中国西北地区夏季降水的气候特征

利用西北地区119个气象站1961-2000年夏季降水资料,分析其空间分布特征和时间变化规律.选择典型多雨与少雨年,对美国NCEP/NCAR高空流、地气系统射出的长波辐射(OLR)场、赤道北太平洋海温(SST)与西北夏季降水的关系进行对比分析.结果表明:西北地区夏季降水具有明显的空间差异,最少的是新疆的吐鲁番气象站,为6.7 mm,最多的是陕西的佛坪气象站,为446.9 mm.多雨年北半球500 hPa极涡明显浅,西太平洋副热带高压强,700 hPa矢量风距平场中国西北地区为辐合区,700 hPa比湿距平中心位于中国西北地区,OLR主要负距平中心在西北地区,SST负距平主要在赤道太平洋东部.少雨年500 hPa极涡深,西太平洋副热带高压很弱,700 hPa矢量风距平场中国西北地区为辐散区,700 hPa比湿距正中心位于孟加拉湾西部,OLR主要正距平中心在西北地区;SST正距平主要在赤道太平洋东部.     

1725-194年北京地区降水日数周期性分析

源于清代宫廷档案《晴雨录》资料的《北京250年降水》②中记载了北京地区1725-1904年降水日数,是研究该时段北京地区降水日数周期性的重要资料.文中结合该资料对北京地区年降水日数和各季节降水日数进行了周期性分析.互补集合经验模态函数(Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition,CEEMD)能将时间序列分解为不同时间尺度上的本征模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF),从而得到序列在不同时间尺度上的周期.文中采用CEEMD方法将北京地区年降水日数分解为不同时间尺度上的周期,发现其具有明显的年际和年代际周期,并采用功率谱对春、夏、秋、冬四季的降水日数进行周期性分析,发现其具有显著的年际周期性.采用小波互相关系数和小波位相谱来对降水日数和降水量情况的相关关系进行分析,发现两者在年代际尺度上的相关程度明显高于年际尺度上,且年代际尺度上的位相差异比年际尺度上的位相差异更大.     

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)。     

近40年青海东部春季降水变化特征及小波分析

应用线性趋势分析和小波变换分析方法对青海东部地区12个气象台站1961~2004年春季降水的变化特征及时~频特征进行了分析。结果表明:近44 a来,青海东部地区春季降水量波动明显,年代际变化表现出20世纪60年代偏多,70年代、80年代偏少,进入90年代以来偏多的趋势;春季降水总体呈弱的增加趋势,分阶段分析,只在1981~2004年时段趋势呈弱的减少,其余时段均呈增加趋势;在10 a及以上相对较大的时间尺度上,春季降水干、湿交替的特征非常明显,经历了6个干、湿交替的阶段,其突变点为1964年、1975年、1983年、1993年、2001年,其10~12 a和16 a左右的周期较为明显;而对于10 a以下相对较小的时间尺度,春季降水变化比较复杂,增加了更多的相对干、湿交替阶段和突变点,其6~8 a的周期突出;当周期振荡表现为较强的负位相时,均会发生强的干旱;从最近几年青海东部地区的春季降水变化来看,其较大尺度和较小尺度的变化均处于较强的偏多期。     

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.     

晋北地区夏季降水异常的时空分布及其环流特征分析

利用美国国家环境预报中心(NCEP)再分析资料以及晋北地区18个台站1960-2008年夏季降水资料,通过M-K突变曲线、滑动t检验、累积距平3种气候突变检验方法对晋北地区夏季降水的统计检验结果均表明,夏季降水在1996年发生了由多到少的转折。线性趋势法分析晋北地区夏季降水表明:夏季降水呈负的线性趋势,说明自1960年以来晋北地区夏季降水一直处在减少的趋势,干旱较为明显,尤其是广灵、平鲁、灵丘干旱趋势更为严重。对晋北夏季多雨、少雨年的大气环流异常特征进行了合成分析,结果表明:欧亚中高纬位势高度异常直接影响着晋北地区夏季降水的异常,多(少)雨年夏季500hPa位势高度呈现出"负(正)-正(负)-负(正)"的分布特征,中高纬地区以经(纬)向环流为主,冷空气活动频繁(偏弱),晋北地区处在槽(脊)的东南部,有利于降水偏多(少)。对流层低层流场多雨年西太平洋有暖湿气流向北输送,直达蒙古到东北一带与西伯利亚分裂下来的弱冷空气在华北地区相遇,有利于晋北地区夏季降水偏多。少雨年水汽条件差,不利于降水。     

