CMIP5模式对中国东部夏季不同强度降水气候态和年代际变化的模拟能力评估

利用东亚地区逐日降水资料,评估了17个CMIP5气候模式对中国东部夏季不同强度降水的时空分布、不同强度降水对1970年代末中国东部夏季总降水量年代际转折的贡献的模拟能力。从夏季不同强度降水占总降水的比重来看,在中国东北和华北地区,小雨和中雨占主导;而在华南和江淮地区,大雨和暴雨则相对更为重要。CMIP5模式可大致模拟出中国东部小雨、大雨和暴雨占总降水比重的空间分布,但对中雨占比的空间分布模拟较差。总体说来,多数CMIP5模式高估了小雨和中雨的比重,但低估了大雨和暴雨的比重,从而导致大多数模式高估东北和华北的总降水量,而低估华南和江淮的总降水量。对1970年代末我国华北和江淮地区夏季降水量的年代际转折,观测资料表明该转折主要体现为大雨和暴雨雨量的年代际转折;仅有少数CMIP5模式能模拟出华北大雨和暴雨年代际减少的特征,使得这些模式对华北地区总降水的年代际变化也有较好的模拟能力。对于江淮区域,由于大雨和暴雨的比重被严重低估,尽管部分模式能模拟出夏季总降水量年代际增加的特征,但却多以小雨、中雨的年代际变化为主。多模式集合并不能显著提高模式对不同强度降水的空间分布的模拟能力,尤其是降水年代际变化的模拟能力。     

Predictability of winter rainfall in South China as demonstrated by the coupled models of ENSEMBLES

Winter rainfall over South China shows strong interannual variability,which accounts for about half of the total winter rainfall over South China.This study investigated the predictability of winter （December-January-February; DJF） rainfall over South China using the retrospective forecasts of five state-of-the-art coupled models included in the ENSEMBLES project for the period 1961-2006.It was found that the ENSEMBLES models predicted the interannual variation of rainfall over South China well,with the correlation coefficient between the observed/station-averaged rainfall and predicted/areaaveraged rainfall being 0.46.In particular,above-normal South China rainfall was better predicted,and the correlation coefficient between the predicted and observed anomalies was 0.64 for these wetter winters.In addition,the models captured well the main features of SST and atmospheric circulation anomalies related to South China rainfall variation in the observation.It was further found that South China rainfall,when predicted according to predicted DJF Nifio3.4 index and the ENSO-South China rainfall relationship,shows a prediction skill almost as high as that directly predicted,indicating that ENSO is the source for the predictability of South China rainfall.     

西南地区春季及其各月降水的气候特征分析

利用1951～2017年我国西南地区26个台站的降水观测资料,本文研究了该地区春季及其各月降水的基本气候特征。结果表明:5月是春季我国西南地区降水最多的月份,其占春季总降水的55.3%,此外,5月降水年际变化强度最大;西南地区春季及其各月降水均具有显著的年代际变化特征,5月降水在春季降水的年代际变化特征中占据主导地位;在年代际突变特征方面,西南地区春季降水存在显著的年代际突变特征,其在1970年代后期发生了减少突变,而在1990年代中后期发生了增加突变;在变化趋势方面,春季西南区域平均降水的变化趋势不明显,但从空间上看,西南地区东部表现出显著增多的趋势,而西部则表现出显著减少的趋势;在周期方面,西南地区春季及其4～5月降水均具有显著的年际和年代际变化周期,需要说明的是,3月降水没有明显的年代际变化周期,总体上看,5月降水在春季降水周期变化中占据主导地位。     

中国地区降水持续性的季节变化特征

本文利用我国588个气象站1969-2008年逐12小时的降水资料,分析了中国地区降水持续性的空间分布特征及其季节演变规律。分析结果表明,35°N以南,西部和东部年平均的降水平均持续时间较长,中部略短;35°N以北,西北和内蒙西部最短,东北地区北部略长。将降水事件按持续时间分类自南向北,东南地区、江淮和黄淮地区、东北和华北北部地区短时降水（持续一个时次,12小时）的降水量和降水频率占全年总降水的比例逐渐增加,持续性降水（持续3个时次及以上）的比例减少。降水平均持续时间随季节的变化基本能反映出江南春雨、江淮梅雨、东北和华北夏季雨季、关中盆地和汉水谷地的秋雨以及青藏高原地区和西南地区夏季雨季。同时,东南地区秋冬季节、江淮和黄淮地区10月上旬和西南地区10月下旬存在降水平均持续时间的峰值,与降水量的变化不一致,是由持续性降水频率的增加和短时降水频率的减少造成的。此外,东部三个区域降水平均持续时间的夏季季节内变化对应了季风雨带的“北跳和南撤”过程。     

