南海地区降水的时空特征

文中利用美国 NCEP重分析资料中的 1 979～ 1 995年 1 7a逐旬的全球降水资料 ,采用小波分析方法分析了南海地区降水的多时间层次和多空间层次结构 ,研究了南海季风的爆发及时间演变 ,探讨了南海季风爆发的机制。结果表明 :( 1 )南海季风爆发于 5月中旬 ,季风爆发过程实际上是小范围 ( 32个经度 )降水向大范围 ( 64个经度 )降水调整的过程 ,一旦出现较强的大范围降水 ,并到达南海地区 ,就爆发了南海季风 ,调整完毕则是印度季风和东亚季风的相继爆发。( 2 )在 1 0°N以北的地区 ,季风最早发生在南海 ,然后逐渐西移到印度 ,达到印度季风最盛期后 ,迅速东撤。( 3)南海地区可分为 3个区域 :北部 ( 2 0～ 2 2°N)、中部 ( 1 0～ 2 0°N)和南部 ( 1 0°N以南 )。南海雨季主要发生在 1 0°N以北的北部和中部 ,北部雨季是平稳增强的单峰型 ,而中部雨季是突发性的 ,雨季内降水起伏较大。( 4 )南海季风区有很强的年变化 ,30～ 60 d和 2 0～30 d的变化也比较显著 ,还有 3个月左右的周期变化。除年振荡以外 ,各种周期振荡随时间变化较大 ,在雨季表现得最强烈。( 5)南海季风的爆发与 2 0～ 30 d和 30～ 60 d两种低频振荡有关。     

东亚地区夏季风爆发过程

利用中国194站1961～1995年日降水资料及NCEP1979～1997年候格点降水资料,探讨了亚洲地区自春到夏的雨季开始分布。结果表明,东亚地区自春到夏存在副热带季风雨季开始和热带季风雨季开始。前者于4月初开始于华南北部和江南地区,随后向南和向西南扩展,于4月末扩展到华南沿海和中南半岛,这个雨带主要是冷空气和副热带高压西侧转向的SW风以及南亚地区冬春副热带南支西风槽中西风汇合而形成的,是副热带季风雨季开始。后者是南海热带季风爆发后使原来由江南移到华南沿岸的副热带季风雨带随副热带高压北进而北进,前汛期雨季进入盛期,江南出现第二次雨峰,形成梅雨期和江淮及华北雨季。同时,热带季风雨带也自东向西传播到达南亚地区而形成热带季风雨季。还讨论了1998年东亚地区夏季风爆发过程,指出南海夏季风爆发期的季风由副高北侧形成的新生气旋进入南海造成南海中部西风和南海越赤道气流转向的SW季风加强汇合而形成,因而是东亚季风系统中环流系统季节变化造成的,和印度季风无关。在南海季风爆发期阿拉伯海仍由副热带反气旋控制,南亚仍是上述副热带反气旋北侧NW风南下后转向的偏西副热带气流所控制,索马里低空急流仍未爆发,赤道西风并未影响南海。     

东北雨季的划分及其特征

利用1951-2001年东北地区9站旬平均降水量资料划分了东北雨季，确定了雨季开始旬序、结束旬序、持续期和降水量，分析了雨季各特征量之间的关系，探讨了雨季前后大气流场的差异，研究了雨季特征量与热带海温指数的关系。结果表明：（1）东北雨季平均在7月中上旬开始，8月中上旬结束；51a雨季降水量与9站夏季Z指数密切相关，表明了雨季降水基本反映了该地区夏季降水的特征；（2）-般说来，雨季开始早，则持续期长，降水量大，反之亦然；（3）东北雨季主要受东亚夏季风的控制，季风增强北进，雨季开始，季风减弱南撤，雨季结束；（4）东北雨季特征量有短期气候预测时间尺度上的热带季节海表温度距平前兆信号。     