酒泉市最近54a气温和降水特征分析

利用最近54 a地面观测资料,统计分析了酒泉测站年平均气温及降水的变化趋势,并用Morlet子波变换对年气温和降水资料进行小波分析.结果表明:酒泉市气温和降水的变化趋势基本与西北地区气候变化趋势一致;小波系数可以显示不同时间尺度上的演变特征及气候的年际以及年代际变化周期.     

近52年来磴口地区气候变化分析

本文分析了磴口52年(1954-2005)逐月平均气温和降水量。结果表明:年平均气温逐年代递增,低温年发生在50至70年代,暖温年发生在80年代后,体现为"前凉后暖"的特点;年平均气温及各季平均气温均呈明显上升趋势,增长幅度依次为冬季>全年>春季>秋季>夏季。降水量年代际变化比较明显,60年代与90年代降水明显偏多,其它年代偏少,而且70年代是降水偏少的转折时期。年际间降水变化趋势不明显,丰水年与枯水年分别为36.5%和27.0%。降水的年际变幅夏季最大,秋季次之,冬季最小。降水主要集中在夏季,而且年降水的波动形态与夏季基本一致。     

近45年山西省降水变化特征

利用山西省108个地面气象站1961-2005年降水量资料,研究了近45年来山西省降水变化.结果表明:东亚季风对处于季风边缘带山西省年降水量空间分布的影响十分明显,进一步分析夏季降水,发现了更为精细的山西省季风边缘带;1964年和1965年仍然是山西省降水量最多和最少的年份;年降水量的下降趋势十分显著,下降最显著的地区出现在阳泉以西的喇叭型中部区域内;20世纪70年代末发生了降水突变,北太平洋海温导致东亚季风的年代际变化是山西降水突变的可能原因;降水存在准3年、准6～7年的年际和准11年、准16年的年代际周期振荡.     

东亚北风异常对西北东部春季降水的影响

利用1961-2008年NCEP/NCAR(2．5°×2．5°)再分析逐月500 hPa高度场资料和1961-2008年西北地区东部陕、甘、宁、青4省170个气象观测站的月降水量资料,计算春季东亚北风指数,分析研究区春季降水的历史演变规律、东亚北风指数的年代际变化及其与西北春季降水的关联。结果表明:50 a来降水演变特点是以黄河为界,黄河以西降水呈增多趋势,黄河以东降水呈减少趋势,降水减少的幅度明显大于增加的幅度;特别是近20 a,黄河以东广大区域降水减少的幅度越来越大,干旱化趋势明显,而青海南部、河西走廊则降水呈增加趋势。在此期间,春季东亚北风逐渐增强,特别是20世纪90年代中期以后明显增强。进一步分析表明,当春季东亚北风偏强（弱）时,除青海南部外,西北地区东部大部分地方降水偏少（多）,即春季东亚北风异常增强,可引起西北地区东部黄河以东干旱少雨,导致干旱化加剧。     

1961-2009年西北地区东部降水时空分布及成因

利用西北地区东部99个站点的逐月降水资料,对降水的时空分布进行研究。西北地区东部降水呈变干趋势,秋季最明显,年降水没有发生明显的突变。近10 a,秋季的年代际降水有增加的趋势。西北地区东部降水主要集中在宁夏南部与青海东部。各个季节及年降水的周期性不一致,存在4 a、8 a和12 a左右的周期。用EOF（经验正交分解法）对年降水进行分析,第一模态全区域呈现一致性;第二模态呈现南北相异;第三模态东西相异明显。结合地面状况,发现地形是影响西北地区东部降水分布的重要因素之一,其中最明显的地形系统是高原,六盘山、沙漠戈壁（包括巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠和毛乌素沙地）等地形对降水分布也有影响。     

