广东开汛日期的多尺度物理统计预测模型

采用小波分析、Lanczos滤波器、相关分析、最优子集回归和交叉检验等方法,研究了广东开汛日期的多尺度变化特征及其与全球不同地区前期海温场、500hPa高度场的关系,建立了广东开汛日期的多尺度最优子集回归预测模型并进行了检验。结果表明,广东开汛日期存在显著的准6年和较明显的准17年周期振荡。广东开汛日期在年际和年代际变化尺度上与前冬海温场和500hPa高度场上共有20个显著相关区域,分别取对应时间尺度上显著相关区域的平均值作为预报因子,对相应时间尺度的广东开汛日期做最优子集回归,建立了相应的预测模型,以年际和年代际尺度上的预测值之和为广东开汛日期的预测值。所建立的预测模型具有较好的拟合效果,其中拟合值与实况值相差在5天以内的事件命中率为41.5%,10天以内的为60.4%。1951—2010年的交叉检验结果表明,广东开汛日期预测值和实况值之间的相关系数为0.33,通过了α=0.01的显著性水平检验。预测值与实况值相差在5天以内的事件命中率为26.7%,10天以内的为45.0%,因此,所建立的多尺度最优子集回归预测模型对广东开汛日期具有较好的预测能力。     

广东省6月长连续暴雨过程的气候特征及成因

该文采用合成分析、相关分析等方法研究了影响广东省6月的最长一段暴雨日数的气候特征,并对有无长连续暴雨过程的同期及其前期环流场和海温场进行分析。结果表明:7 d以上的长连续暴雨大都出现在20世纪90年代以后。长连续暴雨过程500 hPa合成平均环流场上, 高纬度地区呈西高东低、低纬度地区呈东高西低分布。中高纬度地区欧洲槽较深,巴尔喀什湖—贝加尔湖为明显的高压脊,说明经向环流较强,冷空气活动频繁。低纬度地区南支槽活跃,副热带高压较强,有利于冷暖交绥于华南沿海,形成长连续暴雨过程。根据长连续暴雨过程的海温合成平均距平图,东太平洋Ni?o4区海温为负距平、Ni?o3区为较弱正距平,黑潮海区为较明显的正距平中心,西风漂流区以较弱的负距平为主。研究还揭示了长连续暴雨过程3—6月海温场发生了较为激烈的演变,Ni?o3,Ni?o4区海温是一个由负变正的增温过程,而无连续暴雨过程3—6月海温场的演变维持为El Ni?o海温分布型。     

SCIPUFF模式的简化及验证

将SCIPUFF（Second-order Closure Integrated PUFF)模式中烟团分解和合并的思想予以保留，而对其与二阶矩有关的扩散参数则予以简化，用Briggs公式给出扩散参数。开发出合并与分解的烟团模式（Splitting-Merging Puff)，简称SMP模式，通过与SCIPUFF模式结果相比较，SMP模式对计算精度影响不大，与Monte-Carlo方法相比较，两者模拟结果较接近，但计算效率至少可以提高一个数量级，SMP模式在预报的准确性和时效性方面都能满足开展空气质量预报的要求。     

近55年影响广州的强冷空气及其准双周变化

利用1951～2005年冬半年（10月～次年3月）广州逐日地面气温资料及NCEP/NCAR逐日资料,采用功率谱分析、小波分析、Lanczos滤波器等方法对近55年来冬半年影响广州的强冷空气变化特征及其与低频振荡的关系进行了研究, 并用合成分析的方法建立了影响广州的强冷空气准双周振荡的大气环流模型。结果表明,虽然20世纪80年代后期以来广州冬半年升温的趋势很明显,但90年代~2003年影响广州的强冷空气次数却偏多。影响广州的强冷空气具有明显的准2～3年、9年左右的周期振荡。广州冬半年逐日气温具有明显的准单周、准双周振荡,而30～60天的振荡较弱, 且影响广州强冷空气活动主要受准双周振荡低频波控制,与我国北方的强冷空气活动主要受30～60天周期的低频波控制有明显的不同。El Ni?o (La Ni?a) 事件发生的冬半年,准双周振荡的强度以偏强 (弱) 为主,影响广州的强冷空气次数以正常至偏多(偏少)为主。所建立的广州强冷空气准双周振荡的大气环流模型较好地反映了广州强冷空气爆发前后准双周振荡不同演变阶段的大气环流及地面气压场的变化特征,可为中期预报提供参考。     

华南前汛期的锋面降水和夏季风降水Ⅰ. 划分日期的确定

前汛期暴雨常常引发华南地区的洪涝, 但是前汛期降水的预报能力却相当低.降水的预报在很大程度上依赖于对降水性质的理解, 而华南前汛期降水通常被认为只是锋面性质的降水.事实上, 南海夏季风在6月(甚至5月)就可以影响到华南地区并产生季风对流降水.因此, 华南前汛期包含了两种不同性质的降水, 即锋面降水和夏季风降水, 如何区分它们是非常重要的.为了区分它们, 利用NCEP/NCAR再分析资料、 CMAP资料和中国730站降水资料, 分析气候平均(1971～2000年)状态下锋面降水和季风降水期间大气性质和特征的差异, 得到华南前汛期夏季风降水开始的基本判据: 100 hPa纬向风由西风转为东风并维持5天以上.利用该判据得出气候平均条件下的华南夏季风降水开始于5月24日, 并得到1951～2004年逐年华南前汛期锋面降水和季风降水的划分日期.合成分析的结果表明, 得到的划分日期是基本合理的, 因为它将锋面降水和季风降水期间大气特点的显著差别区分开来.     

