东亚冬季风强度指数及其变化的分析

根据东亚地区 ５００ ｈ Ｐａ 高度场 Ｅ Ｏ Ｆ分析结果,并参照历史平均东亚大槽的位置,定义了一个东亚冬季风强度指数（ Ｈ５０ ）。讨论了 Ｈ５０ 与东亚大气环流和我国气温的关系,并分析了 Ｈ５０ 在 １９５１～１９９２ 年的变化。     

青藏高原年降水的变化特征研究

青藏高原作为全球气候系统中的一个典型单元,它对全球气候变化的响应具有敏感性和强烈性。基于青藏高原135个台站1982～2001年的降水资料,利用EOF展开方法,分析青藏高原地区年降水的空间分布和时间演变特征及趋势变化,得出高原北区（青海地区）与南区（西藏地区）的年降水以南北反相变化为主。近20年来,青藏高原北区年降水量呈减少趋势,南区年降水量呈增加趋势,青藏高原年降水的分布自雅鲁藏布江河谷向西北逐渐递减,雅鲁藏布江下游地区降水最多,柴达木盆地西北部降水最少平均年降水量仅17.6mm。     

冬季蒙古高压的时空变化和突变特征研究

利用Hadley中心的155年全球月平均海平面气压资料(1850年1月—2004年12月),研究了冬季蒙古高压的振荡周期和突变特征。在定义冬季蒙古高压指数的基础上,通过EOF展开,分析了冬季北半球海平面气压的时空变率分布;应用奇异谱分析的方法重建了冬季蒙古高压主要周期振荡序列,并着重分析其年际和年代际变化特征。根据Mann-Kendall气候突变检测法,检测了冬季蒙古高压存在的气候突变点。研究表明:冬季蒙古高压具有显著的年际和年代际变化,主要存在准两年和3～4年的年际变化周期,以及13～14年、20～21年和35～36年的年代际变化周期,而且准两年周期的振幅也存在显著的年代际变化;蒙古高压20～21年的周期与阿留申低压变化的位相不甚一致,35～36年的周期与阿留申低压变化的位相极为相似。经突变检测,发现冬季蒙古高压在1927年前后为明显的气候突变点。     

河南省春季降水量的时空分布

利用河南省分布均匀的60个测站1961-2006年春季降水量资料,采用线性趋势、多项武拟合、最大熵谱分析、EOF等方法对河南省春季降水量的年际、年代际变化及时空分布特征进行分析,结果显示:河南省春季降水量空间分布南北差异较大,呈现南多北少;春季旱年多于涝年,尤其4、5月偏旱的年份显著多于偏涝年;春季降水量的线性趋势不明显.年际变化具有显著的5 a振荡周期;春季及其各月降水量场第一特征向量呈现全省一致型,其方差贡献率达70%左右,全省春季同涝同旱特征显著.     

Index of direction change of zonally averaged wind and change of season

In this paper, a Wind Direction Change Index (WI), which can describe four-dimensional spatiotemporal changes of the atmospheric circulation objectively and quantitatively, is defined to study its evolution and seasonal variation. The first four modes can be obtained by EOF expansion of the zonally averaged WI. The first mode reveals the basic spatial distribution of the annually averaged WI. The second mode reflects the quasi-harmonic parts of the WI deviations. Tropical, subtropical and extratropical monsoon areas can be clearly reflected by this mode. The third mode reflects the non-harmonic parts of the WI deviations. It shows the so-called February reverse in stratospheric atmosphere as well as the asymmetric seasonal changes from spring to fall and from fall to spring due to both the land-sea distribution contrast between the Northern and Southern Hemispheres and the nonlinear effect of atmospheric and ocean fluids. The fourth mode reveals the northward advancing of the global reversed wind fields from spring to summer and their southward withdrawal from summer to autumn.     

