西太平洋副热带高压对黄淮海夏季区域降水异常的影响

采用1961-2012年全国台站逐日降水观测资料,以及同期NCEP/NCAR再分析资料,通过黄淮海区域降水指数以及西太平洋副热带高压25～54候逐候脊线、强度、西脊点指数计算,分析黄淮海夏季区域降水异常,以及西太平洋副热带高压对其可能的影响方式.结果显示:1961-2012年我国黄淮海夏季区域降水相对偏少,夏季区域降水有减小趋势,且旱年出现的次数越来越多.从西太平洋副热带高压3种特征形式对比得到,脊线偏北、强度偏小,西脊点偏西时,黄淮海区域北部、东部、中部降水偏多,西部、南部降水偏少;旱年41候时西太副高表现异常强大、偏西;5月时可用强度大小和西脊点位置作为黄淮海区域各站点夏季降水预测的参考因子,6月时西脊点位置效果较好.     

我国北方1986年和1997年干旱事件环流异常对比分析

利用中国逐日站点降水资料、逐日季风监测指数及逐日副热带高压指数、74项环流指数及NCEP/NCAR再分析资料,分析我国北方地区1986年和1997年夏季发生的干旱过程中大气环流及海温异常特征。结果表明:1与1986年相比,1997年旱情持续时间更长,受旱程度相对更为严重,波及范围更广,且旱区气温偏高;2 1986年和1997年夏季2次北方干旱过程西太副高演变差别明显。1986年西太副高位置整体较常年平均偏东略偏南,面积偏小,强度偏弱,与之相比,1997年副高位置偏西偏南,面积偏大,强度偏强;3 2次过程中上升运动条件和水汽条件相似,旱区主要以下沉运动及下沉运动距平为主,而且来自南海和孟加拉湾的水汽均不足,导致干旱少雨;4太平洋海温分布的不同,影响了2次过程西太副高南北和东西振荡的差异,进而影响了2次干旱过程干旱区域分布的不同。     

近40年呼和浩特沙尘天气气候特征研究

利用呼和浩特地区近40年(1971~2010年)沙尘日数、气候因子等资料,采用相关分析等方法讨论了呼和浩特春季沙尘日数与气候因子、大气-海洋环流因子之间的关系。结果表明:风速、气温、降水量是影响呼和浩特春季沙尘天气的主要气候因子。风速偏大,气温偏低,降水量偏少的时期,呼和浩特春季沙尘天气偏多。北半球极涡面积扩大,强度增强,且副高面积收缩、强度减弱时,呼和浩特地区沙尘天气增多,反之,北半球极涡势力较弱,而副高势力较强时,呼和浩特地区沙尘天气减少。赤道东太平洋海温异常偏低时,呼和浩特沙尘天气增多;相反,赤道东太平洋海温异常偏高时,呼和浩特沙尘天气减少。前冬季的风速、气温对春季沙尘天气具有一定的预报意义。     

山西省近48 a高温和强降水极端事件变化特征

利用山西68个台站逐日最高气温、降水等资料,采用百分位值极端事件定义方法和Mann-Kendall突变检验、小波分析等方法,研究山西1961-2008年极端高温和极端强降水事件的变化特征。结果表明：1961年以来,山西极端高温日数呈显著增加趋势,趋势为5.9 d/10 a,20世纪90年代中期以前变化趋势不明显,1997年以来增多趋势显著。与此同时,极端强降水事件趋于减少。极端高温事件在2001年发生了突变,2001年以后极端高温事件显著增多。极端高温日数有3~4 a,8~12 a及30 a的周期,极端强降水日数有准3 a,6~10 a及准16 a的周期。极端高温事件的增加与气候变暖有密切联系,Nino_3区海温、欧亚地区的纬向环流及西太平洋副热带高压（下称西太副高）对极端高温事件有很大影响,当Nino_3区海温偏高、纬向环流偏强、副高面积偏大、位置偏西时,容易导致极端高温日数偏多。极端强降水的发生则与东亚季风和Nino_3区海温有密切联系,当季风强盛、Nino_3区海温偏低时,往往引起极端强降水事件增多。     

