东部和中部型El Nino事件对云南冬季降水影响的差异分析

利用1981-2017年云南125个站逐日降水观测资料和NCEP再分析资料,对比分析了两类El Nino事件期间云南冬季的降水差异,发现东部型El Nino有利于冬季云南大部地区降水显著偏多,而中部型El Nino的影响却不明显。进一步从两类事件相应的大气环流等方面分析了造成降水差异的物理原因。研究表明:(1)东部型El Nino年,Walker环流在西太平洋为异常强的下沉气流,西太平洋副热带高压偏强偏西,Hadley环流在20°N为异常上升气流,造成云南水汽输送和辐合加强,中高纬度巴尔喀什湖和贝加尔湖脊发展,冷空气沿高原东侧南下影响云南,冷暖空气在云南频繁交汇,导致云南冬季降水日数明显偏多,相应降水偏多;(2)中部型El Nino年,Walker环流在西太平洋下沉支强度较东部型弱,相应的西太平洋副热带高压较东部型偏弱偏东,Hadley环流在20°N为下沉气流,对云南区域水汽输送影响较弱,同时中高纬度环流不利于冷空气南下影响云南,除对应冬季云南东部降水日数偏少外,对其他地区降水的影响不明显。     

2018年7月四川盆地降水异常特征及成因分析

利用1961—2018年四川站点降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,应用统计和天气学诊断方法,分析了2018年7月四川盆地降水异常特征、大气环流特征、异常降水期间水汽、低值系统与冷暖空气活动等对降水的影响。结果表明：2018年7月四川暴雨频繁出现,较气候均值降水异常偏多,表现在降水日数长、降水量增加显著,降水增加的区域主要在盆地西部。同时,降水异常偏多还表现在日最大降水量和连续降水日数显著增加,大雨量级降水、暴雨及以上量级降水的降水量和降水日数显著增加。大气环流与气候态相比,2018年7月更强、更暖、更偏东的南亚高压和更偏西、偏北的副热带高压,有利于青藏高原及其以东高层大气辐散,使得降水天气系统维持,水汽源源不断地输送到盆地,使得降水发生。2018年7月较气候态有更充沛的水汽聚集,异常水汽输送源地为南海和西太平洋,水汽沿副热带高压南侧输送,该水汽输送带与副热带高压异常偏北、偏西以及热带气旋活动密切相关。大气可降水量和水汽通量大值出现时段与降水过程有较好的对应。2018年7月降水期间,盆地低值系统活动频繁,低层为暖湿气流输送,中层为(弱)冷空气活动,有利于触发盆地降水。     

黄山地区冬季连阴雨气候特征及异常个例分析

利用常规气象观测资料和NCEP/NCAR再分析资料,对黄山地区1961—2019年冬季(上年12月至2月)连阴雨气候特征以及2019年异常个例进行分析.结果表明:1)黄山地区冬季连阴雨期间多年平均降水量184 mm,连阴雨日数28d,降水日数24 d,日照时数15 h;冬季连阴雨降水量、连阴雨日数和降水日数的年代际分布特征具有较好一致性;冬季连阴雨降水量西南部多、东北部少,连阴雨日数和降水日数中南部多、西北部及东部少,日照时数均较少.2)2019年冬季连阴雨过程的降水量、连阴雨日数和降水日数均为1962年以来最多,单站相关要素以2月7日—3月6日过程为最多,屯溪和歙县连阴雨日数破历史极值,各区县降水日数破历史极值;日照时数以2018年12月30日—2019年1月12日过程为最少,各区县破历史极值.黄山地区连阴雨平均强度指数为1962年以来第二高值,各区县均达冬季连阴雨的最强等级.3)乌拉尔山阻塞高压维持,欧亚中高纬度地区大气环流经向度大,不断南下的冷空气为连阴雨天气提供了温度条件;西太平洋副热带高压强度异常偏强,位置偏西、偏北,以及青藏高原南缘的南支低槽系统活跃,来自南海和孟加拉湾的暖湿气流为连阴雨天气提供了水汽条件.冷暖空气在长江中下游持续交绥,从而导致黄山地区2019年冬季多次出现异常连阴雨天气过程.     

