江淮梅雨分区特征的比较研究

对江淮地区63站1957—2003年6—7月平均的月降水、梅雨期降水量和入梅期进行旋转经验正交展开, 将江淮梅雨区分为中心区、东南区和西北区。三子区入梅出梅的早晚顺序依次为东南区、中心区、西北区, 与雨带地理位置的时间变化一致。三子区梅雨参数存在不同的年际、年代际变化特征。在趋势变化上, 西北区与其他两区的差异很明显。中心区和东南区的梅雨长度和梅雨量存在上升趋势, 出梅期推迟; 西北区梅雨参数的变化与中心区、东南区相反。分析江淮各子区梅雨异常所对应的环流形势结果表明:北半球500 hPa高度场各区多雨年减少雨年的差值图上都呈现正负相间的波状结构, 东南区与中心区的正负差值分布型类似, 但比中心区的略偏东和偏南; 西北区与中心区、东南区呈现出相反的形势。各区早入梅年减晚入梅年北半球的500 hPa高度场正负差值分布形势基本类似, 但东南区较中心区偏东, 西北区较之偏西。     

近116年江淮梅雨异常及其环流特征分析

利用江淮地区1885—2000年近116a梅雨特征量资料和NCEP／NCAR逐日再分析资料，采用谐波分析、最大熵谱分析、小波分析、合成分析等方法讨论了江淮梅雨特征量的年际-年代际变化特征及梅雨异常的环流特征。结果表明；江淮梅雨特征量存在显著的年际和年代际变化特征。入梅日期、出梅日期、梅雨期长度呈显著上升的长期变化趋势，梅雨量和梅雨强度长期趋势变化不明显；梅雨特征量均存在多时间尺度的振荡周期，入梅日期具有准24a、准5a和准3a的显著周期；出梅日期具有准35a、准22a和准5a的显著周期；梅雨量具有准40a、准15a、准9a和准3a的显著周期。丰梅年南亚高压中心强度和西太平洋副热带高压增强。枯梅年则反之。     

Numerical Study of the Impacts of Urban Expansion on Meiyu Precipitation over Eastern China

The Yangtze River Delta(YRD) has experienced significant urban expansion in recent years, while the Meiyu belt of China has demonstrated a decadal northward shifting trend. Thus, it is of interest to assess how urban expansion affects Meiyu precipitation and hopefully to reveal the underlying physical mechanisms involved. In this study, the urban extents over the YRD in 2001 and 2010 are derived based on land use/land cover(LULC) category data and nighttime light image data. Two parallel groups of10-summer(2001–2010) numerical simulations are carried out with the urban extents over the YRD in2001 and 2010, respectively. The results show that the urban expansion in the YRD tends to result in increased(decreased) Meiyu precipitation over the Huaihe River(Yangtze River) basin with intensities of0.2–1.2 mm day-1. Further analysis indicates that the spatiotemporal pattern of the Meiyu precipitation change induced by the urban expansion resembles the third empirical orthogonal function(EOF) mode of the observed Meiyu precipitation. Analyses of the possible underlying physical mechanisms reveal that urban expansion in the YRD leads to changes in the surface energy balance and warming(cooling) of tropospheric(stratospheric) air temperature over eastern China. Anomalous upward(downward) motion and moisture convergence(divergence) over the Huaihe River(Yangtze River) basin occur, corresponding to the increases(decreases) of the Meiyu precipitation over the Huaihe River(Yangtze River) basin.     