吉林省降雪初终日时空变化特征

利用吉林省1961-2015年逐日降水和天气现象资料,对降雪初、终日的时空变化特征进行了分析。结果表明:吉林省降雪平均日期始于10月22日,止于次年4月18日。降雪初、终日存在空间差异,东部山区开始早结束晚,西部平原开始晚结束早。降雪初、终日的空间第一模态为全省一致的偏早(晚)型,初日第二空间模态为南北反向型,终日第二向量场为东西反向型。初日集中在10、11月,以10月中旬出现概率最大,终日集中在3-5月,以4月中旬出现概率最大。初日存在8 a强显著周期,终日存在5 a强显著周期。降雪初、终日与大气环流有直接关系,初日推迟年西太平洋副高面积偏小、偏北,提前年副高面积偏大、偏南;终日推迟年副高面积偏小、偏南,提前年副高面积偏大、偏北。降雪初、终日还与地理环境有关,降雪初日随海拔的降低呈推迟趋势,终日则随着纬度升高和海拔降低呈提前趋势。     

辽宁夏季干旱环流特征分析

利用辽宁省54站1963—2015年夏季月平均降水量资料及NCEP/NCAR月平均环流场再分析资料,对辽宁夏季降水变化特征及异常年环流特征进行了分析,结合2014和2015年夏季环流场与异常年环流场的对比分析,揭示辽宁夏季干旱环流特征及造成2014、2015年辽宁夏季干旱的环流场因素。研究发现:东亚地区对流层各层大尺度环流系统相互配合是造成辽宁夏季降水异常的主要原因。2014和2015年辽宁夏季干旱的环流场特征均与辽宁夏季异常干旱年情况类似:西太平洋副热带高压脊线位置偏南,且副高西北侧为负的位势高度距平,不利于副高西伸北进;由于副高偏南,辽宁地区西南水汽输送不充足;副热带西风急流轴位于辽宁以南地区上空,且辽宁以南上空200 h Pa纬向风距平为正,以北为负。这种不同高度层大尺度环流配置是造成2014和2015年辽宁夏季干旱的主要环流原因。     

西北地区东部夏季降水日数的变化趋势及其气候特征

以西北地区东部(95°E～112°E,32°N～41°N)104个测站1960～2000历年夏季(6～8月)降水日数资料为基础,通过EOF和REOF等分析方法,研究夏季降水日数时空分布的异常特征。结果表明西北地区东部夏季多年平均降水日数的地区分布特点是西部多、东部少,沿祁连山山脉存在一个降水日数较多中心区域,并且降水量和降水日数均呈增多趋势。降水日数的空间异常主要表现为一致性异常和南北相反异常两种类型。根据REOF方法可将西北区东部分为5个不同降水日数气候区,即甘肃中东部及河套区、渭水流域区、河西走廊区、青海高原北部区、青海南部区和四川北部区。20世纪80年代以来,西北地区东部大部分地区降水日数呈现减少的趋势。冬季(或夏季)青藏高原地面加热场强度偏强,甘肃河西及祁连山地区、宁夏南部等地夏季降水偏多(或少),青海东南部-甘肃南部-渭水流域夏季降水日数偏少(或偏多)。     

甘肃省陇东地区夏季极端降水及典型年环流特征分析

本文采用陇东地区13个气象站的逐日降水和同期NCEP/NCAR再分析资料,基于5个极端降水指数,应用经验正交函数(EOF)、合成分析等方法,研究该地区1967—2015年夏季极端降水的时空特征及极端降水典型年的环流特征。结果表明:(1)夏季极端降水指数在陇东地区西北部较低,南部和东北部较高,整体呈上升趋势。(2)EOF分析第一特征向量均为正值,第二特征向量则表现为南正北负的反相位分布,在时间系数的极大(小)值年,研究区夏季极端降水在南北方向呈南强(弱)北弱(强)的分布特征最明显。(3)在强(弱)夏季极端降水典型年,有(无)冷暖空气交汇;上升(下沉)运动增强,向外长波辐射为负(正)异常,对流强(弱),对应着较多(较少)的降水;水汽通量散度为负(正)异常,有利于(不利于)极端降水发生。     

