1998年南海季风爆发时期中尺度对流系统 的研究：I中尺度对流系统发生发展的大尺度条件

南海季风试验(SCSMEX)的观测表明,1998年南海北部夏季风爆发(5日16～20日)的主要特征是中尺度对流活动的突然爆发和降水迅速增加.文章通过讨论大尺度背景下中尺度对流活动及降水形成的物理条件,揭示了该时段中尺度对流系统与中尺度雨带形成的可能机制(1)在季风爆发初期华南及南海北部地区对流层低层较高的假相当位温与对流不稳定性、低层西南风辐合和高层的辐散为该地区的中尺度对流系统的发展提供了有利的大尺度热力与动力条件;来自孟加拉湾与副热带高压西侧的西南气流为南海北部强降水区提供了大量水汽,形成了该区深厚的湿层和强水汽辐合;(2)来自东亚中高纬地区几次冷空气活动是对流活动发生的重要触发机制,其作用是使对流不稳定能量迅速释放和对流活动在大范围地区突然爆发;(3)通过对南海季风试验期间安装在东沙岛和实验3号科学考察船上的双多普勒雷达资料反演的降水量分析表明,活跃的对流在季风槽和相应的风场切变线作用下,不断地组织并形成一些中尺度对流雨带(MCSs).1998-5-15～19季风爆发时段内,可观测到约12次中尺度降水过程,它们的生命期为6～10 h或更长;(4)南海季风槽与低层切变线的建立以及其中中尺度低涡的产生和发展是中尺度对流系统形成与维持的必要条件.     

2017年中国气候主要特征及主要天气气候事件

2017年,我国气候属于正常年景,气候灾害偏轻。全国平均气温10.39℃,较常年偏高0.84℃,7和9月为1951年以来同期最高,全国有113站日最高气温突破历史极值。全国平均降水量641.3 mm,比常年偏多1.8%。全国降水冬季偏少,夏季偏多,春、秋季接近常年。全国31站日降水量突破历史极值,其中多站出现在暴雨少发地区;47站连续降水量突破历史极值。华南前汛期和西南雨季雨量分别偏少9%、4%;梅雨季雨量偏多6%,但较2015和2016年明显偏少;华北雨季偏短10 d,雨量偏少28%;华西秋雨雨量偏多49%,为1984年来最多;东北雨季短,雨量偏少14%。暴雨过程频繁、重叠度高、极端性强,暴雨洪涝损失偏重;登陆台风多、时间集中,登陆点重叠;高温日数多,北方高温出现早、南方高温强度大。其他灾害如干旱、低温冷冻、雪灾、春季沙尘和霾天气影响偏轻。     

2018年春季气候异常及可能成因分析

2018年春季全国平均气温为1961年来最高,全国大部地区气温普遍偏高,尤其是长江以南及中国北方的中部区域偏高明显。全国平均降水量较常年略偏多,呈东部地区“南少北多”,华西降水偏多,而江南南部至华南、西北西部的部分地区降水偏少的分布特点。自北大西洋经欧亚大陆至东北亚中高纬上空的纬向波列及东亚低层维持的异常偏南气流是2018年春季中国气候异常的重要原因,且乌拉尔山以东的低槽和东北亚上空的高脊是关键环流系统。亚洲中低纬上空均为异常高压脊控制,尤其是东北亚上空的高脊造成了2018年春季中国大部地区气温偏高。乌拉尔山以东低槽有利于冷空气爆发南下而东北亚上空的高脊引导西北太平洋暖湿气流向西向北影响我国,冷暖气流交汇从而造成了长江以北地区及华西降水偏多,而南海至西太平洋上空的异常气旋则导致江南南部至华南少雨。另外,虽然2017/2018年冬季发生了一次弱的La Ni〖AKn~D〗a事件,并且2018年春季北大西洋三极子模态（NAT）呈较强的正位相,但其对中国2018年春季降水异常影响较小,而以大气环流的影响为主导。进一步分析发现,乌拉尔山以东的低槽和东北亚上空的高脊与中国春季温度和降水具有很好的相关性,易于造成中国气温偏高;东部降水“南少北多”且华西多雨。两个关键环流系统间存在显著的负相关关系,且均与欧亚遥相关（EU）波列关系密切。同时,东北亚上空的脊还与北极涛动（AO）正位相具有高相关。     

