MIS4早期千年尺度事件特征的湖北石笋记录

高精度定年的石笋记录有助于校正冰芯时标和理解千年尺度事件的驱动机制。基于湖北永兴洞YX288石笋5个高精度²³⁰Th年龄和264组氧同位素数据,重建了MIS4早期东亚季风水文循环演化过程。结合同一洞穴YX46记录,发现两条记录在重叠时段的波动特征高度一致,清晰地记录了持续时间较长的DO19.1事件和持续极短的DO19.2事件。石笋记录显示DO19.2和DO19.1事件的开始时间分别为约72.06 ka和69.40 ka,结束时间依次为约69.85 ka和69.03 ka,在误差范围内与格陵兰NGRIP冰芯AICC2012时标一致。这两个事件的持续时间依次约为2200 a和360 a。在DO19.2事件期间,石笋记录的东亚季风较为稳定,显著不同于格陵兰冰芯记录的温度持续下降的特征。这一季风稳定状态与南北两极间温度差的稳定波动特征较为一致,这也得到反映热带辐合带位置变化的Cariaco盆地反照率记录的支持,表明南北半球的温度变化对亚洲季风的综合影响。

     

东亚夏季风指数的年际变化与东亚大气环流

文中从夏季东亚热带、副热带环流系统特点出发 ,定义了能较好表征东亚夏季风环流年际变化的特征指数 ,并分析了东亚夏季风指数的年际变化与东亚大气环流及夏季中国东部降水的关系。文中定义的东亚夏季风指数既反映了夏季东亚大气环流风场的变化特征 ,也较好地反映了夏季中国东部降水的年际变化特征。此外 ,还探讨了东亚夏季风指数变化的先兆信号     

夏季乌拉尔地区环流持续异常及其背景流特征

在 Dole持续异常界定方法的基础上提出了一种适用于全球分析的界定方法 ,并利用NCEP/NCAR 1 980～ 1 998年 6月 1日～ 8月 31日逐日再分析资料 ,分析了全球大气环流持续异常的分布 ,重点研究了乌拉尔地区反复出现的、维持较长时间的强环流异常的背景流及其演变特征 ,得到以下结论 :1 )文中提出的界定方法能较好地识别全球地区持续异常分布 ;2 )乌拉尔地区环流正、负持续异常形成时 ,背景环流的发展不具有对称性 ,负异常并不是正异常的简单相反过程。正异常的发展与位于西南方的正距平扰动向东北移动、及与位于中西伯里亚的正距平扰动西移有关 ,这些扰动具有相当正压结构的 ,而负异常则主要是局地发展而形成的 ;3)正压过程对乌拉尔持续异常的形成起着主要作用 ,明显不同于北太平洋环流持续异常的发展 ;4)乌拉尔正、负持续异常期间的背景流不仅在北半球中高纬有明显差异 ,而且在南、北半球其它地区也有明显差异 ,热带的差异在低频环流上表现得更为清楚 ;5)在异常发生前 ,中纬度急流已发生了有利于异常建立的改变。     

Northward transport of pacific summer water along the Northwind Ridge in the Western Arctic Ocean

The recent sea-ice reduction in the Arctic Ocean is not spatially uniform, but is disproportionally large around the Northwind Ridge and Chukchi Plateau compared to elsewhere in the Canada Basin. In the Northwind Ridge region, Pacific Summer Water (PSW) delivered from the Bering Sea occupies the subsurface layer. The spatial distribution of warm PSW shows a quite similar pattern to the recent ice retreat, suggesting the influence of PSW on the sea-ice reduction. To understand the regionality of the recent ice retreat, we examine the dynamics and timing of the delivery of the PSW into this region. Here, we adopt a two-layer linearized potential vorticity equation to investigate the behavior of Rossby waves in the presence of a topographic discontinuity in the high latitude ocean. The analytical results show a quite different structure from those of mid-latitude basins due to the small value of β. Incident barotropic waves excited by the sea-ice motion with large annual variation can be scattered into both barotropic and baroclinic modes at the discontinuity. Since the scattered baroclinic Rossby wave with annual frequency cannot propagate freely, a strong baroclinic current near the topographic discontinuity is established. The seasonal variation of current near the topographic discontinuity would cause a kind of selective switching system for shelf water transport into the basin. In our simple analytical model, the enhanced northward transport of summer water and reduced northward transport of winter water are well demonstrated. The present study indicates that these basic dynamics imply that a strengthening of the surface forcing during winter in the Canada Basin could cause sea-ice reduction in the Western Arctic through the changes of underlying Pacific Summer Water.     

