2016/2017年冬季北半球大气环流及对我国冬季气温的影响

2016/2017年冬季(2016年12月至2017年2月),东亚冬季风强度较常年同期异常偏弱,西伯利亚高压偏弱。北极涛动(AO)在冬季以正位相为主。冬季北半球500 hPa高度距平场上,亚洲中高纬地区以纬向环流为主,我国为异常正高度距平控制。受其影响,我国各地气温普遍较常年同期偏高,全国平均气温为-1.5℃,较常年同期(-3.4℃)偏高1.9℃,为1961年以来最暖的冬季。季内各月冬季风指数和西伯利亚高压均偏弱,相应我国气温各月均偏高。冬季风的异常偏弱与夏季北极地区大气环流异常状态有关。2016年夏季北极大气环流的热力和动力状态影响了秋季北极海冰偏少的滞后影响效果,不利于冬季风的偏强。     

Impacts of climate change in Central Planins of China： on winter wheat yield Case study of Shangqiu

为探明气候变化对商丘地区冬小麦产量的影响,根据1991～2010商丘市气候资料和小麦产量资料,利用数学统计与Thornthwaite Memoriae模型,结合未来气候预测结果定量分析了气候变化对冬小麦产量的影响。结果表明,冬小麦产量整体上呈波动上升趋势;主成分分析表明,气温、降水量、蒸发量与极端温度为影响冬小麦产量的主要气候因子,蒸发量过大及极端低温对冬小麦生产不利。商丘地区“暖湿型”气候有利于冬小麦生产力的提高,“冷干型”气候对冬小麦生产最为不利;未来几十年内气候可能将向“暖湿型”变化,对商丘地区粮食作物产量的提升较为有利。     

2009 年冬季南海北部网采浮游植物群落结构

根据2010年1月6～30日对南海北部的调查取样,作者对该海域网采浮游植物的分布和群落结构特征等进行了分析。共鉴定浮游植物4门52属155种（包括变形及变种）,主要以温带近岸和广布性种为主,其中硅藻有38属94种,占总种数的60．6％;甲藻有12属58种,占总种数的37．4％;浮游植物平均细胞丰度为36．46×10^4个／m^3,硅藻平均细胞丰度为13．77×10^4个／m^3,甲藻平均细胞丰度为1．39×10^4个／m^3,铁氏束毛藻（Trichodesmium thiebautii）平均细胞丰度为21．30×10^4个／m^3。粤东近岸区域是浮游植物高密集区,珠江口及其西南沿岸其次,而浮游植物稀疏区主要在调查区的中部海域,呈现出沿远岸区域逐渐降低的平面分布格局。除铁氏束毛藻为绝对优势种外,主要优势种有：菱形海线藻（Thalassionema nitzschioides）、短刺角毛藻（Chaetoceros messanensis）、圆筛藻（Coscinodiscus spp．）、粗根管藻（Rhizosolenia robusta）及角毛藻（Chaetoceros spp．）等。浮游植物群落香农．威纳物种多样性指数（H’）平均值为4．50,Peilou均匀度指数（J）平均值为0．81。浮游植物多样性程度较高,与细胞丰度平面分布基本呈相嵌分布,仅在近岸出现低值。     

东亚冬季风异常激发ElNio现象的数值试验研究

用全球海气耦合气候模式和海洋模式进行各种敏感性试验 ,研究东亚冬季风异常对ElNi no事件形成的作用。结果表明东亚冬季风异常对于海洋热状态起了很大的作用。强冬季风年冬季所对应的海温距平为LaNi na型 ,但在与冬季风异常相对应的风应力作用下 ,通过海气相互作用 ,由于赤道西太平洋西风异常和海温正距平的东传 ,可以使海温向着ElNi no型分布发展 ;弱冬季风年冬季所对应的海温距平为ElNi no型 ,后期则会转成LaNi na型。冬季风异常的偏北风分量及赤道西风分量对海温所产生的影响各有差异 ,前者更多地影响太平洋西岸及暖池区 ,后者则对整个赤道太平洋热状态特别是ElNi no形成起了重要的作用。在ElNi no发展过程中起决定作用的主要不是风应力的强度 ,更关键的是异常风应力的持续时间。由于风应力的持续作用 ,ElNi no发展特征更加显著。与冬季风异常相对应的纬向风分量特别是西风异常在ElNi no发展中起主导作用 ;在单纯的海洋模式中经向风异常只能改变局地的西太平洋海温 ,并不能使东太平洋海温产生响应 ,即没有出现赤道暖水的东传过程。试验表明 ,海气耦合模式较单纯的海洋模式能更好地反映海气相互作用及ElNi no的形成。     

