Robust GEFA Assessment of Climate Feedback to SST EOF Modes

Atmospheric response to SST variability was estimated using generalized equilibrium feedback analysis (GEFA) in the SST EOF space with synthesis data from an idealized climate model. Results show that the GEFA atmospheric response to the leading SST EOF modes is much more accurate and robust than the GEFA feedback matrix in physical space. Therefore, GEFA provides a practical method for assessing atmospheric response to large-scale SST anomalies in terms of the leading EOFs.     

1961—2007年重庆风速的气候变化特征

利用重庆地区34个常规气象观测站的1961—2007年共47 a的常规风速观测资料,采用线性趋势拟合、变化速率计算、EOF分解等方法,研究了重庆地区平均风速的时空气候变化特征。结果表明,重庆地区逐年平均风速呈现＂春季大,秋冬小＂型,47 a来各季和全年的平均风速均是显著减弱的,在20世纪70年代中前期之后出现显著的下降趋势;平均风速呈现出＂全场一致＂与＂东西反位相＂的气候变化形势,其中风速减弱的整体性变化是第一位的。     

盛夏7月500hPa月平均环流场的EOF分析

使用1951—1992年共42年资料,利用自然正交函数(EOF)展开方法,对7月亚欧地区500hPa 高度场进行了分析,根据前3个特征向量及时间系数将7月月平均环流共划分为5种环流型,并研究了亚欧地区7月环流场的时空变化特征及其与我国降水的相关关系     

河南省大雾的时空分布特征及500hPa环流特点分析

对河南省45年的大雾日数进行分析研究,结果表明：河南省年平均大雾日数秋冬季多,春夏季少,雾日主要集中在11月到翌年1月;大雾区域分布极不均匀,总体来说是东多西少,平原和盆地多山区明显少,全省有5个多雾中心。选择40个代表站进行经验正交函数（EOF）展开分析,前三个模态的积累方差贡献率为76．5％,通过相关系数和第一模态的时间系数分析,全省大部分地区大雾日数呈增加的趋势,与温度变化趋势相同。小波分析存在2～4年、8～10年和19～22年的周期变化。进一步对历史上典型多雾年和少雾年500hPa高度距平场分析,发现多雾年与少雾年欧亚中高纬度地区高度距平趋势恰好相反,多雾年呈＋-＋分布,而少雾年呈-＋-分布。     

2011—2021年安徽省闪电时空分布特征分析

利用2011—2021年安徽省地闪资料,对全省闪电时空分布特征进行统计分析。结果表明：负地闪为安徽省地闪主要类型,占地闪总数的94.02%,每年5—9月是闪电活动高发期,8月闪电频次最大,但地闪回击电流峰值最小,正地闪比例随总地闪发生次数的减少而增多。日变化特征中,闪电多发时段为14—19时,与强对流天气活跃时段对应,平均地闪回击电流峰值波动相对较小,最大值出现在06时。全省地闪平均密度为1.72次/（km2·a）,空间分布呈南高北低特征,与地闪回击电流峰值分布大致相反。对安徽省总地闪频次进行主成分分析表明,前5个特征向量累计方差贡献达到90.05%,能够全面反映安徽省闪电整体异常结构,全省闪电活动及频次变化趋势基本一致,但南北存在明显差异,空间分布型可划分为全省一致型、大别山区型、江淮东部型、江南江北型和沿淮型,安徽省南部地区的水汽条件、热力条件和触发机制均优于北部地区,更易发生雷暴等强对流天气。     

我国南方暴雨一些气候特征的统计分析

根据我国南方59个气象观测站1958～1995年月暴雨日数资料,应用三维经验正交函数分解(EOF3)和小波分析方法,研究了暴雨的主要分布类型、季节变化特征、年际变化和年代际变化规律.结果表明:我国南方暴雨的总趋势是略有增加,但幅度很小;年际变化存在32年、10年、5年和2～3年左右的周期震荡;年代际变化规律是:20世纪50年代末～60年代约10年周期较为清楚,70年代5年周期最强,80～90年代中期10年左右周期最明显,而且比50～60年代要强得多,此外80年代3年左右周期也较明显.我国南方暴雨季节变化显著,4～10月为多暴雨季节,最多的月份出现在6月.暴雨最活跃区域的年变化不大,均位于华南地区,虽然长江流域和黄淮地区是分别对应于梅雨和华北雨季中的多暴雨区域,但是其最大中心值没有超过华南地区.我国南方暴雨、雷暴和冰雹的气候特征,在总趋势、空间分布、季节变化、年际变化和年代际变化方面均存在明显的差异,表明了这3类对流性天气形成物理机制的复杂性.     

