中国西北地区春末夏初降水异常的时空变化特征

利用中国西北五省（区）９０个测站１９６０￣１９９０年５￣６月月总降水量资料,采用ＥＯＦ和ＲＥＯＦ方法对春末夏初降水的空间异常特征、时间变化规律以及降水异常的主要进行了诊断研究。结果表明：中国西北地区春末夏初降水的主要空间异常型表现为全区一致的多雨或少雨型;南北相反变化型和东西相反变化型。西北地区春末夏初降水的主要异常敏感区为西北东部区、河西走廊区、青藏高原东侧区、北疆区、江河源头区和沙漠盆地区。５     

甘肃河东春末夏初干旱的时空特征和预测研究

利用甘肃５５ 个测站,１９６８ ～１９９７ 年５ 月中旬至６ 月中旬降水资料,采用 Ｅ Ｏ Ｆ、 Ｒ Ｅ Ｏ Ｆ、波谱分析,对春末夏初降水异常的空间结构及时间演变特征作了研究。结果表明,甘肃河东春末夏初降水异常在空间上主要表现为陇东、中部、陇东南、甘南４ 个主要类型。河东各主要气候区春末夏初降水的时间变化基本趋势是：８０ 年代春末夏初降水增加,而９０ 年代以来,降水均有不同程度减少,干旱加剧。甘肃河东春末夏初降水变化以短周期振荡为其主要特征。在１０ 年的年际变化中,陇东比各型均落后１ ～２ 年。从环流形势看,当春末夏初北半球５００ｈ Ｐａ 高度距平场结构呈现出明显的正 Ｐ Ｎ Ａ 型时,中国西北地区同期降水偏少     

江淮梅雨期降水不同尺度异常与SSTA的关系

利用1959-2000年江淮地区80站的月降水量资料，研究江淮梅雨期（6_7月）不同尺度降水量异常的时间演变规律，分析江淮梅雨不同尺度降水异常与海温异常的关系。结果表明：1）近42a来，江淮梅雨期降水异常呈明显上升趋势，同时存在显著的年际、年代际尺度变化信号。2）对江淮梅雨期降水异常进行时间尺度分离，不同尺度的降水异常序列多（少）雨年份表现出很大的不同。在少雨背景上，年代际变化序列出现多雨期。在多雨背景上，年际变化序列出现明显的少雨年份。3）分析不同时间尺度的江淮梅雨期降水异常序列与SSTA的关系，发现对应的显著相关区域有很大不同，这意味着海温异常对江淮梅雨存在多时空尺度的影响作用。     

黄淮海平原夏季降水与前期全球OLR场的相关分析

在用ＥＯＦ方法分析黄淮海平原夏季降水空间分布特征并进行分区的基础上，计算各自然区月降水量与前期月平均ＯＬＲ场的点相关系数，分析相关关键区的时空分布，以及多雨和少雨年份ＯＬＲ场的前期特征。发现，黄淮海平原夏季月降水量与全球ＯＬＲ场既存在空间上的遥相关，也存在时间上的后滞相关性。以关键区内ＯＬＲ距平平均作为因子，经二级筛选建立６月份降水预报模型，对历史实况拟合较好。     

中国西北地区春季降水异常的特征分析

利用陕、甘、宁、青、新和内蒙西部共１０６个测站的１９６０～１９９０历年春季（３～５月）的季总降水量资料,通过ＥＯＦ、ＲＥＯＦ、功率谱分析等方法,对我国西北干旱半干旱地区春季降水异常的时空特性进行了分析研究。结果表明,包括内蒙古西部在内的中国西北干旱半干旱地区的春季降水有６个主要的异常区域：高原东侧及渭水流域区、河套区、北疆区、柴达木盆地区、青海高原区、南疆河西区;内蒙西部的春季降水变化趋势与我国西北地区基本一致,准３年Ｘ周期也是其主要周期。     

