CHARACTERIZATION AND CAUSAL ANALYSIS OF TEMPORAL AND SPATIAL VARIATION IN DRY-WET CONDITIONS IN AUTUMN IN SOUTHWEST CHINA

Based on the daily precipitation and temperature data of 97 stations in Southwest China(SW China) from1960 to 2009, a dry-wet index is calculated. The spatiotemporal variation characteristics of dry-wet conditions,precipitation and temperature are studied. Then the abnormal atmospheric circulation characteristics are discussed using reanalysis data. The results show that SW China has exhibited an overall trend of autumnal drought since the late1980 s, and this drought trend became more significant early in the 2000 s, especially in the eastern SW China. Autumnal dry-wet variation in southwestern China showed two major modes: consistent change across the entire region and opposing changes in the eastern and western regions. The spatial distribution of dry-wet anomalies was more significantly affected by precipitation, while temporal variation in dry-wet conditions was more strongly influenced by temperature. The former mode is affected by the anomalies of the precedent SST near the Western Pacific Warm Pool,the Western Pacific Subtropical High, the East Asian Trough and the South Trough. The latter mode is related to the wind anomalies in the eastern SW China and the vertical movement in the western and eastern SW China. These are the main influencing factors for the autumn dry-wet variation in SW China, which are of great significance to the prediction of drought.     

北太平洋东部风暴轴的变化特征及其与大气环流和SST异常的关系

利用欧洲中期天气预报中心ECMWF(European Center for Medium-range Weather Forecast)逐日再分析资料(ERA40),通过经验正交函数(empirical orthogonal function,EOF)分解发现,冬季北太平洋东部风暴轴有着显著的年际变化特征:第一变化模态为在气候平均位置南北相反的偶极子变化型,第二变化模态为在气候平均位置处一致增强或减弱的变化型,第三变化模态为三极子的变化型。进一步的回归分析发现:当东部风暴轴南压(北抬)时,同期冬季是一种厄尔尼诺(拉尼娜)年海温异常空间分布型,中纬度北太平洋海区以及赤道中、东海区,冬季冷(暖)异常的洋面上是异常低压(高压),对流层中层是太平洋—北美型(Pacific-North American Pattern,PNA)遥相关的正(负)位相;当东部风暴轴增强(减弱)时,同期冬季黑潮区海温偏暖(偏冷),对流层中层表现为西太平洋型(West Pacific Pattern,WP)遥相关的正(负)位相;当东部风暴轴呈现西北—东南+-+(-+-)相间三极子的分布时,同期冬季巴布亚新几内亚附近海温异常偏暖(冷),夏威夷附近海温异常偏冷(暖),冬季冷(暖)异常的洋面上是异常低(高)压,对流层中层表现出类似PNA正(负)位相。EOF分解各模态所对应时间系数与阿留申低压(Aleutian Low,AL)指数、PNA指数、Nino3指数、WP指数、黑潮海温(Kuroshio Current,KC)指数之间存在显著的相关,这些证明了东部风暴轴与同期大气环流及SST异常之间的联系。     

大气垂直运动廓线特征及其与云和辐射的关联性分析：以CMIP6三个模式为例

基于第六次耦合模式比较计划(CMIP6)的3个全球气候模式结果,利用经验正交分解方法和参数方法分析了模式模拟的热带地区大尺度大气垂直运动廓线特征并揭示其与云和辐射量的关系。结果表明,基于EOF分解方法,3个模式均可较好地再现热带大气垂直运动特征,即热带大气垂直运动90%以上的方差可由两个主导的垂直结构模态解释,其中EOF1表征大气的整体上升或下沉,EOF2表征一个由深厚的中层辐合辐散占主导的垂直运动廓线。在此基础上定义了一对更为简洁易用的参数(ω和dω),此对参数可较好地描述EOF分解所揭示出的垂直运动廓线特征。利用新定义的参数发现,在西太平洋暖池区域,高云在"上重"下沉区域为低值,中云云量在"下重"上升运动区域为高值。大气层顶对外长波短波辐射均表现出对运动廓线结构的依赖。研究为评估气候模式对云和辐射模拟提供了一组有效因子。     

A STUDY ON EQUILIBRIUM COASTAL PROFILES OF THE CLOSE TIDAL FLAT—A Case Study of Fengxian Tidal Flat

The article analyses the temporal-spatial changes of profiles by EOF(Emipirical Orthogonal Function)analysis and DTM analysis of GIS.These profiles,which are not affected by engineering,are chosen from the coast with successive field monitoring data from 1990 to 1999.Temporal and spatial EOF indicates the obvious stability of coast profile paramclino with steep slopes flat.In spatial scale,high tidal flats and deep-water terraces are in a balance state while upper clino with steep slopes are sensitive and the stability is easy to be destroyes.In temporal scale,the erosion and deposition in this area are kepy in balance in a whole.There are almost no change below -8-9.5m.At the same time,it is the lower limit of tidal affection and the erosion and deposition process from it to high tidal flat keep in balance for many years.So the closre depth is appointed to from -8m to -9.5m(Wusong datum mark).     

