近50年西北地区春季降水异常与Key海区海温异常的相关及SVD分析

[目的]分析近50年西北地区春季降水异常与Key海区海温异常的关系。[方法]利用近50年西北地区月平均降水资料和全球逐月海温格点资料,采用相关分析和SVD分析方法,探讨了赤道中东太平洋的海温异常对我国西北地区春季降水的影响。[结果]对于西北地区春季降水,选取前一年8~9月为海温关键时段,赤道中东太平洋海区为海温关键区,简称Key海区（125°~85°W,5°S~10°N）;相关分析表明,近50年西北地区春季降水与赤道中东太平洋海区,尤其是Key海区海温（前一年8~9月平均）有较好的正相关关系;SVD分析表明,西北地区春季降水异常具有同位相分布的特征,前一年8~9月赤道中东太平洋海温有较大的正相关系数,尤其在Key海区区有显著的耦合正相关。[结论]该研究为我国西北地区春季旱涝的气候预测提供了理论依据。     

我国南方冬季极端降水与印度洋海温的关系

利用我国南方229个站1962～2012年冬季降水量资料和美国国家海洋、大气管理局（NOAA）提供的1961 ～2011年全球逐月扩展重建海表温度（SST）资料,采用EOF分析、合成分析和SVD分解等方法,分析了我国南方冬季极端降水事件的年际异常与印度洋海温的关系.结果表明,我国南方冬季极端降水和印度洋海温均呈上升趋势,且均在1980年左右发生了突变;印度洋存在2个海温关键区（北印度洋、西南印度洋）,影响着我国南方冬季极端降水事件,关键影响时段是前一年12月～当年2月（简称冬季）;北印度洋冬季海温与江南地区、华南地区东部、淮河流域的冬季极端降水量存在显著正相关,西南印度洋冬季海温与江南地区中西部、西南地区东南部、华南地区东部以及江淮地区的冬季极端降水量存在显著正相关.     

江淮流域夏季降水与全球海温异常关系分析

利用1951 ～2009年中国160站降水资料和1951 ～2009年NCEP/NCAR再分析资料月平均的海温格点资料,拟通过一元线性回归、相关分析方法、合成分析方法研究江淮流域夏季降水与全球海温异常的关系.结果发现,西北太平洋、北大西洋、印度洋南部海区为海温关键区,江淮流域夏季降水异常与这3个关键区的海温异常存在良好的正相关关系,尤其西北太平洋前期冬季、北大西洋前期冬季、印度洋南部前期春季在3个海区中最为显著.     

洞庭湖区域夏季降水与全球大洋海温异常关系的SVD分析

利用洞庭湖区域21站1960～2008年夏季降水量资料和美国国家海洋、大气管理局（NOAA）提供的扩展重建海温（ERSST）资料,采用相关分析和SVD方法,探讨了洞庭湖区域夏季降水与全球海温异常的关系。结果表明,全球大洋存在3个稳定维持的关键海区,其海温场与洞庭湖区域夏季降水有显著正相关关系。当关键区海温偏高（低）时,洞庭湖区域夏季降水易偏多（少）。3个关键区海温场的变化是洞庭湖区域夏季降水异常预测的一个重要前兆信号。     

福建雨季降水时空非均匀分布特征分析

利用福建53年雨季（5～6月）66个常规气象站月降水资料、NCEP/NCAR月平均再分析格点资料及NOAA海温重建资料,使用经验正交函数分解（EOF）、奇异值分解（SVD）、相关分析等方法,分析福建雨季降水的时空分布特征,结果表明：福建雨季的降水在空间上表现一致,即全省旱或全省涝;但存在显著的空间非均匀分布的第二类分布特征,即南旱北涝或南涝北旱。通过分析南北不均匀分布异常年的同期、前期大气环流和海洋特征,发现南旱北涝年近地面层温度场分布呈显著的北冷南暖特征,西太平洋副热带高压偏西偏强,且位置偏南,副高北侧低层较强的西南风将暖湿水汽输送到较北位置,此时南海夏季风强度偏弱,赤道中东太平洋为异常冷水覆盖;前期冬季乌拉尔山阻高偏强、西太平洋副高面积偏大、强度偏强、西伸点偏西,赤道中东太平洋海温偏高而西风漂流区海温偏低。南涝北旱年则基本反之。研究结果揭示了福建省降水时空分布不均的气象基础,对农事安排与防旱抗涝工作具有指导意义。     

