Sensitivity of Indian Monsoon to Entrainment and Detrainment in Mass Flux Schemes

A new analytical formulation of entrainment and detrainment in the Tiedtke's mass flux cumulus parameterization is presented here in which cloud height is one of the key parameters. The proposed analytical profiles of entrainment and detrainment are tested in GCM for long-term simulation and are evaluated in the light of the results from the original Tiedtke's scheme and another mass flux scheme due to Emanuel. The variations of Indian monsoon rainfall have been examined with these schemes in a general circulation model. Evaluation of the simulated rainfall against observations is done by empirical orthogonal function (EOF) analysis for the Indian Monsoon region. It is noted that the spatial and temporal variations of the all-India monsoon rainfall are sensitive to the formulation of entrainment and detrainment in a mass flux scheme, and that the new formulation can effectively represent the increased dilution with height in deep clouds.     

Reliability Analyses of Anomalies of NCEP/NCAR Reanalyzed Wind Speed and Surface Air Temperature in Climate Change Research in China

By means of varied statistical methods,such as normalized root mean square error(RMSE),correlation analysis,empirical orthogonal function(EOF)decomposition,etc.,the reliability of the varied seasonal anomalies of NCEP/NCAR reanalyzed wind speed and surface air temperature(SAT)data frequently used in the climate change research in China is studied.Results show that RMSEs of meteorological variables are smaller in eastern China than in western China,i.e.,the reliability of NCEP/NCAR reanalysis in eastern China is better than that in western China.This could be due to effects of the topography in the reanalysis model and the disposition of"dense-in-eastern-and-sparse-in-western"of meteorological stations in China. The RMSE of anomalies of reanalyzed wind speeds decreases with increasing height,further confirming the possible impact of topography on reliability of reanalysis.Results of correlation analysis inversely correspond to those of RMSE analysis,i.e.,if the RMSE is larger,the correlation between reanalyzed and observed data is worse,and vice versa.It is found from comparing the EOF eigenvectors of anomaly of reanalyzed and observed data that if a meteorological variable has smaller RMSE,the spatial patterns of corresponding EOF eigenvectors of anomaly of reanalyzed and observed data are similar and their time coefficients are significantly correlated,and vice versa.Therefore,the similarity of EOF modes and the consistency of their time coefficients can be used to objectively assess the reliability of the reanalysis.On the whole,the reliability of the reanalyzed wind speed is better in spring,summer,and autumn,but worse in winter;and for the reanalyzed SAT,it is the best in winter and the worst in summer.     

河南省小麦青枯发生规律的EOF分析

通过对河南省30个台站1967~1996年30年的气象资料统计,得出全省小麦青枯发生日数,对其进行EOF分析,发现全省小麦青枯发生日数主要呈“中部多南北部少”空间分布型,另外还有其它几种空间分布型;小麦青枯发生日数随时间推移呈减少趋势;对各模态时间系数进行功率谱分析,发现小麦青枯发生日数具有较明显的准3年周期;第一、第二模态时间系数与全省小麦单产存在显著负相关关系,为防御和减轻小麦青枯灾害提供了理论依据。     

用青藏高原1～3月OLR作我国夏季降水预报的探讨

对青藏高原１～３月ＯＬＲ与我国夏季降水进行时空综合的ＥＯＦ分析,所得高原ＯＬＲ的时空特征与其单获ＥＯＦ分析的时空特征十分相似,由此,对时空综合ＥＯＦ分析法拟合降水场的收敛速度进行了分析,探讨了用亮原１～３月ＯＬＲ预报我国夏季降水场的可行性,并对预报误差的原因进行了分析。     

冬季东亚-西太平洋西风急流基本结构及其异常的诊断分析

利用ECMWF再分析资料ERA40中的逐月风场和温度场资料,对冬季位于东亚-西太平洋上空的西风急流(WJS)基本结构和异常特征进行了分析.结果表明,一年当中最为强盛的冬季200 hPa WJS主体稳定地分布于东亚至西太平洋上空,向上向下均迅速减小.在对流层中高层,从东亚沿海到太平洋上空的西风系统较为深厚,低层对应着显著的大气斜压区.通过对东亚-西太平洋地区冬季200 hPa纬向风异常的EOF分解得到三种异常空间分布型,第一模态的中纬度西风异常主要发生于日界线以东的中东太平洋上空,第二、三模态则分别对应WJS主体发生增强/减弱和位置的北/南移动.WJS的这三种空间异常形态与中纬度低层大气斜压性的三种异常分布型相对应.通过对冬季WJS长期趋势的初步分析发现,近二十年来,洋面上空西风急流有增强趋势,这是由于急流轴南侧洋面上空大气存在显著增暖趋势、而急流轴北侧洋面上空却有变冷的趋势所造成的.     

