青藏高原5月大气热源与黑龙江省盛夏降水的关系

利用1961—2017年黑龙江省夏季降水资料和NCEP再分析资料,采用奇异值分解、相关分析、回归分析等方法,研究了青藏高原大气热源与黑龙江省盛夏降水的关系及可能的影响机制。结果表明:5月青藏高原热源与黑龙江省7月降水关系最密切,当5月高原东部热源偏强时,7月黑龙江省中部降水显著偏少。5月热源偏强年,在副热带西风急流的作用下,7月中纬度环流呈现类似“丝绸之路”型遥相关波列,同时东亚沿岸环流呈现类似“东亚—太平洋”型遥相关波列,在二者共同作用下黑龙江省受反气旋式环流影响,7月降水偏少。     

A simple mechanism for the climatological midsummer drought along the Pacific coast of Central America

The global distribution, seasonal evolution, and underlying mechanisms for the climatological midsummer drought (MSD) are investigated using a suite of relatively high spatial and temporal resolution station observations and reanalysis data with particular focus on the Pacific coast of Central America and southern Mexico. Although the MSD of Central America stands out in terms of spatial scale and coherence, it is neither unique to the Greater Caribbean Region (GCR) nor necessarily the strongest MSD on Earth based on an objective analysis of several global precipitation data sets. A mechanism for the MSD is proposed that relates the latitudinal dependence of the two climatological precipitation maxima to the biannual crossing of the solar declination (SD), driving two peaks in convective instability and hence rainfall. In addition to this underlying local mechanism, a number of remote processes tend to peak during the apex of the MSD, including the North American monsoon, the Caribbean low-level jet, and the North Atlantic subtropical high which may also act to suppress rainfall along the Pacific coast of Central America and generate interannual variability in the strength or timing of the MSD. However, our findings challenge the existing paradigm that the MSD owes its existence to a precipitation-suppressing mechanism. Rather, aided by the analysis of higher-temporal resolution precipitation records and considering variations in latitude, we suggest the MSD is essentially the result of one precipitation-enhancing mechanism occurring twice.     

1994年8月亚洲季风区水汽的源汇分布和输送

讨论了水汽气候源汇分布的分析方法,认为只有用季节平均的整层大气水汽通量散度才能准确反映水汽源汇的地理分布。分析了亚洲季风区１９９４年８月水汽源汇分布和输送情况,发现西太平洋１２０－１３３°Ｅ和孟加拉湾地区是水汽气候源区,其中菲律宾东侧、苏绿湾、黄海海域、安达曼海及布拉马普特拉河谷是最主要的５个水汽强源域。南海不是水汽源而是水汽汇。华北降水主要受亚洲两大季风风系和黄海、布拉马普特拉河谷水汽源的影响。     

川东伏旱与日月食关系及其预测

日月食等天文现象使日、月球对地球的引潮力迅速增长,从而影响天气气候的变化,经分析表明,日月食与当年川东盛夏旱涝气候的发生关系密切。利用日月食出现日期、运行轨迹在若干年前就可以计算出来,信息来源特别超前的这一特点,制作出２１世纪初气候预测。预计：２１世纪初的前１０年,川东有６年为伏旱年,４年为轻或无伏旱年。     

1980年和1981年旱涝异常的热力及环流特征

应用５００ｈＰａ非绝热热流量诊断资料和５００ｈＰａ、１００ｈＰａ高度资料，分析了１９８０、１９８１年北半球大气热力场及大气环流特征。分析结果表明：这两年盛夏，北半球非绝热热流量距平存在明显差异，在欧亚大陆一带表现出相反发布，前期６月也具有类似特征，相应北半球大气环流存在显著不同。     

近50 a华南盛夏降水的季节内差异及大气环流异常特征分析

基于CRU、CMAP、PREC/L、CN05.1、NCEP/NCAR以及全国160个台站的月降水资料,采用经验正交函数(EOF)分解、依赖于季节的经验正交函数(SEOF)分解、滑动平均、空间相关、回归以及合成分析等多元统计方法研究了近50 a华南盛夏降水异常的基本特征及其季节内差异,并讨论了其大气环流异常。结果表明:(1)盛夏7、8月华南降水异常的空间分布都表现为区域一致性,即整个华南地区都为正(负)异常。(2)华南盛夏降水异常在月季变化的时间尺度上存在着同位相和反位相演变,1963—1993年,华南7、8月降水大致为反相演变,即7月华南全区一致偏涝(旱)而8月一致偏旱(涝);1994—2015年,二者总体表现为同相演变,即7月华南全区降水一致偏涝(旱)时8月亦一致偏涝(旱)。(3)大气遥相关型的变化是同相和反相两种演变模态产生的主要原因,同相期间对流层中层7月表现为欧亚遥相关(EU)和东亚太平洋遥相关(EAP)相互配置,8月表现为类似EU和太平洋北美遥相关(PNA)型;反相期间对流层中层7月表现为类似北美东西遥相关(NAEW)型,8月表现为类似EAP型。(4)西太平洋副热带高压的变化与华南盛夏降水季节内差异密切相关。反相期间7月与8月西太平洋副热带高压的差异主要体现在东西位置变化较大,而同相期间变化不大。     

