卫星观测的OLR气候图及其分析

OLR（射出长波辐射）月平均图已成为目前气候诊断及长期预报的不可缺少的工具之一。本文利用1974年6月到1984年5月（1978年3—12月因卫星缺测除外）NOAA极轨卫星系列所观测的一日两次的OLR资料作了OLR的气候平均图，以供业务与研究工作者参考。本文还对于OLR观测资料的处理过程、气候平均图的解释及其应用分别作了说明，以便广大气象工作者更好地熟悉与掌握这些新的卫星气候图象。     

全球副热带高压和赤道辐合带演变规律的分析和应用

根据卫星观测的OLR(射出长波辐射)资料,分析了全球副热带高压和赤道辐合带的演变规律,探讨了长江流域出现特大洪涝年的异常特征及持续性。结果表明,密切关注11月—2月全球副热带高压的异常分布特征和3—6月赤道辐合带南侧低纬洋面积云对流的强弱,是预报长江流域特大洪涝发生的重要着眼点。     

OLR与雨量关系的区域差异及其雨量估算

利用NOAA卫星观测的OLR资料和地面观测雨量资料，分析我国华北，长江中下游和华南地区年，季降水与OLR的关系，结果表明，OLR负距平（正距平）与多雨区（少雨区）对应。OLR与降雨量的负相关 性在华南地区显著，在华北地区不显著，本文对原始场进行处理，用EOF－CCA方法建立了华北南部夏季，年降雨估算模型，使OLR与降水的拟合程序明显提高。     

长江中下游梅雨期旱涝的OLR场特征

利用卫星观测的OLR资料对长江中下游梅雨期旱涝年的个例作诊断分析。结果表明OLR场与长江中下游梅雨期旱涝是有较好的关系。主要表现在同期的西太平洋的ITCZ和副热带高压区域的OLR场的距平分布和前冬的赤道太平洋地区的OLR场距平的配置。     

中国大陆地区的OLR与厄尔尼诺现象

本文利用美国NOAA极轨卫星观测的1974年6月—1986年2月2.5×2.5经纬度网格区月平均的OLR资料,计算分析了中国大陆地区地—气系统射出长波辐射(OLR)的基本气候特征,给出了OLR的年、季平均值及均方差的空间分布图。并计算分析了1974—1985年期间厄尔尼诺年与反厄尔尼诺年中国大陆地区OLR的差异,进行对比分析,初步得到一些有意义的现象。     

不同气候区卫星OLR资料的气候特征及其与日照降水的关系

一、前言卫星观测的地气系统射出长波辐射(OLR)是气候研究中很有用的资料。OLR的大小主要由射出长波辐射的地气系统的温度所决定,温度愈高,OLR 值也就愈大,反之亦然。决定地气系统温度的因子很多,如地表海拔高度、地形、植被、降水、云状况等等。近年来,不少人利用 OLR 资料分析赤道辐合线和追踪热带云团的演变,发现了许多有意义的现象,OLR 已成为研究热带天气气候的重要资料。热带月平均的 OLR     

1991 年江淮梅雨期OLR场的特征

该文利用美国NOAA卫星1991年（及1980和1985年）雨季候平均OLR资料及常规天气观测资料，对1991年江淮洪涝梅雨的OLR场特征进行分析。分析了1991梅雨期的OLR及其距平场以及季内变化（ISV）的经、纬向传播特征；揭示了ITCZ与副热带高压的变化与梅雨的关系以及青藏高原OLR的异常与梅雨的关系；指出西太平洋ITCZ的提前出现以及青藏高原冬季OLR的正距平（积雪少）是1991年洪涝梅雨提前发生的先兆。最后分析了1991年梅雨活跃期与中断期的OLR分布特征，并与印度季风雨相比较，发现两者开始日期     

2008年6-8月河南空中云水资源分布特征

利用FY2号卫星观测的2008年6-8月OLR资料和T213提供的相对湿度资料,分析了2008年夏季(6-8月)河南空中云系特征和水汽的空间分布,结果表明:实时OLR产品图像可以作为一幅天气图,进行数值化分析和处理.OLR值可以反映中高纬地区对流活动的强弱.2008年夏季,OLR的月平均分布与夏季月总降水量有较好的对应关系;相对湿度月平均分布与河南省月降水量趋势基本一致.     