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山东省霾日时空变化特征及其与气候要素的关系

利用山东省70个台站1961-2005年地面气象观测资料,运用EOF等统计方法,对山东省45 a来霾日数时空变化的气候特征进行了诊断分析。结果表明：山东省年平均霾日空间分布呈现鲁中、鲁南的部分地区多,鲁北、半岛大部地区少的特点。霾主要发生在秋冬季。过去45 a,山东省霾日数总体具有较强的上升趋势,2000年后略下降;霾天气发生时能见度主要在5～10 km,相对湿度主要为70%～90%;霾日数的变化与气温成正比,与降水量、风速呈反比。     

近51a福建早春不同低温阴雨分布型的环流特征及成因

利用1960—2010年福建省早稻播种育秧期平均气温、日照资料及NCEP/NCAR再分析资料,运用EOF和相关合成等方法,分析近51 a福建省早稻播种育秧期低温阴雨日数分布类型与各类低温阴雨日数分布类型同期大气环流背景场及海温分布特征,并探讨其成因。结果表明:福建省低温阴雨日数空间分布主要为全省一致、南北相异两种类型,其中全省一致偏多(少)型为福建省低温阴雨空间分布主要类型。不同的低温阴雨型具有明显不同的环流特征,当欧亚大陆中高纬度为两槽一脊形势,槽脊强度强,易发全省一致偏多型低温阴雨,其强度弱则易发北多南少型低温阴雨;当欧亚大陆中高纬度为两槽两脊形势,则易发北少南多型低温阴雨,当欧亚大陆中高纬度环流平直,则低温阴雨一致偏少。全省一致偏(多)少型、北多南少型与海温异常关系不大;前冬赤道中部海温异常偏暖,易发北少南多型低温阴雨。福建低温阴雨天气的发生,需要适当强度的冷空气和稳定的水汽通道。     

2006-2007年夏季重庆大旱、大涝的阻高时空特征分析

2006年和2007年夏季,重庆地区分别遭受大旱和大涝。利用这两年6-8月NCEP逐6 h再分析资料,对其月平均500 hPa高度场对比分析发现,这两年重庆地区附近槽脊配置、鄂霍茨克海附近环流和贝加尔湖附近环流有较大差异。利用逐日平均高度场以重庆地区为基点进行月内相关检验也发现,两年主要环流形势差别集中于中高纬度阻塞形势。为了进一步揭示重庆地区气候异常时阻高的时空分布特征,分别对这两年逐日平均高度场进行EOF分解,对其主要空间模态进行分析,并根据其时间演变信息,结合阻高、副高及青藏高压的主要指数对分析结果进行了综合分析,结果表明:贝加尔湖西侧的稳定阻高是造成2006年干旱的主要原因,而2007年的洪涝则是由不稳定的贝加尔湖阻高偏西造成的。     

北太平洋冬季上层海温异常的NPGO模态

利用较高分辨率的全球海洋同化分析系统(SODA)资料, 对冬季北太平洋上层的海温异常做了整层经验正交函数(EOF)分析, 并主要讨论了第二模态的结果。该模态空间结构与经典的北太平洋涡旋振荡(NPGO)一致, 且时间系数与NPGO指数也吻合, 故北太平洋上层海温异常EOF第二模态可称为NPGO模态。这说明NPGO现象不单纯反映在海表面温度异常上, 在上层海温中该现象也存在。在该模态空间场上, 水深100 m以上25°N～30°N的副热带处, 沿纬圈从120°E向东延伸至中东太平洋均为海温正异常带, 其北面则为负异常带, 两者构成双带系统;其中在170°W附近分别有正、负异常大值区, 中心构成南北偶极子;在本州岛以东海域, 从海表直到海洋上层底则有小范围的海温强异常。该模态空间结构的形成与大气NPO模态关系密切, 并与中纬度西风大值带上的风应力异常有关, 是造成NPGO的直接原因。该模态表现出明显的准13年年代际变化, 且对其进行5年滑动平均后发现, 从20世纪70年代中期以来, 该序列的振幅越来越大, 1976/1977年和1988/1989年的两次气候年代际突变均处该序列峰值处。引入了冬季北太平洋上层海温异常的NPGO指数, 其能更好反映海洋上层的NPGO现象及其年代际变化。     

冬季热带印度洋上层流场异常模态分析

利用复经验正交函数(CEOF)分解对冬季热带印度洋海洋上层流场异常做了模态分析和结果讨论,得到以下主要结果:该流场异常前两个模态均呈现赤道俘获波形式,其异常在赤道上最大,向南北两侧迅速衰减,呈现纬向流的形态;第一、二模态的性质分别是大洋赤道波动的半波和1波形态,这表明此时赤道波动异常在大洋流场异常中占有重要地位。冬季第一模态大洋垂直运动所导致的近表层海温异常与春、秋季不同,此时在赤道印度洋呈现正—负—正的经向分布态势,这与印度洋耦极子(Indian Ocean Dipole,IOD)的不同,并是IOD在冬季衰亡的直接原因。第二模态相应的海温异常则在赤道东印度洋呈现北负南正的分布态势。第一模态与南亚冬季风异常密切有关,为印度洋冬季风环流模态。第一、二模态都有明显的年际变化和年代际变化,年际变化均为3~5年,主要的年代际变化则分别为约18、22年,此外两者还均有约13年的年代际变化。本文第一、二模态年代际变化的主周期也是冬季北太平洋和冬季热带太平洋流场异常第二、一模态的主周期。