和田河夏季流量对区域0℃层高度变化的响应

 利用和田市气象站的0℃层高度,和田河上游乌鲁瓦提和同古孜洛克水文站的实测流量资料,以及NCEP/NCAR 500 hPa月平均温度资料,分析了和田河夏季流量的变化、同期流域内0℃层高度情况以及500 hPa温度的特征。结果显示：1961-2004年,和田河夏季流量、和田站0℃层高度均呈不显著的线性下降趋势,在1979年分别出现了由丰到枯、由高到低的突变。和田河夏季流量典型偏丰、偏枯年同期500 hPa温度距平场有显著差异。在年代际和年际尺度上,和田河夏季流量对流域内0℃层高度变化都有明显的响应。     

气候变化对和田河夏季平均流量的影响

选择和田河流域作为和田地区水资源的典型代表,和田河流域代表站和田市气象站1961～2004年的夏季高空500～300hPa气温、0℃层高度资料、和田河上游(乌鲁瓦提和同古孜洛克站)水文资料,分析了和田河流域夏季高空气温、0℃层平均高度和夏季流量的年际线性趋势变化。结果表明:近44a来和田河流域夏季高空500～300hPa平均气温和0℃层高度呈下降趋势,倾向率分别为-0.322℃/10a、-32.42gpm/10a;夏季流量也呈下降趋势,其倾向率为-7.26m3s-1/10a。和田河流域夏季高空500～300hPa平均气温和0℃层高度的下降等高空气候变化是和田河夏季流量减少的主要原因。     

500hPa异常气候特征分析

本利用青海省7个探空站1970--2001年高空观测资料，运用统计学方法，对各站500hPa(百帕)标准等压面层的温度、高度进行了突变、周期、趋势和异常分析，揭示了该层温度、高度变化的基本事实和变化规律。同时探讨了500hPa高度、温度变化，尤其是异常变化对气温(距地面1.5m高度上的温度以下同)、降水的影响及相互联系。结果表明：500hPa高度、温度多数台站在80年代中期出现了由低(冷)转向高(暖)的突变；500hPa高度年际变化普遍存在7a和5．3a的周期，500hPa温度年际变化多数地区以10a、7a的中长周期为主，其次是5．3a和2．1a的周期；500hPa高度、温度总的变化趋势呈上升势态，但近几年有所下降，自1987年以后，500hPa高度、温度的正异常明显增加，负异常明显减少；500hPa高度、温度的异常偏高(暖)和偏低(冷)变化与同期气温的变化相关密切。     

高空温度、高度变化特征及其与地面气温的相关分析

利用青海省7个探空站1970～2001年高空观测资料，对各站500hPa标准等压面层的温度、高度进行了突变和异常分析，揭示了该层温度、高度变化的基本事实和规律，同时探讨了500hPa高度、温度变化，尤其是异常变化对地面气温的影响及相互联系。结果表明：500hPa高度、温度多数台站在20世纪80年代中期发生了由低(冷)转向高(暖)的突变；自1987年以后，500hPa高度、温度的正异常明显增加，负异常明显减少；500hPa高度、温度的异常偏高(暖)和偏低(冷)变化与同期地面气温的变化相关密切。     

基于高空与地面观测的阿克苏河流域气候水文要素变化分析

本研究基于地面和高空资料,分析了阿克苏河流域1960—2015年的气候和水文变化特征,并探讨了高空气候变量在径流反演中的作用。结果表明,在全球变化背景下,阿克苏河流域地表温度呈显著升高趋势,线性倾向率为0.18℃/10a（-0.09~0.43℃/10a);流域降水总体呈增加趋势,增加速率为10.42 mm/10a（2.23~21.11 mm/10a)。阿拉木图、伊宁和库车3个高空探测站的0℃层高度总体呈上升趋势。相对于1960—1989年,1990—2015年3个站的0℃层高度分别增加了88.9 m、29.4 m和7.2 m。联合使用地面气温、降水和高空0°层高度资料,能显著提高阿克苏河流域夏季流量反演效果。     

