A Medium/Long-Range Forecast of Pacific Subtropical High Based on Dynamic Statistic Model Reconstruction

Based on the 500-hPa geopotential height field series of T106 numerical forecast products,by empirical orthogonal function(EOF)time-space separation,and on the hypotheses of EOF space-models being stable, the EOF time coefficient series were taken as dynamical statistic model variables.The dynamic system reconstruction idea and genetic algorithm were introduced to make the dynamical model parameters opti- mized,and a nonlinear dynamic statistic model of EOF separating time coefficient series was established.By the model time integral and EOF time-space reconstruction,a medium/long-range forecast of subtropical high was carried out.The results show that the dynamical model forecast and T106 numerical forecast were approximately similar in the short-range forecast(≤5 days),but in the medium/long-range forecast (≥5 days),the forecast results of dynamical model was superior to that of T106 numerical products.A new method and idea were presented for diagnosing and forecasting complicated weathers such as subtropical high,and showed a better application outlook.     

东亚夏季200hPa西风急流时空分布特征与我国夏季降水关系的初步分析

利用1961-2000年NCEP/NCAR再分析资料和全国各测站逐日夏季降水资料,分析了200 hPa西风急流的时空分布特征及其与我国夏季降水之间的关系.分析结果表明:①EOF展开的第一个模态所揭示的时空分布特征反映了北半球副热带西风急流围绕着夏季平均急流轴的南北变动,其对应的时间系数主要表现出西风急流围绕着夏季平均急流轴的南北变动存在着年际变化;在EOF分析的第二模态的空间分布图中,在60-150°E范围内西北-东南向呈现出Rossby波列分布,且有明显的线性增加趋势;在EOF分析的第三模态的空间分布图中,主要反映的是大气长波波状传播的特性.②东亚夏季西风急流位置的南北变动对我国夏季旱涝具有重要影响:夏季西风急流异常偏北时,我国长江中下游夏季降水异常偏少,河套、华北地区夏季降水异常偏多;夏季西风急流异常偏南时,我国长江中下游夏季降水异常偏多,河套、华北地区夏季降水异常偏少.     

南美闪电活动的时空分布特征及其与东太平洋海温的关系

利用1995年6月—2003年2月LIS/OTD卫星闪电资料和NOAAExtendedReconstructedSST海温资料,采用EOF和SVD分析技术,对南美闪电活动的空间异常特征、时间变化规律及其与东太平洋海温的关系进行了分析。EOF分析结果表明,其前两个载荷向量可以较好地反映南美闪电整体异常结构,即全区一致型和南北反相型。在ElNino期间,南美闪电并未出现全区一致性的显著异常。南北反相型的空间异常结构则与Nino3区的海温变化有密切联系。SVD分析发现,20°～30°S,110°～130°W和10°～5°N,160°W～180°区域的海温异常和南美秘鲁及巴西东部的闪电活动有很好的相关关系。     

新疆年降水量的时空变化特征

根据新疆1961—2005年88个气象站点的年降水量资料,采用气候趋势系数、Kendall-τ检验、REOF/RPCA、Morlet小波分析以及交叉谱分析等方法,分析了新疆年降水量的变化趋势,并对年降水量场进行客观分区。新疆年降水量场可划分为6个子区域:北疆西部及北疆沿天山型、中天山及吐鲁番盆地型、南疆西部型、北疆北部及东天山型、塔里木盆地型、南疆东南部型。在此基础上,研究了新疆年降水量变化的区域特征和年代际、年际变化的多时间尺度的周期特征,并分析了各子气候区平均年降水量变化之间的相关关系。结果表明,新疆大部分区域最干旱时段在1960—1970年代。1980年代以来,除沙漠盆地外,新疆年降水不同程度地呈现出显著增加趋势。新疆各子气候区平均年降水量的年代际或年际周期变化并非均相同,而且具有显著的6年准耦合振荡。北疆西部沿天山与中天山在多个频域段上具有显著的耦合振荡,其次是与北疆北部及东天山也具有较好的耦合振荡,与南疆西部具有显著的5,6年的反位相耦合振荡,与塔里木盆地仅在6年周期中具有显著的反位相耦合关系。除6年的耦合振荡外,新疆年降水量自然气候分区的异常变化大多从北向南,从西向东依次出现。     