中国西北春季降水与太平洋秋季海温的异常特征及其相关分析

艇中国西北五省（区）８９个测站的１９６０～１９９４年历年春季（３～５月）的月、季总降水量和北太平洋０℃～５０℃Ｎ,１２０℃Ｅ～８０℃Ｗ范围内的秋季（９～１１月）平均海表温度,通过ＥＯＦ,ＲＥＯＦ,ＳＶＤ等方法,对我国西北地区春季降水和前期秋季太平洋海温的异常特性以及两者之间的空间遥相关特征进行了统计分析。结果表明,秋季北太平洋ＳＳＴＡ的主要型态是Ｅｌ Ｎｉ＾～ｎｏ／Ｌｉ＾～ｎａ分布型,其次是副热带     

近百年中国四季降水量异常的空间分布特征

根据１８８０年以来的降水量观测记录及史料,建立了我国１１０°Ｅ以东３５个站１８８０～１９９６年完整的四季降水量序列．文中给出了建立序列的方法和四季降水量异常的空间分布特征．由ＲＥＯＦ分析表明,四季的特征向量十分相似．把１８８０～１９９６年四季的降水量级别合在一起作ＲＥＯＦ分析,得到６个降水变化集中区,为全年降水异常分析及预测提供了基本资料．     

我国东北夏季降水异常的时空结构分析

使用1961～2000年我国东北地区35个台站夏季降水量资料，利用自然正交展开(EOF)和求趋势系数的方法分析了东北地区夏季降水异常的时空结构。结果表明，近40a东北地区夏季降水异常存在3个有明确物理意义的分布模态，分别表现为全区多雨(少雨)型、东部多雨(少雨)西部少雨(多雨)型和北部多雨(少雨)南部少雨(多雨)型；第1模态不仅具有年际变化，还具有明显的年代际变化；3个模态的趋势系数表明，全区多雨型、东部多雨西部少雨型、北部多雨南部少雨型均有增多的趋势。     

利用空间均匀网格对中国夏季降水异常区域特性的初步分析

用方差极大正交转动ＥＯＦ（Ｖａｒｉｍａｘ　ＥＯＦ）及点相关图法分析了夏季总降水（６、７、８月降水之和）及逐月降水的区域特性。使用的资料为全国范围４７个５°×５°经纬度网格上的降水资料，分析时段为１９５９—１９９４年。分析结果表明，由于采用了空间均匀的格同资料，本分析除进一步证实了中国东部地区降水异常的区域特性外，也揭示了西部地区降水异常的区域特性及沿长江流域东西方向上降水异常的相互关系。夏季总降水异常最显著的区域特性是江淮流域与河套及华南反相关。另外沿长江流域，四川盆地的降水异常与青藏高原东部及江淮流域的降水异常也存在着反相关联系。西部地区的区域特性为青藏高原中东部南北两侧为负相关，并且青藏高原中东部南侧的降水异常与华北东部及东北南部为正相关。上述的空间模都有准２—３ａ及１０ａ左右的周期。逐月降水的分析表明，６月份，江淮流域、华北东部及东北大部分地区为正相关。７月，河套地区与江淮流域的降水异常呈现一定的负相关联系，８月份降水异常的区域特性与夏季总降水异常的区域特性极其一致。     

华东区域台风降水量演变特征的初步研究

根据国家气候中心1961-2000年华东区域代表站逐日降水量资料，应用任福民等提出的方法，从降水量中分离出台风降水量；分析了华东区域台风降水量的演变特征。结果表明：（1）华东区域各省台风降水量均具有清楚的年际变化，不过各省年际变化并不同步。（2）各省台风降水量均存在多雨段和少雨段，但其相位可以不同。1971—1975年，福建、安徽和江西都处于多雨段，但江苏是少雨段，山东和浙江属正常段。（3）位于东南沿海的江苏、浙江、福建，TC降水量的年代际变化趋势与降水量的年代际变化趋势基本相同：因此，考虑降水年代际变化趋势时，必须关注TC降水的年代变化趋势。     

