Interannual variation of tropical night frequency in Beijing and associated large-scale circulation background

This study examined the variability in frequency of tropical night occurrence (i.e., minimum air tem- perature >25℃) in Beijing, using a homogenized daily temperature dataset during the period 1960-2008. Our results show that tropical nights occur most frequently in late July and early August, which is consis- tent with relatively high air humidity associated with the rainy season in Beijing. In addition, year-to-year variation of tropical night occurrence indicates that the tropical nights have appeared much more frequently since 1994, which can be illustrated by the yearly days of tropical nights averaged over two periods: 9.2 days of tropical nights per year during 1994-2008 versus 3.15 days during 1960-1993. These features of tropical night variations suggest a distinction between tropical nights and extreme heat in Beijing. We further investigated the large-scale circulations associated with the year-to-year variation of tropical night occurrence in July and August, when tropical nights appear most frequently and occupy 95% of the annual sum. After comparing the results in the two reanalysis datasets (NCEP/NCAR and ERA-40) and considering the possible effects of decadal change in the frequency of tropical nights that occurred around 1993/94, we conclude that on the interannual time scale, the cyclonic anomaly with a barotropic structure centered over Beijing is responsible for less frequent tropical nights, and the anticyclonic anomaly is responsible for more frequent occurrence of tropical nights over Beijing.     

121年梅雨演变中的近期强年代际变化

1885年以来长江中下游梅雨期在70年代末发生了一次强年代际突变:从1958-1978年的弱梅雨时段突变为1979-1999年的强梅雨时段.后21年梅雨量比前21年平均增加了66%,长江中下游夏涝年出现率显著增长.此两时段梅雨由弱转强和出梅/入夏期由偏早转为延迟呈密切联系,这在相当程度上反映中国东部夏季气候-水资源分布的突变.进一步分析,发现两时段内影响梅雨盈亏年际变化的前期因子也很不同.研究了两时段梅雨盛行趋势突变的成因,发现与显著增强的人类活动有关:20世纪70年代末,我国工业开始大发展,大气污染的增长导致地面太阳辐射减少,中国北方沙化土地面积又迅速扩大.同时温室效应的增长也表现在我国暖冬(尤其是2月).此外,长江中下游1月降水量增多;厄尔尼诺事件从20世纪70年代末开始也明显增多.由上述5因子组成的相关点聚图凸显出前后两时段处于截然不同的地-气环境位相.从2000年开始,长江中下游梅雨又进入新的偏少期,中国东部夏季水资源分布正面临新的变化.     

夏季东亚大槽和副热带高压年代际变化的分析

通过调查40年东亚地区500 hPa平均位势高度场,结果显示东亚夏季高度场发生明显增高,增高主要发生在4～10月和120°E以西的亚欧大陆上,夏季西太平洋副热带高压明显西伸,夏季东亚大槽至少向西移动20个经度,这可能使我国西北降水增加而华北降水减少。另外印度半岛孟加拉湾高度场也有年代际增高趋势。通过公式诊断半球尺度的"极地—赤道"温度梯度减小和东亚大陆尺度的东西温度梯度减小是共同促使这次东亚大槽年代际西移和副热带高压北扩的主要原因。     

40余年来中国地区季节性积雪的空间分布及年际变化特征

利用全国700余个气象站的地面积雪观测资料,分析了中国地区季节性积雪年际的时空变化特征.结果表明:新疆北部,东北-内蒙古地区和青藏高原西南和南部地区为我国季节性积雪的3个高值区,也是积雪年际变化变化大的地区,也即为中国积雪年际异常变化的敏感区.综合积雪深度和积雪日数的变化趋势,可大致分为3种变化类型:1)增加和减小同步,主要在新疆天山以北、青藏高原东部地区、内蒙古高原中东部到大兴安岭以西的地区,减少区人体在内蒙古西部、黄土高原和长江中下游地区;2)积雪深度增加但积雪日数减少,主要在东北平原东部的部分地区,长江上游的部分地区;3)积雪深度减小而积雪口数增加,主要位于青藏高原中部的部分地区.中国地区积雪总体上呈现出平缓的增长趋势,积雪深度和积雪日数的年代际变化趋势在20世纪60年代呈现为稍有增加;70年代有所下降;80年代又增加;90年代又有略有增加的趋势.     