中国夏季风影响过渡区与其他地区蒸发皿蒸发量趋势相反的原因

夏季风影响过渡区是天气和气候的敏感区,随着全球和区域的变暖,该区域特殊的气候环境响应引起人们重点关注。以南昌、定西、乌鲁木齐作为夏季风影响区、夏季风影响过渡区以及非夏季风影响区的代表站,通过对比中国夏季风影响过渡区和其他地区50年来温度、日照时数、相对湿度、降水量、低云量、风速的变化趋势,以及分析各气象因子单独变化对蒸发皿蒸发量的影响,发现在夏季风影响过渡区各个气象因子的变化均使蒸发皿蒸发量增加,而在其他地区,只有温度变化会使蒸发皿蒸发量增加,其他各因子的变化均会造成蒸发皿蒸发量的下降。贡献度更直观的反映各气象因子对不同地区蒸发皿蒸发的作用。结果表明温度变化对夏季风影响过渡区蒸发皿蒸发变率的贡献最大,贡献度为48.93%。风速变化对夏季风影响区蒸发皿蒸发变率的贡献最大,贡献度为51.54%。降水变化对非夏季风影响区蒸发皿蒸发变率的贡献最大,贡献度为58.57%。此外,低云量的变化对夏季风影响过渡区、夏季风影响区和非夏季风影响区的贡献均达到20%以上。因此,不同地区影响蒸发皿蒸发的最主要的因子是不同的,但低云量对任何地区蒸发皿蒸发的影响都非常重要。     

我国南方夏季低频雨型的季节内水汽输送特征

利用1962～2006年NCEP/NCAR再分析资料,采用对历史个例进行合成分析的方法,研究了异常降水中心分别位于长江以南区域的江南型和长江-淮河流域的江淮型低频雨型的季节内水汽输送特征.研究表明,江南型的总水汽输送主要来源于孟加拉湾,并经中南半岛和南海输入江南区域;江淮型的总水汽输送主要直接来源于南海,但水汽源地主要为印度季风区.对于水汽输送异常,江南型和江淮型具有明显不同的特征.江南型的水汽输送异常主要来源于热带西太平洋-南海,中纬度西风带和中高纬度南下的水汽输送异常的贡献次之;而江淮型的水汽输送异常主要来源于热带和副热带西太平洋,中纬度西风带水汽输送异常的贡献次之.另外,水汽输送异常对江南型的区域总水汽收支的贡献约为50%,而对江淮型的区域总水汽收支的贡献高达70%左右.因此,虽然总水汽输送主要取决于气候平均水汽输送,但是,水汽输送异常与气候平均水汽输送对江南型和江淮型的水汽供应具有相同甚至更为重要的贡献.特别是对于江淮型,区域总水汽收支主要取决于水汽输送异常的贡献,而水汽输送异常的变化较平均水汽输送更为复杂,这有可能是江淮流域汛期降水预报较为困难的原因之一.     

2021年山东夏季降水异常特征及成因分析

基于NCEP再分析资料和山东省122个国家地面观测站数据,对2021年山东夏季降水异常特征及成因进行研究。2021年夏季山东平均降水量较常年偏多25.3%,降雨过程较多,其中,6月降水偏多主要是由于西太平洋副热带高压（以下简称:副高）北抬造成;7月中旬降水偏多主要是由于副高强度偏强,副高边缘暖湿气流为山东降水提供了充足水汽,下旬降水偏多是由于台风“烟花”带来强降水;8月降水偏多主要是下旬副高强度偏强,水汽输送充沛造成的。此外,2021年夏季山东降水空间分布不均匀,呈西多东少的空间分布。进一步分析了近3次拉尼娜事件发现,夏季副高强度偏强是造成近3个拉尼娜衰减年夏季山东降水空间分布异常的主要原因。夏季副高强度是拉尼娜次年山东夏季降水的重要预测因子。     

