鲁南夏季降水与南亚高压及大气环流的关系分析

[目的]研究鲁南夏季降水与南亚高压及大气环流的关系。[方法]以位于黄淮的鲁南地区降水为研究对象,利用1961～2005年NCEP/NCAR资料和鲁南夏季26个站降水资料,分析了鲁南夏季旱年和涝年南亚高压及大气环流的特点,探讨100 hPa南亚高压影响鲁南降水的机制,并分析了高低层大气环流的不同配置以及不同纬度、不同系统之间的相互作用。[结果]鲁南夏季降水EOF分解的第1模态解释了63%以上的方差,反应了降水的普遍形式。旱年和涝年南亚高压高度场中心位置偏差不大,但风场中心并不一致。当100hPa等压面亚洲90°E以东、贝湖以南地区为异常气旋式切变,中低层为异常气旋时,南亚高压面积偏小,其东部高压脊线经鲁南和长江口之间伸向西太平洋,鲁南夏季偏涝;当100 hPa等压面亚洲90°E以东、贝湖以南地区为异常反气旋式切变,中低层为异常反气旋时,南亚高压面积偏大,其东部脊线经长江口附近伸向西太平洋,鲁南夏季偏旱。鲁南夏季降水与亚欧大陆上高纬的东西向遥相关波列和东亚-西太平洋经向的PJ型遥相关波列均存在密切的关系,当亚欧大陆高纬地区里海以北、贝湖附近、堪察加半岛地区高度距平呈＂＋-＋＂波列,东亚-西太平洋地区高度距平从低纬到高纬呈＂-＋＂波列时,鲁南夏季偏涝;反之,鲁南夏季偏旱。[结论]该研究为鲁南夏季降水的机制分析提供理论依据。     

夏季南亚高压的年(代)际变化特征及其对西南地区东部旱涝的影响

利用1959-2006年西南地区东部20个测站逐日降水量资料和NCEP/NCAR再分析月平均资料以及国家气候中心提供的环流特征量资料,分析了夏季南亚高压的年(代)际变化特征及其对西南地区东部夏季旱涝的影响.结果表明:夏季南亚高压具有明显的年际和年代际变化特征;南亚高压存在青藏高压和伊朗高压两个模态,夏季平均状况下南亚高压的青藏高压模态出现频率高于伊朗高压模态;夏季南亚高压的面积越大,其主中心强度就越强,东伸越明显,反之亦然;南亚高压主中心偏东时往往同时偏北,偏西时则容易出现同时偏南的情况;南亚高压脊线位置和它的主中心纬度位置变化一致;夏季南亚高压和西太平洋副高变化有密切的联系,其平均脊线位置与西太平洋副高的脊线位置变化基本一致,它们同时偏北或同时偏南.当夏季南亚高压脊线位置偏北(偏南)时,有利于出现西南地区东部夏季降水偏少(偏多)的环流形势,同时西南地区东部夏季水汽输送减弱(增强),水汽辐合上升运动也减弱(增强),同时北方冷空气的影响也比较弱(强),因此该地区夏季降水容易偏少(偏多),出现干旱(洪涝)的可能性大.     

我国东部冬季水汽输送年代际变化

利用NCEP/NCAR提供的1948~2011年全球逐月分析资料,对月平均资料进行整层积分并通过EOF方法,研究我国东部冬季水汽输送的特征。结果表明,我国东部12、1、2月份水汽输送在纬向上均为西风方向的水汽输送,异常大值区位于太平洋一带;在经向上12、1、2月份水汽输送均为南风方向的水汽输送,异常大值区位于云南一带。第1空间模态,12、1月份在105°E以东水汽输送的方向分别为东南风、东北风方向的平流输送,2月份在120°E以东水汽输送的方向为东南风方向的平流输送;第2空间模态,12月份在110°E以东、1月份在90°E以东的水汽输送的方向均为偏南风方向的平流输送,2月份在105°E以东水汽输送的方向为西南风方向的平流输送;第3空间模态,12月份在105°E以东水汽输送的方向为西南风方向的平流输送,1月水汽输送在东南地区是西南风方向的平流输送,2月份在95°E以东水汽输送的方向为偏南风方向的平流输送。前3个模态时间序列表明我国东部水汽输送存在明显年际年代际变化。     

亚非夏季风及其降水的年代际变化

利用1948~2007年格点资料对亚洲和非洲地区夏季风与相应地区的降水量进行处理分析,研究了强弱亚非夏季风时期的降水及对应的大气环流形势（高度场、气压场、温度场、风场）。结果表明,亚非夏季风的强弱与亚非夏季降水具有良好的对应关系,亚非夏季风逐年减弱时,亚非地区降水量也逐年递减。     