中国东部地区冬季降水相态的识别判据研究

基于中国东部5个冬季的地面降水观测和高空探测资料,针对不同的降水相态,对它们对应的不同温度及不同厚度进行统计分析,最终得到一组中国东部地区冬季降水相态的推荐识别判据。分析发现：由于气候背景不同,我国东部的识别判据阈值和西欧的略有差别,而北美洲识别判据在我国东部的适用性也不好;综合考虑温度因子和厚度因子的识别判据表现则更好一些。该组判据对雨和雪的判别性能较好,TS评分分别达到0.91和0.73;对雨夹雪的容忍性判别TS评分也能达到0.57;但对冻雨（冰粒）的判别效果不好,TS评分仅为0.25左右,空报率达0.70～0.80,主要原因还是识别判据的针对性不足。鉴于该类天气的复杂成因,开发该类天气的客观识别判据需要考虑更细致的大气层结状况和局地气候条件,而当地预报员的预报经验仍将发挥重要的作用。本工作的结果能为我国东部地区的相关业务预报和数值模式产品后处理提供较好的参考。     

近30年淮北平原冬小麦物候期演变特征

对1979年以来的物候资料和同期气候要素进行研究分析,初步揭示了近30年来淮北平原冬小麦物候期的变化规律：返青、起身、拔节、开花、成熟5个物候期呈明显提前趋势,尤以返青、开花、成熟3个物候期提前明显。在光、温、水3气候要素中,决定安徽淮北平原冬小麦物候期变化的主要气候要素为温度,降水要素与本地小麦所有物候期之间的相关关系均未通过显著性检验,在光照要素中,仅小麦灌浆期间的日照时数与灌浆历程存在显著相关关系。给出了主要气候要素对淮北平原冬小麦物候期影响的定量关系：2月热量每增多10℃,冬小麦返青期将提前1.6天,2月日平均气温每上升1℃、返青期约提前1.4天;3月活动积温每增多10℃,起身期会提前1.0天;拔节期提前1.2天;4月热量每增加10℃,开花期将提前0.9天。灌浆期间的气温日较差每升高1℃,乳熟期会提前0.4天;5月平均气温每升高1℃,成熟期会提前1.5天。灌浆期间气温日较差增大、日照时数增多,小麦灌浆历程缩短,反之灌浆历程延长。     

东亚冬季风综合指数及其表达的东亚冬季风年际变化特征

本文通过多变量经验正交函数展开(multivariate EOF,简称MV-EOF)研究了东亚冬季风各系统成员的协同关系,再运用单变量EOF定义单个系统的强度系数.从而给出能够反映东亚冬季风各主要特征及其年际变化、同时包含西伯利亚高压、东亚大槽和纬向风经向切变信息的强度指数(EAWMII).分析表明,这个新指数EAWMII能够很好地反映东亚冬季风在20世纪80年代中期的减弱信号,并且与大气环流场以及东亚冬季表面温度的变化均显著相关,能够在很大程度上表征东亚冬季风的综合特征.此外,EAWMII与北极涛动(Arctic Oscillation,简称AO)指数、北太平洋涛动(North Pacifi     

Interference of the East Asian Winter Monsoon in the Impact of ENSO on the East Asian Summer Monsoon in Decaying Phases简

