湛江市降水年代际特征及其影响机制

【目的】研究湛江地区降水的年际、年代际特征及其影响因素。【数据】基于1962-2016年湛江地区6个国家气象观测站的逐日降水资料、同期月平均ONI、PDO序列和月平均风场、相对湿度等再分析资料,【方法】结合线性倾向估计、连续小波变换、相关分析等多种统计学方法。【结果与结论】湛江地区降水存在准2 a、5~8 a的年际振荡,降水日数有显著的准40 a年代际振荡;夏、秋季节的降水变化构成了湛江地区全年降水变化的主要部分;除冬季降水量增加外,各季节降水与降水日数基本呈现"偏多-偏少"的年代际特征;进一步对比发现P1(降水偏多)时期涝年较多,旱年较少,P2(降水偏少)时期恰好相反,但严重涝年偏多,降水强度增大,极端性降水事件发生频次增多。通过对湛江地区降水可能产生影响的因素分析发现:P2时期湛江地区降水频次的减少主要是由于西北太平洋副热带高压的增强、西南季风的减弱以及夏、秋季孟加拉湾和中南半岛异常下沉气流影响所致;冬季南海东部低层异常气旋环流是P2时期降水增加的一个主要原因;P2时期ENSO、PDO等大尺度海气系统在调控湛江地区降水变化中所起作用均有增加。     

不同年代际背景下1963年和1996年华北盛夏降水及其原因的对比分析

为了揭示不同年代际背景下1963年和1996年华北盛夏降水的不同特点及其成因,利用ECWMF逐月再分析资料和中国160站逐月降水等资料,采用合成分析、统计t检验等方法,重点从大气环流和大尺度降水条件方面对比分析1963年和1996年华北盛夏降水产生原因的不同。主要结论如下:1963年华北盛夏降水要多于1996年华北盛夏降水;1963年华北盛夏降水为季风降水,而1996年华北盛夏降水为系统降水;影响1963年华北盛夏降水的中国东部地区500hPa位势高度场的距平分布为"北高南低"型,而影响1996年华北盛夏降水的中国东部500hPa位势高度场的距平分布为"西高东低"型。     

广东阳江夏季降水的气候特征分析

为解阳江夏季降水的气候特征,进一步做好阳江气候降水预测,利用Motlet小波分析理论、Mann-Kendal检验和滑动t检验等方法对阳江单站57年（1953—2009年）6月到8月逐日降水资料进行分析,结果表明：阳江夏季降水经历了3个阶段,由降水逐渐增加时期变化到相对干旱时期,再到现阶段降水年际变化大;主要的降水周期为7—8年,1963年是降水的突变点;小雨量级降水为主要降水类型,在1980年以来阳江夏季大雨和暴雨降水日数逐渐增多,而大雨和暴雨量级降水是降水量的主要构成。     

广东阳江夏季降水的气候特征分析

为解阳江夏季降水的气候特征,进一步做好阳江气候降水预测,利用Motlet小波分析理论、Mann-Kendal检验和滑动t检验等方法对阳江单站57年(1953-2009年)6月到8月逐日降水资料进行分析,结果表明:阳江夏季降水经历了3个阶段,由降水逐渐增加时期变化到相对干旱时期,再到现阶段降水年际变化大;主要的降水周期为7-8年,1963年是降水的突变点;小雨量级降水为主要降水类型,在1980年以来阳江夏季大雨和暴雨降水日数逐渐增多,而大雨和暴雨量级降水是降水量的主要构成。     

夏季青藏高原大气热源分布特征与对中国降水的影响

利用NECP/NCAR月平均再分析资料,研究1951～2010年夏季青藏高原主体大气热源分布、对东亚地区的环流影响及其与同期中国降水的关系.针对高原加热局地特征明显的特点,采用旋转经验正交函数等方法探讨不同类型的热源分布以及对东亚地区大气环流的影响.结果表明,当加热中心位于高原东南侧时,青藏高原夏季风加强,南亚高压偏南偏东,西太平洋副热带高压西伸加强,而东亚中高纬地区两脊一槽的经向环流分布形势明显,有利于中国长江流域的降水而不利于华南华北的降水发展.当加热中心位于高原中北部与西南地区时,青藏高原夏季风减弱,南亚高压偏西,西太副高明显偏东偏弱,中高纬环流的纬向特征明显,有利于中国地区北方降水而不利于南方地区的降水.     

