冬季欧亚大陆雪盖与江苏梅雨量关系的初探

本文着重讨论了冬季欧亚大陆雪盖与江苏梅雨量的年际变化关系。分析发现：冬季欧亚大陆雪盖与江苏梅雨量之间呈显著的负相关，而与沿江地区夏季降水量之间的关系不密切。异常的雪盖对江苏丰、枯梅雨有很好的指示意义。     

欧亚大陆冬季积雪异常与东亚冬季风及中国冬季气温的关系

采用相关及合成分析方法,对ＥＭＭＷＦ１９７９－１９９３年的网格积雪深度资料深度资料,冬季海平面气压场,５００ｈＰａ高度场及中国冬季气温场进行了分析,研究了欧亚大陆冬季积雪异常与东亚冬季风及中国冬季气温的关系。结果表明：欧亚大陆中高纬地区冬季积雪异常与东亚冬季风和中国冬季气温明显的关系。     

欧亚大陆冬季地表温度南北反相变化的年代际特征及机理

对欧亚大陆冬季地表温度南北反相的时空分布特征及机理的分析结果表明,欧亚大陆冬季地表温度约以55°N为界存在南北反相变化特征。1961~2015年欧亚大陆冬季地表温度变化具有显著的年际和年代际变化特征;年代际尺度上,北半球行星波"冬三"分布型变化与欧亚大陆地表温度南北反相变化密切联系。冬季欧亚地表温度南北反相变化存在明显的季节内转变。滤除年代际信号和全球变暖趋势后,欧亚大陆冬季地表温度与秋季北极海冰面积之间存在显著相关;北极海冰面积减小是欧亚、尤其中亚地区冬季地表温度降低的主要外强迫因素之一;同期北大西洋"三极子"和欧亚大陆冬季地表温度南北反相变化在年际尺度上存在显著相关。     

西伯利亚高压与冬季欧亚大陆热力变化的关系

主要应用EOF方法和相关、合成、小波等分析方法,初步分析了冬季欧亚大陆北部区域地面热力变化特征和西伯利亚高压(SH)的相互联系,结果表明:冬季欧亚大陆北部与南部不同区域间存在反向的热力差异,其中北部区域变化最为强烈,其地面气温存在2～4a为周期的年际振荡和准10 a为周期的年代际变化特征.SH与欧亚大陆北部区域热力变化有着紧密联系,当SH位置偏南(北),则该区域地面温度偏高(低),即SH平均纬度位置南北移动1.0°时,该区域的平均气温就变化0.65℃.进一步分析表明欧亚大陆北部区域热力异常和SH中心纬度位置的南北摆动与中高纬度环流经向度异常所激发的冷、暖平流的活动有密切联系.     

冬季欧亚大陆反气旋活动特征及其与中国气温的关系

本文基于拉格朗日观点,利用NCEP/NCAR再分析资料追踪了1979—2012年冬季欧亚大陆的反气旋活动,定义了冬季欧亚大陆反气旋强度指数,并据此分析了近30多年来欧亚大陆反气旋的活动特征及其与中国冬季气温的关系。结果表明,近30多年来冬季欧亚大陆反气旋强度有明显的年际、年代际变化,近10 a来其活动处于较强的位相;反气旋强度指数序列与中国大部分地区的冬季气温存在显著的负相关关系,当冬季欧亚大陆反气旋活动增强(减弱)时,中国大部分地区的冬季气温偏低(高);影响我国气温的反气旋生命期主要为1~3 d;蒙古高原是欧亚大陆反气旋活动的关键区域,每年有超过40%的反气旋经过该区域。这些反气旋多具有较强的移动性,其主要源地为斯堪的纳维亚半岛、地中海—黑海—里海—咸海附近以及中西伯利亚地区。     

春季欧亚大陆地表气温变化特征的气候意义

研究了春季欧亚大陆地表气温的年际变化及其相联系的环流场特征,发现春季欧亚大陆地表气温年际变化呈现为大陆尺度的南北跷跷板式的空间分布特征, 即当中高纬度地表气温为正距平时,副热带地区则为负距平,反之亦然。这种空间分布型代表了欧亚大陆中高纬度地表气温年际变化的主要特征。进一步的研究表明,这种变化与前期冬季北大西洋涛动（NAO）有着显著的正相关,而与同期的NAO无关。同时,欧亚大陆地表气温异常存在着明显的从冬到夏的持续性。与东亚初夏气候变化关系的研究表明,春季欧亚大陆地表气温的变化通过影响鄂霍次克高压的变化进一步影响初夏梅雨的变化。当春季欧亚大陆中高纬度地表气温为正距平时,鄂霍次克高压偏强,初夏梅雨较活跃,反之亦然。     