西藏高原汛期降水类型的研究

利用西藏高原２６个测站２６年（１９７３￣１９９８年）汛期（５￣９月）降水量资料,采用主成分分析和旋转主成分分析方法,对高原汛期降水空间分布型进行了分析。结果表明,主成分分解得到的降水空间分布形式较为集中,前３个特征向量场的分布型具有十分明确的物理意义,可表示降水场部方差的６３．１４％。旋转主成分分解生前６个载荷向量的累积方差贡献达７６．６７％,可较好反映西藏高原汛期降水６个异常敏感区：东南部、东北     

中国东部夏季风雨带向北推进与条件对称不稳定的关系研究

利用1981～2010年欧洲中期天气预报中心（ECMWF）ERA-interim再分析资料和中国741站日降水资料,分析了中国东部夏季风雨季期间,条件对称不稳定（CSI）与季风雨带季节性向北推进的关系。结果表明,逐月强降水距平场显示了雨带强降水中心自华南（4～6月）先北跳到江淮（5～7月）,再到华北（7～8月）的季节性进程,特别是7～8月强降水距平场具有“北多南少”分布特征,与对应的平均雨量场相比,其表征雨带季节性北跳现象更显著。与雨带强降水中心季节性变化一致,大气负湿位涡通量中心亦先在华南停滞（4～6月）、然后移到江淮（5～7月）,最后到达华北（7～8月）。在垂直方向上,CSI区4、5及9月主要在925～600 hPa,而6～8月抬升到700～600 hPa,CSI区也很好地表征了夏季风北进加强、南撤减弱以及所伴随的雨带变化趋势。在春末夏初,夏季风建立初期的华南、江淮雨季集中期,热成风（垂直风切变）作用对倾斜对流有效位能（SCAPE）的贡献占绝对优势,盛夏的华北雨季集中期则相反,浮力作用项（CAPE）占主要作用;同时,热成风作用项的季节分布与强降水中心季节变化一致,但浮力作用项却没有这种变化关系。条件性湿位涡通量指数（CMF index）可指示雨带强降水异常区。     

我国季平均气温和降水局地同时相关的时空特征

将1955—1998年我国160站冬、夏季平均气温和总降水量序列分解为年代际和年际变化两个部分，用方差分析、相关分析和奇异值分解方法，分析了两种要素序列的方差构成及要素间局地相关关系的性质、季节变化和地理分布。结果表明:我国冬夏季气温、降水异常序列中，总方差年际变化大于年代际变化，但按自由度均分的方差，年代际变化较年际变化大，尤以气温为甚；单站气温、降水同时相关图上，夏季表现为显著的负相关，显著区主要分布在35°N以南、105°E以东的地区；夏季局地温度、降水也呈显著负相关关系，进一步分析表明，干热、湿凉型异常夏季多发生在江淮和华南两区，但同一年中两区夏季异常型常相反，它由年代际和年际变化中的负相关共同构成。     

近百年中国东部夏季降水年代际变化特征及其原因

本文利用测站降水观测资料分析过去一百多年中国东部华北、长江流域以及华南夏季降水的年代际变化特征发现,尽管这三个地区的夏季降水具有不同的年代际转折时期,但是均同时在1910年代初期、1920年代初期、1940年代中期、1960年代中期、1970年代末期以及1990年代初期发生了跃变。近一百年间不同年代际时期东部夏季降水的分布型主要以南正北负或者南负北正的偶极型为主,并且无论是偶极型分布还是三极型分布,两个相邻年代际时期中国东部降水分布型发生完全反向变化的概率较高（60%）。此外,夏季的PDO、冬季的AO以及春季的北极海冰也同时在1920年代末期、1940年代中期、1970年代末期以及1990年代中期左右发生了跃变,这几次跃变时期与中国东部三个不同地区夏季降水发生跃变的时期一致,表现出近百年来太平洋年代振荡（PDO）、北极涛动（AO）以及北极海冰这三个因子对中国东部夏季降水年代际变化的协同作用。在年代际时间尺度上,夏季的PDO与华北夏季降水显著负相关。PDO的年代际变化能够在500 hPa位势高度场中激发出太平洋—日本（PJ）型年代际遥相关波列;同时在850 hPa风场中激发出类似于影响华北夏季降水年代际变化的大气环流型,从而影响华北降水的年代际变化。冬半年的AO与长江流域夏季降水存在显著正相关关系。冬季到春季正位相的AO导致亚洲大陆南部处于湿冷状态,土壤湿度的记忆性可将这种状态延续到夏季。因此,夏季海陆热力对比减弱,东亚夏季风发生年代际减弱,相应地长江流域的降水年代际增多。春季北极海冰与华南夏季降水显著负相关,北极海冰的年代际异常能在500 hPa位势高度场中激发出与静止Rossby波异常传播相联系的欧亚—华南年代际遥相关波列,从而影响华南降水的年代际变化。     