初夏东北地区冷涡降水“累积效应”

采用1960~2012年5~6月中国东北地区实况降水资料,依据东北冷涡活动客观识别方法,研究东北冷涡活动对东北地区初夏降水的影响,结果表明:5~6月每次东北冷涡过程维持时间以3~7天为主,且具有频发特征,东北冷涡降水累计量占总降水量的62.5%,给出冷涡降水月强度指数,与同期月降水量年际变化具有很好一致性;东北地区初夏降水与东北冷涡降水EOF分解主要模态十分相近,前两个模态分别为全区一致和东北、西南降水相反分布,各占方差贡献的46.8%与42.7%。冷涡降水具有显著“累积效应”,该累计效应可总体反映初夏东北地区降水异常分布特征,进一步揭示东北冷涡活动的气候学特征。     

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。     

用TOPEX/POSEIDON高度计数据分析热带大西洋海面高度距平的低频变化

利用1992年10月~2002年7月的TOPEX/POSEIDON(T/P)卫星高度计月平均格点数据分析了热带大西洋(15°S~25°N,5°~50°W)海面高度距平的低频变化。由热带大西洋大约10 a海面高度距平变化的标准差分析得到:在赤道附近海区(2°~5°N,25°~45°W)、非洲沿岸海区(11°~16°N,16°~18°W)海面高度波动剧烈。对海面高度距平进行经验正交函数(EOF)分析,得到EOF的3个模态分别占有方差比例为51.5%,13.2%和7.9%。第一模态揭示的是热带辐合带(ITCZ)的季节性迁移导致海面高度距平沿着ITCZ平均位置经向倾斜的1 a周期变化,第一模态还显示了太阳辐射的季节差异引起南北两个海盆海面高度的整体升降。第二模态描述了中心分别位于(3°N,40°W)和(7°N,45°W)附近两个涡漩的变化。第三模态表征的是几内亚海湾上升流和赤道北部下降流在6~7月强度达到最大。对EOF时间系数曲线的经验模态分解(EMD),结果表明热带大西洋低频变化包含的成分主要有:0.5,1,2,4和6 a。其中1 a周期是热带大西洋海面高度变化最主要的周期成分,0.5 a周期和2 a周期也是热带大西洋海面高度变化的重要形式;而4 a和6 a周期所占的比例较小。另外EMD方法还分解出1997~1998年太平洋El Nino事件对热带大西洋海面高度的影响。     

GIS支持的广东地名景观EOF模型分析

将广东全省划分为86个行政单元,并选取64个典型地名的通名,运用EOF模型进行运算;选取累积方差超过70%的前三项做主成分分析,并借助G IS技术输出其各自的空间分布图。研究发现:64个通名在空间分布上明显地表现为不均衡性,即普遍分布和相对集中同时并存。以塘、坑、山、水等反映地貌特征的通名分布较为普遍,而以沥、厝、屋、板、六、都等民族或族群的方言通名分布则较为集中,其中以涌(冲、埇)、朗(塱)、沙、排、寮、塘、潭、沥、滘、基等通名主要分布在粤方言的珠江三角洲水网密集区,以坪、背、坑、岭、屋、畲(輋)、磜、溪等通名主要分布在粤东北和粤北及其它客家人分布区,以厝、洋、垄(垅)、田、寨、华、美(尾)等通名主要分布在粤东潮汕和粤西南雷州半岛福佬人分布区,以洞(垌、峒)、罗、六(箓、菉、弄)、板(曼、迈、麻)、那(纳)、古(过)、都(多)、云、栏(兰)等通名则主要分布在与广西交界的粤西和粤西南地区。