2009年早春苏南连阴雨和环流特征

利用常规气象资料分析了2009年早春苏南地区连阴雨期间的降水特点和环流形势特征。分析表明,此次连阴雨过程具有持续时间特别长、降水量特别多、最高气温偏低、雷暴天气频发等特点。连阴雨期间,欧亚上空高层中高纬环流经历贝湖低槽型、阻塞型和一槽一脊型3个阶段,亚洲中纬度地区多短波槽东移,保证了连阴雨天气的冷空气来源。孟加拉湾南支槽活跃,西太平洋副高偏北,从南海和菲律宾海经副高外围气流的水汽输送是此次连阴雨天气的主要水汽来源。由于冷暖空气在长江下游持续的相互作用,造成了苏南地区长达21天的阴雨天气。     

江苏省冬季连阴雨（雪）期间异常环流特征及其成因

利用江苏省24个国家站降水、日照时数观测资料,以及NCEP/NCAR再分析资料、海温指数、HadISST全球海表温度资料,采用EOF分析、合成分析等方法,分析了1961—2019年江苏省冬季连阴雨（雪）出现次数全省一致偏多年份的异常环流特征及其成因。结果表明：江苏省冬季连阴雨（雪）出现次数的空间分布主要为全省一致型和南北相异型,前者为主要模态。连阴雨（雪）出现次数全省一致偏多型年份,中高纬高层欧亚地区上空环流形势为“＋ － ＋”分布型,位于青藏高原北部高压脊以及东亚大槽和欧洲东部低压槽均较常年偏弱。低层位于欧亚地区中部的冷高压较常年偏弱,导致冷空气势力偏弱。中低纬低层西太平洋(菲律宾附近)存在异常反气旋环流,其西部的异常偏南气流加强了水汽的向北输送,冷暖气流在30°N交汇抬升,为江苏省连阴雨（雪）天气过程提供了有利的水汽条件和抬升条件。当中部型El Nio事件发生时,Walker环流在西太平洋的异常下沉气流会激发出异常反气旋,使得东亚冬季风减弱,向北水汽输送加强,导致江苏省一致偏多型连阴雨（雪）天气的发生。     

东部和中部型El Ni?o事件对云南冬季降水影响的差异分析

利用1981-2017年云南125个站逐日降水观测资料和NCEP再分析资料,对比分析了两类El Ni?o事件期间云南冬季的降水差异,发现东部型El Ni?o有利于冬季云南大部地区降水显著偏多,而中部型El Ni?o的影响却不明显。进一步从两类事件相应的大气环流等方面分析了造成降水差异的物理原因。研究表明:(1)东部型El Ni?o年,Walker环流在西太平洋为异常强的下沉气流,西太平洋副热带高压偏强偏西,Hadley环流在20°N为异常上升气流,造成云南水汽输送和辐合加强,中高纬度巴尔喀什湖和贝加尔湖脊发展,冷空气沿高原东侧南下影响云南,冷暖空气在云南频繁交汇,导致云南冬季降水日数明显偏多,相应降水偏多;(2)中部型El Ni?o年,Walker环流在西太平洋下沉支强度较东部型弱,相应的西太平洋副热带高压较东部型偏弱偏东,Hadley环流在20°N为下沉气流,对云南区域水汽输送影响较弱,同时中高纬度环流不利于冷空气南下影响云南,除对应冬季云南东部降水日数偏少外,对其他地区降水的影响不明显。     

2016年10月我国降水预测失败的原因分析

本文回顾了2016年10月降水业务预报中考虑的动力模式预测信息、前兆信号及其影响。2016年10月全国平均降水量为1951年以来历史同期最多,且环流形势和要素分布特征在月内均发生明显转折。业务发布预报在华北南部、黄淮、江淮、江汉等地降水异常与实况存在较大差异,同时对月内环流形势调整及降水变率估计不足。数值模式预报和物理因子诊断预测与实况的对比分析表明,环流形势整体分布特征预报与实况较为一致,但对西太平洋副热带高压等环流因子的强度、西伸脊点位置以及月内变率的预报与实况存在较大差异。从大气对热带海温信号的滞后响应以及同期相关分析表明,El Nino事件次年秋季副热带高压往往持续偏强偏北。10月赤道太平洋东冷西暖,暖池区对流活跃,东亚上空出现的异常经向环流圈通过低层径向风异常及异常辐合辐散,在日本岛附近形成反气旋式环流距平,也有利于副热带高压加强北抬。9、10月热带印度洋偶极子负位相有利于印缅槽加强,从而有利于水汽向我国东部地区输送。来自副热带高压外围的异常东南水汽和来自西南的水汽共同输送到我国中东部地区,并与南下冷空气交汇产生异常水汽辐合,造成这些地区降水明显偏多。此外10月热带对流活动依然活跃,台风的生成、登陆个数均较常年偏多,是我国东南沿海降水偏多的主要原因。     

