渤海溶解氧和表观耗氧量季节循环时空模态与机制

根据1978年1月—1981年11月渤海温盐、溶解氧场逐月调查资料,采用旋转经验正交函数(REOF)、最大熵谱分析、调和分析等方法,研究了渤海表底层溶解氧和表观耗氧量场季节循环时空模态与机制。渤海表底层溶解氧(DO)场主要有2种时空模态:表、底层DO场第一模态季节变化主要由表、底层温度、盐度场第一模态控制;表、底层DO场第二模态季节变化主要由表、底层温度场第二模态控制。渤海表、底层表观耗氧量(AOU)场季节变化主要有2种时空模态:季节循环时间为增氧非对称型的表、底层AOU第一模态;季节循环时间为耗氧非对称型的表、底层AOU第二模态。渤海表层存在连续7个月的自然贫氧和富氧海域,底层存在连续8、9个月的自然贫氧和富氧海域。在增耗氧强盛期,生物生耗氧为主,饱和增减氧次之。在增耗氧衰弱-增强期,饱和增减氧为主,生物生耗氧次之。渤海环流、浮游生物分布、黄河口入海月径流量、海水饱和溶解氧等季节变化是驱动AOU模态季节变化的主要因素。渤海存在较强的季节性生物生耗氧过程。     

中国春末夏初降水量异常的气候类型

选取中国大陆均匀分布的８０个测站１９５１—１９９４年历年５—６月月总降水量标准化距平资料，利用ＥＯＦ和ＲＥＯＦ方法对春末夏初降水量异常的空间结构及时间演变规律作了研究。结果表明，中国春末夏初降水异常在空间上主要表现为南北相反变化的差异（ＬＶ）。旋转载荷向量场（ＲＬＶ）反映出１１个主要降水异常类型区。旋转主分量（ＲＰＣ）揭示了４４年来春末夏初降水的时间演变特征：江淮和江南地区降水量减少，东北和南疆地区降水量增多；河套东部、华南、北疆、华北地区呈多雨—少雨—多雨的抛物线型，而河套西部、西南地区呈少雨—多雨—少雨的反抛物线型。     

南京和镇江最高水位与长江中下游地区可利用降水的统计分析

本文利用降水量和平均气温资料计算了长江流域中下游地区可利用降水量,并分析了其与南京和镇江段长江最高水位之间的关系,结果发现夏季6月和7月可利用降水量的不同分布类型对长江当月最高水位有直接的影响,并且这些分布类型出现频次的增多是造成长江水位持续升高的主要原因之一。     

中国近50年严冬和冷夏演变趋势与区划

以中国９３个测站１９５３～１９９５年冬季平均最低气温（Ｔｍ）和夏季平均最高气温（ＴＭ）的长期变化趋势及年际、年代际变率特征为研究对象,利用旋转经验正交函数（ＲＥＯＦ）对冬季Ｔｍ和夏季ＴＭ进行客观区划,揭示了我国近半个世纪冷夏、严冬气候异常的变化规律,为进一步研究短期气候预测方法提供了依据     

湖南省46年来降水的气候特征

利用湖南省86个测站1960～2005年降水资料,采用REOF、小波分析和M-K突变分析等方法,对湖南省年降水的空间分布特征和时间变化规律进行了分析.研究表明:湖南省年降水的空间分布既有全区一致性,也存在着南部与北部、湘中地区与周围地区及东北与西南相反变化的差异.湖南省降水的空间分异类型可分为湘南、湘西北、湘东北、湘中、湘西和湘西南6个区.46年来,湖南省降水除湘西北外,年降水有增加的趋势;在1990年代以后存在一个降水转变期,并且存在4年、7年、10～12年和24年左右的周期变化.除湘西北以外,各区降水无论是21年左右周期转变还是7～10年左右周期转变,在2000年代中后期降水还将相对偏少,之后可能进入一个多雨期.     

基于卫星观测的我国北方地区紫外吸收性气溶胶的时空分布研究

利用气溶胶指数(Aerosol Index,AI)资料研究了东亚地区紫外吸收性气溶胶的时空分布特征,主要得出以下结论:1)雨云七号卫星(Nimbus 7,N7)和地球探测卫星(Earth Probe,EP)搭载的臭氧总量测绘光谱仪(Total Ozone Mapping Spectrometer,TOMS)以及臭氧监测仪(Ozone Monitoring Instrument,OMI)反演的AI数据在东亚大陆具有较好的一致性,但EP/TOMS-OMI AI的连续性较好,而N7/TOMS-EP/TOMS AI的连续性较差;2)东亚地区紫外吸收性气溶胶主要位于塔克拉玛干沙漠及其东部周边的库姆塔格、柴达木盆地沙漠、古尔班通古特沙漠、内蒙古中西部、蒙古国南部以及我国东北、华北地区;3)紫外吸收性气溶胶具有明显的月际变化特征;4)旋转正交经验函数分析不仅能分离紫外吸收性气溶胶的源区范围,还能给出源强相对大小的定性信息。     

1961-2008年中国西北东部旱涝异常分布及干旱变化特征

 应用主成分分析和旋转主成分分析方法,利用陕、甘、宁、青四省（区）170个测站,对1961-2008年大气干旱指数S＝ΔT/δT-ΔR/δR的地域相关和年际变化特征进行了分析。结果表明：西北地区东部旱涝异常在空间上表现为较高的整体一致性,其次表现为东西相反和南北相反的变化趋势。西北地区东部旱涝异常存在三个基本相关的区域：甘肃东南部及陕西、河西走廊及河套地区、青海区。50 a来,各区在1974-1977年间和1982-1985年间湿润多雨,1994年以后相对少雨干旱。进一步分析发现,研究区域中西部尽管降水是增加的,但干旱指数变化不明显,而区域东部地区干旱指数变化很明显,说明区域中西部地区变湿不明显,而区域东部暖干化趋势明显。     