石羊河流域近45年气温和降水特征分析

利用1961-2005年石羊河流域上游(古浪)、中游(凉州区)、下游(民勤)当地气象站的气温、降水资料,分析了石羊河流域的气候变化特征.结果表明:45年来,流域气温总体呈上升趋势,20世纪60-80年代气温呈降低的趋势,而90年代开始到21世纪初气温呈上升趋势.年平均气温的升高主要是冬季和秋季增温的贡献.降水总体上呈相对增多趋势,上、中、下游降水的年代际变化呈现出不同的特点,降水分布不均.流域内降水量夏季最多,秋季次之,冬季最少;石羊河流域平均气温异常偏暖集中在90年代末到21世纪初,异常偏冷集中在60年代末;石羊河流域降水异常偏多出现在70年代和90年代,异常偏少出现在60年代.     

CWT方法在中国夏季降水水汽来源识别中的应用

利用Traj Stat软件中的后向轨迹计算模块与浓度权重轨迹(CWT)方法,对中国西部(新疆乌鲁木齐、青海祁连和玛多)和东部(湖南长沙和广东广州)事件尺度的夏季降水水汽来源进行分析,并结合水汽通量进行补充分析。结果发现:(1)乌鲁木齐、祁连、玛多夏季降水受西风水汽影响显著,而长沙夏季降水受西太平洋水汽影响显著,广州夏季降水受印度洋水汽影响显著。(2)5个站点夏季降水均有局地再循环水汽参与。在西部,影响夏季降水的循环水汽主要分布在相对湿度较大的山区、盆地以及蒸发量较大的地区。而在东部,影响夏季降水的循环水汽主要分布在一些地表水体集中的地方。(3)在西部,由于水汽在运移过程中,下垫面起伏大,空气团水汽d值变化除受地表蒸发水汽影响外,还受下垫面地势起伏的影响。在东部,由于水汽在运移过程中,下垫面起伏小,空气团水汽d值变化一般只受地表蒸发水汽影响。     

近60a毛乌素沙地东缘主要气候要素的多时间尺度变化特征

基于中国气象科学数据共享服务网提供的1954-2013年的气候资料,采用线性倾向分析、累积距平法、Morlet连续复小波变换等方法,探讨了毛乌素沙地东缘年均气温、年降水量和年均相对湿度的年代际变化、周期性及突变特征.结果表明:1)毛乌素沙地东缘的年均气温和年均相对湿度变化趋势较显著,气候倾向率分别是0.25℃/10a和-0.78％/10a,降水量变化呈微弱下降趋势(-7.74mm/10a),但趋势性变化并不显著.2)年均气温、年降水量和年均相对湿度在研究时域上均表现出多时间尺度变化特征,时间序列变化的主周期分别为16a、13a和18a.3)年均气温、年降水量与年均相对湿度相比,突变时间存在2a左右的滞后期;年均气温、年降水量与年均相对湿度在主周期时间尺度下,分别经历了5次、7次和4次正负位相循环,且在2013年以后的短时间尺度上分别处于偏低期、偏少期、偏干期.4)年均气温、年降水量和年均相对湿度在16a、13a和18a时间尺度上的位相结构变化既有相似性,又有差异性,具体表现为气温偏高(低)年(代)对应着降水量和相对湿度的偏少/小(多/大)年(代)的变化规律.     

