东北区夏季低温事件概率空间分布与亚洲阻塞流型域及其冷空气活动路径

采用国家气候中心的全国160个和东北88个测站1960~2010年的逐月观测资料、美国NCEP/NCAR的再分析资料,对东北区夏季低温事件概率的空间分布与冷空气活动路径及其环流特征进行了分析,结果表明:东北区测站严重冷夏A事件≥20%概率区主要分布在黑龙江省的大部和吉林省的中东部,概率大值轴呈东北-西南向分布;东北区测站冷夏B事件≥20%概率区主要分布在东北区的中西部和长白山东部区,概率大值轴呈西北-东南向分布;5 个A事件典型年的500 hPa 亚洲地区呈现乌拉尔山与鄂霍次克海阻高,与东北区均为负距平区构成双阻塞偶极子流型,偏东和偏北区域为温度场负距平极值中心;5 个B事件典型年则巴尔喀什湖和贝加尔湖为正异常区,东北亚至北太平洋阿留申群岛附近上空为负距平区,构成亚洲地区东西向偶极子阻塞流型,温度场负距平分布为偏西北-东南走向;选择850 hPa 的假相当位温θse 的316 K候平均等值线的变化,反映来源于极地或超极地的冷空气活动路径的时空范围,其A和B事件典型年冷空气活动路径均分别与与东北区A、B事件大概率区的主要轴向分布是吻合的.     

东亚夏季风在中国东北区建立的标准、日期及其主要特征分析

文中利用中国东北区 80个测站 ,1980年以来近 2 0a逐日降水和同期NCEP/NCAR逐日再分析资料 ,提出了东亚夏季风在中国东北区建立和撤退的标准 ,即取 85 0hPa候平均资料 ,作沿 12 2 .5°E时间 纬度剖面图 ,将θse的336K和南风 4m/s等值线同时越过 4 0°N的候定义为东亚夏季风在中国东北区建立的日期 (候 ) ,持续及累积的总候数为影响时间 ;该年θse的 336K等值线永久撤离到 4 0°N以南的候为东亚夏季风从中国东北区撤退的日期 ;如果某年θse的 336K和南风 4m/s等值线没有同时北移越过 4 0°N的候出现 ,确定为东亚夏季风在中国东北区没有建立的年份。文中相应给出 1980～ 2 0 0 0年建立、持续及累积和撤退的时间年历表 ,经计算东亚夏季风在中国东北区建立的平均日期为第 4 1候 ( 7月第 5候 ) ,累积平均影响候数为 3.6候 ( 18d左右 ) ,开始撤退的平均日期为第 4 5候( 8月第 3候 ) ;东亚夏季风在中国东北区建立前后的候降雨量增加和撤退前后候降雨量递减十分显著 ,建立时水汽场由辐散转变为辐合。文中还定义了中国东北区强夏季风的年份 (建立的时间早 ,且累积候≥ 4候的年份 )为1981,1988,1990和 1994年 ,与国内学者定义的强夏季风年基本一致 ;在中国东北区没有建立东亚夏季风的年份为1980 ,1983,1987,1991,     

吉林省气候变化及其对粮食生产的影响

应用气候观测、再分析资料和吉林省粮豆单产资料,研究了气候变化对粮食生产的影响。结果表明：近40多年来在北半球中纬度地区,吉林省是夏季农业生长季（5-9月）的平均温度上升趋势最显著的地区,该省中西部、南部和辽宁省为东北地区年降水量线性减少趋势较显著的地区,气候变化以暖干倾向为主;吉林省东部为年降水量线性增加趋势的显著地区。吉林省气候变暖对自20世纪80年代以来粮豆单产的持续增长起着重要的作用,但在20世纪末期至21世纪初,这种有利作用已不明显,呈现出粮豆单产年际变化随降水量的多寡而振动的特点。     