川渝冬季降水的年际变化及其与海温异常的关系

为了认识川渝冬季降水与海温之间的关系,利用川渝地区44个站点降水资料和海表温度资料并借助EOF分解、小波分析和相关分析等方法,讨论了川渝冬季年际降水变化特征及其与前期海温异常之间的关系。结果表明：川渝冬季年际降水空间分布主要有3个类型,EOFl型为川渝冬季降水的一致偏多（偏少）,EOF2型为川渝西南部、东部降水偏少（偏多）,而川渝地区西北部、中部降水偏多（偏少）;EOF3型为川渝西南部降水偏多（偏少）,而东北部降水偏少（偏多）;EOF1型和EOF2型降水与前期海温的相关明显小于EOF3型并较为分散,EOF3型降水与前期夏季、秋季海温在热带中、东太平洋和印度洋中、北部呈现非常显著的正相关,对应ENSO特征非常明显。     

我国汛期降水的特征结构、年际变化及气象跃变

本文用36年(1951～1986)我国汛期(4～9月)160个站的降水距平百分率资料,用RPCA(Rotated Principal Component Analysis))的方法对我国汛期降水进行研究,结果表明:我国汛期降水有六种典型结构,它代表了我国汛期降水的空间分布特征;而相应的时间系数代表着年际变化。如果将各主分量的时间系数做5年滑动平均,按文献所定义的气候跃变,则在六十年代,我国黄河流域、长江下游及以南、东北地区的降水发生了气候跃变。     

北太平洋海表温度异常对我国汛期降水的影响

本文对我国汛期降水进行了旋转主分量分析,得到6个最基本的降水型,并利用北太平洋超前一年各季的海表温度与这6个降水型求相关,得到24张相关图。分析相关图的结果表明:黑潮海域的海表温度对我国东部绝大部分地区降水很敏感;影响我国江淮流域降水的海温区有几个,因而使得江淮流域旱涝情况特别复杂也难以预报;我国汛期降水和北太平洋海表温度的相关具有不同的时滞现象,绝大多数与冬半年的海温有密切联系,充分反映了海气相互作用具有十分复杂的机制。     

IPCC AR5 全球气候模式模拟的中国地区日平均降水精度评价

本文利用中国区域660个站点逐日地面降水资料,评估了由IPCC（the Intergovernmental Panel on Climate Change）数据中心于2014年最新发布的15个全球气候模式（Global Climate Models, GCMs）以及多模式集合（Multi-Model Ensemble, MME）对中国降水的模拟精度。首先,从全球范围数据集中读取研究区范围内的GCMs降水模拟数据;然后,提取各个气象站点处的GCMs模拟值;其次,将GCMs在同一站点的模拟值取平均,得到MME模拟值;最后,以气象站点实际观测值为基准,对GCMs的模拟值精度进行评估。研究结果表明：IPCC AR5 GCMs 1996-2005年平均日降水模拟值偏差在中国地区的空间分布均呈现出西北向东南逐渐减小的特征,东部地区平均相对误差较小,平均相对误差较大的点主要分布在西部,但均方根误差呈现出从西北向东南增加的趋势;MRI-CGCM3有82.3%的日平均降水模拟值偏差都比较小,偏差介于-0.5到0.5之间;对于中国地区1996-2005年平均日降水量,BNU和MIROC-ESM模拟精度最低;MME模式模拟值的相关系数>0.5、平均相对误差<0.5和均方根误差<4 mm的百分率均为最高,分别达到64.8%、25.8%和86.4%,偏差介于-0.5到0.5之间的比例为56.7%,说明MME对中国地区日平均降水的模拟精度优于大部分模式,MME模式可在一定程度上减少单个模式未来情景模拟的不确定性。     

前期印度洋海温异常对中国春季降水的影响

为了进一步认识印度洋海温的异常变化与中国降水的关系,采用SVD分析、相关分析及合成差值分析讨论了前期冬季关键区海温的异常变化对中国春季降水影响的差异,探讨了产生这种影响的原因。结果表明:前期冬季关键区海温的异常增高(降低),会造成后期春季中国华北往南到华中、华东、华南东部及西北的新疆地区的降水明显增多(减少),西南的四川、贵州及华南的广西等地降水会有所减少(增多)。与关键区冷年相比,在关键区的暖年,环流形势反映出东欧槽显著减弱,北方气压显著降低,蒙古高压明显减弱,冷空气南下更为明显,而华南东部、华中、华东及华北一直被较为显著的南风气流控制,海洋的暖湿气流向中国内陆输送更为显著,使得东部及中部大部分地区水汽较为充沛,形成大面积的降水。     

我国长江中下游农业区冬闲田的遥感监测分析

 近20年以来,随着我国经济结构的调整和农村劳动力的转移,部分地区冬闲田的面积呈明显增长态势。为了科学、合理及高效地利用冬闲田资源,本研究以长江中下游农业区为实验区,利用长时间序列NDVI数据,结合研究区耕地空间分布和农作物在出苗期和成熟期NDVI变化特征,构建了NDVI动态阈值法的冬闲田遥感监测方法,进而对研究区2007至2008年冬闲田的空间分布和闲置时间进行了提取分析。研究发现,2007至2008年,我国长江中下游农业区冬闲田总面积为20.55万km²,占耕地总面积的45.49%。冬闲田集中分布于研究区北部和西北部的江苏、安徽、河南、湖北、湖南和江西的西北部地区,其中,湖北、湖南和江苏是冬闲田分布面积最多的省份,3省冬闲田面积占了研究区冬闲田总面积的53.41%。