夏季厄尔尼诺-Modoki和东部型ENSO海表温度异常分布型特征及其与海洋性大陆区域气候异常的联系

2007年,Ashok等揭示了赤道太平洋区域存在一种三极型分布海表温度异常并称之为厄尔尼诺-Modoki,同时定义了相应的海表温度异常指数EMI（记为I_EM）。在此基础上,利用英国哈得来中心逐月海表温度资料、美国NCEP/NCAR月平均再分析数据集、美国国家海洋和大气管理局（NOAA）逐月降水资料（CMAP）,通过在太平洋海表温度异常中扣除厄尔尼诺-Modoki信号后,在Nino1+2区域上定义了东太平洋型海表温度异常指数EPNI（I_EPN）。据此,由I_EPN和I_EM可构成描述热带太平洋海表温度异常变化的一对指数。分析了两个指数相应的海气状态及对海洋性大陆区域气候异常的影响。结果表明,厄尔尼诺-Modoki和东太平洋型海表温度异常及其影响存在显著差异。在北半球夏季,当I_EM处于正位相时,热带太平洋海表温度异常呈现“负-正-负”的结构,海洋性大陆大部分区域海表温度异常为负,此时对流层低层太平洋地区辐合,海洋性大陆地区辐散,对流层高层太平洋地区辐散,海洋性大陆地区辐合。对应于辐合辐散中心,存在着自赤道中太平洋分别向赤道东太平洋和海洋性大陆中东部地区的异常垂直环流圈,同时也存在自海洋性大陆西部向印度洋西部的垂直环流。大气在海洋性大陆区域北部加热,南部冷却;在太平洋地区西部加热而东部冷却;在海洋性大陆区域10°N以南降水偏少,而10°N以北降水偏多。当I_EPN处于正位相时,热带太平洋海表温度异常呈现“西负东正”分布型,海洋性大陆区域海表温度异常呈现“西正东负”分布,对流层低层海洋性大陆地区辐散中心范围偏大、位置偏东、强度偏强,太平洋地区辐合中心范围偏小、位置偏东,热带环流异常在垂直方向上呈斜压结构,海洋性大陆区域北部大气加热而南部冷却,太平洋地区大气均呈加热正异常,海洋性大陆大部分区域降水均偏少,赤道太平洋降水偏多。以上这些结果有利于深刻理解热带太平洋海表温度异常的特征及其对海洋性大陆区域气候的影响。      

1961—2013年南雄降水和旱涝的变化特征分析

根据南雄市气象观测站1961—2013年降水资料,采用线性趋势分析、Z指数等方法,研究了南雄市近53年降水和旱涝的变化特征。结果表明,南雄市年平均降水量为1 524.7 mm,69%集中在汛期(4—9月),其中,前汛期(4—6月)占44%,年降水量以每年1.21 mm的速率呈弱的减少趋势,20世纪70、80、90年代降水偏多,20世纪60年代、21世纪初降水偏少。春、夏、冬3个季节的降水量变化趋势不明显,但秋季降水量却以每年1.52 mm的速率显著下降。年暴雨日平均3 d左右,6月最多,为0.6 d。53年间,旱年出现的频率22.6%,涝年出现的频率18.9%;正常年份出现频率58.5%。     

Longitudinal Displacement of the Subtropical High in the Western Pacific in Summer and its Influence

Using the relative vorticity averaged over a certain area, a new index for measuring the longitudinal position of the subtropical high (SH) in the western Pacific is proposed to avoid the increasing trend of heights in the previous indices based on geopotential height. The years of extreme westward and eastward extension of SH using the new index are in good agreement with those defined by height index. There exists a distinct difference in large-scale circulation between the eastward and westward extension of SH under the new definition, which includes not only the circulation in the middle latitudes but also the flow in the lower latitudes. It seems that when the SH extends far to the east (west), the summer monsoon in the South China Sea is stronger (weaker) and established earlier (later). In addition, there exists a good relationship between the longitudinal position of SH and the summer rainfall in China. A remarkable negative correlation area appears in the Changjiang River valley, indicating that when the SH extends westward (eastward), the precipitation in that region increases (decreases). A positive correlation region is found in South China, showing the decrease of rainfall when the SH extends westward. On the other hand, the rainfall is heavier when the SH retreats eastward. However, the anomalous longitudinal position of SH is not significantly related to the precipitation in North China. The calculation of correlation coefficients between the index of longitudinal position of SH and surface temperature in China shows that a large area of positive values, higher than 0.6 in the center, covers the whole of North China, even extending eastward to the Korean Peninsula and Japan Islands when using NCEP/NCAR reanalysis data to do the correlation calculation. This means that when the longitudinal position of the SH withdraws eastward in summer, the temperature over North China is higher. On the other hand, when it moves westward, the temperature there is lower. This could explain the phenomenon of the seriously high temperatures over North China during recent summers, because the longitudinal position of SH in recent summers was located far away from the Asian continent. Another region with large negative correlation coefficients is found in South China.     