北大西洋多年代际振荡（AMO）对南海夏季风撤退年代际变率的影响及可能机理

基于美国国家海洋和大气管理局（NOAA）物理科学实验室（PSL）和科罗拉多大学环境科学研究所（CIRES）重建的NOAA-CIRES 20th再分析数据和国际综合海洋大气数据集（ICOADS）的全球月海表温度数据（ERSST）,并结合数值试验分析了南海夏季风撤退的年代际变率特征及北大西洋多年代际振荡（AMO）对其产生的影响。结果表明,南海夏季风撤退时间具有明显的年代际变率,南海夏季风撤退偏晚（早）年代中国南海及其附近区域上空有显著的气旋性（反气旋性）环流异常,降水偏多（少）。进一步研究发现,AMO与南海夏季风撤退年代际变率呈显著正相关,即AMO为正位相时,南海夏季风撤退偏晚;AMO为负位相时,南海夏季风撤退偏早。北大西洋海温升高（即AMO位于正位相）,从海洋释放更多的热通量到大气,导致北大西洋上空对流层的对流活动明显增强,通过海-气相互作用激发北大西洋上空的波活动异常,进而影响与东北亚关键区域大气环流变化密切相关的中纬度欧亚遥相关波列的形成和传播,引起东北亚关键区的正位势高度异常和明显的下沉运动,并在其对流层低层产生辐散运动,能量伴随着偏北的辐散风气流传播至中国南海及邻近区域辐合上升,进一步加强了南海区域的气旋性环流异常,使得南海夏季风撤退偏晚。AMO负位相时,异常情况与之大致相反,使得南海夏季风撤退偏早。      

INFLUENCES OF LOW-FREQUENCY MOISTURE TRANSPORTATION ON LOW FREQUENCY PRECIPITATION ANOMALIES IN THE ANNUALLY FIRST RAINY SEASON OF SOUTH CHINA IN 2010

85-station daily precipitation data from 1961—2010 provided by the National Meteorological Information Center and the NCEP/NCAR 2010 daily reanalysis data are used to investigate the low-frequency variability on the precipitation of the first rain season and its relationships with moisture transport in South China, and channels of low-frequency water vapor transport and sources of low-frequency precipitation are revealed. The annually first raining season precipitation in 2010 is mainly controlled by 10–20 d and 30–60 d oscillation. The rainfall is more (interrupted) when the two low-frequency components are in the same peak (valley) phase, and the rainfall is less when they are superposed in the inverse phase. The 10–20 d low-frequency component of the moisture transport is more active than the 30–60 d. The 10–20 d water vapor sources lie in the South India Ocean near 30° S, the area between Sumatra and Kalimantan Island (the southwest source), and the equatorial middle Pacific region (the southeast source), and there are corresponding southwest and southeast moisture transport channels. By using the characteristics of 10–20 d water vapor transport anomalous circulation, the corresponding low-frequency precipitation can be predicted 6 d ahead.     

INVESTIGATIONS ON MOISTURE TRANSPORTS, BUDGETS AND SOURCES RESPONSIBLE FOR THE DECADAL VARIABILITY OF PRECIPITATION IN SOUTHERN CHINA

In the context of global warming, apparent decdal-interdecdal variabilities can be detected in summer precipitation in southern China. Especially around the 1990s, precipitation in South China experienced a phase transition from a deficiency regime to an abundance regime in the early 1990s, while the Yangtze River Valley witnessed a phase shift of summer precipitation from abundance to deficiency in the late 1990s. Pertinent analyses reveal a close relationship between such decadal precipitation shifts and moisture budgets, which is mainly modulated by the meridional component. This relationship can be attributed to large-scale moisture transport anomalies. Further, the HYSPLIT model is utilized to quantitatively evaluate relative moisture contributions from diverse sources during different regimes. It can be found that during the period with abundant precipitation in South China, the moisture contribution from the source of Indochina Peninsula-South China Sea increased significantly, while during the deficient precipitation regime in the Yangtze River Valley, moisture from local source, western Pacific and Indochina Peninsula-South China Sea contributed less to precipitation. It means some new features of relative moisture contributions from diverse sources to precipitation anomaly in southern China took shape after 1990s.     