西北地区东部夏季降水预测研究进展

降水是气候系统的重要气候要素和区域气候因子的集中体现,在气候变化的影响下,其发生规律和时空分布呈现出多样性和复杂性叠加的特点。西北地区东部这一气候单元气候特征独特,对气候变化敏感,区域内气候干旱、降水稀少及分布不均,对该区域进行夏季降水预测研究,可为农业生产布局、区域气候变化监测和防灾减灾决策提供科学依据。本文回顾西北地区东部夏季降水的研究情况,总结概括夏季降水预测的主要方法和基于人工智能技术的创新方法,并对该区域未来夏季降水预测研究进行展望,探讨可行的精准预测方法。     

三峡库区夏季降水基本气候特征

利用三峡库区44个观测站43a夏季降水资料,采用经验正交分解法(EOF)、小波变换等方法,对三峡库区夏季降水基本气候特征进行研究,结果表明：三峡库区夏季降水一致性较好;20世纪50年代后期、60年代初期及70年代为少雨期,80年代初期为多雨期,而80年代后期至今,有准2a多雨、少雨振荡的特征;近43a三峡库区夏季降水存在2～3a,6～7a及15a左右的周期;旱年出现的频率明显高于涝年;三峡库区夏季降水存在明显的年代际变化特征、     

热带MJO关联的低频主模态及其与中国东部夏季降水的关系

通过对夏季西太平洋到印度洋MJO动能的低频资料作EOF分解,得到其2个主要模态,并通过相关回归等方法分析了热带MJO关联的低频主模态演变特征及其与中国东部夏季降水的关系。结果表明,季节内振荡动能的低频第一模态的主要特征表现为在低纬度到热带西太平洋与热带印度洋反相变化,且主要的大值荷载中心在西太平洋到印度洋,而第二模态则表现为热带西太平洋地区西部与东北部中低纬度反相变化特征。正异常对应热带西太平洋地区和印度尼西亚附近地区的对流上升运动,这2个模态均与我国东部夏季降水异常有一定的联系,MJO异常偏强时,有利于我国东北地区降水偏多。     

盛夏南亚高压位置异常与重庆降水气温的联系

利用近51年(1961-2011年)南亚高压特征指数和重庆地区34个地面观测站盛夏(7-8月)降水量、气温资 料对它们之间的联系进行了分析.研究发现,南亚高压的南北位置变化与重庆地区盛夏期间降水、气温存在显著的 负、正相关关系.盛夏,当南亚高压位置偏北时,重庆地区降水偏少,气温偏高,出现异常干旱;当南亚高压位置偏 南时,重庆地区降水偏多,气温偏低,出现洪涝灾害的可能性较大.同时还发现,南亚高压南北位置异常年份东亚 地区大气环流具有典型的重庆异常降水年份的特征,表明南亚高压与东亚地区大气环流的异常有着紧密联系,并 通过环流的异常影响重庆盛夏降水和气温的变化.     

西太平洋副高的年际变化及其对我国东部夏季降水的影响

利用国家气候中心给出各项西太平洋副高指数、我国东部地区108个测站逐月降水量和同期NCEP/NCAR再分析月平均高度场网格资料,分析了500 hPa西太平洋副高的年际变化特征,并通过SVD方法分析500 hPa西太平洋副高年际变化对我国东部地区降水的影响。结果表明,500 hPa西太平洋副高的面积指数和强度指数均具有准2年的周期。副高的年际变化对我国东部降水分布空间型有显著影响,第1对空间分布型的方差贡献达56%,可知副高北抬是导致我国东部夏季降水呈"-+-"的主要原因。     

PDO和ENSO与我国华北地区夏季降水的关系分析

统计了不同太平洋年代际振荡背景下ENSO发生的频率、强度等特征,进而分析了PDO对ENSO的调制作用;计算了华北地区赤峰、北京等25个站作为华北地区代表站的夏季降水距平,分析得到两者与降水的关系,结果表明:(1)PDO的振荡周期为年代际尺度,为ENSO提供气候背景;(2)我国华北地区夏季降水存在年代际变化,与PDO指数大致呈负相关;(3)暖ENSO年我国华北地区夏季降水偏少,冷ENSO年则偏多。ENSO对我国华北地区夏季降水的影响受到PDO的制约;该研究可以更好地对我国华北地区夏季降水进行短期预测,可预测2016年我国华北地区夏季降水将偏少。     

东北地区夏季风强度的年代际变化分析

利用1961-2004年的NCEP/NCAR逐日再分析资料及全国降水实况资料,客观定义了东北地区夏季风强度指数。在年代际时间尺度上分别进行海平面气压（SLP）、850 hPa流场、500 hPa位势高度、海表温度、北极海冰以及各种振荡指数与东北地区夏季风强度指数的相关分析。结果表明,前冬季和夏季海平面气压、500 hPa位势高度与东北地区夏季风强度指数的正负相关大值区的分布基本一致,但夏季相关性更明显;海表温度与东北地区夏季风强度指数的相关不明显;北极海冰密集度与东北地区夏季风强度指数的相关性较好,前冬季以负相关为主,夏季以正相关为主;各振荡指数中只有NPO指数与东北地区夏季风强度指数有很好的相关性。     