全球海表温度年代际尺度的空间分布及其对长江中下游梅雨的影响

使用统计诊断的方法,探讨了近百年全球海表温度年代际尺度的空间分布结构与长江中下游梅雨异常变化的可能联系.采用三次样条函数拟合的方法将1885～2000-全球海表温度场和长江中下游梅雨雨量百分比序列的年代际变化分量分离出来,在分析各自年代际变化特征基础上,研究了全球海表温度的年代际尺度分布结构对长江中下游梅雨异常变化的影响.结果表明(1) 全球海表温度年代际尺度变化分量清晰地表征出气候背景的分布状态,其中太平洋年代际振荡(PDO)型态表现突出,特别是1976年以后太平洋的气候背景呈现暖事件增强的趋势.同时,印度洋及大西洋中部海域的海表温度也表现出明显的升温趋势.(2) 长江中下游梅雨年代际尺度变化趋势与全球海表温度的年代际变化趋势基本一致,特别是与PDO典型分布型态的变化趋势有很好的对应,当PDO暖事件趋势处于较强时期时,长江中下游梅雨为偏多的趋势,反之亦然.其中20世纪70胩代中期PDO出现暖位相增强的突变,长江中下游梅雨也在此时期转入增多的趋势.同时,印度洋、大西洋部分地区的海表温度的年代际变化与梅雨的年代际变化之间也有一定的关联.(3) PDO指数与西太平洋副热带高压面积指数的年代际变化趋势一致的统计事实,从一个侧面说明海洋的-代际变化最终通过副热带高压的变动影响梅雨的异常变化的可能性.     

基于ERA Interim 资料的2003年淮河流域梅雨期水汽收支分析

以2003 年6 月29日—7 月11 日淮河流域梅雨期强降水为研究对象,采用ERA Interim 再分析资料和站点降水资料,综合分析该期间强降水时段水汽收支。结果表明: 降水主要来自低层水汽辐合的贡献,而与低空急流相联系的水汽辐合具有显著的日变化,即后半夜至凌晨最大,午后最小,并由此造成了梅雨期强降水独特的日变化特征,最强降水出现在后半夜至凌晨;蒸发主要集中在白天,夜晚很小,数值约为降水量的15%,表明局地水循环的重要作用。针对淮河流域强降水区进行的水汽收支计算表明,水汽收支方程左、右两边数值在整个强降水时段具有较好的一致性,相关系数为0.77;对整个强降水期取时间平均,获得的水汽收支方程左、右两端数值的偏差为18%。     

南京雷与雨相互关系分析

根据南京气象观测站1951—2007年57 a雷暴日及降雨记录资料,分析了干雷、湿雷和雨中有雷比率的变化特征,得出:57 a来湿雷明显多于干雷,干、湿雷日气候倾向率都为负值,趋势减少,但湿雷减少更为明显;干、湿雷都是夏季最多,冬季最少;南京市从历年某天发生湿雷的概率得:历史上任意一天湿雷发生概率超过0.2的日期都集中在7、8月,其中南京发生湿雷最高概率在7月20日,与本省苏南和苏中各市基本一致,比苏北发生湿雷概率最高日期早5~6 d。南京雨中有雷比率主要分布在0.12~0.25之间,平均为0.19;雨中有雷的比率呈逐年缓慢下降趋势,但近几年出现雷暴的比率略有增多;各月雨中有雷比率呈单峰型,夏季比率较其他季节大。结合1961—2007年梅雨期资料,统计得出历年梅雨期有雷比率分布区间广,为0~0.9,梅雨期有雷平均比率为0.26,虽比全年雨中有雷的平均比率(0.19)还高些,但比梅雨所在的6—7月雨中有雷平均比率(0.39)低得多。分析还发现雷与不同级别降水关系有差异,与小雨呈负相关,而与中雨、大雨和暴雨呈正相关,与暴雨的相关性最好,6—8月大雨和暴雨中有雷的比率高达0.62~0.74。     

2011年梅汛期一次暴雨过程的对流涡度矢量方程诊断分析

利用NCEP FNL资料、FY-2E云顶亮温、常规观测及加密自动站降水量等资料,以及高分辨率中尺度模式WRF V3.3的模拟结果,结合对流涡度矢量方程对2011年6月一次江淮梅雨锋暴雨过程进行了诊断分析。结果表明,模拟结果再现了该次暴雨过程的降水特征,该过程主要受地面低压及梅雨锋锋面系统的控制和影响,其中6月14-15日为所选暴雨个例最旺盛的阶段,且该时段伴随梅雨锋上中尺度对流系统的移动发展和梅雨锋锋生。对流涡度矢量及其垂直分量的倾向方程的诊断分析表明,对流涡度矢量垂直分量的局地变化主要受非绝热加热项的影响;而非绝热加热与次级环流和梅雨锋锋生的关系说明中尺度对流活动与梅雨锋锋生存在类CISK机制的反馈关系。因此,对流涡度矢量,特别是其垂直分量可以用来诊断和揭示伴随非绝热加热的中尺度对流系统与梅雨锋锋生之间的关系。     