秦岭南北气候干湿变化与降水非均匀性的关系

选取1960—2014年秦岭南北27个气象站点的逐月气象资料,基于Hurst指数、Mann-Kendall检验、小波分析等方法,分析了秦岭南北干湿变化、降水非均匀性及两者相关性。结果表明:1近55 a来秦岭南北趋于干旱化,1994年气候突变后干旱化趋势尤为显著,Hurst指数表明此干旱化趋势将进一步持续。地域上,以秦岭主山脉为界,秦岭南北呈"南湿北干"的空间格局。2秦岭以南降水集中度(PCD)高于秦岭以北,全区PCD呈显著上升趋势,且有自西向东扩展的演变趋势。3标准化降水蒸散指数(SPEI)与PCD呈显著(P0.02)正相关,秦岭以南普遍高于秦岭以北;而SPEI与降水集中期(PCP)的相关性则较差。4秦岭南北大部地区降水越分散,气候越趋于干旱。     

基于地区线性矩法的陕西省极端降水时空特征

基于1971—2015年陕西省无缺测情况、分布较均匀的58个气象站点的逐日降水数据,采用最大1日、3日、5日和7日的降水量代表极端降水,应用地区线性矩法研究区域极端降水的时空特征。结果表明:(1)陕西省可划分为6个水文气象一致区,其中广义极值分布(GEV)在各一致区的模拟效果最好,各一致区最优频率估计值与同频率的实测值较为吻合。(2)地区分析法计算的极端降水频率估计值较单站分析法具有更好的稳健性和准确性,尤其是在计算较长时段的极端降水情况下更显著。(3)重现期为2 a一遇时,陕南的地区增长因子大于陕北;重现期达到5 a一遇时则相反,且随着重现期的增长,地区增长因子及其在陕南、陕北的差异也在增大。(4)在100 a和50 a一遇重现期下,极端降水在陕西省南部较大,东部居中,中部的咸阳至商洛地区、西部的延安西北和榆林西部较小;极端降水的分布特征与陕西省独特的地理特征有关,尤其是东西向分布的秦岭阻挡了水汽向北输送,造成了极端降水的南北差异。     

近50年来秦岭南北气候分异研究

全球变化就区域性而言,重点集中在脆弱生态区和自然地理区域的过渡地带,如海岸线、水分条件充足的堤度带及山地.秦岭南北的气候变迁是全球气候研究的重点.研究表明:近50年来,秦岭南北平均气温呈上升趋势,但在突变时间与幅度存在一定的差异.秦岭北部在1989年发生突变,升温幅度为0.03℃/a,夏冬两季升温幅度大;秦岭南部在19...     

近45年宁夏极端气温与太平洋海温的遥相关

利用1961-2005年标准化宁夏极端气温、SST和北半球500 hPa环流特征量资料,采用REOF、小波分析、最大熵谱、Mann-Kendall检验等方法,分析了极端气温的时空变化特征及其与SST和同期北半球500 hPa环流特征量的遥相关。结果表明:宁夏极端气温的年代际气候特征表现为一致的上升趋势,异常敏感区在宁夏北部和六盘山区;极端最低气温在1984年前后发生突变,突变后气温转暖,中部半干旱带增温最明显,有显著的2.32年和4.40年周期;极端最高气温的增暖过程经历了2个阶段,其中1976年的增暖趋势最显著,突变后宁夏中北部增温最明显,有显著的3.14年周期;虽然突变后高温日数明显增加,但仍有异常的低温事件发生;当前一年1~6月加利福尼亚西岸海区温度偏高、同期冬季西太平洋副高西升北抬、面积增大、强度增强、亚洲区极涡面积收缩、青藏高原500 hPa位势高度增高时,极端最低气温偏高;当前一年冬季赤道东太平洋海区呈La Nina型分布、同期夏季北半球极涡减弱时,副高加强北抬,极端最高气温偏高。     

陕西秦岭南北旱涝灾害时空变化趋势分析

根据1961-2009年秦岭南北57个站点的月降水资料,采用区域旱涝指标和Z指数,运用Mann-Kendall检验、小波分析、Kriging插值等方法,对秦岭南北旱涝时空变化趋势进行分析。结果表明：①关中地区年平均气温倾向率大于陕南,气温突变年均为1996年。②近49年来,关中地区暖干化及春旱、夏涝的趋势较陕南显著。气...     