西伯利亚高压异常与海温异常的关系

利用1948～2004年的NCEP/NCAR再分析月平均资料和NOAA卫星中心月平均海温资料,分析探讨了西伯利亚高压异常与海表温度异常的关系,找出海温异常对西伯利亚高压变化影响较大的海区。结果表明,西伯利亚高压面积指数和强度指数与海温有很好的同期相关性。西伯利亚高压中心强度指数和海温的同期相关场的相关型,与面积指数的相关场结构相似,但正相关区域扩大,负相关区的强度明显减弱。西伯利亚高压面积指数和中心强度指数,与同年春季、秋季、夏季大西洋北部海温距平的相关都很显著,与副热带南印度洋、热带南太平洋的显著负相关区及与西南大西洋的显著负相关区都存在明显的季节差异,面积距平的相关系数要大于强度距平的相关系数。对西伯利亚高压异常变率影响较大的主要是副热带南印度洋、中高纬北太平洋、大西洋北部、热带南太平洋和西南大西洋几个海区的海温异常。     

1979—2010年黑龙江省夏季降水异常特征及成因分析

根据黑龙江省27个气象观测站1979—2010年夏季降水的月平均资料,采用趋势分析、EOF分析和一元线性回归分析等统计方法,对黑龙江省30年来夏季降水的时空变化特征,与环流、海温的相关关系及其异常机理进行了研究。结果表明:黑龙江省夏季降水主要集中在中部地区,东南夏季降水相对较少,且从中部向西北和东南有递减趋势。通过EOF分析,从第一模态可以看出,黑龙江地区基本呈现全区一致变化趋势;而第二模态则表现出黑龙江南北的距平分布呈现反向分布的特征,黑龙江省夏季降水异常与海温有着一定的联系。第一模态表明黑龙江省夏季降水与前期冬季中纬度太平洋呈正相关,与中纬度大西洋呈负相关;第二模态黑龙江省夏季降水南北反向变化与海温的关系不大。     

冬季西太平洋暖池区Hadley环流年际变化特征及其与热带海温的关系

暖池尤其是西太平洋暖池是全球对流活动最频繁的地区,是驱动Hadley环流和Walker环流的主要热源以及引发ENSO等一系列海气相互作用的关键因素,近年来关于暖池的研究成为一个热点。应用NCEP/NCAR再分析资料中的速度势月平均资料和英国哈德莱中心海温资料,采用质量流函数法并结合经验正交函数分解、合成分析、相关分析、谐波分析等方法,分析研究了1952—2009年西太平洋暖池区域东经120°¹60°Hadley环流的年际变化特征及其与海温的关系。结果表明:西太平洋暖池区冬季气候态Hadley环流偏南,北支占主导地位,冬季西太平洋暖池区Hadley环流具有明显的年际变化特征,年代际特征不明显;冬季西太平洋暖池区Hadley环流的年际变化与太平洋、印度洋的海温异常有关,但其主要受ENSO信号的影响。     

西南地区冬季气温时空特征分析

利用西南地区五省市区83个测站1961-2008年历年12月至次年2月月气温资料,采用EOF和REOF方法对冬季气温的空间异常特征、时间变化规律以及冬季气温对ENSO循环的响应进行了诊断分析研究.结果表明:西南地区冬季气温的主要异常模态表现为一致偏冷或偏暖型、东西反向型.西南地区冬季气温的异常敏感区域为盆地丘陵区、高原区、藏南区和高原东北区.20世纪60年代以来,西南地区冬季气温呈一致上升趋势,高原地区增温显著,盆地丘陵地区增温缓慢.西南地区冬季气温异常对ENSO循环不同位相的响应有一定的差别,El nino年,西南地区冬季气温东部偏高,高原地区偏低,东西响应呈反位相.La nina年,西南地区冬季气温以偏冷为主.     

春季北方气旋活动特征及其与中高纬海温场的关系

利用近55年NCEP/NCAR再分析逐日海平面气压场资料以及太平洋月平均海温场和500 hPa月平均位势高度场资料,统计了春季北方气旋活动频数的时空变化特征,并分析了其与中高纬海温场和大气环流的关系。结果表明:春季北方气旋活动频繁,存在着明显的两个高值中心,分别位于蒙古国的中部和我国东北北部地区;春季北方气旋活动频数与前期的中高纬太平洋海温场有较好的相关性,尤其东亚气旋的移栖地阿拉斯加湾地区为很好的相关持续区,从上一年9月开始一直到当年2月始终维持显著的负相关;气旋活动特多年与特少年的前期关键区的海温存在显著差异,两种特征年前期海温异常对大气环流影响的累积效应到春季突出表现出来,在当年春季5,00 hPa高度场表现出明显的反相分布形势,而这种形势导致了纬向环流的减弱和增强,进而使得中纬的气旋性活动增加与减少。     