The variability of the East Asian winter monsoon （EAWM） can be divided into an ENSO-related part （EAWMEN） and an ENSO-unrelated part （EAWMres）.The influence of EAWMres on the ENSO-East Asian summer monsoon （EASM） relationship in the decaying stages of ENSO is investigated in the present study.To achieve this,ENSO is divided into four groups based on the EAWMres：（1） weak EAWMres-E1Ni（n）o （WEAWMres-EN）; （2） strong EAWMres-E1Ni（n）o （SEAWMresEN）; （3） weak EAWMres-La Ni（n）a （WEAWMres-LN）; （4） strong EAWMres-La Ni（n）a （SEAWMres-LN）.Composite results demonstrate that the EAWMres may enhance the atmospheric responses over East Asia to ENSO for WEAWMres-EN and SEAWMres-LN.The corresponding low-level anticyclonic （cyclonic） anomalies over the western North Pacific （WNP） associated with El Ni（n）o （La Ni（n）a） tend to be strong.Importantly,this feature may persist into the following summer,causing abundant rainfall in northern China for WEAWMres-EN cases and in southwestern China for SEAWMres-LN cases.In contrast,for the SEAWMres-EN and WEAWMres-LN groups,the EAWMres tends to weaken the atmospheric circulation anomalies associated with E1 Ni（n）o or La Ni（n）a.In these cases,the anomalous WNP anticyclone or cyclone tend to be reduced and confined to lower latitudes,which results in deficient summer rainfall in northern China for SEAWMres-EN and in southwestern China for WEAWMres-LN.Further study suggests that anomalous EAWMres may have an effect on the extra-tropical sea surface temperature anomaly,which persists into the ensuing summer and may interfere with the influences of ENSO.     

东亚冬季风指数的对比分析及其与中国冬季气候的关系

利用1979~2018年ECMWF再分析资料和国家气候中心站点数据,对比分析10个东亚冬季风指数的气候倾向率、周期变化特征及相关关系,运用多变量经验正交函数分析东亚冬季风系统各成员要素的内在关联性,讨论各指数与中国冬季气温的关系。结果表明：近40a东亚冬季风强度呈缓慢的减弱趋势,存在准3a、准5a的周期变化,1983年、1985年和1995年为东亚冬季风活动异常强烈的年份;东亚冬季风同类指数之间的相关性好于不同类指数,季风系统各成员要素联系紧密、协同变化关系明显;东亚冬季风指数与中国东部地区冬季气温的相关性优于西部高原地区,各指数与西北地区冬季气温均呈显著负相关。     

我国冬季气温的年际变化及其与大气环流和海温异常的关系

利用我国160个台站49个冬季（1951/1952～1999/2000年）的气温资料和NCEP/NCAR再分析资料,通过波谱分析的方法提取变量的年际变化分量（周期小于8年部分）进行分析,结果发现：在年际变化的时间尺度上,我国冬季气温表现为全国一致变化型（EOF1）和南北反相变化型（EOF2）两个主要模态,并可以解释总方差60％以上的变化。进一步分析表明,在年际变化尺度上,与气温全国一致变化型相联系的大气环流表现出海陆气压差的改变以及与此相关的东亚大槽强度的变化和东亚高空急流位置的南北移动;赤道中东太平洋的异常海温对这一模态的出现有一定的预示意义,而中国近海的海温则更多的是被动地随气温改变。与南北反相变化型相联系的大气环流表现出显著的北极涛动特征,这一模态的出现会使得次年春季的西北太平洋海温呈现以30°N为界南北反相变化的形态;而北太平洋的海温异常可能对这一模态的形成有一定的作用。这两个模态的空间分布虽然与年代际尺度上的分布非常相似,但它们的相对强弱和对应的环流却有很大的差异。分析显示,全国一致变化型可能更多地表现出年代际变化的特征,而南北反相变化型更多地表现出年际变化的特征;结果还表明,我国冬季气温的变化在不同的时间尺度上是受不同因子影响的。因此,在研究我国冬季气温变化时,将不同的时间尺度分开考虑是十分必要的。