中国大陆OLR与西北夏季降水

中国西北地域辽阔,地形复杂。该区内大部分地方属干旱、半干旱气候区,降水量的时空分布差异很大。为研究这种差异性,作者曾将西北地区夏季(6—8月)降水总量作了EOF分解,指出西北夏季降水总量与热带太平洋海温及ENSO事件关系密切;蒋尚城等用9年NOAA卫星观测的OLR资料对长江流域地区夏季雨量进行的估算、徐国昌等用OLR对夏季青藏高原月雨量及凝结潜热的估算,均得到较好的结果。这些研究表明,OLR与大陆夏季降水量存在着与热带海洋上一样好的关系。由于西北夏季雨量集中,6—8月降水量占全年雨量的一半以上。OLR通过云的变化与降水量之间必然存在较好的相关性。     

2008年初全国雨雪冰冻天气的OLR资料分析

2008年1月至2月初,中国发生大范围长时间的雨雪冰冻天气气候事件,用NOAA-18气象卫星的OLR资料,对这一极端天气气候事件做了OLR资料特征分析.统计得出这一时段内OLR候距平与候降水量的关系式:Y=A+B×OLRJP,在江南、华南地区其相关系数为0.60525;计算了中国区域及其主要气象台站1989-2008年的月OLR标准差,得出中国区域月OLR标准差1989-2008年段明显高于1989-2000年段,表明近年来极端气候事件增多;从OLR候、旬等值线图和距平图分析得出:卫星OLR资料的等值线图,特别是距平等值线图,能较好地反映降水天气事件,尤其是长时间降水的极端天气气候事件,在日平均OLR等值线图上,OLR值低表明云系越高,降水越强;在候、旬平均OLR等值线图上,OLR越低表明降水云持续的时间长;而候、旬OLR距平的大小则揭示了观测地区的旱涝程度,候、旬OLR负距平越低表示超过常年同期的降水强度越强和持续的时间越长.     

东北地区旱涝的OLR特征分析

该文选取了东北地区4个典型多雨年和4个典型少雨年, 利用OLR资料对该地区旱涝年OLR场的时空分布规律及其低频振荡的传播特征进行了合成对比分析.结果表明, 东北旱涝与低纬OLR的分布及其变化密切相关, 特别是西北太平洋副热带高压、西太平洋ITCZ和印度ITCZ的位置和强度以及赤道中东太平洋OLR的距平在旱涝年均有显著差别, 并且热带和副热带OLR低频振荡的向北传播对东北地区夏季降水也有至关重要的影响.     

西南地区东部夏季典型旱涝年的OLR特征

利用1959—2006年西南地区东部20个测站的逐日降水量资料和1979—2006年全球OLR（Outgoing Longwave Radiation）逐日格点资料, 分析了西南地区东部夏季典型旱涝年OLR的异常特征。结果表明： 按照区域降水指数可确定3个典型干旱年（2006, 1994和1997年）和3个典型洪涝年（1998, 1980和1993年）, 而1998年和2006年分别是1959年以来西南地区东部降水偏多和偏少最明显的年份。西南地区东部典型旱涝年夏季OLR分布有明显的差异, 洪涝（干旱）年, 从青藏高原东部一直到江淮地区OLR值偏低（高）, 同时孟加拉湾南部及赤道东印度洋地区OLR值也偏低（高）, 而菲律宾及其附近地区OLR值偏高（低）。从3个关键区平均的逐日变化来看, 赤道东印度洋地区对流活动典型涝年强于典型旱年, 菲律宾及其附近地区对流活动则是旱年强于涝年, 青藏高原东部至江淮流域地区（包括西南地区东部）极端涝年盛行上升运动。涝年热带地区的ITCZ以向西移动的特征为主, 而旱年热带地区的ITCZ夏季前期则以向东移动的特征为主。典型涝年孟加拉湾南部及赤道东印度洋地区的对流北传的特征较明显, 6月中旬以后大部分时间可以传到30°N以北, 典型旱年孟加拉湾南部及赤道东印度洋地区的对流主要呈现南北振荡、 偶有中断的活动特征, 很少时间能达到30°N。低纬热带地区关键区域OLR 5～9月一般都具有准40天左右的显著低频变化周期, 而准12～15天的准双周变化周期在部分时段也显著。典型涝年夏季OLR 40天左右低频对流经向和纬向传播在西南地区东部区域得到加强, 低频对流偏强, 引起降水偏多, 而典型旱年夏季则相反, OLR 40天左右低频对流经向和纬向传播在该区域得到削弱, 低频对流偏弱, 引起降水偏少。     