2013~2017年气象条件变化对中国重点地区PM2.5质量浓度下降的影响

2013~2017年中国出台《大气污染防治行动计划》(简称"大气十条"),实施了系列污染减排措施,重点地区PM2.5质量浓度下降明显,这其中气象条件变化起到了多大作用,是政府和公众特别关心的问题.文章主要基于各类气象要素观测、诊断、结合污染-气象条件指数等对PM2.5污染影响的深入分析,发现"大气十条"实施后的2014~2015年中国重点地区气象条件相较2013年变差, 2016和2017年气象条件相较转好.但在京津冀地区2017年相较2013年PM2.5质量浓度下降的39.6%中,仅有~5%(约占总PM2.5降幅的13%)是来自气象条件转好的贡献;在长三角地区下降的34.3%中,有~7%(约占总PM2.5降幅的20%)是来自气象条件转好的贡献,由于气象条件改善程度明显低于此区域观测到的PM2.5降幅,显示出"大气十条"实施五年减排仍然发挥了PM2.5污染改善的主导作用,天气和气候变化因素虽有影响但没有起到控制性作用(文章是用PLAM指数来量化气象条件变好或变差的).在珠三角地区,气象条件对2017年相较2013年的年均PM2.5浓度下降影响较弱,下降成效也主要来自减排的贡献. 2017年冬季气象条件在京津冀和长三角区域相较2013年分别转好约20%和30%,在两区域冬季PM2.5分别约40.2%和38.2%的降幅中起到了明显的"助推"作用.京津冀区域2016年冬季气象条件好于2017年冬季约14%,但2017年冬季PM2.5降幅仍大于2016年,显示出2017年更大力度的减排措施发挥了重要作用;在北京冬季持续性重污染期间选择气象条件相同的过程对比,也发现因减排导致的PM2.5下降幅度逐年增加,特别是2016和2017年下降的PM2.5浓度幅度更为明显,表明"大气十条"实施5年后空气质量改善的根本原因还是在于各项控制措施取得了实质性进展,特别是2017年冬季污染物排放量得到了有效削减.中国大气PM2.5持续性重污染主要发生在冬季,冬季京津冀地区仅因气象条件不利就会导致PM2.5浓度较其他季节上升约40~100%,这与冬季到达地面的太阳辐射下降有关,与中国华北冬季受青藏高原大地形"背风坡"效应所导致的下沉气流和"弱风效应"有关,与气候变暖导致的区域边界层结构日趋稳定有关.重污染形成是因为区域出现停滞-静稳的形势,高空环流型主要可分为平直西风和高压脊型,污染形成后不断累积的PM2.5污染还会进一步导致边界层气象条件转差、转差气象条件的反馈作用控制了PM2.5的"爆发性增长"现象,形成显著的不利气象条件与PM2.5累积之间的双向反馈.这些表明在中国现今大气气溶胶污染程度仍然居高的情况下,不利气象条件是持续性重污染形成、累积的必要外部条件.在重污染形成初期大幅降低区域污染排放,是消除和减少持续性重污染事件的关键手段.即使在有利气象条件下,也不宜无限制地允许排放,因为当污染累积到一定程度后会显著改变边界层气象条件、会"关闭"污染扩散的"气象通道".     

POAMA海气耦合模式对2003和2004年南海夏季风预报能力的评估

运用澳大利亚大气海洋耦合预报模式（Predictive Ocean Atmosphere Model for Australia,POAMA）的输出结果,采用泰勒图与分类统计分析方法,评估了该模式对2003和2004年南海夏季风的爆发和演变进行实时预报的能力。通过对泰勒图的分析发现,随着预报初始时间越来越接近实际的季风爆发时间,模式预报南海夏季风爆发和演变的能力越来越强。当提前1-30d预报南海夏季风时,模式能够很好地预报风场、射出长波辐射OLR（Outgoing Longwave Radiation）和降水场的空间分布,其中对风场的预报最好。通过对季风爆发指数和分类统计的分析,定量分析了模式预报南海夏季风爆发的能力,结果表明该模式对南海夏季风爆发时间有一定的预报能力,其最大预报时限可以提前10-15d左右,这与目前中期预报的上限（2周）是一致的。     

BCC-CSM1.1m对欧亚积雪覆盖的预测评估

利用基于BCC-CSM1.1m模式建立的第2代季节预测模式系统1984-2019年历史回算数据,客观评估该模式对1月和4月欧亚积雪覆盖率(snow cover fraction,SCF)气候态和年际变化的预测技巧,分析模式预测偏差产生的可能原因.结果表明:BCC-CSM1.1m模式在超前0～2个月对欧亚大陆SCF具有一...     

2020年中国气候主要特征及主要天气气候事件

2020年,我国全年气候总体表现为暖湿特征.全国平均气温比常年偏高0.7℃,为1951年以来第八高,四季气温均偏高,冬春偏暖显著.全国平均降水量为694.8mm,比常年偏多10.3％,春季降水偏少,冬、夏、秋三季均偏多.华南前汛期开始和结束均偏早,降水量偏少;西南雨季开始晚、结束早,降水量偏多;梅雨季入梅早、出梅晚,梅...