天山山区近40年冬季温度变化特征

利用新疆1959～1998年的冬季温度资料,分析天山山区近40年来冬季温度变化的基本特征,并与新疆南部、新疆北部进行比较,所得主要结果如下：(1)天山山区冬季平均温度在冷暖变化阶段上与新疆北部的相似性强于新疆南部。(2)冬季平均温度空间分布的同步变化性以新疆北部为较好,新疆南部和天山山区较差,而冬季平均温度空间分布的反向变化性,以天山山区和新疆南部较大,新疆北部较小。(3)三大区域冬季平均温度20世纪60～70年代的变化趋势是不同的,但70～90年代均表现为持续升温,90年代为最暖。(4)就近40年的显著线性增温趋势的空间分布范围看,以最低温度表现得空间范围最广,最高温度最差,平均温度居中。冬季最低温度增温率以新疆北部最大,新疆南部居中,天山山区最小。新疆南部和新疆北部冬季平均温度存在长度分别为27及29年的相近的最佳增温时段,增温率新疆北部大于新疆南部。(5)新疆北部和新疆南部冬季平均温度均在1979年发生了由低温向高温的突变。     

欧亚大陆雪盖月际变化特征及其与我国气候异常的关系初探

利用ＮＯＡＡ提供的逐月欧亚大陆雪盖面积指数资料，分析了欧亚大陆雪盖月际动态演变特征，结果表明其月际动态演变特征非常复杂，且具有明显的年代际和年际变化，此外，还初步探讨了其与后期区域气候的关系。     

欧亚大陆极端降水事件的区域变化特征

近年来,在全球变暖的背景下,极端气候事件特别是极端降水事件,发生频率愈发上升。本文使用美国气候预测中心提供的逐日降水资料,统计分析了1979—2018年期间欧亚大陆各个子区域极端降水事件的时空变化特征。结果表明:1)从气候态的空间分布特征来看,南欧、南亚、东南亚、东亚地区为欧亚大陆全年总降水量高值区,同时也是极端强降水频发地区;而东亚地区青藏高原、中国中西部至蒙古一带,南亚地区印度次大陆以及中亚、西亚等地的部分地区则是连续性干旱事件的高频区,极端强降水事件发生频次较少;2)在21世纪初之后,东南亚、南亚、东亚、北亚、西亚和南欧这6个地区的全年总降水量发生年代际增加,且在研究时段呈显著增加趋势。在过去近40 a,南亚、东亚和中亚的RX1day(日最大降水量)、RX5day(连续5 d最大降水量)、中雨日数(R10mm)、大雨日数(R20mm)自20世纪90年代中期年代际增加,且呈长期增加趋势。南亚、北亚、东亚、中亚这4个地区的最大连续干旱日数在20世纪80年代初显著增加,但长期趋势并不显著。需要指出的是,自2014年起极端强降水事件在东南亚、南亚和东亚地区持续增多,而连续性干旱事件在北欧地区持续增多。     

Opposing Trends of Winter Cold Extremes over Eastern Eurasia and North America under Recent Arctic Warming

Under recent Arctic warming, boreal winters have witnessed severe cold surges over both Eurasia and North America,bringing about serious social and economic impacts. Here, we investigated the changes in daily surface air temperature(SAT) variability during the rapid Arctic warming period of 1988/89–2015/16, and found the daily SAT variance, mainly contributed by the sub-seasonal component, shows an increasing and decreasing trend over eastern Eurasia and North America, respectively. Increasing c...     

A Comparative Analysis of Primary and Extreme Characteristics of Dry or Wet Status between Asia and North America

In this study, the Palmer Drought Severity Index (PDSI) was used to analyze the average and extreme dry/wet states of Asia and North America from 1953 to 2003. The results indicate that the two continents underwent drying trends during this period. Compared with North America, Asia showed more severe drought trends. However, more significant and regular seasonal variation for drought was found in North America. The driest regions in Asia were located in the northern region of China, Mongolia, and eastern mid-Siberian plateau. Most regions in central North America were relatively wetter than other regions. The northern and southwestern regions of North America, as well as the Atlantic and Pacific coastal areas, experienced the most drought during this period. A sharp increase of the drought area and the number of extreme drought events took place from 1997 to 2003 in both Asia and North America. Severe drought events were more likely to occur during the summer on both continents. Asia had the most extreme drought events during July, but North America reached its highest drought frequency from June to September. In Asia, a persistent increasing trend of extreme drought emerged throughout the studied period. However, a more complex evolution of drought emerged in North America: a decreasing trend appeared before the mid-1960s and an increasing trend appeared after the late 1970s. A relatively steady dry/wet status was observed between the mid-1960s and the late 1970s. The role of exceptional, extreme drought events with respect to the La Nin?a event was considered during 1997–2003.     