1982—2015年中国北方生长季NDVI变化及其对气温极值的响应

基于GIMMS NDVI 3g v1. 0数据集和日值气象数据,结合极端气温指数,辅以极点对称模态分解、趋势分析、Mann-Kendall趋势检验、相关分析等方法,探讨中国北方生长季植被覆盖及极端气温的变化特征,研究植被覆盖对气温极值的响应状况。结果表明:①1982-2015年中国北方生长季NDVI以0. 002·(10a)^-1的速率上升(P <0. 05),ESMD(极点对称模态分解方法)显示生长季NDVI波动上升;针叶林、灌丛、荒漠植被、草地以及栽培植被呈增长趋势,栽培植被增速最快,针阔混交林、落叶阔叶林和高山植被呈不显著减少趋势。②空间上,NDVI显著增加区域超过全区的33%,主要分布在天山、塔里木盆地北部、祁连山、陇南山区、黄土高原、河套平原、吕梁山和太行山、大别山以及辽西丘陵地区;显著下降区域仅占12%,主要分布在大兴安岭、小兴安岭和长白山区。③极端气温指数中,除TNmean(日最低气温平均值)和TNn(日最低气温极低值)呈上升趋势外,其余冷极值指数均呈下降趋势;所有暖极值指数均呈上升趋势;其他指数中,DTR(气温日较差)呈减小趋势,GSL(生长季日数)呈增加趋势。④中国北方NDVI与极端气温指数的相关性表明,冷极值指数中NDVI与FD0(霜冻日数)、TN10p(冷夜日数)、TX10p(冷昼日数)呈显著负相关(P <0.05),与TNmean呈显著正相关(P <0.01);NDVI与所有暖极值指数呈正相关,与TR20(热夜日数)、TXmean(日最高气温平均值)、TX90p(暖昼日数)以及TN90p(暖夜日数)存在显著相关性(P <0. 05);NDVI与GSL呈显著正相关(P <0.05)。⑤天山、塔里木盆地北缘、祁连山区、河套平原、黄土高原、太行山和吕梁山区等NDVI显著增加区域对极端气温指数的响应强烈。NDVI显著增加区主要对FD0、TNmean、TN90p、GSL等指数响应较强。NDVI显著减少区域对指数的响应各异,主要与SU25(夏季日数)呈显著负相关(P <0.05)。     

1982—2015年中国北方生长季NDVI变化及其对气温极值的响应

基于GIMMS NDVI 3g v1.0数据集和日值气象数据，结合极端气温指数，辅以极点对称模态分解、趋势分析、Mann-Kendall趋势检验、相关分析等方法，探讨中国北方生长季植被覆盖及极端气温的变化特征，研究植被覆盖对气温极值的响应状况。结果表明：① 1982—2015年中国北方生长季NDVI以0.002·（10a）^-1的速率上升（P<0.05），ESMD（极点对称模态分解方法）显示生长季NDVI波动上升；针叶林、灌丛、荒漠植被、草地以及栽培植被呈增长趋势，栽培植被增速最快，针阔混交林、落叶阔叶林和高山植被呈不显著减少趋势。② 空间上，NDVI显著增加区域超过全区的33%，主要分布在天山、塔里木盆地北部、祁连山、陇南山区、黄土高原、河套平原、吕梁山和太行山、大别山以及辽西丘陵地区；显著下降区域仅占12%，主要分布在大兴安岭、小兴安岭和长白山区。③ 极端气温指数中，除TNmean（日最低气温平均值）和TNn（日最低气温极低值）呈上升趋势外，其余冷极值指数均呈下降趋势；所有暖极值指数均呈上升趋势；其他指数中，DTR（气温日较差）呈减小趋势，GSL（生长季日数）呈增加趋势。④ 中国北方NDVI与极端气温指数的相关性表明，冷极值指数中NDVI与FD0（霜冻日数）、TN10p（冷夜日数）、TX10p（冷昼日数）呈显著负相关（P＜0.05），与TNmean呈显著正相关（P＜0.01）；NDVI与所有暖极值指数呈正相关，与TR20（热夜日数）、TXmean（日最高气温平均值）、TX90p（暖昼日数）以及TN90p（暖夜日数）存在显著相关性（P＜0.05）；NDVI与GSL呈显著正相关（P＜0.05）。⑤ 天山、塔里木盆地北缘、祁连山区、河套平原、黄土高原、太行山和吕梁山区等NDVI显著增加区域对极端气温指数的响应强烈。NDVI显著增加区主要对FD0、TNmean、TN90p、GSL等指数响应较强。NDVI显著减少区域对指数的响应各异，主要与SU25（夏季日数）呈显著负相关（P＜0.05）。     