1961—2000年辽宁夏季高温气候变化特征

根据1961—2000年辽宁22个代表站夏季高温资料,采用小波分析等统计方法和天气学方法,分析了辽宁夏季高温的年际变化、年代际变化及周期特征。结果表明:辽宁夏季高温出现地域特征明显,年际变化较大,具有12-15 a周期变化。利用NCEP资料得出,夏季高温日数出现异常多、少年的同期500 hPa环流形势具有明显不同。     

近46年汕头夏秋季500 hPa高度变化及其与粤东降水量的关系

分析汕头气象站探空资料1960~2005年500 hPa高度的气候变化特征,得出夏秋季的高度变化存在年代际尺度的气候变化,转折年出现于1976/1977年。汕头的500 hPa高度变化和西太平洋副高、南海高压变化有密切关系,也受ENSO影响。汕头的500 hPa高度变化与粤东地区夏秋季降水量存在显著负相关。     

1961-2017年西藏主要农区夏季气温变化特征

根据近57a (1961~2017年)西藏主要农区4个站(拉萨、日喀则、泽当和江孜)夏季(6~8月)的月平均气温资料,通过统计诊断方法分析了该地区夏季气温变化特征,并探讨了气温变化与同期西藏高原指数的关系。结果表明:(1)在全球变暖的大背景下,近57a,西藏主要农区夏季气温存在显著的增暖趋势(增温率约为0.32℃/10a)。(2)该地区夏季气温存在明显的年际变化,普遍具有准3a的周期振荡;夏季气温在2004年发生了显著的气候突变。(3)该地区夏季气温与同期西藏高原指数之间存在显著的正相关关系,两者的年际变化特征和长期趋势变化基本一致。表明当高原及周围500hPa位势高度异常偏低(高)时,西藏主要农区夏季气温异常偏低(高)。      

青藏高原地区季风特征及与我国气候异常的联系

利用1951~2000年NCEP/ NCAR 600 hPa逐日再分析资料, 计算候时间尺度能够代表青藏高原地区季风特征的高度场指数序列, 研究青藏高原高度场指数的基本特征及其年代际变化趋势。结果表明:青藏高原地区600 hPa夏季为低压, 冬季为高压, 夏季低压形成的时间呈提早的趋势, 夏季低压强度也呈增强趋势; 青藏高原高度场指数年变化与高原雨日的年变化基本相似。夏季青藏高原高度场指数与同期我国160站的降水和气温相关表明:与降水相关分布从华北到华南呈“-+-”东西向带状分布; 冬季高原高压强度指数与同期气温均为正相关, 青藏高原东侧边缘区和华南地区正相关最为显著。     

近40年青藏高原季风变化的主要特征

通过计算1961－1995的逐日青藏高原季风指数，初步确定了高原夏季风开始和结束的时间，在此基础上研究了季风指数的年际变化特征以及和500hPa高度场、东亚季风之间的可能联系。结果表明：夏季风开始和结束的时间呈反相关关系；高原季风的年际和年代变化明显；高原冬季风强（弱）与同期高原及乌拉尔山500hPa高度场偏高（低）以及东亚冬季风偏强（弱）相联系；高原夏季风偏强（弱）与同期贝湖至高原南部500hPa高度场偏低（高）、西亚和中国东部高度场偏高（低）以及东亚夏季风偏强（弱）相联系。     

华东冬季异常冷暖与大气环流和海温的关系

利用1951-2007年华东地区14个代表站冬季(12-2月)温度资料和北半球500 hPa高度及北太平洋海温资料,通过合成分析、相关分析等方法,研究了华东地区冬季气温的气候变化及其与北半球500 hPa高度场、北太平洋海温场的关系.结果表明:华东地区冬季气温具有明显的年代际气候变化特征;前期夏季北半球500 hPa高度距平场和前期春季北太平洋海温距平场分布可作为华东冬季异常冷暖年的前兆信号;夏季北太平洋中部地区500 hPa高度场变化及前期10月西太平洋副高强弱变化,对华东地区冬季气温变化具有很好的指示性;春季南赤道海流区和西风漂流区海温异常变化,对华东地区冬季气温变化也具有很好的指示意义.     