青藏高原雨季起讫的研究

本文利用西藏、青海、宁夏、甘肃、陕西、四川、云南、贵州、广西九个省区1951—1970年的降水资料,讨论了高原及其邻近地区雨季划分的方法、雨季起讫和持续期的特征以及高原雨季与环流、高原季风爆发和长江流域入梅的关系。从而为长期预报提供一些依据。     

X波段相控阵偏振雷达观测墨脱地区云降水宏观特征的统计研究

第二次青藏高原综合科学考察研究项目在墨脱布设了一部X波段相控阵偏振雷达（X-PAR）,实现了首次对河谷地区云降水的雷达连续观测。为了揭示高原东南河谷地区云降水的宏观特征,本文利用墨脱X-PAR2019年11月至2020年10月的观测数据定量分析了墨脱地区云降水回波强度、回波顶高等参数的月变化、日变化和高度变化,并与那曲地区夏季季风时期多普勒雷达观测数据进行了比较。研究发现：（1）墨脱地区回波顶高、面积、强回波所占比例以及回波分布范围在4～10月大于11～3月,4～10月降水频次高、对流性降水多,其中以6月最为显著。而进入4月后弱回波数量的大幅度增加导致了4～10月回波强度小于11～3月。降水回波月变化特征结合高原季风指数,将一年分为旱季（11～3月）与雨季（4～10月）。（2）雨季降水回波频次、顶高、面积均大于旱季,说明雨季降水频次更高、对流性活动更旺盛。降水回波频次、顶高、面积的日变化表明,旱季日降水主要发生在下午与上半夜,雨季主要发生在下半夜。（3）墨脱降水回波强度大部分小于30 dBZ,旱季在海拔高度3 km以上回波发生频次高,雨季在3 km以下高。（4）夏季季风期间墨脱回波顶高...     

天津地区雨季降水异常的前期强影响信号研究

利用1958—2007年天津地区4站月降水资料以及NCEP/NCAR月平均再分析数据资料集,采用相关分析和合成分析,研究了天津地区雨季降水异常的前期强影响信号。结果表明:天津地区雨季降水量在很大程度上决定了全年的降水量,雨季降水存在显著的年际变化和一定的年代际变化。天津地区雨季降水与前期冬季2月NAO存在显著的反相关关系,前期冬季2月异常的NAO可能是天津地区雨季降水异常的前期强影响信号。NAO偏弱年,天津地区上游有强低值系统发展,南亚高压、高空副热带西风急流和热带东风急流位置偏北,阿拉伯海到孟加拉湾一带有季风低压和季风槽发展。上述系统的配置有利于天津地区雨季降水偏多。NAO偏强年上述情况则相反。     

前期季节内振荡对云南5月降水的影响

采用OLR和风场再分析资料及降水资料,发现一个与云南雨季5月降水显著相关的关键区(77.5~82.5 °E,5~10 °N),关键区内OLR低频振荡(Ikey)在4月2—3候的平均值(Ikey-Apr)与云南5月降水具有显著负相关,云南5月多雨年时为负值(低频对流活跃),少雨年时为正值(低频对流受抑制)。多雨年时,关键区在4月2—3候出现的强低频对流标志着亚洲热带季风开始在关键区建立并进入ISO(季节内振荡)活跃期,约20 d后的4月末—5月初关键区低频振荡再次进入活跃位相,激发西南季风沿西南-东北方向传播并向云南输送水汽,当低频对流传到云南后,西南季风在云南建立,云南较早进入雨季,5月降水迅速增多。而当关键区低频信号于4月末—5月初较晚出现时,第二次低频对流和西南季风ISO的东北向传播也随之推迟,夏季风在云南建立和云南雨季开始偏晚,5月降水偏少。把Ikey-Apr作为云南雨季开始早晚和降水多寡的前兆信号。云南5月多雨年从4月第4候—5月第5候,低频对流在云南形成了一个完整波型,5月第1候前孟加拉湾和云南处于低频对流抑制区控制下,西南向水汽输送未形成。5月第1候后关键区低频对流开始向西北-东北向传播,孟加拉湾低频西南风加强,暖湿气流逐渐传向云南,西南季风在云南建立,雨季提前开始,降水迅速增多。      