1961～2010年华南极端降水日数的时空变化特征

[目的]分析1961～2010年华南极端降水日数的时空变化特征。[方法]根据华南地区气象站逐日降水资料,以百分位值定义极端降水阈值,采用模糊聚类、趋势系数、小波分析、交叉谱分析等方法,对华南地区极端降水日数的时空变化特征进行研究。[结果]华南地区极端降水日数可分为4个气候区,分别是南岭区、桂西区、沿海区和海南区,不同区域出现极端降水的季节有明显差异。各区域极端降水日数都有增加的趋势,其中,南岭区和沿海区增加趋势显著。各区域极端降水日数周期变化特征显著,且在2～5年周期上大多具有显著的同位相演变趋势,但落后时间长度不一致。[结论]该研究为华南地区极端强降水的预测和影响评估提供了背景材料。     

陕西省夏季降水特征及其与太平洋地区OLR的关系

利用美国NOAA卫星观测的逐月平均OLR资料和陕西省96个自动站观测降水资料,对1981 ～2010年陕西夏季降水变化特征以及陕西夏季降水和太平洋地区地气系统射出长波辐射(OLR)之间的关系进行了分析.结果表明,1981 ～2010年陕西省夏季平均降水有微弱的减少趋势,但不同区域表现并不一致,陕北降水明显减少,关中、陕南明显增加;陕西夏季降水存在一个7年左右、2年左右的周期,7年左右的周期占主导地位;陕西夏季降水偏多年,同期赤道西太平洋地区OLR正异常明显,对流偏弱,日本岛东南洋面OLR负异常明显,对流较强,前冬与前春赤道太平洋地区OLR呈“西正东负”分布,反之亦然;奇异值分解(SVD)分析表明,太平洋地区OLR与陕西夏季降水之间关系密切.     

近44年青海东部农业区夏季降水变化特征及突变分析

利用青海东部地区12个台站1961~2004年的气象资料,分析了近44年来的降水变化时空分布特征、变化趋势及突变。结果表明:青海东部农业区夏季降水量的总趋势呈水平,降水量无显著变化;对于10年及以上相对较大的时间尺度,17年左右的振荡周期较为明显;而对于10年以下相对较小的时间尺度,8~10年的周期突出;近44年东部夏季降水存在两次突变,分别发生在1970年,降水有弱回升趋势;1999年左右突变,降水有较弱的下降趋势。     

近111年来东亚夏季风的变异及其与中国降水的关系

根据1899-2009年北半球月平均海平面气压场资料,计算近111年来东亚夏季风强度指数,分析了东亚夏季风的年代际及年际变化特征。结果表明,20世纪20年代东亚夏季风达最强,80年代中期以后东亚夏季风强度一直呈减弱趋势,其中21世纪初达最弱。Morlet小波分析发现,东亚夏季风年代际及年际变化中存在准10年和准2年显著性周期。我国东部降水的年际变化与东亚夏季风的强度变化密切相关,强（弱）东亚夏季风年份,长江中下游地区降水量比常年偏少（偏多）;而华北地区降水量比常年偏多（偏少）。东亚夏季风减弱是造成20世纪80年代中期以后华北地区干旱少雨,长江中下游地区洪涝多雨的一个重要原因。     

阿勒泰地区夏季降水变化特征及其预测方法探讨

利用1961~2008年阿勒泰地区7个气象观测站的夏季（6~8月）降水资料,采用突变分析、小波分析等方法,对该地区夏季降水的时间变化特征进行诊断分析,并用谐波分析对阿勒泰地区夏季降水建立预测模型,进行试报和预报检验。结果表明：48 a来阿勒泰地区夏季降水有上升趋势,但是不明显;同时存在显著的8~10 a周期震荡;而且明显的突变点出现在1974年和1987年,其中1974~1987年降水为减少趋势,1987年后降水开始增多。谐波分析的预测模型对阿勒泰地区夏季降水预测效果较好,尤其是对极值的拟合效果比较好。     

近42年来东北地区夏季降水极值的时间特征分析

利用1959～2000年东北地区93站逐日降水资料,分析了东北地区夏季降水极值的时间特征,结果发现,东北地区夏季暴雨强履增强,暴雨日数略减少,tL雨量与总雨量的变化趋势一致。极端干燥事件近42年来增加显著,特别是20世纪90年代中期以来极端干甥事件发生异常频繁,是近年来东北地区干旱频繁发生及灾情严重的一个重要原因。极端连雨日总体呈较明显的减少趋势;极端连雨日是影响20世纪90年代中期之前夏季总降水量的重要因子,而降水强度是影响90年代中期之后夏季降水总量的重要因子。最大3d平均降水量无明显的年代际变化特征。