小冰期十年际尺度亚洲季风变化的四川黑竹沟洞石笋记录

基于四川省黑竹沟洞一支石笋（编号：EB1）高精度²³⁰Th年龄和氧同位素数据,建立小冰期时期（1375~1810A.D.）气候变化时间序列。该序列δ¹⁸O值变化范围为-10.37‰~-8.58‰,敏感响应于区域气候变化过程。高分辨率δ¹⁸O变化序列能清晰地捕捉到10年际尺度振荡旋回。该石笋记录根据δ¹⁸O值变化可分为4个阶段：1375~1540A.D.和1680~1780A.D.时段,δ¹⁸O值整体偏负,指示季风增强时期;1540~1680A.D.和1780~1810A.D.时段,δ¹⁸O值整体偏正,处于弱季风阶段。与贵州董哥洞、甘肃万象洞和印度Jhumar洞石笋记录对比发现在小冰期时期δ¹⁸O变化特征具有一定的相似性,表明上述区域降水可能共同受控于印度季风水汽输送影响,反映了区域性夏季风经向环流及其降水变化特征。通过EB1石笋记录与北半球温度曲线的对比发现,两者在百年尺度上同相位变化,可能指示北高纬气候的控制作用。而该石笋与秘鲁东北部Cascayunga洞石笋记录的进一步对比结果显示亚洲季风与南半球季风记录呈反相位关系,证实了ITCZ位置的南北移动在半球间能量传递和交换过程中的重要作用。功率谱分析结果显示小冰期季风波动具有显著的25a和9a周期旋回,接近太阳黑子22a和11a周期频率,表明太阳活动变化可能是小冰期十年际尺度亚洲季风波动的重要驱动因素。

     

气候态调整对华北冬、夏季气候监测的影响研究

本研究对比分析了不同气候态下,华北冬、夏季降水及气温的差异,分析了气候平均值的改变对历史极端事件监测的可能影响。研究结果发现,1991～2020年（简称气候Ⅱ态）的冬季和夏季的平均降水量均略多于1981～2010年（简称气候Ⅰ态）,但接近或略少于1961～2020年的平均降水量,平均降水量逐年变化幅度冬季Ⅱ态小于Ⅰ态,夏季反之。气候Ⅱ态冬季降水空间分布不均,夏季较Ⅰ态呈“中部减少,东西增加”的分布型。冬季和夏季极端降水阈值Ⅱ态（0.86 mm和22.0 mm）较Ⅰ态（0.83 mm和21.6 mm）均略有提高,造成近60年华北大部基于Ⅱ态阈值的冬、夏季极端降水日数较Ⅰ态略减少。此外,气候Ⅱ态的华北冬、夏季平均气温均明显高于Ⅰ态,也高于1961～2020年平均值。Ⅱ态气温较Ⅰ态基本呈全区增加特征,但空间分布不均匀。冬季极端低温和夏季极端高温阈值Ⅱ态（-9.8°C和27.9°C）较Ⅰ态（-10.2°C和27.5°C）均有所有所提高,造成华北大部分地区基于Ⅱ态阈值的近60年冬季极端低温日数较Ⅰ态有所增加,夏季极端高温日数较Ⅰ态存在不同程度的减少。因此,新气候态下华北气温和降水均值,华北大部极...     

中国夏季主雨带的形成过程

我国夏季主雨带的形成，是从上一年夏季开始的，共经历3个阶段，（1）上一年5－9月副热带西风急流的孕育期，（2）10－3月西风急流发展期，（3）西风急流为西太平副热带高压替代期（本年5－9月）－主雨带形成，在3个阶段中，北半球大气加热场上制约西风急流变化的最活跃的因子，是高，中纬地区由流状低云和冰雪盖交替进行的冷却大气过程。