NCEP集合预报系统在亚欧和北美区域的预报效果对比

使用NCEP集合预报系统（EPS）输出的500hPa位势高度场预报资料和相应的NCEP／NCAR再分析资料,针对集合平均预报和概率预报,采用多种预报效果检验评价方法,对该系统在亚欧和北美区域的预报效果进行全面的分析比较。总体而言,NCEP—EPS对亚欧区域的环流集合预报效果不亚于其对北关区域的预报效果。1）ACC检验表明,亚欧区域的集合平均预报效果在除冬季外的三个季节都明显优于北美区域,可用预报的时效相差达0．6～1d,且夏季的差别最大。RMSE检验表明,亚欧区域的预报效果在四个季节里均优于北美区域。2）集合概率预报可靠性的季节差别不明显,均为预报时效较短（长）时,北关（亚欧）区域的可靠性更好。系统对亚欧区域的事件识别范围相对较小,但其预报可靠性较高,北美区域则正好相反。3）夏季亚欧区域的集合概率预报效果明显优于北美区域,秋季和冬季北关区域的预报效果较好,春季在预报时效小于5d时北美区域占优,而其后则是亚欧区域的预报分辨能力更好。     

中国干湿状况和干湿气候界限变化研究

选取全国616个地面气象台站1975-2004年的地面资料,通过Penman-Monteith公式计算的参考蒸散确定湿润指数（W）,按W为0．03、0．2、0．5和1．0把中国分为极干旱、干旱、半干旱、半湿润和湿润5个干湿区,给出了湿润指数的变化趋势和变异状况的地理分布,讨论了湿润指数的年代际变化特征。结果表明：湿润状况显著增加的地区主要为新疆西北部和中国的西南部,干旱化显著的地区主要在青海的东部、甘肃的南部和四川北部;干湿状况变化从中国的东部向西部逐渐增大,中国的西南地区干湿状况最为稳定;20世纪80年代初全国的平均干湿状况发生变化,由干旱趋向湿润,30a来半湿润、湿润地区干湿状况年际变化大,半干旱区和湿润区增多,半湿润区减少。     

北疆冬季气温季节内变化及其环流特征

基于新疆北部区域(简称北疆)37个代表气象站1961—2019年逐月平均气温资料和NCEP/NCAR再分析环流资料,通过经验正交函数(EOF)分解和相关分析方法,研究北疆近58 a冬季气温季节内变化的时空演变特征及其对应的大气环流特征。结果表明:(1)北疆前冬和后冬气温EOF分解的前两个模态在空间上均表现为全区一致变化型和偏西偏北地区与中东部反相变化型。前冬和后冬气温全区一致型的时间系数与同期500 hPa位势高度场呈显著负相关关系区域位于乌拉尔山附近,气温反相变化型的时间系数与同期500 hPa位势高度场呈显著正相关关系区域位于波罗的海附近。(2)北疆冬季气温季节内主要有前后距平一致和前后距平相反两种特征。在北疆冬季气温前后距平相反年份",前冷后暖"时的500 hPa乌拉尔山高压脊减弱消失,欧洲槽东移加深,东亚大槽强度减弱";前暖后冷"时,500 hPa欧洲槽减弱西退,乌拉尔山地区高度场抬升,东亚大槽加深。(3)前冬偏冷时,后冬偏暖的主要原因来自于500 hPa极涡增强,欧洲槽加深;前冬偏暖时,后冬偏冷的大部分原因是受500 hPa欧亚大陆大片的负变高区影响。     

Impact of the Winter North Pacific Oscillation on the Surface Air Temperature over Eurasia and North America: Sensitivity to the Index Definition

This study analyzes the impact of the winter North Pacific Oscillation(NPO) on the surface air temperature(SAT)variations over Eurasia and North America based on six different NPO indices. Results show that the influences of the winter NPO on the SAT over Eurasia and North America are sensitive to the definition of the NPO index. The impact of the winter NPO on the SAT variations over Eurasia(North America) is significant(insignificant) when the anticyclonic anomaly associated with the NPO index over the North Pacific midlatitudes shifts westward and pronounced northerly wind anomalies appear around Lake Baikal. By contrast, the impact of the winter NPO on the SAT variations over Eurasia(North America)is insignificant(significant) when the anticyclonic anomaly over the North Pacific related to the NPO index shifts eastward and the associated northerly wind anomalies to its eastern flank extend to North America. The present study suggests that the NPO definition should be taken into account when analyzing the impact of the winter NPO on Eurasian and North American SAT variations.     