Intraseasonal oscillation of the southwest monsoon over Sri Lanka and evaluation of its subseasonal forecast skill

斯里兰卡的雨季发生于5-9月间,主要受西南季风的控制.本文发现该地区的西南季风降水存在很强的次季节变率,主导周期为10-35天.降水的季节内变化与西传的异常气旋有关.进一步,利用S2S比较计划中欧洲中心的数值预报模式(ECMWF)提供的回报试验数据,评估了当今动力模式对斯里兰卡西南季风次季节变化的预报技巧.结果显示,对季风指数的预测技巧超过30天,而对降水指数的预测技巧大约两周,且模式的预报技巧具有明显的年际差异.分析表明,能否正确模拟出大尺度环流对热带对流的响应是影响斯里兰卡降水预测的重要因子.     

2018年汛期我国东部雨季天气特征分析

2018年主汛期我国平均降水量为652.0 mm，较常年同期偏少95.0 mm。空间分布上呈现出北方降水偏多，南方降水偏少的总体特征。其中华南地区前汛期降水量较常年偏少5—8成, 江淮地区梅雨季降水量较常年偏少4—8成，华北地区降水量较常年偏多2—8成，局地偏多2倍以上。除华北雨季开始时间较常年偏早外，华南前汛期、江淮梅雨期开始时间均较常年偏晚。2018年主汛期全国平均降水日数71.29d，较常年偏少12.67d。共出现暴雨5229 站日，较常年偏少280站日。华南前汛期降水阶段性明显，中前期冷空气较弱，副高异常偏强是降水偏少的重要原因，后期南海季风爆发，水汽条件明显改善，中高纬度环流经向度增大，降水明显增强；江淮梅雨期间，长江中下游地区高层辐散抽吸的动力条件以及低层水汽辐合均较常年同期偏弱，是梅雨期降雨强度整体偏弱、梅期偏短的重要原因。华北雨季期间，东北亚稳定维持着一个异常反气旋环流，在中纬度地区形成东高西低的环流形势，是华北地区出现强降水的重要原因之一。2018年汛期全国共出现34次区域性暴雨过程，区域性暴雨过程的次数与常年同期基本持平或略偏少，全国暴雨站日也较常年同期略偏少。     

中国与印度夏季风降水的比较研究

本文用1951—1980年中国和印度的降水资料研究了两个地区在西南季风时期(6—9月)总雨量变化的关系。发现印度的雨量变化与中国各地雨量的相关关系有正、有负,最明显的是印度中西部与我国华北地区有较高的正相关。进一步对两个地区降水存在遥相关的原因进行了分析,发现南亚次大陆低压是联系两个季风区雨量变化的重要环节。中国季风雨量与印度季风雨量的相关趋势,主要决定于中国各地雨量与东亚夏季风强度的关系。      

“不一般”的华北雨季

从气候角度来说,我国东部地区汛期降水主要受东南季风和高原季风的影响,各地雨季的长短和雨量的多寡都与夏季风雨带的进退、移动和停滞有关。受季风气候影响,我国华北地区降水季节分配不均,降水量大多集中在夏季.     

青藏高原雨季的降水特征与东亚夏季风爆发

用小波分析方法研究了1993年和1994年青藏高原雨季降水的多时间尺度变化特征,结果表明,小波变换对高原上降水从活跃期到中断期之间突变的时间有很好的分辨能力,并发现强弱季风年高原降水的变化特征有很大的差异：即高原降水除了其季节变化外,强东亚季风年(1994年)还有明显的30～60天低频变化;弱东亚季风年(1993年)却是准双周的变化明显。另外,还将高原上降水从活跃期到中断期的变化与同期的NcEP资料作了一些对比分析,发现高原雨季的开始与东亚夏季风爆发可能有一定的联系,即高原东部夏季降水的第一次活跃期与东亚夏季风的爆发时间基本一致。     