The impacts of the Indian summer rainfall on North China summer rainfall

Previous studies have indicated a connection between interannual variations of the Indian and North China summer rainfall. An atmospheric circulation wave pattern over the mid-latitude Asia plays an important role in the connection. The present study compares the influence of the above-normal and below-normal Indian summer rainfall on the North China summer rainfall variations. Composite analysis shows that the mid-latitude Asian atmospheric circulation and the North China rainfall anomalies during summer tend to be anti-symmetric in above-normal and below-normal Indian rainfall years. Analysis indicates that the Indian-North China summer rainfall relation tends to be stronger when larger Indian rainfall anomaly occurs during a higher mean rainfall period. The observed long-term change in the Indian-North China summer rainfall relationship cannot be explained by the impact of the El Niño-Southern Oscillation (ENSO). The present study evaluates the Indian-North China summer rainfall relationship in climate models. Analysis shows that the Indian-North China summer rainfall relationship differs largely among different climate models and among different simulations of a specific model. The relationship also displays obvious temporal variations in both individual and ensemble mean model simulations. This suggests an important role of the atmospheric internal variability in the change of the Indian-North China summer rainfall relationship.     

1960—2003年我国热带气旋降水的时空分布特征

利用1960—2003年登陆影响我国的热带气旋及其造成的降水资料, 对44年间登陆我国热带气旋降水时空变化特征进行统计分析。结果表明:热带气旋降水与热带气旋登陆活动相一致, 主要发生在5—11月, 其中7—9月为盛期; 热带气旋降水量以及热带气旋暴雨日数的分布是自南向北、从沿海到内陆迅速减小, 最大出现在海南和华南、东南沿海地区; 热带气旋强度越强其最大过程降水一般也就越大, 但是两者并非严格的线性关系; 1960年以来, 我国受热带气旋影响的绝大部分地区热带气旋降水呈波动下降的趋势。     

东亚夏季风边缘带的气候特征

利用近30年的NCEP再分析格点资料及中国站点降水资料,从降水、湿度、风场、水汽输送等角度研究了东亚夏季风边缘带的气候特征及其与华北、西北降水的关系。结果表明,降水场、比湿场、风场、水汽输送场所描述的东亚夏季风边缘带位置基本一致,大致沿西南—东北走向自西向东经过黄河上游—河套—华北北部—东北。夏季风边缘带附近的夏季降水年际变化较大,且夏季降水量与季风强度呈正相关。当夏季风影响到西北、华北北部时,西北、华北夏季降水偏多;反之则偏少。     

我国5月降水的气候特点和长期变化

从月尺度降水长期预报业务的需要出发，根据中央气象台长期科１６０站月降水资料，分析了中国５月份降水的基本气候特点和长期变化，进一步明确了５月份降水预报业务的工作重点，揭示出某些对５月份降水预报业务有价值的气候现象，其中５月份南北方降水长期变化的阶段性及其反位相振荡现象（ＳＮ现象）对５月份降水长期预报业务具有重要实践意义。     

印度夏季风与我国华北夏季降水量

本文分析了1891—1983的93年降水资料,说明印度夏季风雨量与我国华北夏季降水量有相似的气候统计特征,而且两者存在稳定的、显著的正相关关系。文中还分析了与两者相联系的大气环流过程,并指出华北夏季降水量的多少与印度夏季风雨量丰欠在春季4月有共同的先兆。     

东北地区夏季不同等级降水变化特征及小雨雨量减少成因分析

利用1961～2017年我国东北地区96个站点逐日降水、相对湿度和气温等资料,运用趋势分析、Mann-Kendall突变检验等方法,分析了东北地区夏季小雨、中雨、大雨、暴雨的气候变化特征,并对东北地区小雨量减少进行了成因分析,得出主要结论如下:东北地区夏季总降水量与各量级降水频率和贡献率均呈显著的正相关,总降水量的多寡受大雨频率及贡献率的影响最为显著。小雨量和中雨量的减少是导致东北地区夏季总降水量减少的主要原因,暴雨量受暴雨贡献率增加影响呈增加趋势。小雨量和小雨贡献率在1993年前后出现了年代际突变,小雨贡献率的突变是造成小雨量年代际突变的内在因素。东北地区总降水量呈减少趋势的站点有72个;小雨量呈减少趋势的站点有85个,显著减少的站点数达到25个;中雨量呈减少趋势的站点有70个,显著减少的站点只有9个;大雨量呈增加与减少趋势的站点数相当;而暴雨量呈增加趋势的站点数大于减少的站点数。从云形成机制角度出发,分别讨论大气水汽、温度、气溶胶浓度变化对东北地区小雨量减少的影响。结果表明,在全球变暖背景下东北地区气温增加和气溶胶浓度增加是导致该地区小雨量减少的主要原因。