向外长波辐射与我国华北地区旱涝关系的初步研究

本文采用1974—1986年的向外长波辐射（OLR）和华北地区降水资料，对该地区旱、涝年的OLR场的时空分布特征进行了研究。分析指出，旱年与涝年的前冬和夏季在OLR距平场上呈相反的配置。同时发现，赤道中太平洋和海洋陆地上的OLR变化会影响华北旱涝的分布趋势，另外，谱分析计算结果指出，当存在准二年周期时，华北地区降水和赤道中太平洋地区的OLR之间有较高的凝聚值，呈正位相振荡。而且后者变化较前者超前大约法10个月。     

热带对流活动与长江中下游和华北地区夏季旱涝的关系

利用ＯＬＰ资料,结合ＮＣＥＰ／ＮＣＡＲ再分析资料,研究了长江中下游、华北地区旱、涝年热带对流活动特征,着重讨论了ＩＴＣＺ位置、季节内低频振荡与两地区旱、涝气候异常的联系,结果发现：１月赤道太平洋上对流活动的异常与夏季两地区旱涝有密切的关系,冬季赤道太平洋对流活动东强西弱（东弱西强）,则对应夏季长江中下游地区易偏涝（旱）,华北地区锡偏旱（涝）;ＩＴＣＺ的位置异常偏南（北）时,夏季长江中下游地区易偏涝     

江南南部—华南北部前汛期严重旱涝诊断分析

利用江南南部—华南北部区域18个站45年（1951～1995年）4～6月降水资料计算了Z指数,确定出该区域严重涝年（1954、1962、1968、1973、1975年）和严重旱年（1958、1963、1967、1985、1991年）。分析了严重旱涝的频数分布和空间分布的特征,以及印度洋和太平洋整个赤道地区的SSTA、OLR距平场的分布。结果表明旱涝年SSTA、OLR距平场均有明显的差异。     

黄河流域夏季旱涝变化及气候物理因素的影响

利用1951—2008年NCAR/NCEP再分析资料及中国气象局整编的160站降水资料,探讨了黄河流域夏季降水气候分布范围,在此基础上研究了黄河流域夏季降水旱涝的年代际变化特点。结果表明：20世纪90年代以前,黄河流域夏季旱涝变化为9—11 a和2—3 a周期,20世纪90年代后周期变化不明显。对导致黄河流域夏季旱涝的气候物理因素分析表明,东亚高度场负距平异常直接造成中国黄河流域的夏季偏旱,而亚洲高度距平场东高西低的配置造成中国黄河流域偏涝;夏季南亚季风、东亚季风在中国黄河流域的辐合是流域降水偏多的关键。在同期OLR距平场,涝年黄河流域处在大的负距平中,对流强盛有利于水汽的辐合。影响大气的主要下垫面要素海温场,赤道东太平洋海温指数与夏季中国黄河流域降水同期呈负相关关系。中国黄河流域旱年赤道东太平洋海温多为正位相,对应中国黄河流域涝年赤道东太平洋海温多为负位相。提出了一个寻找旱涝成因方法并为预测旱涝变化提供参考。     

