中国北方荒漠区降水空间结构型及变异性研究

依据中国北方荒漠区35个站点1951—2005年降水资料,运用(旋转)经验正交函数分解(EOF/REOF)、主成分分析、分形理论及地统计学等方法探讨了北方荒漠区降水空间结构型及空间变异性。结果表明,降水空间分布以“相间复杂”型和“东西相反”型为主（对总体方差贡献分别为35.8%和20.4%）;降水趋势自西向东逐渐减弱,有西部增加、中部地区小幅增大而东部地区趋于干旱的可能。新疆地区对全区降水波动方差贡献率达70.4%。新疆地区及青海-河西-河套地区变异函数曲线符合球状模型,内蒙古高原中东部地区符合指数模型;随机因素引起的空间异质性占0.01%~1.62%。20世纪50年代和70年代青海-河西-河套地区变异性最强,新疆地区次之,内蒙古高原中东部地区最弱,90年代以后新疆地区最强,内蒙古高原中东部地区次之,青海-河西-河套地区最弱。新疆地区、青海-河西-河套地区及内蒙古高原中东部地区降水分别在南北方向、东西方向及东北-西南方向异质性最强。     

基于REOF的青藏高原东侧降水区划分析

本文运用青藏高原东侧35个基本站常规观测50年(1951～2000)年降水资料,采用REOF(旋转主分量)分析方法对高原东侧降水的区域性特征进行分析,把高原东侧分为七种气候模态,既是中-北部型、川东型、西部型、西北型、重庆型、西南型和南部型.根据这个结果,按照一定临界值,把高原东侧地区分为七个降水区.     

Response of Vegetation in the Qinghai-Tibet Plateau to Global Warming

Using satellite-observed Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) dada and station-observed surface air temperature anomalies for the Northern Hemisphere (NH), we analyze the spatio-temporal characteristics of vege- tation variations in the Qinghai-Tibet Plateau and their correlations with global warming from 1982 to 2002. It is found that the late spring and early summer (May-June) are the months with the strongest responses of vegetation to global warming. Based on the Rotated Empirical Orthogonal Function (REOF) method, the study shows that the first REOF spatial pattern of average NDVI for May-June reveals the northern and southern zones with great inter-annual variations of vegetation, the northern zone from the eastern Kunlun Mountains to the southwestern Qilian Mountain and southern zone from the northern edge of the Himalayas eastward to the Hengduan Mountains. The vegetation, especially grassland, in the two zones increases significantly with global warming, with a correlation coefficient of 0.71 between the first REOF of May-June vegetation and the April-May surface air temperature anomaly in the NH during 1982-2002. A long-term increasing trend in May-June vegetation for the plateau region as a whole is also attributed mainly to global warming although there are considerable regional differences. The areas with low NDVI (grassland and shrubland) usually respond more evidently to global warming, especially since the 1990s, than those with moderate or high NDVI values.     

新疆夏季降水的区域特征分析

利用新疆103个测站1961—2006年6—8月降水量资料,采用旋转经验正交展开(REOF)方法对新疆夏季降水场进行客观分区,并对各区域夏季降水的特征进行了分析。结果表明:新疆夏季降水场可分为4个区域,各区域的夏季降水的长期演变趋势基本一致,但强度上存在差异,且存在明显不同的突变和周期特征。     

中国雷暴气候分布特征及变化趋势

利用1951-2005年雷暴和冰雹观测资料,统计出中国743个站点的雷暴以及冰雹发生日数.统计结果表明,中国雷暴和冰雹等强对流天气发生的概率分布具有明显的地理和日变化差异,日间与夜间强对流天气分布变化很大.中国雷暴发生频繁的区域共有5个,分别是青藏高原东部、云南中南部、四川境内、华南两广地区及新疆西部,各区域雷暴日数存在不同的年际变化特征.全国雷暴日数除青藏高原地区略有上升外,总体呈下降趋势.冰雹发生频繁的区域主要在青藏高原祁连山地区,天山地区和华北北部为冰雹活动的次频繁中心.冰雹日的年际变化也因区域不同而有所区别.由中国雷暴日数的REOF分析可以看出,华南、长江流域等地区都存在独立的异常时空分布,与特定的大尺度环流密切相关.     

冬季黑潮区域SSTA的时空演变及其与大气环流的联系

采用海温资料和NCEP／NCAR 40a再分析的海平面气压场(SLP)、高度场、风场资料，利用REOF、相关分析和合成分析方法，研究了冬季黑潮区域海温异常(SSTA)的时空演变，结果显示：冬季黑潮SSTA具有整体一致的空间变化特征，并具有明显的年际、年代际变化趋势。划分了冬季黑潮海温的正、负异常年，分析了相应年份若干气象要素场的分布特征，结果表明：负异常年时，黑潮海域SLP和700hPa高度场为负距平，冬季风加强，正异常年则反之；冬季黑潮区域SSTA与850 hPa风场距平的分布形态关系密切。     

我国旬降水年变化特征的区域分布

利用全国多年平均旬降水资料，通过旋转EOF分解，将全国各地旬降水的年变化特征划分为6大类别，在地理分布上归属为8个区域，各区域的降水除了夏季多，冬季少的共同特征外，还有其地域性特点。各区域特征时段降水量间的显著统计相关有一定的中期天气预报意义。各区域特征时段降水量和年降水量近44a来有不同的趋势变化，部分区域可用特征时段的降水变化特征表示年降水的变化特征。     

夏季黑潮区域SSTA及其与中国夏季降水的联系

采用海温、降水、OLR和NCEP／NCAR40a再分析资料，利用REOF方法，研究了夏季北半球海温异常(SSTA)的变化特征，结果显示：第4个REOF空间型是黑潮海温异常的典型形态。相关、合成分析表明，夏季黑潮海温正异常年时，长江流域降水偏多，洞庭湖流域显著偏多；负异常年时则反之。     

青藏高原年降水量的气候变化及其异常类型研究

利用青藏高原的80个气象台站近34a来年降水量资料，采用EOF、REOF、气候趋势线性趋势分析以及累积距平法等方法对青藏高原年降水量的时空分布特征及其异常进行了分析。结果表明：EOF分解的前三个主向量的累积方差贡献占总方差的44．9％，地形特别是高原主体的阻挡和抬升作用对年降水量的空间变化影响显著；年降水量的时间变化在缓慢减少的过程中于1982年和1995年发生了2次突变，并经历了减少、增多和再次减少的3个变化阶段；青藏高原年降水量的空间异常类型均可分为高原中东区、高原南部区、高原北部区、高原腹地区和西藏西南区共5个区，其分区主要受地形和低涡的影响较明显。     

近45a长江中下游地区夏季降水的区域特征

利用旋转经验正交函数(Rotated Empirical Orthogonal Function,REOF)展开方法,分析了长江中下游地区六省一市1960—2004年78站夏季(6—8月)降水场,并将降水场分为5个主要区域,在此基础上揭示了长江中下游5个区域夏季降水的时间演变特征。5个区域夏季降水序列的Mann-Kendall突变检验表明,各区代表站中只有衢州和南通发生了突变,且突变时间不同;5个区域夏季降水长期变化呈现增加趋势,Ⅰ区和Ⅴ区表现出较强的增加趋势,Ⅲ区次之,Ⅱ区和Ⅳ区较弱;5个区域夏季降水的周期振荡差异明显。