基于Argo浮标和历史资料的热带西太平洋次表层与中层水年代变化分析

利用20世纪80年代和90年代WOD01(World Ocean Database2001)中的CTD温盐剖面资料和2000年以后Argo资料,对比分析了热带西太平洋次表层和中层水团分布的年代变化特征。分析结果表明,在这两个时期,起源于南北太平洋中高纬度海域的各次表层水和中层水,在热带西太平洋分布特征和交织在一起的总体态势基本一致,水团性质的年代变化不大。这与上述两个时段全球海洋-大气耦合系统趋于正常状态相吻合。通过辨识和跟踪表征次表层水性质的盐度极大值,发现南太平洋热带水沿西边界向北扩散程度有所加大,由前一时期的5°N,进一步扩散到6°~7°N;北太平洋热带水在西边界附近的向南扩散程度有所削弱,在2002-2005年间只向南扩散到4°N,而前一个时期则可向南扩散到2°N。通过辨识表征中层水性质的盐度极小值,南极中层水在西边界附近向北扩散程度有所加大,在2002-2005年到达13°N附近,而前一个时期只到达11°N;同期,北太平洋中层水在西边界附近的向南扩散程度有所削弱。上述年代变化与全球水循环强度的变化之间有何关系有待进一步研究。     

CMIP5气候模式对中国东部夏季降水年代际变化的模拟性能评估

使用分类集合的方法评估了第五次耦合模式比较计划(CMIP5)多个耦合模式对中国东部夏季降水年代际变化的模拟性能.结果表明,在评估的38个模式中,仅有6个模式(第1类模式)可以成功再现1970年代末中国东部夏季降水年代际变化的主要特征,即长江流域降水偏多、而华北和华南偏少.这些模式模拟的成功归因于它们能较好再现1970年代末东亚夏季风的年代际减弱及相关的环流场的变化,包括东亚沿海的偏北风异常以及西太平洋副热带高压的偏向西南、强度增强等.而对降水年代际变化模拟很差的第2类模式,则模拟出不出东亚夏季风的这种减弱特征.进一步的分析表明,两类CMIP5模式对太平洋年代际振荡(PDO)空间分布特征都有较好的再现能力,但对PDO年代际转变特征的模拟能力则差异较大.第1类模式能很好地模拟出1970年代末热带海洋的增暖和相关的PDO位相由负到正的转换,而第2类模式所模拟的PDO位相转变与观测完全相反,且也不能模拟出热带中东太平洋海洋的年代际增暖及江淮流域夏季的变冷,因此导致该类模式对1970年代末东亚夏季风的减弱和中国东部夏季雨型的年代际转变没有模拟能力.由此也表明,对耦合模式来说,中国夏季降水年代际变化的模拟能力在很大程度上取决于模式对海洋年代际变化信号的模拟.     

辽宁省新旧气候平均值变化及影响分析

根据辽宁省61个气象站1961—2020年逐日气温和降水量数据，对比分析1991—2020年和1981—2010年新旧气候平均值变化及对辽宁省气候业务的影响。结果表明：1—11月平均气温、平均最高气温、平均最低气温均升高；10—12月降水量增幅最大。年及四季平均气温、平均最高和最低气温均升高，增幅自东部和西部山区向中部平原地区增大，中部区域增幅最为显著；平均气温和平均最高气温均以春季增幅最大，平均最低气温夏季增幅最大。年、夏季和秋季降水量减少，春季和冬季增加；7—8月降水量总体减少，东部山区和大连沿海地区降水量增加；7月下旬—8月上旬降水量增加，辽宁西部和南部地区增幅最大，为5%～6%，北部地区增幅最小。气候平均值改变后，四季平均气温及降水量评价等级均发生了变化。