近50年广东冬半年降水的变化及连旱成因

利用EOF分析、小波分析、相关分析等方法,对广东近50年(1957—2006年)冬半年(当年10月—次年3月)降水的变化特征及其与太平洋海温场的关系进行了研究。结果表明,广东冬半年降水存在显著的准40年、准2年左右的变化周期,偏少阶段主要发生在1950年代末—1970年代初、1990年代末至今。冬半年发生连旱的频率远大于连涝的频率。广东冬半年降水与赤道中东太平洋的海温具有明显的正相关,与菲律宾以东的西北太平洋的海温具有明显的负相关。连续干旱年出现在Ni?o3.4区的海温为负、正异常年的频率分别为61.5%、38.5%。通过对冬半年异常连旱年Ni?o3.4区海温分别为正、负异常时的大气环流场进行合成分析,可知极涡偏弱,欧洲槽偏强,巴尔喀什湖附近的高压脊偏强,广东为一致的偏北风距平场控制,冷空气活跃,而亚洲大陆中低纬度西风带低压扰动不活跃,南支槽活动偏弱,是导致广东冬半年产生连续干旱的共同原因。     

1960-2009年辽宁冬季风寒温度时空变化特征

基于1960-2009年辽宁省52个气象站气象资料,采用风寒温度计算公式和适合辽宁地区的分级标准并分类,得出50 a历年各类别风寒温度日数。使用旋转经验正交分解法（REOF）,分别针对各类别风寒温度日数进行区域划分,并分析了其空间分布和变化趋势。结果表明：辽宁省可按4个风寒温度类别分别分区,凉爽至轻度风寒可分为4个区域,而轻度、中度及重度风寒可分为3个区域;辽宁省辽东半岛五个地市所在地理区域为易患风寒日数最少的地域,辽宁北部、东北部五个地市为易患风寒日数最多的地域;辽宁地区各风寒类别所在划分区域的日数变化相位基本一致;年平均易患风寒日数总体变化趋势是在1986年发生一次突变,在1960-1985年相对偏多,1986-2009年相对偏少。     

A three-dimensional satellite retrieval method for atmospheric temperature and moisture profiles

A three-dimensional variational method is proposed to simultaneously retrieve the 3-D atmospheric temperature and moisture profiles from satellite radiance measurements. To include both vertical structure and the horizontal patterns of the atmospheric temperature and moisture, an EOF technique is used to decompose the temperature and moisture field in a 3-D space. A number of numerical simulations are conducted and they demonstrate that the 3-D method is less sensitive to the observation errors compared to the 1-D method. When the observation error is more than 2.0 K, to get the best results, the truncation number for the EOF＇s expansion have to be restricted to 2 in the 1-D method, while it can be set as large as 40 in a 3-D method. This results in the truncation error being reduced and the retrieval accuracy being improved in the 3-D method. Compared to the 1-D method, the rms errors of the 3-D method are reduced by 48% and 36% for the temperature and moisture retrievals, respectively. Using the real satellite measured brightness temperatures at 0557 UTC 31 July 2002, the temperature and moisture profiles are retrieved over a region （20°-45°N, 100°- 125°E） and compared with 37 collocated radiosonde observations. The results show that the retrieval accuracy with a 3-D method is significantly higher than those with the 1-D method.     

BCC_CSM气候模式对风暴轴的模拟能力评估

本文利用NCEP/NCAR再分析资料从不同角度评估了BCC_CSM气候模式对风暴轴的模拟能力。对于气候态的模拟,BCC_CSM气候模式可以准确地模拟出各季节风暴轴主体的强度与位置。对于时空分布的年际变化的模拟,BCC_CSM模拟的冬季风暴轴EOF分解的第一与第二模态特征向量场同NCEP再分析资料对应的特征向量场结构类似,前两个模态分别为全区一致及南北反向型,第三模态则有所不同。对于年内逐月的风暴轴强度和纬度指数变化,BCC_CSM有着较好的模拟效果,可以模拟出太平洋风暴轴独有的“深冬抑制”现象,但对经度指数变化的模拟则与再分析资料有着较大差异。对于风暴轴向极移动情况的模拟,太平洋地区的模拟结果没有表现出向极移动,而大西洋地区则模拟出1970年以后风暴轴位置向极地偏移的趋势。     

基于EOF和小波分析的福建近40年旱涝时空变化特征研究

采用经验正交函数分解（EOF）、快速富里叶变换（FFT）、连续（CWT）和正交小波变换（OWT），对近41a来福建省25个代表站不同雨季旱涝指数（Z指数）序列进行了分析。结果表明：（1）福建旱涝在1965—1975年及1990年代具有显著的2-3a周期；（2）在1980年代中期以后南北反向变化具有显著的1a和3-4a周期；（3）中西部与其它区域的反向变化，在1985—1998年间有显著的1-2a周期，在1980年代以后9-13a周期较强；（4）近40年来有干旱趋势，南部（东部）比北部（西部）明显，其中1990年代这种趋势显著。（5）1960年代和1980年代相对湿润，而1970年代和1990年代则相对干旱。