西南地区主要水循环过程的数值模拟分析

利用NCAR的公用陆面模式CLM4.0(Community Land Model 4.0),以1961~2010年普林斯顿大学的大气驱动场资料作为大气强迫场,对西南地区陆面过程变化进行了非耦合模拟试验。分析结果表明:西南地区降水呈现明显的干湿季节特征,季风期降水量分布为东北—西南走向,以印度缅甸一带向东北方向递减;非季风期近似呈东西梯度,以两湖地区为中心向西递减。全年而言,西南地区约有16.7%的降水首先被冠层截留,到达地面后约有60.5%以渗透的形式进入土壤,另有约17.1%形成地表径流,还有少部分降水以直接蒸发的形式加湿低层大气。各水循环因子分布与降水分布密切相关,其中冠层截留、地表径流、冠层蒸发的季风期与非季风期特征差异不大,而地下排水和地表蒸发在非季风期均明显高于非季风期,渗透过程则相反。非季风期西南地区水循环的蒸发高、渗透小、地下排水量显著,这三个过程的共同作用,造成西南地区冬春季陆面水份显著流失,是引发西南春旱的可能原因之一。     

江南西部雨季降水区域特征及其受热带海洋海表温度异常的影响分析

本文分析了江南西部雨季特征,研究了热带太平洋、印度洋海表温度异常对这一区域雨季降水的影响,并初步分析了其影响因子。结果表明:(1)江南西部雨季开始时间早,持续时间长,是中国梅雨季的一个重要组成部分。它具有明显的年际、年代际变化特征,21世纪后,进入了一个少雨期。(2)前冬热带海洋海温异常是江南西部雨季降水丰枯的一个强信号。即:当赤道中东太平洋海温为正(负)距平、西太平洋及中东太平洋副热带地区为负(正)距平(这种海温异常主模态分别称为正(负)海温异常型),相应地,热带印度洋表现为北正(负)南负(正)的海温反相位型时,江南西部雨季全区降水偏多(少)的可能性大。(3)在正(负)海温异常年,4~6月,赤道印度洋盛行偏东(西)风异常,不易(容易)形成转向北的南风异常,印度季风弱(强);西太平洋近赤道地区为强劲的偏东(西)风异常,其北为反气旋(气旋)性距平环流,导致西太平洋副热带高压位置异常偏西(东),强度偏强(弱)状态,有利于(不利于)江南西部降水发生。(4)在正海温异常年,江南西部水汽主要来源于西太平洋,并在此区域形成水汽辐合,有利于降水;而在负海温异常年,来自两大洋的水汽均通过江南西部地区,此区域成为水汽过渡带,不易形成水汽辐合,降水偏少。     

亚洲季风季节进程的若干认识

简要归纳了不同时期随着观测资料的更新对亚洲季风季节进程的若干认识。南海季风试验前,研究认识了东亚季风系统与南亚季风系统的区别。南海季风试验后,对季风进程有了更多的认识,江南副热带雨季开始于4月初,中印半岛热带雨季开始于4月底,南海热带雨季突然建立于5月中旬,都具有半年际的干湿转换。南海中部季风爆发后,亚洲季风在南亚、青藏高原东侧和东亚-太平洋地区全面爆发并由南向北推进。利用近年来高分辨率资料并考虑热带地区半岛陆海地形与热力的影响,认识到亚洲存在5个夏季季风槽与降水相联系的系统,它们分别是西南亚(阿拉伯海)夏季热带季风、南亚(孟加拉湾)夏季热带季风、东南亚(南海)夏季热带季风、西北太平洋夏季热带季风和东亚夏季副热带季风。     