宁夏春季首场透雨出现日期及环流背景分析

选用1961-2005年宁夏20个主要站降水量,分析春季首场透雨出现日期的气候特征,得出其年际、年代际变化特征不明显,在70年代以前、80年代中期到2000年这两个时间段里有4～5年周期变化,1970-1992年,首场透雨出现日期趋势在1982年前后发生了较大的转折,前期透雨出现偏晚,后期出现偏早.研究春季首场透雨出现日期典型偏早年与偏晚年环流背景,发现宁夏透雨出现早晚对海温有很好的响应,同时偏早年、偏晚年环流特征存在明显差异:偏早年前期海温以暖水位相为主,且3～4月宁夏处在500 hPa高度场正负距平交汇处,冷空气可以源源不断地进入,孟加拉湾洋面上水汽向北输送,给宁夏带来充足的水汽条件;偏晚年前期海温以冷水位相为主,受脊前西北气流控制,不利于宁夏冷空气出现,从贝加尔湖伴随冷空气带来的向南输送的水汽影响宁夏,由于量小,不能带来明显的降水.     

南疆和田地区气候变化特征分析——以北部绿洲区为例

应用和田地区六个代表气象站1960-2008年逐月平均气温、降水量和相对湿度资料,采用线性倾向估计、Mann-kendall、累计距平、Morlet小波等方法分析了49a来和田地区气温、降水、相对湿度三要素年及四季的时空变化、突变及周期特性,结果表明:(1)自西向东呈现出气温下降、降水减少、湿度减小的分布规律;(2)气温、降水、相对湿度呈线性增暖、增多、增大的变化趋势,尤以冬季气温增暖、相对湿度增大,夏季降水增多较为明显;(3)气温、降水、相对湿度均表现出明显的年代际和年际周期变化,年际周期尺度较年代际振荡复杂且时期性明显;(4)49a来气温、降水、相对湿度均有突变发生,各要素年、季突变点及突变性有差异;(5)三要素之间,气温与降水、气温与相对湿度成反相关关系,降水与相对湿度成正相关关系。     

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。     

河北省三大棉区气候周期及突变特征分析

利用河北省棉区1961-2010年15个站点逐日气象资料,分析了河北省不同棉区气候周期振荡及突变点,结果表明：不同棉区棉花全生育期气温、降水、日照均存在多个时间尺度的周期变化特征,交替现象明显;全生育期平均气温年代际以及年际主要周期：冀南、冀中棉区为20～22 a、9～10 a、5～7 a,冀东棉区为22～24 a、11～14 a,全生育期平均气温升高明显,在1996年发生了突变,转入气温相对较高期。全生育期降水主要周期：冀南棉区为14～15 a,冀中、冀东棉区为22～24 a、8～10 a。全生育期日照存在9～10 a振荡周期,且1986年前后发生突变,转入相对偏少期。     

甘肃河东春季透雨日期与海温的相关分析

利用甘肃河东和宁夏回族自治区中南部1971～2000年67个站的春季第一场透雨日期资料,用EOF和REOF方法对其做了分解,进行了透雨日期的气候分区,分析了春季第一场透雨日期的时空分布特征,并计算了其与北太平洋海温的相关关系。结果表明,北部透雨平均日期与南部透雨平均日期具有相反的趋势,北部最迟在5月下旬,南部最早在4月中旬;20世纪70年代透雨日期偏迟,80年代透雨日期偏早,90年代偏迟。透雨早的年份,春季降水偏多,透雨迟的年份,春季降水偏少;透雨日期与北太平洋海温呈显著的负相关,当北太平洋地区的海温偏高时,甘肃河东春季透雨日期偏早。当北太平洋地区的海温偏低时,甘肃河东春季透雨日期偏迟。     

东亚副热带急流经向位置对中国西北东部盛夏降水的影响

选取国家气象信息中心整编的中国179个气象站逐日降水资料,以及NCEP/NCAR逐月再分析资料,在分析1979-2017年西北地区东部的盛夏(7、8月)降水变化特征的基础上,利用东亚副热带西风急流经向位置指数,重点讨论东亚副热带西风急流经向位置变化与西北地区东部盛夏降水的关系,以期进一步提高对西北地区旱涝灾害的预测水平。结果表明:在东亚副热带西风急流中心经向位置异常偏北年,西北地区东部偏北区域盛夏降水较常年多,而西北地区东部偏南区域盛夏降水较常年少,反之亦然。表现出东亚副热带西风急流经向位置变化对西北地区东部盛夏降水影响的南北带状反向分布特征。