青藏高原热力异常与华北汛期降水关系的研究

利用1980～1994年NCEP/NCAR再分析资料,以及我国336个测站1956～1994年月降水量资料,通过诊断分析和数值实验,研究了夏季高原上热力异常与华北汛期降水的关系.结果表明:华北汛期干旱年,青藏高压及西太平洋副热带高压偏南、偏东,华北汛期降水偏多年则相反;华北汛期旱年时,高原上升、高原东侧邻近地区下沉的垂直环流明显加强,而降水偏多年时,垂直环流减弱,华北地区为上升气流控制;夏季高原为热源和水汽汇区,它们的异常对华北地区降水有很大影响,当热源和水汽汇增强(减弱)时,华北地区降水偏少(偏多).数值试验表明,高原上潜热加热异常引起青藏高压、西太平洋副热带高压、亚洲季风以及欧亚中高纬地区环流的变化,进而影响到华北地区的降水.     

2015年11月浙江省降水异常成因分析

利用NCEP/NCAR大气环流资料、NOAA ERSST.V3b海温资料以及浙江省66个台站1971年以来的降水资料,分析了浙江省11月降水偏多对应的高低层大气环流异常特征以及与热带海温异常的联系,并在此基础上对2015年11月浙江省降水异常偏多的事实进行梳理和个例诊断。结果显示,2015年11月浙江省处于降水偏多的气候背景,同时北半球北极涛动正位相异常偏强、中高纬地区经向环流偏弱,西北太平洋副热带高压强度异常偏强、位置偏西是造成降水异常偏多的主要原因;统计分析表明巴尔喀什湖地区500 hPa高度场和西太平洋副热带高压强度与浙江省11月份降水具有显著相关;厄尔尼诺是导致浙江省11月降水偏多的重要外强迫因子之一,2015年11月Niño3.4指数达历史峰值,是造成浙江省同期降水异常偏多的主要原因。     

2007年夏季降水异常的成因及预测

采用NCEP/NCAR再分析资料、NOAA再分析全球海温和中国国家气候中心整理的160站降水量资料,在回顾2007年夏季中国降水分布及其趋势预测的基础上,探讨了2007年夏季降水异常的可能原因。2007年前期对热带太平洋海温、东亚季风、西太平洋副热带高压等主要物理因子冬夏演变的分析接近实况,但主要多雨带位置仍比预测的偏南。夏季亚洲中纬度大陆高压异常维持可能是造成2007年夏季主要多雨带比预期偏南的主要原因。     

春季北方气旋活动的气候特征及与气温和降水的关系

利用1948-2002年NCEP／NCAR再分析逐日海平面气压资料以及中国160站的降水和气温资料，分析了春季北方气旋活动频数和强度的时空变化特征，以及两者与中国降水和气温的相关关系。结果表明：春季北方气旋活动频繁，存在明显的两个高值中心，分别位于蒙古国的中部和我国东北北部地区。春季北方气旋活动频数和强度均存在明显的年际和年代际变化。伴随着一次全球性的年代际气候跃变，20世纪70年代中后期无论是频数还是强度均出现了显著的突变。春季北方气旋活动频数主要对我国北方地区的降水和气温有一定影响，活动频数多(少)年，我国华北大部、新疆北部降水偏少(多)；北疆地区气温回升(下降)，甘、宁、陕、内部分地区偏冷(暖)。80-90年代春季北方气旋活动频数的偏少，强度的减弱，导致我国北方地区沙尘暴次数比70年代减少.     

我国东部夏季降水型与北半球大气环流和北太平洋海温的关系

用历年北半球５００ｈＰａ月平均高度场及北太平洋海温资料,运用合成分析,奇异值分解等方法,分析了我国夏季降水型与同期,前期环流及海温场的关系,结果表明我国夏季降水型与大气环流及北太平海之间有密切的关系。     

椭球雨滴群旋转轴呈正态分布情况时雷达反射率因子的修正

推导出了在云降水粒子群为小旋转椭球水滴群、椭球旋转轴呈正态分布、云降水粒子谱为M-P分布情况下的雷达气象方程,并且重新定义了相应的雷达反射率因子,确定了在用雷达测定非球形雨滴降水时的订正系数。为新一代多普勒天气雷达观测资料的雨滴形状和分布特征订正、提高降水测量精度提供了理论依据和方法。     

20世纪长江流域3次全流域灾害性洪水事件的气象成因分析

20世纪长江流域曾出现上游洪水7次,中游洪水16次,下游洪水7次,其中有3次是全流域性洪水,分别发生在1998、1954和1931年。1998、1954和1931年梅雨期开始前(3~5月),长江流域降水比常年偏多。进入梅雨季以后,先后出现两场持续性暴雨:第1场出现在6月中旬至7月上旬,这场暴雨造成中下游河流的水位达到或超过警戒水位,出现局地洪涝;7月下旬长江中下游又出现1场持续性范围广的暴雨,雨水只能作为地面径流汇集到长江干流,造成很高水位的洪流。第2场持续性暴雨使长江上下游强降水时段在7月下旬重合,导致长江中下游干流洪水与来自上游的洪水在8月初至中旬遭遇,造成长江中下游灾难性的大洪水。1998、1954和1931年长江全流域性大洪水与东亚中高纬地区大气环流和东亚夏季风活动异常有联系。大气环流和东亚季风活动异常导致7月下旬西太平洋副热带高压的位置偏南,梅雨期持续到7月底,有利于长江中下游持续性暴雨发生的环流条件在7月下旬仍然存在。