南水北调西线一期工程引水区和黄河上游区域气候特征分析

利用引水区和黄河上游地区25个站1951—2000年50 a的气温和降水逐日资料,分析了研究区域降水的时空分布特征;把引水区和黄河上游地区分成7个小区,利用小波分析的方法研究了各小区气温和降水的多时间尺度特征.结果表明:黄河上游和南水北调西线引水区夏、秋、冬三季降水以同步的变化为主,其次为黄河上游与引水区之间存在反位相的变化.春季降水主要表现为黄河上游与引水区之间存在反位相的变化,其次才表现为一致的变化.各区的气温均以同步升温为主.降水具准3 a和准22 a周期,气温的振荡周期主要是2~5 a的小周期和准11 a的周期.引水区和黄河上游地区近50 a来夏季的降水在一致变化的基础上也有着明显的区别.     

西北太平洋海表温度变化主成分分析

对西北太平洋1982—2010年NOAA系列卫星海表温度(Sea Surface Temperature,SST)产品进行月平均等处理,采用Reynolds SST月平均场对数据进行质量控制、数据融合等处理,建立高空间覆盖、长时间序列的SST场数据集。对月距平场进行经验正交函数(EOF)分解,分析时空模态特征,并将第一模态时间序列与相关气候时间序列进行比较。主成分分析结果显示西北太平洋SST存在显著的约13a周期的年代际模态和2~5a的类厄尔尼诺模态,年代际变化和西太平洋暖池的年代际振荡相似;类厄尔尼诺模态与Ni珘no-3.4区SST周期变化较为相关,并相对于厄尔尼诺具有约10个月的滞后。本研究显示,西北太平洋可能在多种不同时间尺度气候机制的控制之下。     

广州市“龙舟水”的时空分布特征分析

利用广州市5个国家气象观测站和122个区域自动气象站的逐日降水量监测数据,通过线性趋势分析、M-K检验、小波分析和主成分分析等统计办法,研究广州市“龙舟水”的时空分布特征,结果表明:(1)广州全市和花都近30年“龙舟水”雨量整体呈上升趋势,且花都上升趋势略高于广州平均,花都区“龙舟水”异常年与广州其它地区并不一定同步。(2)广州全市逐年“龙舟水”以7~9年周期为主,2007年以前有4年左右的小周期,之后存在2~3年周期,且特征趋于不明显,花都“龙舟水”雨量变化存在8~10年周期,2007年以前存在4~6年小周期,之后转变为3~4年小周期。(3)广州全市2005和2014年“龙舟水”雨量出现增多突变,2008年又出现了雨量减少的突变;花都“龙舟水”雨量在2014年出现雨量增加的突变,2017年“龙舟水”显著增加。(4)广州“龙舟水”雨量大值区主要位于北部偏东一带,从化和花都北部、白云南部、天河、番禺东部和南部、南沙北部降水年变化相对较为稳定,其余地区逐年变化幅度相对较大。(5)对广州逐年“龙舟水”标准化距平场作EOF分析结果表明,前4个模态解释方差共占91.2%,分别为全市一致偏多或偏少型、南北偶极型、南北向四极型、东西向三极型。     

夏季大西洋Niňo基本特征及其与中国夏季降水异常的联系

利用NCEP-DOE AMIP-Ⅱ再分析资料、Hadley中心海表温度资料以及全国160站降水资料,运用经验正交函数(Empirical Orthogonal Function,EOF)分解和回归分析等方法,研究了夏季大西洋Niňo的变化特征及其与中国夏季降水异常的联系。结果表明:夏季大西洋Niňo是热带大西洋海温异常的第一EOF模态,其方差贡献率为33.7%,具有明显的年际变化特征。当夏季大西洋Niňo处于暖位相时,对流层低层西北太平洋地区出现明显的异常反气旋,受其影响,西太平洋副热带高压强度增强、位置西伸,中国华南地区出现显著的西南风异常,有利于西太平洋副热带高压西南侧的水汽向中国长江流域及其以北地区输送,使中国长江流域和华北地区降水增多,而中国东南沿海地区则受西北太平洋异常反气旋控制,不利于降水发生;反之亦然。     

用lageos1和lageos2激光测距资料联合解地球定向参数

为了响应国际地球自转服务中心(IERS)和国际激光测距服务中心(ILRS)的呼吁，上海天文台天文地球动力学研究中心参加了对激光测距卫星lageos1、lageos2的资料的分析、计算，提交了关于地球定向参数(EOP)(1998—2001)的联合(1ageos1、lageos2)解算结果报告：(SHAO)2002L01，利用更精细化的和改正了的计算EOP的模型，获得了EOP(SHAO)2002L01系列，该系列与同时期的IERS的EOP(IERS)C04相比，符合程度：极移Xp、Yp好于0．35mas，日长变化Du好于0．030ms。