春季北极涛动对盛夏长江流域地表气温的影响

本文基于1958至2002年的ERA-40 月平均再分析资料,利用年际增量方法分析了春季北极涛动(Arctic Oscillation,简称AO)与我国夏季长江流域地表气温的关系。结果表明,在扣除前期冬季ENSO影响后,5月AO指数与8月长江流域地表气温存在显著正相关。通过回归分析发现,5月AO可通过影响中低纬度的海气相互作用进而影响8月长江流域地表气温。当5月AO处于正位相时,在(10°~15°N)及赤道附近产生异常下沉气流,对应着西太平洋局地Hadley环流减弱,对流层底层出现了异常的反气旋性辐散气流。与之对应,赤道西太平洋地区出现了显著的东风异常。由于该东风异常位于5月气候平均的局地海表面温度(SST)极大值中心位置上,该东风异常可通过平流作用使得高海温不断地向西堆积,最终造成赤道西太平洋SST出现显著正异常。当该SST正异常持续至8月时,它通过Gill响应(Gill,1980)在其西北侧激发出气旋性异常环流,它有利于西太平洋副热带高压在我国长江流域的维持,进而造成长江流域地表气温正异常。反之,则相反。     

中国南方地区盛夏高温类型及其对应的大尺度环流和海温异常

利用中国2374个站点的日最高气温资料、NCEP/NCAR大气环流资料以及NOAA海表温度资料,分析了中国南方盛夏高温的主要类型,比较了各类型高温对应的大尺度环流以及与海表温度异常信号的联系。结果表明:中国南方地区年高温日数有明显的增多趋势,利用聚类分析将中国南方盛夏高温分为江淮型、华南型和华中型3类。江淮型高温中心区域位于江淮地区,该类型高温空间范围大、发生频次高,典型的环流系统为高、低空呈现异常反气旋,西太平洋副热带高压（西太副高）偏强偏西,南北位置略偏北。该类型高温是西太副高直接控制下的高温类型,与前冬到夏季中部型厄尔尼诺衰减和春季赤道大西洋地区海温偏高有关。华南型高温中心区域在江南南部到华南地区,典型的环流系统是东亚副热带急流的位置偏南,西太副高偏强、偏西和脊线偏南,华南型高温也是西太副高直接控制下的高温,且伴随着西南季风的减弱,干热特征明显,该类型高温与东部型厄尔尼诺衰减及其与之相联系的印度洋“电容器”效应密切相关。华中型高温主要位于湖北和湖南两省,对应的环流型为西太副高偏弱、偏东,在中高纬度与北大西洋-欧亚遥相关型类似,是大陆高压控制下的高温,使得水汽条件比另两类高温好。北大西洋-欧亚遥相关型是华中型高温的可能信号源。      

青藏高原东北侧伏旱环流强迫场的数值研究

过去的研究结果指出，青藏高原东北侧的伏旱是在副高控制下的干旱，其干旱的典型环流呈上下一致的正压结构。为进一步研究青藏高原东北侧伏旱环流的维持机制，利用一个带有强迫和耗散的球面无辐散准地转正压涡度方程谱模式和经过严格挑选的五个实际典型伏旱个例（共48d)环流场，通过求解平衡方程得到了伏旱环流强迫场，再用该强迫场分别在有强迫和无强迫情形下进行了8d的数值试验。结果表明：伏旱环流的平均维持时间在一周左右，影响和维持它的外界强迫主要来自青藏高原北侧，干旱环流强迫场的存在对干旱环流的维持有重要影响。     

近46年京津冀地区“夏雨秋下”现象及其成因初探

基于京津冀地区逐日和逐时降水资料,对1970年以来变暖背景下该地区盛夏（7月和8月）和初秋（9月）降水的变化特征分析后:近46年京津冀地区盛夏降水显著减少,在1990年代末由多雨转为少雨位相,降水日变化上,不同时段的降水皆明显减少,其中持续性降水事件的变化对总降水量减少的贡献更大。而初秋降水明显增加,且在2000年代初发生跃变,由少雨转为多雨位相,夜间降水明显增加,并且持续性降水的增加和跃变是初秋降水增加的主要原因。进一步分析发现,日最高气温的变化与短时降水有较好的时间关系,盛夏时最高气温在1997年发生跃变,从较低位相跃变为较高位相,对应的,盛夏短时降水也同年发生跃变,由多雨转为少雨位相。而初秋的最高气温变化不明显,短时降水也没有发生跃变,无明显的变化趋势。此外,在环流场上,2000年代后,盛夏时欧亚中高纬阻高活动加强,阻碍了中纬度西风扰动输送水汽到京津冀地区,东亚急流偏南,京津冀地区上升气流受到抑制,不利于降水产生;而初秋时,输送至京津冀地区的水汽增加,东亚急流偏北,京津冀地区上升气流加强,贝加尔湖地区低槽受到东部高压阻挡,经向环流加强,有利于冷空气的活动,同时,西太平洋副高强度增强位置偏北,有利于降水的形成。东亚海陆热力差指数在初秋的增强反映出东亚夏季风在夏末秋初的南撤过程发生延迟,形成了以上有利于初秋降水的环流形势,导致了“夏雨秋下”的现象的出现。