年为偏少时段,其中1997年以后减少趋势最为明显。近50年贵州秋季雨日序列存在准5 a和2~3 a的振荡周期,其中准5 a振荡最为显著。当贵州秋季雨日异常偏多时,南海上空的水汽通量在贵州地区辐合抬升,来自低纬地区的暖湿空气输送更加活跃,东亚大槽偏强,低纬度地区槽脊略有加深,贵州处于印缅槽前,偏南气流强盛,从而有利于冷、暖空气在贵州地区交汇,形成阴雨天气,造成贵州秋季雨日数异常偏多;反之亦然。     

山东冬季气温年际变化及大气环流特征

采用经验正交函数(EOF)方法分析山东省43年(1961—2003年)冬季气温变化，结果表明，第1模态几乎反映了整个温度场的时空变化特征，冬季气温年际变化明显，增温显著；采用NCEP／NCAR月平均大气环流再分析资料(1961—2003年)，分析表明，冷、暖冬大气环流差异明显，冷冬年500hPa高度距平场呈北高南低的特征，西伯利亚高压加强，东亚大槽偏西加深，亚洲地区维持稳定的经向环流，利于冷空气南下，易造成冷冬；暖冬年呈相反特征。     

陕西98年冬季气候异常及大气环流特征

分析１９９８ 年冬季气候异常特征, 对冬季高空大气环流与历年进行比较, 得出： １９９８ 年冬季气温持续显著偏高, 为历史同期最暖的冬季; 降水异常偏少, 旱情严重; 欧亚浅槽的减弱和位置偏南以及极涡的位置和强度的变化是造成９８ 年冬季气候异常的主要原因。     

中国近百年雨量与大气环流因子的关系

研究了近百年南方涛动年指数,北半球西风带大气环流Ｗ．Ｃ．环流型年频数对中国大范围年降水量有旱涝的影响,探讨了大气环流因子影响的空间分布变化规律及影响的复杂性,非线性及南北环流不同配置多因子相互作用造成的综合影响特征,发现：（１）ＳＯＩ、Ｗ、Ｗ．Ｃ．Ｅ环流因子对中国降雨的影响不是局地的,而 大范围普遍存在的,只不过对越靠近海洋的地方越显著;（２）并不是单个环流因子的变化就可完全解释清楚雨量的变化,多     

大气环流年代际变化问题

本文对大气环流的年代际变化问题的研究工作和结果作了综合评述并给出了一些新的结果。     

北半球大气环流特征量的长期趋势及年代际变化

用１９５１－１９９５年的北半球大气环流特征量资料，计算了它们的长期趋势变化。结果表明，近４５年西太平洋副高与极涡强度都趋加强，纬向环流趋于加强，经向环流则趋减弱。这种环流的长期趋势变化及年代际变化是我国冬季气温长期趋势变化的一个直接原因。突变分析表明，不连续变化主要发生在１９７６年及８０年代初。     

大连地区雷暴时空变化特征及其严重年大气环流背景分析

利用1961—2013年大连地区3测站逐日地面雷暴观测资料及1948—2016年NCEP/NCAR再分析月平均资料,采用线性趋势估计和合成分析方法分析了大连地区雷暴日数的时间和空间分布规律,并进一步探讨雷暴严重年5—9月平均大气环流背景特征。结果表明:大连地区雷暴具有明显的地域特征,空间分布主要呈现北部内陆地区多,南部沿海地区少的特点;除2月外,各地其余月份均可发生雷暴,7月和8月达到高峰值,雷暴集中发生在5—9月,雷暴具有较强的季节性,夏季6—8月最多,冬季很少出现雷暴;年平均雷暴日数总体呈减少趋势,其中北部的减少趋势尤为显著;雷暴初日多出现在4月,终日多出现在10月,初日较终日稳定,无论初日和终日均以北部地区较南部地区稳定,各地雷暴初日显著提前,终日推迟不显著,但仅有大连终日推迟趋势显著;雷暴初日和终日北部地区对应的候平均气温阈值分别为-1℃和10℃,南部(东部)地区对应的候平均气温阈值分别为6℃(-1℃)和3℃(8℃);多雷暴年,高层500 hPa蒙古低涡异常偏强,副热带高压偏西偏北,低层850 hPa偏南风水汽输送和大连上空整层垂直上升运动均异常偏强,这些有利于雷暴日数的增多,而少雷暴年与多雷暴年特征基本相反。     