OLR与长江中游夏季降水的关联

用SVD方法分析了1、4、7月全球OLR与夏季(6—8月)中国华中区域降水场的关系,结果表明:若1月南非东部沿岸至西印度洋、北美北部OLR(Outgoing Longwave Radiation)偏低(偏高),或北非、美国西南沿岸及近海OLR偏高(偏低),则夏季长江中游降水将偏多(偏少)。若4月澳大利亚至东印度洋、日界线以东热带太平洋OLR偏低(偏高),或西北太平洋偏高(偏低),则夏季长江中游降水将偏多(偏少)。若7月东印度洋—澳大利亚大陆、东亚OLR偏低(偏高),则夏季华中区域长江及其以北降水将偏多(偏少),湖南和江西南部降水将偏少(偏多)。夏季长江中游旱、涝年前期OLR明显的区别在于热带太平洋:涝年1月东、西太平洋为明显负、正异常,4月这种异常进一步加剧;旱年1月正好相反,东、西太平洋为微弱的正、负异常,4月转为东、西太平洋为微弱的负、正异常。太平洋暖池OLR低值区(强对流区)4、7月持续偏南,是夏季长江中游降水偏多的另一重要信号。冬、春季OLR与夏季长江中游降水大尺度关联的可能机制为:若1月热带东、西太平洋OLR为明显负、正异常,4月这种异常进一步加剧,也即冬、春季热带太平洋Walker环流持续减弱,从而使夏季暖池对流活动减弱,热带辐合带偏南,Hadley环流偏弱,使夏季西太平洋副热带高压主体位置偏南,导致中国夏季主雨带不能北推至黄河流域,而长期滞留长江中下游,最后造成长江中游降水异常。     

山东夏季降水的气候特征及其成因

用GMS TBB和ECMWF的格点风资料,采用带通滤波、EOF分解和合成分析方法,对湖北省洪涝年出现“二度梅”年(1980、1998年)和无“二度梅”年(1991、1999年)的南海和青藏高原TBB的低频振荡特征进行了分析研究。结果表明:有(无)“二度梅”年,南海低频TBB在6～7月的振荡位相是相反的;在7月下旬～8月上旬,南海低频TBB为高(低)值位相,青藏高原低频TBB为低(高)值位相。南亚地区低频TBB场EOF1的空间分布形式呈“南负北正”(南正北负)。     

青藏高原东侧“雅安天漏”旱涝年降水特征

利用四川省雅安市1951~2008年逐日降水资料和1969~2000年逐小时降水资料,统计分析了青藏高原东侧雅安地区4个典型旱年和4个典型涝年的降水量、降水频率的多时间尺度变化特征。结果表明,雅安旱年的平均年降水量为1242.9mm,涝年的平均年降水量比旱年多1010mm。旱年汛期降水量占旱年降水总量的70.4%,涝年汛期降水量超出旱年一倍,且占涝年降水总量的81.1%。旱、涝年降水量的季节变化明显,且涝年的季节差异更加显著;雨强与降水量的季节变化相似,夏季达到最大,且旱、涝年年雨强和汛期雨强的差异很明显;旱、涝年之间的雨日差异要小的多,季节差异也不突出。旱、涝年降水量和雨日的最大值、最小值出现月份不同,旱年降水量7月最多、1月最少,而涝年降水量8月最多、12月最少。另外,旱、涝年白天、夜间的月降水量和月雨日最大值出现时间不同,并且不同降水强度,旱、涝年降水量和雨日的逐月变化也有较大差异;旱、涝年降水日变化与夜雨特征都突出,但夜间降水量和频次远远大于白天。旱、涝年降水量和频次的最大值、最小值出现时间有差异,旱年最大小时降水量在01时,最小在14时。涝年夜间小时降水量为双峰结构,最大小时降水量在23时,另一最大值在03时,最小在16时。旱年和涝年最大小时降水频次均出现在00时,最小分别出现在14时和15时。并且,降水量和频次从谷值到峰值的增加速率超过了从峰值到谷值的衰减速率;进一步分析发现,随着降水强度的增加,其夜间降水量越容易出现多峰值的波动,且旱、涝年夜间降水量和频次的差值也越明显。其中,旱年中雨和大雨降水量和频次高于涝年,但涝年暴雨降水量和频次远高于旱年。