吉林省西部荒漠化发展的陆地卫星遥感监测分析

依据１９９６年８～１０月和１９８８年８～１０月两个时期的ＬＡＮＤＳＡＴＴＭ遥感信息静态反演,对两个时期ＴＭ资料采用图像增强处理和计算机监督分类进行荒漠化（侧重乾安县盐渍化）解译和动态量变分析,并与１９７６年和１９８１年的卫片进行对比分析,研究结果表明,吉林省西部的生态环境在恶化,主要表征为荒漠化发展并向东扩张,已波及吉林省中部松辽平原。大安县是吉林省盐渍化面积最多的县份,已占全县总面积的５０％以上;乾安县是盐渍化面积漫延较快的县份,盐渍化面积８ａ增加了２６９．７７ｋｍ２,增加量占总面积的７．８７％。     

东北初夏极端低温事件的空间分布特征及其成因机理分析

采用东北三省150个测站1961~2008年的逐日温度资料和同期美国环境预报中心(NCEP)、国家大气研究中心(NCAR)2.5°×2.5°分辨率的全球再分析资料,探讨东北三省初夏极端低温事件的空间分布及其大气动力学特征,结果表明:该区初夏气温与夏季气温变化在时空尺度上相关显著,具有重要的预警作用;给出初夏极端低温事件的定义,其空间分布可归为3种类型,随纬度的增加极端低温事件发生的频率也显著增加;20世纪90年代以来,极端低温事件明显减少,仅出现2次,但影响范围遍布东北三省全境;阻高与冷涡的配置和大气低频Rossby波扰动对初夏东北冷涡活动气候基本流的同位相强迫,更增强了500 hPa位势高度距平场由北向南的"+、-"局域环流的异常,是极端低温事件的强弱与空间范围大小的重要动力机制;较为偏东的鄂霍次克海阻高和冷涡,以及冷平流的作用与以黑龙江省(包括吉林省的一部分)为主出现极端低温Ⅰ、Ⅱ类事件的关系更加密切,贝加尔湖阻高和鄂霍次克海阻高与偏南的强冷涡相互匹配、大气低频Rossby波扰动很强易出现第Ⅲ类极端低温事件。     

东亚季风El Niño与中国松辽平原夏季低温关系初探

分析了１９５１～１９９５年东亚夏季风、ＥｌＮｉｎｏ与中国松辽平原的代表站长春站夏季农作物生长期（５～９月）气温关系,结果表明：２０世纪５０～７０年代,东亚夏季风偏弱,ＥｌＮｉｎｏ增温始于上半年,长春夏季多气温偏低或有低温冷害发生;１９８０～１９９５年,东亚夏季风偏强,即使ＥｌＮｉｎｏ增温始于上半年,当年长春夏季气温多为稍高到偏高,次年夏季气温稍低,但不致出现偏低和低温冷害。初步分析了典型ＥｌＮｉｎｏ年ＯＬＲ季内振荡特征,研究了ＥｌＮｉｎｏ,ＯＬＲ季内振荡、东亚夏季和冬季风对松辽平原夏季低温影响的某些成因。     

两种微物理方案对夏季东北亚阻塞过程影响的数值模拟结果分析

选用NCEP/NCAR FNL再分析资料,利用中尺度模式WRF对2011年7月25日—8月3日的一次东北亚阻塞高压过程进行数值模拟试验。通过数值对比试验,讨论有冰相物理过程和无冰相物理过程的两种微物理方案对此次阻塞高压过程的强度和维持时间模拟的差异,并简要阐述原因。结果表明:WRF对阻塞高压过程有较好的模拟效果,有冰相物理过程的微物理方案模拟的阻高强度及维持时间较接近实况,整体阻塞闭合环流形势、高压中心值、中心位置以及中心上下游的低压槽强度均与实况接近;无冰相物理过程的微物理方案模拟阻塞高压在500 及200 hPa平均位势高度场上没有闭合的高值中心出现,500 hPa阻塞高压强度弱,持续时间短,200 hPa则相反。进一步研究发现,这两种差异主要由阻塞高压活动区域内的非绝热加热不同引起的,它对阻塞高压形成的强度和维持时间具有很好的指示意义。另外,阻塞高压附近区域的微物理潜热释放对阻塞过程的强度和维持时间也有一定影响。      