四川省大雾时空分布特征研究

采用1986~2007年四川省157个站22年大雾资料,初步统计分析了四川省大雾时空分布特征。结果表明:年平均雾日数最多的主要在四川盆地;雾日有明显的季节和月际变化,春、夏季年均雾日数较少,分布范围较小,秋、冬季年均雾日数较多,分布较广;雾大多开始于晚上20时~次日早上8时,结束于8~12时;其中持续0~3小时的大雾所占比例最大。近22年雾日年际变化趋势:约40%的观测站呈显著下降趋势,且分布集中在四川盆地,有少数的站点呈显著上升趋势。     

新疆雾的时空统计特征

利用1961－1999年39年新疆90个气象观测的气表－1资料，对新疆的雾进行了分析，结果表明：（1）雾主要出现在北疆，尤以天山山区最多。（2）雾日的年际变化波动性大，周期性差。（3）冬季雾日最多，多自午夜时分起，正午之前散，早上是高发时段，绝大多数的雾持续时间在3h之内，以持续1－30分钟，0.5-1h的最多。     

江西省雾日数的时空分布特征分析

利用1960—2012年江西省89个气象站逐日雾的观测资料以及高速交通气象站的能见度观测资料,采用经验正交函数(EOF)方法,分析了江西省雾日数的时空分布特征。结果表明,江西省雾日数的空间分布特征与江西的地形地貌密切相关,分布特点总体是高海拔地区或山区雾日数多,丘陵平原湖泊地区雾日数少。雾日数最多的季节为冬季,其次为秋季和春季;20世纪70年代中期至80年代中期雾日数明显偏多,21世纪以来雾日数呈明显减少的趋势。雾日数的年际变化受地形的影响较大,高海拔地区或山区雾日数变化比丘陵平原湖泊地区的要大,属于雾日数异常敏感区域;在20世纪60年代至80年代中期表现为丘陵、平原、湖泊等地区的雾日数偏少,高海拔地区或山区的雾日数偏多,80年代以后则呈相反的分布型式。     

青海省东部地区雾特征

利用青海省东部地区6站1977～2006年30年的地面气象观测资料,对该地区雾发生演变的特征进行了统计分析。结果表明,该地区雾的空间分布不均匀,高值中心在门源站,为8．3d／a,年雾日最多达13d;雾存在明显的年、季和日变化特征,由于气候变化的影响,年雾日呈明显的减少趋势,每年4～10月02：00～08：00是雾集中出现的时段;雾存在NNE—NE的主导风向,ESE风和SSW风频率最低,不到1．5％,同时在一1～5℃的温度窗区雾频率最高;除西宁站雾形成时相对湿度临界值为57％外,其它各站形成雾时相对湿度较高,均大于88％。     

近30年青藏高原上空大气温度变化特征

根据青藏高原地区16个探空站近30a (1979~2008年)的月平均温度资料对该地区高空年、季平均温度演变特征进行了分析。结果表明:(1)高原上空年、季平均温度均具有较高的空间一致性,其中夏季的一致性特征最弱;(2)高原上空250hPa层及以下和50hPa层及以上平均温度的季节变化特征为冬季最冷、夏季最热,100~70hPa层与其相反;(3)近30a来高原地区对流层中上层(500~250hPa)年平均温度是上升的,对流层上层至平流层下层(150hPa层及以上)以降温为主,高层的降温普遍始于1984年,且变冷显著。      