云南雨季开始期时空变化特征及其与ENSO的关系

利用1971—2015年云南省124个气象台站雨季开始日期、美国NCEP/NCAR再分析资料和CPC热带太平洋海温指数等数据,运用数理统计方法分析了云南雨季开始期的时空变化特征及其与前期热带太平洋海温的关系。结果表明:(1)云南雨季主要从东、南、西3个方向呈半包围态势向西北腹地推进,具有明显的季风交汇区特征;(2)前期热带太平洋海温对云南雨季开始期的第一空间分布模态(全区一致型)影响显著,即除了雨季开始最早的滇西北、滇西、滇东北和滇东南等少数边缘地区,云南大部分区域的雨季开始期与热带太平洋海温存在显著的正相关关系,其中与前期3—4月Ni1o3.4指数相关性最好;(3)云南雨季开始期对前期3—4月Ni1o3.4指数的响应具有非对称性,对暖事件的响应大于对冷事件的响应;(4)前期热带太平洋海温主要通过影响低纬Walker环流和季风系统进而影响云南雨季的开始。     

华北夏季单峰和双峰降水过程的特征及其机理

采用1954—2010年NCEP/NCAR逐日再分析资料和中国753站逐日站点降水资料,定义了华北雨季的开始日和结束日,发现华北夏季存在单峰和双峰两种降水过程,选取典型单峰和双峰降水过程,对比分析这两种降水过程的特征和机理.结果表明:1)在华北雨季期间,单峰降水过程中的副高脊线没有中断的现象,而双峰降水过程中的降水中断现象是因副高的东退南压所致.2)华北夏季单峰降水年的季风中断现象不明显,季风的影响能一直持续至雨季结束,而双峰降水年的季风加强(减弱中断)对应着降水峰值(中断).3)滤波后的华北夏季降水时间变化显示,当30～60 d和7～14 d振荡的波峰相对时,则出现降水峰值;当30～60 d振荡的波谷和7～14 d振荡的波峰相对时,则出现降水中断.4)华北夏季双峰降水年的低频纬向风传播与双峰降水的时间演变具有较好的对应关系.     

亚洲-澳大利亚海陆地形与热力季节演变下的季风槽和季风降水

通过对1999—2007年美国NCEP FNL逐日全球大气分层分析资料和同期美国NASA热带测雨卫星（TRMM）降水产品资料进行气象要素分解,取其海陆差异影响的要素场,对亚洲-澳大利亚季风区的季风槽进行了逐候辨识,分析了亚澳季风区850 hPa各槽线的季节演变与降水的关系。结果发现在亚洲夏季风最强盛的时候青藏高原周边地区一共有五个季风槽,澳大利亚夏季风最强盛的时候在其周边地区存在三个季风槽,这些季风槽都有对应的降水出现并受当地半岛尺度地形的影响。南亚和东南亚的季风槽以及对应的降水持续时间约为半年（24—60候）,东亚和澳大利亚季风期要短一些（28—48候和1—17候）。东亚和澳大利亚北部地区都存在季风爆发之前的前汛期降水或过渡时期降水。     

东南亚地区夏季风爆发对云南雨季开始的影响

东南亚地区的夏季风在亚洲季风系统中首先爆发后,通过风场与对流场的变化对周边地区造成影响.通过对亚洲近地面层经向水汽通道的研究,发现在前期影响云南雨季开始的早迟最重要的一支南风水汽通道位于孟加拉湾（80～90 （E）附近.该南风水汽通道一般在春季开始建立,它的建立有助于夏季风在东南亚地区爆发.在季风建立前,当这一水汽通道中南风水汽输送异常偏强时,相应地中南半岛附近的对流也增强,对应着云南的雨季开始偏早,初夏降水偏多,反之则初夏降水偏少.研究表明,该水汽输送的强弱可以作为预报云南雨季开始期及初夏雨量的一个重要信号.研究还发现,前期赤道中东太平洋的冷海温有利于孟加拉湾经向水汽输送的加强,从而影响到云南的雨季开始和初夏的雨量.     

青藏高原雨季中断及活跃

青藏高原盛夏雨季降水中断和活跃是高原地区一种季节性天气气候现象。本文所指的雨季中断是高原夏季雨季期间的少雨时段。 我们选用1969—1978年7—8月各层等压面图、雨量和风场等资料对青藏高原盛夏雨季中断、活跃以及印度季风中断、活跃作了分析。通过对比分析发现:高原盛夏雨季中断和活跃存在着准两周振动规律,及两者在环流上存在着明显的差异。