松辽平原古大湖演变及其平原的形成

北东向延伸的松辽平原位于中国东北地区中部,其西部与大兴安岭接壤,东部与长白山脉邻接。松辽平原主要是一个中新生代沉积盆地,其内沉积了巨厚的侏罗纪-白垩纪地层和420~530m厚的古近纪-新近纪地层,以及75~200m厚的第四纪地层。本文根据松辽平原北部500多个钻孔揭示的第四纪地层沉积序列和岩性,确定松辽平原第四纪早期的沉积物主要为厚层粘土,厚度55~68m,埋藏深度从11m 到75m。对乾安令字孔和大庆7901孔的岩芯样品进行了粒度分析,对大安CAD01孔的岩芯样品进行了粒度分析、孢粉分析、古生物化石鉴定和古地磁年龄测试,对莫莫格XY2孔的岩芯样品进行了粘土矿物Ⅹ衍射分析。结果表明,这些第四纪早期的沉积物主要为湖相沉积。对粘土层进行的古地磁定年结果表明,这些第四纪早期沉积物的年龄为0.20~2.15MaB.P.,属于早更新世-中更新世沉积。所以,松辽平原在早更新世-中更新世时存在一个古大湖,古大湖的边界沿着林甸与依安之间的三兴—齐齐哈尔东南的烟筒屯—坦途—白城东—洮南—安定—乌兰花—瞻榆—太平川—科左中旗东北—长岭—前郭尔罗斯—扶余—肇源—安达西等一线分布,总面积约5×104km2。晚更新世初松辽平原的古大湖衰亡,该区进入了河流作用时期。     

影响东北初夏和盛夏降水年际变化的环流特征分析

东北地区是我国主要的粮食生产基地,而夏季是东北农作物的主要生长季,也是降水集中的季节,降水量的多少及其分布是影响东北地区粮食产量的重要因素之一.本文利用中国东北地区79个台站观测的月平均降水资料和ECMWF再分析资料,通过相关分析和回归分析,讨论了影响东北地区夏季5~8月降水年际变化的大尺度环流特征.结果发现：东北地区降水年际变化对应的环流异常在5,6月（初夏）和7,8月（盛夏）具有明显不同的特征;初夏降水异常以冷涡活动的影响为主,而盛夏则以东亚夏季风的影响为主.初夏,东北地区降水偏多年,东北地区西北部出现随高度向西倾斜的异常气旋性环流,东北地区冷涡活动频繁.盛夏,东北地区降水异常主要受到局地对流层高层东亚高空西风急流北移以及低层的西太平洋副热带高压西伸北进的影响.随着西太平洋副热带高压西北侧西南风异常的加强,向北输送到东北地区的水汽显著增多,东北地区盛夏降水偏多.此外,与7月份相比,8月东北降水除了受到夏季风的影响以外,还受到中高纬度东北亚阻塞高压的影响.     

初夏东北冷涡活动异常与北半球环流低频变化

本文在典型个例分析的基础上, 揭示了初夏东北冷涡活动显著异常与北半球环流低频变化之间的联系及其可能机理。主要结果为: (1) 初夏东北冷涡活动显著异常与上游乌拉尔山附近和下游日本附近的持续性异常环流相对应。冷涡异常多年, 在向下游频散Rossby波能量和瞬变涡动强迫过程的共同作用下, 乌拉尔山附近盛行阻塞型环流。它一方面使极地冷空气向东北地区移动, 另一方面通过Rossby波能量的传播, 使东北冷涡活动加强。冷涡异常少年的环流情况则基本相反。 (2) 谐波分析和低频振荡分析表明, 在冷涡异常多 (少) 年的5～6月, 东北地区正 (负) 涡度位相占优, 这与北太平洋超长波槽西退 (东进) 相对应。长波在北太平洋-北美-大西洋地区呈驻波型, 与Rossby波能量传播匹配, 亦有利于乌拉尔山附近的异常环流得以长时间维持。 (3) 5月份, 乌拉尔山附近的异常环流信号对初夏东北冷涡活动的显著异常具有前兆性意义。