RESPONSES OF SUMMER RAINFALL OVER CHINA TO ANOMALIES OF SEA SURFACE TEMPERATURE IN THE NORTH PACIFIC

The temporal and spatial responses of summer(June—August)rainfall (SR) over China to anomalies of sum-mer sea surface temperature (SST) in the North Pacific is investigated by using regression analysis and prin-cipal component analysis in this paper.The results show that the responses of SR over China to SST anomalyin the eastern North Pacific in middle latitudes are more sensitive than the others.The strong response areasof SR to SST are generally located in the Changjiang River valley,west:rn North of China,and South China.The spatial pattern of responses of SR to SST manifests in the spatial pattern of the first principal componentnamely,the domain shape with negative-positive-negative anomalies along south-north direction,thus the signof anomalies in the Changjiang River valley is contrary to that of its North or South.     

Eurasian Snow Cover Variability and Its Association with Summer Rainfall in China

This study investigates the statistical linkage between summer rainfall in China and the preceding spring Eurasian snow water equivalent (SWE), using the datasets of summer rainfall observations from 513 stations, satellite-observed snow water equivalent, and atmospheric circulation variables in the NCEP/NCAR re-analysis during the period from 1979 to 2004. The first two coupled modes are identified by using the singular value decomposition (SVD) method. The leading SVD mode of the spring SWE variability shows a coherent negative anomaly in most of Eurasia with the opposite anomaly in some small areas of the Tibetan Plateau and East Asia. The mode displays strong interannual variability, superposed on an interdecadal variation that occurred in the late 1980s, with persistent negative phases in 1979--1987 and frequent positive phases afterwards. When the leading mode is in its positive phase, it corresponds to less SWE in spring throughout most of Eurasia. Meanwhile, excessive SWE in some small areas of the Tibetan Plateau and East Asia, summer rainfall in South and Southeast China tends to be increased, whereas it would be decreased in the up-reaches of the Yellow River. In recent two decades, the decreased spring SWE in Eurasia may be one of reasons for severe droughts in North and Northeast China and much more significant rainfall events in South and Southeast China. The second SVD mode of the spring SWE variability shows opposite spatial variations in western and eastern Eurasia, while most of the Tibetan Plateau and East Asia are in phase. This mode significantly correlates with the succeeding summer rainfall in North and Northeast China, that is, less spring SWE in western Eurasia and excessive SWE in eastern Eurasia and the Tibetan Plateau tend to be associated with decreased summer rainfall in North and Northeast China.     

春季青藏高原感热对中国东部夏季降水的影响和预测作用

利用1980-2012年青藏高原中、东部71个站点观测资料、全中国756站的月降水资料、哈得来中心提供的HadISST v1.1海温资料以及ERA-Interim再分析资料,综合青藏高原的感热加热以及全球海温,研究了春季青藏高原感热对中国东部夏季降水的影响,并建立预报方程,探讨了青藏高原春季感热对中国降水的预报作用。结果表明,青藏高原春季感热与中国东部降水关系密切,青藏高原春季感热异常增强伴随着长江流域中下游同期降水增多,后期夏季长江流域整流域降水也持续偏多,华南东部降水偏少。春季青藏高原感热的增强与环北半球中高纬度的罗斯贝波列密切相关,扰动在北太平洋形成的反气旋环流向西南方向延伸至西北太平洋,为长江流域输送大量的水汽,有利于降水的发生。夏季,伴随着前期青藏高原感热的增强,南亚高压位置偏东,西北太平洋副热带高压（西太副高）位置偏西偏南,西太副高北侧为气旋式环流异常。在西太副高的控制下,华南东部降水减少;西太副高西侧的偏南气流为长江流域带来大量水汽,并与来自北部气旋式环流异常西侧的偏北风发生辐合,降水增多。青藏高原春季感热异常是华南和长江流域夏季降水异常的重要前兆信号。加入青藏高原春季感热后,利用海温预报的华南、长江流域夏季降水量与观测值的相关系数有所提高,预报方程对区域降水的解释方差提高约15%。      