相空间EOF方法及其在气候诊断中的应用

提出了相空间EOF新方法，由此研究了四川测站降水和温度和气候变化。结果表明：突变性是气候变化最重要的特征，周期性是第二位的；突变在气候变化的高层次上有显著反映，低层次对突变具有反馈作用，正（负）反馈作用突出（掩盖）气候变化的突变性；并且在气候诊断分析中，这是一种有特色的方法。     

华南夏季大气水汽汇时空变化特征

用1958~2004年NCEP/NCAR再分析资料,分析华南夏季大尺度大气水汽汇的时空变化特征。结果表明:西南地区东部至华南北部地区、华南沿海地区是我国南方夏季水汽汇的2个主要的变异中心区。西南地区东部至华南北部地区夏季水汽汇具有明显的年代际变化特征。华南南部沿岸地区夏季水汽汇则以年际变化为主。西南地区东部至华南北部附近地区以及华南南部沿岸地区水汽汇的强弱异常变化,与东亚上空水汽输送异常而导致上述地区的垂直积分的水汽通量辐合的异常是密切相关:如果向华北或者长江流域的水汽输送增强(减弱),则华南地区得到的水汽减少(增加),导致上述地区上空的水汽汇偏弱(偏强)。     

青藏高原及东亚邻近区域对流层顶气压场的时空演变结构分析

利用经验正交函数分解(EOF)方法,对1948～2004年青藏高原及东亚邻近区域对流层顶气压场的时空演变结构进行了分析.由EOF分解得到的第1模态所占的方差贡献率较大,对应的空间分布场及其时间系数变化均能有效地反映气压场的主要演变特征.各季节不同模态呈现的高纬度、副热带和热带地区的空间场结构形态具有共性与季节性特征,且对流层顶断裂带位置变化也较为清晰.零等值线的季节性摆动,在冬季处于最北端.热带气压场随时间的变化与时间系数的变化相似性最大,不同模态的时间系数变化具有明显周期振荡现象.同时,对各季节第1模态的时间系数变化进行Morlet小波分析,进一步得到了不同季节气压场年际和年代际变化的结构特征.对流层顶冬半年的时域演变尺度大于夏半年,并具有复杂的多时间尺度结构.     

欧亚大陆干旱半干旱区感热通量的时空变化特征

利用1958—2002年ERA-40再分析感热通量资料进行EOF分析,结果显示,无论春季还是夏季,欧亚大陆干旱半干旱区感热通量都有3个主模态。第1模态都表示空间分布的一致性,20世纪70年代中后期开始,欧亚大陆干旱半干旱区春季感热通量明显增强,而夏季却明显减弱。第2、3模态表示了空间分布的不一致性,且存在年际、年代际变化特征。小波分析结果表明,欧亚大陆春、夏季感热通量存在明显的年际、年代际变化特征,且年代际变化信号强于年际变化信号。     

气象统计若干基本问题的几何实质(Ⅱ)

从几何角度分析了气象统计若干基本问题的实质。内容涉及气象统计的基本分析对象及其主要形式、时（空）平均场、均方差场和相关（相似）系数等重要统计量（第I部分）；以及EOF分析和SVD方法（第Ⅱ部分）。这种分析有助于对气象统计学基本问题的深刻理解，提高应用统计方法解决短期气候异常分析和预测实际问题的能力。     

地表感热的时空分布特征及其与邻近海洋海温异常的关系

利用1949—2000年NCEP／NCAR再分析资料中的地表感热通量资料,分析了全球地表感热的时空分布特征。结果表明：青藏高原地表感热是全球感热的主要部分,高原地表热源表现出明显的非均匀性,高原东西部热源呈反位相变化。高原西部、东部和北非地区是地表感热年际和年代际异常的关键区。SVD分析发现,高原东、西部感热异常与西北太平洋和赤道中印度洋的海温异常有很好的相关关系。