热带海温的时空变化及其与我国降水的关系

利用1979—2014年的NOAA/NASA海表温度延长重构数据和国家台站的观测数据,采用经验正交函数(EOF)方法,从赤道年平均海温出发,分析热带海温的时空变化特征以及印度洋—太平洋海温对我国年降水量的影响。结果表明,1979—2014年热带地区年平均海温为26℃,海温暖区主要集中在印度洋和西太平洋的赤道地区。热带海温距平时空变化特征:第1特征向量场在印度洋海温表现为全区一致型,太平洋海温表现为弱El Nio(La Nia)现象,时间系数与年降水量主要在新疆、西藏、青海、甘肃和河套地区为显著的正相关关系;第2特征向量场在太平洋海温表现为El Nio(La Nia)现象,印度洋海温表现为偶极子型,时间系数与年降水量在西藏和黄河中游地区为显著的正相关关系,在东北东部和长江以南地区为显著的负相关关系;第3特征向量场在太平洋海温表现为弱El Nio(La Nia)现象,印度洋海温表现为南北型,时间系数与年降水量在西藏、新疆、福建和东北西北部为显著的负相关关系。     

近58年来我国大陆极端气温变化特征

利用1954—2011年我国大陆142站逐日最高、最低气温资料,采用EOF等统计分析方法,分析了近58年来我国大陆极端气温的基本变化特征,并探讨其对气候变暖的响应程度。结果表明,近58年我国大陆年极端最低气温呈上升趋势,年极端最高气温也呈递增趋势,并且20世纪90年代以来这种趋势表现较为明显;我国大陆极端最低气温主要受冬季风和太阳辐射影响,极端最高气温主要受地形影响。极端气温在时间分布上表现为:极端高温年代际变化是20世纪90年代前递减,90年代后递增;年极端高温事件发生频次除塔里木盆地外均对区域性增暖呈显著的正响应。     

南海—北印度洋SST变化趋势及周期分析

利用来自NOAA的SST（海袁温度）资料,计算了近半个世纪以来（1950～2009年）南海—北印度洋SST的整体变化特征,主要计算了整体变化趋势、变化趋势的区域性差异、季节性差异、变化周期.结果表明,近半个世纪以来,南海—北印度洋大部分海域的SST表现出显著的逐年线性递增趋势,其中北印度洋的递增趋势强于南海,印度洋赤道中东部海域的递增趋势尤为明显,可达0.014℃/a以上;南海—北印度洋海域的SST以0.011 5℃/a的速度显著性逐年线性递增,在夏季的递增趋势强于冬季,冬季和夏季分别以0.010 6、0.012 2℃/a的速度显著性逐年线性递增;该海域的SST具有显著的2.4 ～2.9、3.1 ～5.7年的显著性变化周期,以及40年以上的长周期震荡.     

我国东部黑潮海域海表风速和海表温度变化特征

通过AVHRR资料和Quick-SCAT资料分析了我国东部海域特殊的海气相互作用特点,并对我国东部黑潮海域的海表风速和海表温度时间分布特征和关系进行了分析。结果表明,我国东部海域黑潮海区海表温度与海表风速之间存在特殊的正相关关系,黑潮海域海表温度与海表风速的冷暖分布均呈现一一对应关系,即大风速区位于暖脊上,而小风速区出现在冷槽上空。这种正相关关系是影响我国东部海域海气相互作用的重要因素,且这种正相关关系随着季节和年份的不同有所变化,在冬、春季节表现最为明显,且春季强于冬季。     

1951～2007年东北地区有效积温时空变化特征

利用1951~2007年东北3省86个站点最高气温和最低气温数据,通过arcgis和SPSS软件分析了东北地区近57年来〉10℃的有效积温的时空变化。结果表明,东北3省有效积温在时间上呈显著递增趋势,其中吉林（P=0.024）、黑龙江（P=0.003）和辽宁（P〈0.001）递增趋势依次增强;阐明了东北区域农业气候资源的发展变化,探讨气候变化下,东北区域农业发展存在的问题,增温导致有效积温增加,同时有可能加剧区域性干旱,加快作物的生长和成熟,从而导致作物产量减少和品质下降。     

东北地区大风的气候变化特征及其对全球气候变暖的响应

利用东北地区1971-2006年43个气象台站大风、气温以及全球气温资料,采用线性趋势分析、滑动T检验和Yamamoto法、差值T检验等方法分析了东北地区大风的多时间尺度和空间的气候变化特点、变化趋势、突变特征及其与全球气温、东北地区气温变化的关系。结果表明,东北地区大风气候趋势为显著下降趋势,气候倾向率为-12.3 d/10 a,且在1988年发生了气候突变,由大风偏多期转为大风偏少期。东北地区大风与全球气温、东北地区气温变化呈相反的变化趋势,大风偏多期与冷期相对应,大风偏少期与暖期对应,东北地区大风由多转少与东北地区气温由低转高同步发生。