西北地区降水特征及变化规律分析

根据我国西北地区降水气候特征研究状况,利用较具代表性的我国西北地区北亚热带、温带驻防的25个空军机场气象台站1970~2000年历年逐时降水资料,从降水量、降水强度、降水时间、降水频率等方面,以气候区划区为区域分析单位,分析了西北地区的降水变化规律和特征。结果表明:西北地区北亚热带、温带年际降水量有从东南和西北两侧向中部明显减少的分布格局。30 a间中温带干旱区东部及其以东地区的降水量呈下降趋势,以西则基本呈上升趋势。降水强度基本表现为上升趋势,强度呈东南大、西北小分布,且以北亚热带湿润区和南温带干旱区南疆区上升速率表现最大。降水时间呈现减少趋势,其分布特点与降水量分布基本上一致,由东南和西北两侧向中间明显减少。近30 a来降水量东降西升,降水小时数、降水频率呈下降趋势,但小时雨强和中雨以上强度降水比重一直呈上升趋势,降水以短时、量大为特征出现的机率在增加,降水的有效利用难度在加剧,这种特征东部比西部要明显得多。青藏高原东侧降水量和降水小时数都处于下降趋势,雨强呈上升趋势,该地区干旱趋势在加剧。但在高原东北侧、北侧这种趋势表现相对要弱一些。     

1997-2002年华北持续性干旱气候诊断分析

利用1957-2002年华北地区104个气象站实测的月降水量、月平均气温等气候资料,以及美国NCEP/NCAR的850 hPa矢量风和500 hPa位势高度等再分析资料,分析了1997-2002年逐月降水距平变化特征、干旱持续性特征、干旱强度分布特征;基于干旱区域性特征,提出了一个描述区域性干旱的指数(spatial drought index,SDI);此外,从东亚大气环流系统中的冬季东亚大槽、贝加尔湖反气旋环流场、西太平洋副热带高压以及东亚夏季风等系统的变化等方面,探讨了对这一持续性干旱的影响.研究表明:华北地区1997-2002年的干旱具有全区强度大的特征,区域平均干旱指数达到了65%以上.而东亚地区冬季东亚大槽持续偏弱,夏季贝加尔湖地区高压又持续偏高,东亚夏季风持续偏弱,西太平洋副热带高压持续偏东等的综合作用,是引起华北地区这一阶段持续性干旱的主要原因.     

西北地区秋季干旱指数的变化特征

利用甘肃、宁夏、青海、新疆4省(区)的137个气象站30年的降水、蒸发资料,确定适合西北地区的干旱指数计算方法,分析中国西北地区秋季降水、蒸发、干旱指数的空间分布、时间演变等特征.结果表明:西北地区秋季平均自然降水从东南到西北依次减少,在甘肃西部、青海西北部、新疆南部有一条东西向的少雨带,是干旱最严重的地方.新疆南部、甘肃西部、青海西部重旱频率最高,平均2年一遇;新疆北部、甘肃南部、青海南部、中旱频率为30%左右,平均3年一遇,轻旱频率30%左右,平均3年一遇.表明西北地区的干旱有明显的地域特征,即新疆中南部、甘肃西部、青海西部为干旱区,新疆北部、甘肃中东部、青海东部和南部为半干旱区.     

近51年河西走廊西部极端强降水事件变化研究

利用河西走廊西部8个气象站1960～2010年的逐日有效降水(日降水量≥0.1mm)资料,研究了河西走廊西部近51a极端降水事件变化的时空分布特征及变化趋势。结果表明:在河西走廊西部只要出现中～大雨或以上降水就算极端强降水;在空间分布上,河西走廊西部极端强降水阈值自西南向东北逐渐减小,极端降水总量分布与该区域年降水量的空间分布相似,极端降水指数倾向率空间分布很不均匀;在时间分布上近51年来河西走廊西部年极端降水总量和年极端降水强度均呈显著增加的趋势,极端降水频数增加趋势不明显,极端降水指数在3～5a和10～13a周期上反映明显,在60年代极端降水指数均发生了突变。