夏季欧亚阻塞活动的年代际变化及其与我国降水的可能联系

利用1952--2004年6—8月NCEP／NCAR逐日500hPa高度资料及中国160站降水资料，对夏季欧亚地区阻塞活动的年代际变化特征及其与我国降水年代际变化的可能联系进行了分析。结果表明：夏季欧亚地区的阻塞活动存在明显的年代际变化特征，在年代际尺度上，夏季鄂霍茨克海地区阻塞活动偏多（少）与我国汉水和渭水流域夏季的旱（涝）密切相关，夏季贝加尔湖地区阻塞活动偏多（少）与我国黄淮、江淮地区夏季的涝（旱）密切相关，夏季乌拉尔山地区阻塞活动偏多（少）则与我国江南、华南大部分地区夏季的旱（涝）密切相关。     

3种再分析资料基本统计量比较

为了评估中国气象部门整理的资料的特色和应用价值,使用统计方法检验了中国资料和NCEP/NCAR、ECMWF再分析资料7月100 hPa、500 hPa位势高度场和1月海平面气压场的气候均值和年际方差的差异显著性,并比较了1月和7月北半球主要大气活动中心面积、强度指数的年际变化差异和相关程度。结果表明：1）ECMWF再分析资料7月100 hPa、500 hPa位势高度场的气候均值都显著小于中国资料,且其历年值分别小于1 660、588 dagpm,与中国资料相比不适合用于研究南亚高压、副热带高压;2）中国资料是由单层等压面图上直接读数得到的,更接近实际观测值,更适宜于诊断单个等压面上的气压系统;3）3种资料冬季蒙古高压、阿留申低压的年际变化一致性要好于夏季南亚高压、副热带高压。     

夏季贝加尔湖阻塞高压的年际变化及其与我国降水的关系

采用1952—2008年NCEP/NCAR逐日500 hPa高度场再分析资料及中国国家气象中心整编的全国160站降水资料,对夏季贝加尔湖地区阻塞活动的年际变化特征及其同期与我国降水的可能联系,进行了分析。结果表明: 夏季贝加尔湖阻塞区域的阻塞活动具有明显的年际变化;在年际尺度上,夏季贝加尔湖地区阻塞活动偏多(少)对我国内蒙古东北部,华北部分地区,四川盆地与云南地区附近及广东南部的涝(旱)有一定的影响;同时对我国内蒙古中部,秦岭东北部,华北东部及川西高原的旱(涝) 也有一定的影响。     

不同时间尺度上黄淮地区夏季降水异常成因及预测研究

利用1961—2006年中国降水资料、NCEP/NCAR再分析资料、NOAA海表温度资料,分析了黄淮地区夏季降水的年代际和年际变化特征,研究了不同时间尺度上降水异常成因。结果表明,年代际尺度上,当太平洋年代际振荡处在暖(冷)位相时,南方涛动偏弱(强),黄淮地区夏季降水偏多(少)。在年际及以下尺度上,当印度洋北部海温偏高、南部偏低时,500 hPa位势高度场上,中高纬乌拉尔山以东和鄂霍次克海附近出现明显的双阻塞高压,副热带高压偏强;200 hPa风场上,西风急流略偏南,黄淮流域上空西风偏强,为反气旋环流;850 hPa风场上,黄淮流域上空出现西南—东北风的切变,使得急流出口区右侧次级环流的异常上升支恰好位于黄淮流域上空,高低空环流的这种配置导致了黄淮流域上空降水偏多。进一步分析发现,利用印度洋海温作为预测因子,建立预测模型,对黄淮流域降水年际变率有较高的预测能力。     

华北地区夏季持续性高温事件的时空变化特征

利用1961年-2009年华北地区94站逐日最高气温观测资料及NCEP／NCAR再分析资料及海温资料讨论了华北地区夏季持续性异常高温事件发生频次的气候特征。结果表明：华北地区夏季持续性异常高温事件发生频次有明显的年际、年代际变化特征。上世纪80年代之前持续性高温事件发生频次主要呈年际振荡,80年代至90年代中期为显著减少期,而1997年以后出现了明显的跃升;华北地区的西部及京、津、冀大部和山西的南部是持续性高温事件的频发区;华北地区发生持续性高温事件的环流背景为：500hPa位势高度场上,乌拉尔山以东地区为位势高度负异常,贝加尔湖地区为显著的位势高度场正异常。夏季蒙古东部到我国东北一带500hPa高度场偏强时,华北地区持续性异常高温事件偏多。西太平洋副高偏北时华北地区持续性异常高温事件偏多,西太平洋副高偏南时华北地区持续性异常高温事件偏少。海气异常对华北地区夏季持续性异常高温事件有较大的影响,在赤道中、东太平洋由前期的冷位相转为暖位相时华北地区易出现持续性异常高温事件,E1Nino年,华北地区夏季易出现持续性异常高温事件。对典型个例的分析表明,持续性高温事件易发生在南压高压和副热带高压相向而行,华北地区流层上下层被稳定的高压所控制阶段。     