四川盆地区表层土壤湿度时空变化特征分析

分析常年土壤干湿状况及其影响因子,是监测评价四川盆地区土壤水分变化的基础,有利于农业干旱防灾减灾.利用四川盆地区农业气象站近17年0～20cm的逐句土壤湿度观测资料,运用旋转正交函数分解(REOF)、相关分析、趋势倾向率分析等方法,对四川盆地区表层土壤相对湿度的时空变化特征进行分析,并分区域选取代表站建立表层土壤湿度与气温、降水量、日照时数的多元回归方程.结果表明,盆地表层土壤相对湿度空间分布大致是从南到北逐渐减小;年际变化呈现弱的上升趋势;常年季节变化呈双峰型特点,秋季高,春季低,夏季波动明显,初夏高盛夏低;表层土壤干湿状况总体呈现出冬春季相对偏干、夏秋季相对偏湿的季节变化.盆地表层土壤湿度变化与气温、日照显著负相关,与降水显著正相关性,气温、日照、降水因子分别对盆地东北部、中南部、西北部表层土壤湿度变化影响大.     

Spatial and temporal variability of annual and seasonal precipitation over the desert region of China during 1951–2005

The spatial and temporal variations of precipitation in the desert region of China (DRC) from 1951 to 2005 were investigated using a rotated empirical orthogonal function (REOF), the precipitation concentration index (PCI) and the Mann–Kendall trend test method (M‐K method). In addition, the association between variation patterns of precipitation and large‐scale circulation were also explored using the National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research (NCEP/NCAR) reanalysis data. The results indicated that the spatial pattern of precipitation was primarily the local climate effect significant type, with the first three EOFs explaining a total of 55·3% of the variance, and the large‐scale climate system effect type, which explained 9·8% of the variance. Prior to the 1970s, the East Asian summer monsoon was stronger, which resulted in abundant precipitation in the Inner Mongolia region. Conversely, the climate of the Xinjiang region was controlled by westerly circulation and had lower precipitation. However, this situation has been reversed since the 1980s. It is predicted that precipitation will decrease by 15–40 and 0–10 mm/year in the Inner Mongolia plateau and southern Xinjiang, respectively, whereas it will likely increase by 10–40 mm/year in northern Xinjiang. Additionally, 58–62% of the annual rainfall occurred during summer in the DRC, with precipitation increasing during spring and summer and decreasing in winter. The intra‐annual precipitation is becoming uniform, but the inter‐annual variability in precipitation has been increasing in the western portions of the DRC. The probability of precipitation during the study period increased by 30% and 22·2% in the extreme‐arid zones and arid zones, respectively. Conversely, the probability of precipitation during the study period decreased by 18·5% and 37·5% in the semi‐arid zones and semi‐wet zones, respectively. It is predicted that the northwest portion of the DRC will become warmer and wetter, while the central portion will become warmer and drier and the northeast portion will be subjected to drought. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

旋转经验正交函数分解回归方法在东北夏季气温季节预测和成因诊断中的应用

利用中国东北4省/区73个地面气象观测站1971—2011年6—8月月平均气温,以及NCEP/NCAR再分析1971—2011年月平均高度和NOAA月平均海表温度（SST）资料,基于主成分回归（PCR）预测方法的思想,用同年1—5月北半球大气环流和全球SST场建立了东北地区夏季气温的统计预测模型,该建模方法是主成分回归方法的变形,计算方法较为简易,对气温等级的季节预测有较好的预报效果;并用其计算过程做了前期气候成因诊断。考虑到旋转经验正交函数分解样本误差较小、空间模态结构清晰,但特征向量的时间系数在不同时段有所变化的特点,故使用旋转经验正交函数分解整个时段的东北夏季气温场,然后基于旋转经验正交函数分解结果,进行前期影响因子甄别,最后建立多元线性逐步回归预测模型,建模期为前30年,独立样本预报期为后11年。30 a逐年交叉回报检验和11 a独立样本预测效果都显示该模型具有较高的预报技巧,尤其对气温等级的预测具有参考价值。用预测模型的中间过程诊断了东北夏季各月某一类典型气温异常的前期成因：5月北极涛动和北大西洋涛动（AO/NAO）、北太平洋涛动（NPO）以及副热带纬向一致异常型（SZ）等大气大尺度低频波动对6月吉林和辽宁省气温异常有显著影响;3月北极涛动和北大西洋涛动、东太平洋涛动（EP）及欧亚遥相关型波列对7月内蒙古东北部气温异常有显著影响;5月在北半球中高纬度大尺度低频波列不显著的情况下,SZ型低频波列对8月内蒙古东北部部分地区和黑龙江中、西部等地气温异常有显著影响;前期海温呈厄尔尼诺（拉尼娜）型、同时北大西洋海温三极子为正（负）位相,一般与导致东北6月和7月偏冷（暖）的大气环流型相匹配;春末热带印度洋全区海表温度一致异常模态（IOBM）正（负）位相与导致东北8月偏暖（冷）的大气环流型相匹配。