陕西汛期降水时空分布及典型旱涝年环流特征

根据陕西省1959~2002年汛期(6~9月)降水资料,采用旋转经验正交(REOF)分解方法,将陕西省按汛期降水划分为4个自然气候区:Ⅰ区包括关中及渭北地区,Ⅱ区为陕北长城沿线地区,Ⅲ区、Ⅳ区分别为陕南东部和陕南西部地区。对各气候区的降水变化特征进行分析,结果表明:汛期降水除陕南东部呈线性增加趋势外,其余各区均呈线性减少趋势。分析陕西省典型旱(涝)年北半球500 hPa环流形势距平场和环流特征量发现:典型旱(涝)年,Nino 3区海温为明显的正(负)距平;西太平洋副热带高压强度偏强(弱),脊线位置偏南(北)、西伸脊点偏东(西),欧亚地区西风环流指数偏弱(强),以经(纬)向环流为主。     

近百年东亚冬季气温及其大气环流变化型态

利用最新20世纪近百年再分析气象资料,研究近百年东亚冬季气温变化型及其相关的大气环流型态.结果表明近百年内东亚冬季气温主要有两种变化型:第一是东亚西南与东北相反气温变化型,表现在40°N以南及105°E以西地区(西南地区)气温变化与40°N以北及105°E以东地区(东北地区)变化相反;第二是40°N以南气温一致变化型.与第一种气温变化型耦合的大气模态是500hPa欧亚型遥相关、西伯利亚高压及北大西洋涛动.当欧亚型遥相关负位相,北大西洋涛动正位相及西伯利亚高压减弱时,有利于蒙古和我国105° E以东的区域增温而我国西南地区和青藏高原降温,反之亦然.第二种气温变化型耦合大气模态是500hPa西太平洋型遥相关,北太平洋涛动.当西太平洋型遥相关及北太平洋涛动处于正位相时(北太平洋北负南正),东亚40°N以南地区增温,东亚40°N以北地区降温.耦合的大气模态的型态差异,影响各阶段气温的年际变化.近一百年中,欧亚型遥相关和北大西洋涛动在1984～2010期间的型态最显著,是20世纪80年代东亚显著增暖的原因之一.研究还发现20世纪中期后东亚气温的年际变化与极地环流的变化联系紧密,表现在西伯利亚高压范围东扩并与极地环流联系,也是近百年气温趋势上升的一个原因.     

近10年广东冰雹的统计特征及天气形势

对2004—2013年广东冰雹天气的时空分布、天气形势、物理量进行了分析。广东的冰雹天气主要出现在3—5月并且集中在粤北山区和西江流域河网地带。可将广东出现冰雹时的天气形势分成锋面低槽型、暖区型、高架雷暴型3种典型的类型。锋面低槽型,大冰雹多出现在这类天气形势下,地面冷锋、低层切变线(低涡)、高空槽(温度槽)互相配合,地面冷空气和中层温度槽的侵入,使得大气层结变的不稳定;锋面、切变线、高空槽的动力作用触发对流;冰雹出现在锋面、切变线附近,高空槽前。暖区型,地面在长江流域以南没有冷空气活动,低层存在西南风与东南风的辐合,高空槽带来干冷空叠加在低层暖湿气流之上,形成不稳定层结;冰雹出现在高空槽前、低层辐合区内。高架雷暴型,地面为冷高压控制,低空存在逆温层,暖湿气流沿着低层冷垫爬升,对流在逆温层之上发展;冰雹出现在切变线附近,多为小冰雹。在广东,适宜大冰雹生长的物理量平均值是:0℃层高度4505m,-20℃层高度7632m,K指数35℃,SI指数-0.99℃;垂直风切变2.67×10-3 s-1;最大上升速度-28×10-2 Pa/s,400hPa与700hPa之间的差动温度平流-23.9×10-5℃/s。大冰雹要求更大的K指数、更小的SI、更大的垂直风切变、更加充足的水汽、更加强烈的垂直上升速度、更大的差动温度平流。