呼和浩特市夏季降水异常的大气环流特征分析

利用呼和浩特市7个气象观测站1961—2017年夏季降水资料序列和美国NCEP/NCAR的1961—2017年夏季北半球月平均500hPa高度场、700hPa经向风场和200hPa矢量风场再分析资料及南亚夏季风强度指数序列,分析了呼和浩特市夏季降水气候特征及其典型年环流场特征,并对南亚季风与呼和浩特市夏季降水相关性做了分析。结果表明:(1)呼和浩特市夏季降水存在显著的年代际和年际变化;(2)夏季典型多雨年和典型少雨年具有明显不同的环流特征;(3)南亚夏季风与呼和浩特市夏季降水关系密切。     

华南盛夏气温异常成因及预测研究

利用1951～2007年中国大陆160站和台湾地区3个代表站盛夏(7～8月)温度资料、北半球500 hPa高度及北太平洋海温资料.通过合成分析、对比分析和相关分析等方法,研究了台湾地区及其与华南大陆地区盛夏气温的一致性;华南地区盛夏气温异常的年代际变化特征及其与北半球500 hPa高度场、北太平洋海温场的关系.结果表明...     

河北省旱涝的变化特征及其相关的海气异常型分析

利用河北省及邻近区域73个气象站1961—2009年逐年降水资料,同期NCEP/NCAR再分析资料,NOAA太平洋海温等资料,分析了河北省干旱的时空变化特征,并应用奇异值分解、合成分析等方法,研究了河北省典型旱涝年份与同期太平洋海温场和环流场的异常特征.结果表明：河北省旱涝异常的空间型分布主要有2种,这些空间型的时间变化除了具有明显的年际变化外,还存在显著的年代际变化.SVD（奇异值分解）分析揭示的河北省旱涝和海气异常的关系表明,当赤道东太平洋年平均海温异常偏低,北太平洋海盆中部年平均海温异常偏高的年份,河北省大部分地区容易偏涝,反之,易干旱.典型干旱年,500 hPa平均高度场上贝加尔湖西南部以及极地500 hPa年平均高度场为正异常,阿留申地区南部为负异常;亚洲中高纬地区环流从西到东呈现-+-的环流异常纬向分布.而典型雨涝年500 hPa平均高度场上贝加尔湖西南部以及极地500 hPa年平均高度场为负异常,阿留申地区南部为正异常;亚洲中高纬地区环流从西到东呈现-+的环流异常纬向分布.     

青藏高原对流层顶高度与臭氧总量及上升运动的耦合关系

根据1979-2008年青藏高原地区14个探空站对流层项气压资料以及同期各标准等压面上的温度资料,分析了不同季节高原上空两类对流层顶高度与高空各层温度之间的关系;在此基础上,结合同期的NCEP／NCAR月平均再分析资料以及NASA提供的TOMS／SBUV月平均臭氧总量资料,分别讨论了高原上升运动以及高原臭氧总量与对流层顸高度的耦合关系。结果表明：高原第一（二）对流层顶高度全年处在300～200hPa（100hPa附近）高度,在季节变化、年际变化以及长期变化趋势上,两类对流层顸高度与各自对应高度层上的温度存在着密切的反相变化关系,当对流层顶高度偏高（低）时,相应高度上的温度偏低（高）。上升运动有助于两类对流层顶高度的抬升,尤其是当高空200（100）hPa附近有上升运动时,有利于第一（二）对流层项高度抬升。各季节高原臭氧总量与第二对流层顶高度均呈显著的负相关关系,当臭氧含量减少（增加）时,该对流层顶高度将偏高（偏低）,近年来伴随着高原臭氧总量的减少,高原第二对流层顸高度出现了明显的抬升。