华南夏季风降水开始日的异常与前冬大气环流和海温的关系

利用1951～2004年NCEP/NCAR再分析资料及ERSST海温资料,研究了华南夏季风降水开始日期的变化特征及其与前期冬季大气环流和海温的关系。小波分析表明,夏季风降水开始日期具有明显的年际和年代际变化,年际变化以准2～3年变化为主,年代际变化周期约16年。华南夏季风降水开始偏早年在大气环流上的前兆信号表现为前期冬季乌拉尔山阻塞高压偏强、东亚大槽较深,阿留申低压偏强,冷空气活动偏强。冬季,鄂霍次克海附近的海温异常为华南夏季风降水开始迟早有物理意义的、稳定正相关前兆信号。合成分析表明,冬季鄂霍次克海附近SST正异常时,5月100 hPa青藏高压偏东偏北偏弱,异常偏西风控制华南;850 hPa环流在华南表现为东北风,华南受冷空气影响为主,华南夏季风降水开始日期偏晚。相反时,若冬季鄂霍次克海附近SST负异常,5月100 hPa青藏高压偏西偏南偏强,异常偏东风控制华南;850 hPa环流在华南表现为偏南风,华南受热带系统影响为主,华南夏季风降水开始日期偏早。并提出冬季中高纬度地区冷空气活动影响华南夏季风降水开始日异常的物理机制。     

THE STRONG DRAGON BOAT RACE PRECIPITATION OF GUANGDONG IN 2008 AND QUASI-10-DAY OSCILLATION

Guangdong suffered from the most serious precipitation of its corresponding time during the dragon-boat race of 2008 since 1951.The relationship between the strong dragon-boat precipitation in 2008 and atmospheric low-frequency oscillation was analyzed with the methods of wavelet analysis,correlation and Lanczos filter.Results showed that the daily rainfall exhibits a significant 7 to 12-day quasi-periodic oscillation(namely quasi-10-day oscillation) during the precipitation,the daily 500 hPa height over Guangdong exhibits a significant 8 to 13-day quasi-periodic oscillation,and the daily 850 hPa zonal wind averaged over the north of the South China Sea presents a significant quasi-12-day periodic oscillation.The Guangdong rainfall during the annually first rainy season is most closely correlated with monsoon over the north of South China Sea,and less closely with an upper-level trough at 500 hPa affecting Guangdong.Strong monsoon surges induced two heavy rainfall processes in 2008.The monsoon surges joined with a westward-propagating quasi-10-day oscillation that originated from the central Pacific and was enhanced in a strong convective region east of the Philippines and a northward-propagating monsoon that originated from the southern South China Sea was enhanced.With composite analysis of typical phases,the common evolution characteristics of atmospheric circulation of the two heavy rainfall processes were analyzed for different phases.These features can be used as reference for medium prediction of heavy rainfall processes in Guangdong.     

THE RELATIONSHIP BETWEEN SOUTH CHINA SEA SOUTHWEST MONSOON ANOMALIES AND IMPORTANT WEATHER IN GUANGDONG PROVINCE DURING THE RAINING SEASONS

The activity of South China Sea southwest monsoon (SCSSM) has direct impacts on the anomalies of important weather in Guangdong province during the raining seasons. So it is necessary to explore thoroughly the activity pattern of SCSSM and its relationship with important weather anomalies in the province. In this paper, the methods of composite analysis and correlation statistics are used to study the relationship between the onset date and intensity of SCSSM and the important weather, such as precipitation trends in Guangdong province during the annually first and second raining seasons, the timing of the annually first and last typhoon and the number of typhoons landing in Guangdong province. The results show that the rainfall is less than normal during the first raining season, but more than normal during the second one and there are more tropical cyclones landing in Guangdong province in the years of early SCSSM onset. The rainfall is more than normal during the second raining season and there are more tropical cyclones landing in Guangdong province in the years of strong SCSSM. The relationship between the SST of April - June, July - September and previous winter (December - February) and 500 hPa geopotential height and the onset date and intensity of SCSSM is analyzed. Some mechanisms between the onset dates and intensity of SCSSM and the important weather anomalies in Guangdong province are preliminarily explored. The results can be used for reference in short-term climate forecast.     

南海西南季风异常与广东省汛期重要天气的关系

南海西南季风的活动直接影响广东省前、后汛期重要天气的异常,因此深入探索南海西南季风的活动规律及其与广东省各种重大天气异常的关系十分必要.利用合成分析和相关统计方法,探讨和分析了南海西南季风建立早晚、强弱与广东省前、后汛期降水量趋势,初、终台的早晚及登陆广东省的热带气旋个数等重要天气的关系.指出南海西南季风爆发早的年份,前汛期雨量以正常偏少为主、后汛期雨量以偏多为主、登陆广东热带气旋偏多;南海西南季风偏强的年份,后汛期雨量以偏多为主,登陆广东热带气旋以正常偏多为主.还分析了4～6月、7～9月以及前冬(12～2月)的海温场、500 hPa高度场与西南季风建立早晚、强弱的关系,初步探索了西南季风建立的早晚、强弱与广东省汛期重要天气气候异常的关系的一些机理,其结果可供短期气候业务预测参考.     

热带大气季节内振荡对东亚季风区的影响及不同时间尺度变化研究进展

在引证论述大气ISO对东亚季风区天气气候重要作用的基础上,概括性地回顾大气ISO基本特征及其形成机制的主要成果,重点针对热带大气ISO的季节变化、年际变化甚至年代际变化方面的研究工作进行总结评述.