欧亚北部2004年以来频繁冷冬的特征分析及机理初探

利用1961—2013年NCEP/NCAR发布的月平均全球再分析资料,分析了欧亚北部(40°65°N,50°-120°E)2004年以来频繁冷冬的异常特征及形成机理。结果表明:欧亚北部2004年以来冷冬频繁发生,但温度异常的空间分布,尤其中心冷区的位置有显著差异,主要表现为全区偏冷型(2005、2009、2010、2012年)和南部偏冷型(2004、2007、2011年)。全区偏冷年主要由北极涛动(AO)显著负位相所致,对应海表温度特征为北大西洋高、中、低纬度成东北-西南走向的"+、-、+"带状分布,该分布有利于北极涛动/北大西洋涛动(AO/NAO)负位相维持和增强;南部偏冷年大气内部活动异常为乌拉尔-贝加尔湖阻塞高压偏强,北极涛动/北大西洋涛动以弱正位相为主,对应主要海表温度特征为北大西洋中部偏高,其次则为太平洋年代际振荡(PDO)负位相下"类拉尼娜事件",上述海表温度异常均可促进类似欧亚遥相关的罗斯贝波列形成,有利于乌拉尔贝加尔湖阻塞高压偏强、亚洲中部多低槽活动。2004年以来欧亚北部两种类型冷冬的大气环流与海表温度均表现出与历史典型年相类似的特征。     

中国北方近百年干湿变化与太平洋年代际振荡的关系

利用CRU(Climate Research Unit)1901～2002年全球0.5°×0.5°网格点月降水和月平均气温资料,利用一个能够用于检测地表干湿变化的湿润指数,对中国北方四个典型地区干湿演变特征及与北太平洋年代际振荡的关系进行了初步的分析.结果发现:降水和湿润指数在表征干湿变化的特征时有明显的差别,特别是在干旱和半干旱地区,增暖也是影响干湿变化的一个重要因素.相关分析表明,华北和西北东部的年干湿变化与同期太平洋年代际振荡(简称PDO)指数有密切的关系,PDO指数的正位相对应两个地区的干旱时段,负位相则对应两个地区的湿润时段,而新疆南部与PDO指数同期呈显著的正相关关系,即当PDO为正位相时,该地区为湿的时段,负位相对应干的时段.以100°E为界,北方的东部干湿变化与太平洋年代际振荡指数呈反相关,而西部则相反,与PDO呈正相关关系.     

华北水资源年代际变化及其与全球变暖之间的关联

本文利用1951～2011 年期间中国台站资料、东亚地区的探空资料、NCEP/NCAR 和ERA40 等大气再分析资料,通过对水分平衡方程诊断探讨了华北地区过去60 年中水资源和可利用降水量的变化特征及其与大尺度环流变化之间的关系。结果发现,华北地区69%的降水量被蒸发,可利用降水仅仅为降水量的31%。夏季可利用降水是华北水资源的主要来源,华北夏季可利用降水量在80 年代初发生突变减少,进入21 世纪初,伴随蒸发量的增加该地区可利用降水量进一步减少。西风带水汽与东亚夏季风水汽是华北可利用降水的主要来源。NCAR/NCEP 和EAR40 再分析资料的结果均显示贝加尔湖一带的位势高度偏低和西太平洋高压的偏强有利于该地区降水增多。利用探空资料进一步证明,蒙古以及贝加尔湖地区的温度在对流层低层变暖和位势高度场的加强导致了过去几十年华北可利用降水量减少。由于贝加尔湖地区温度变化与全球变暖存在密切关联,监测该地区温度的变化对预测华北水资源和东亚夏季风的长期变化具有重要的意义。     

北太平洋的年代际振荡与全球变暖

通过回顾和总结前人工作,特别是有关北太平洋年代际振荡的研究,针对近50年来北太平洋中纬度海温变冷的现象进行了分析与讨论。从全球气候变化的角度,总结了影响北太平洋中纬度海温变冷现象的几种可能机制,推测了全球气温变暖可能会对北太平洋的直接或间接影响,归纳指出了研究该问题的复杂性与目前面临的困难。