时空投影法在上海地区梅汛期降水延伸期预报中的应用

本文基于2001—2010年上海市11个基本气象站的逐日降水量和澳大利亚气象局的逐日大气低频振荡(MaddenJulian Oscillation,MJO)指数(包括RMM1和RMM2)资料,选取MJO指数作为预报因子,上海地区梅汛期降水量作为预报对象,建立了基于时空投影法(spatial-temporal projection model,STPM)的上海地区梅汛期降水延伸期预报模型。利用该模型对近6年(2011—2016年)的梅汛期降水进行回报试验,其预报技巧评估结果表明:该模型对未来10～25 d的降水具有较好预报效果,可较准确地预报出梅汛期3/4左右的降水量级和降水发生时段。其中,预报时效为10～20 d的预报技巧较高,而提前21～25 d的预报技巧略有下降。总体而言,基于MJO活动的STPM预报模型在上海地区梅汛期延伸期降水预报中具有较好的参考价值。     

江淮梅雨季亚洲阻塞高压活动统计特征

利用1960—2018年6—7月NCEP/NCAR逐日再分析资料和同期中国国家气象站日降水量资料,对江淮梅雨季亚洲地区阻塞高压活动地理分布、关键区阻塞高压事件活动频次、生命周期以及年际和年代际变化,及其与江淮梅雨异常的关系进行了系统分析。结果表明:（1）近59年江淮梅雨季（6—7月）,亚洲阻塞高压事件共计363次,其中心主要分布在乌拉尔山区域（40°—80°E）、贝加尔湖区域（80°—120°E）和鄂霍次克海区域（120°—160°E）3个关键区。（2）3个关键区阻塞高压事件的次数和累计日数由高到低依次为:鄂霍次克海、乌拉尔山和贝加尔湖区域。双阻塞形势以乌拉尔山-鄂霍次克海双阻居多,约占亚洲地区双阻日数的60%。阻塞事件的平均生命周期7 d左右,最长维持时间为13 d。（3）3个关键区总的及分区的阻塞次数和日数都有明显的年际变化并呈增加的趋势,其中线性增加趋势最为明显的是鄂霍次克海区域,与近59年江淮梅雨季的累计雨量增加趋势一致。（4）江淮梅雨季降雨量多寡与阻塞高压活动密切相关,梅雨正（负）异常年鄂霍次克海区域、乌拉尔山-鄂霍次克海双阻日数和次数显著偏多（偏少）,而乌拉尔山和贝加尔湖区域的阻塞高压事件与梅雨关系并不显著。（5）江淮梅雨季鄂霍次克海阻塞高压的日数多寡可能与前期海表温度异常信号ENSO有关。      

南京梅雨特征量统计分析及其对区域性增暖的响应

根据南京整编的1961—2010年梅雨资料,运用Pearson相关法、M-K检验法、Morlet小波分析等方法对南京入梅日、出梅日、梅长、梅雨量和梅雨强度5个梅雨特征量分析其变化特征和其相互关系,以及梅雨特征量对区域性增暖的响应。结果发现:(1)近50 a南京梅雨各特征量年际差异明显,其中仅梅雨量存在显著增加趋势,其余特征量存在年代际差异。(2)近50 a南京梅雨各特征量均没有出现显著突变现象,变化都比较连续。(3)近50 a南京地区梅雨各特征量存在多尺度和局地性特征,并且各特征量的显著周期均包含在2～5 a和6～8 a的短周期内。(4)梅雨各特征量中,梅长与出梅日的关系比其与入梅日的关系更密切,梅雨量与梅长的相关程度大于其与入、出梅的相关程度,而梅雨强度和梅雨量变化接近一致。(5)在南京地区显著增暖的背景下,南京地区入梅日为正响应(正相关),而出梅日、梅长、梅雨量和梅雨强度是负响应(负相关);梅雨各特征量对春季平均气温增暖的响应比其对年平均气温增暖的响应明显。