Seesaw Pattern of Rainfall Anomalies between the Tropical Western North Pacific and Central Southern China during Late Summer

It is well known that suppressed convection in the tropical western North Pacific(WNP) induces an anticyclonic anomaly,and this anticyclonic anomaly results in more rainfall along the East Asian rain band through more water vapor transport during summer, as well as early and middle summer. However, the present results indicate that during late summer(from mid-August to the beginning of September), the anomalous anticyclone leads to more rainfall over central southern China(CSC), a region quite different from preceding periods. The uniqueness of late summer is found to be related to the dramatic change in climatological monsoon flows: southerlies over southern China during early and middle summer but easterlies during late summer. Therefore, the anomalous anticyclone, which shows a southerly anomaly over southern China, enhances monsoonal southerlies and induces more rainfall along the rain band during early and middle summer. During late summer,however, the anomalous anticyclone reflects a complicated change in monsoon flows: it changes the path, rather than the intensity, of monsoon flows. Specifically, during late summers of suppressed convection in the tropical WNP, southerlies dominate from the South China Sea to southern China, and during late summers of enhanced convection, northeasterlies dominate from the East China Sea to southern China, causing more and less rainfall in CSC, respectively.     

Observed,reconstructed, and simulated decadal variability of summer precipitation over eastern China

Based on observations made during recent decades, reconstructed precipitation for the period A.D. 1736–2000, dry–wet index data for A.D. 500–2000, and a 1000-yr control simulation using the Community Earth System Model with fixed pre-industrial external forcing, the decadal variability of summer precipitation over eastern China is studied. Power spectrum analysis shows that the dominant cycles for the decadal variation of summer precipitation are: 22–24 and quasi-70 yr over the North China Plain; 32–36, 44–48, and quasi-70 yr in the Jiang–Huai area; and 32–36 and 44–48 yr in the Jiang–Nan area. Bandpass decomposition from observation, reconstruction, and simulation reveals that the variability of summer precipitation over the North China Plain, Jiang–Huai area, and Jiang–Nan area, at scales of 20–35, 35–50, and 50–80 yr, is not consistent across the entire millennium. We also find that the warm (cold) phase of the Pacific Decadal Oscillation generally corresponds to dry (wet) conditions over the North China Plain, but wet (dry) conditions in the Jiang–Nan area, from A.D. 1800, when the PDO became strengthened. However, such a correspondence does not exist throughout the entire last millennium. Data–model comparison suggests that these decadal oscillations and their temporal evolution over eastern China, including the decadal shifts in the spatial pattern of the precipitation anomaly observed in the late 1970s, early 1990s, and early 2000s, might result from internal variability of the climate system.     

华北夏季降水的年代际变化

利用我国740个测站逐日降水资料和NCEP/NCAR逐日再分析资料,使用合成分析等方法,对华北夏季降水的年代际变化特征进行分析。结果表明:华北夏季降水的年代际变化与华北夏季雨带的年代际变化密不可分。在华北夏季降水偏多阶段,华北地区雨带降水量较大,华北雨带能够向西延伸,雨带位置大多数时间能够越过115°E,并且能够接近华北西部边界110°E,位置偏西;而在华北夏季降水偏少阶段,华北雨带降水量偏小,雨带虽然也能够越过115°E,但维持时间不长,且向西延伸并不明显,雨带位置很难接近华北西部边界110°E,位置偏东。华北雨带发生的年代际变化和东亚地区大气环流以及东亚夏季风的年代际变化有关。