2015年湖南冬汛成因分析

本文基于气象观测资料、再分析资料和国家气候中心提供的百项气候系统指数集,利用气候事件机理诊断和气候统计等方法,重点从降水背景、大尺度环流异常及外强迫因子对气候异常影响,分析2015 年湖南罕见冬汛及其成因机制,本文对2015年湖南冬汛及其可能成因进行了分析,结果表明：（1）2015年11月湖南省平均降水量偏多1.6倍,为1961年以来同期第一高位,其中湘东南部分地区降水量超过250 mm,出现气象洪涝。（2）在湖南11月降水处于偏多的年代际背景下,大气环流异常是导致湖南发生冬汛的最直接的原因,2015年11月西太平洋副热带高压偏强、偏西,引导来自印度洋、太平洋地区水汽向东亚地区输送,加上西路冷空气影响导致11月降水异常偏多。（3）在PDO暖位相时发生的El Ni〖AKn~D〗o事件可能是湖南降水异常的重要外强迫条件,赤道中东太平洋和印度洋海表温度异常偏高,导致该区域上空出现强的异常上升运动,而在海洋性大陆区域上空出现了一个异常下沉气流区,这有利于西太平洋副热带高压的加强、西伸,在东亚低纬地区上空出现异常下沉气流区,中纬地区上空出现异常上升气流区,造成该区域强烈的异常辐合,导致该地区持续阴雨天气。     

两类El～Nino事件对佛山气候影响的差异

利用佛山市1957年～2000年的气候资料,初步探讨了佛山市气候因子与两类El～Nino事件的关系.研究表明:两类El～Nino事件对佛山市气候的影响存在明显的差异.第Ⅰ类El～Nino事件使降水量和暴雨日数偏少,登陆我国的热带气旋(不含热带低压)数量偏少,初次登陆时间偏迟,末次登陆时间偏早;第Ⅱ类使降水量和暴雨日数偏多,但对应年份的热带气旋无明显异常.第Ⅰ类El～Nino事件对佛山市气温变化影响不大;第Ⅱ类El～Nino事件则有明显影响,它使夏季偏凉、冬季偏暖.     

2009年浙江省罕见的夏季连阴雨过程分析

通过实测降水资料和NCEP/NCAR提供的逐日再分析资料,对2009年夏季浙江省连阴雨天气的大尺度环流特征和动力热力学结构进行诊断分析,并与气候同期环流形势进行对比,结果表明:(1)此次夏季持续阴雨天气发生持续性时间长,累计雨量大,期间短时强降水和雷暴天气频繁发生,强降水日数多,气温持续偏低,均为历史同期罕见;(2)极涡强度较气候平均明显偏强,冷空气活动频繁,60°E附近的乌拉尔山地区不断有低槽东移,携带冷空气南下,而副高位置偏南偏东,强度偏弱,有利于冷暖空气在浙江省频繁交汇,维持长期低温阴雨天气;(3)连阴雨期间,长江中下游地区一直有较大水汽通量存在,副高西侧偏南气流为浙江省输送充足的水汽,假相当位温密集带主要位于江苏省和浙江北部一带,密集带南侧的浙江省是假相当位温高值区。     

广西春夏季旱涝的等级划分及时空分布特征分析

利用广西80多个站点1961～2006年的逐月降水资料,采用Z指数定义方法,对广西春夏季的旱涝进行等级划分.利用经验正交函数(EOF)分析方法对春夏季旱涝等级的时空分布进行研究,给出了四个旱涝典型场的分布特征.分析结果表明:全区性偏涝或偏旱是春夏季早涝分布的最主要型态;春季和夏季的前4种分布形态都通过了显著性检验,两个季度的第一、第二分布形态都是全区一致型和南北反向型;春季近5年时间系数多为正值,说明近年来全区春季表现为偏旱;1990年以后,夏季第一特征向量时间系数只有3年为正值,其余均为负值,说明近16年广西夏季降水较多,以偏涝为主,年代际变化也较明显.     

Interannual and Interdecadal Variations in Atmospheric Circulation Factors and Rainfall in China and Their Relationship

Wavelet analysis is used to study the interannual and interdecadal variations of rainfall in China and atmospheric circulation factors, including the key atmospheric oscillations, W, C, E patterns and subtropical high. Regression analysis and correlation analysis are both used to study the relationship of atmospheric circulation factors and China rainfall on different time scale and spatial scale. The results are as follows: (1) The variations of atmospheric circulation and rainfall in China are characterized by interannual and interdecadal scales. The variations of atmospheric circulation and rainfall are composed of interannual and interdecadal variations. It is necessary to separate those two time scales when climate changes and forecast are studied. (2) The variations of China rainfall are due to the interaction of multi-factors rather than single factors. The marked factors which influence the interannual and interdecadal variations are various. Subtropical high is one of the marked factors which influence interannual variations of rainfall, while AO, NAO, and NPO are one of the marked factors which influence interdecadal variations of rainfall. (3) The longer the time scale is, and the larger the spatial scale is, and the more remarkable the relationships between atmospheric circulation and rainfall are.     

亚洲区域海—陆—气相互作用对全球和亚洲气候变化的作用研究进展

围绕全球变化研究国家重大研究计划项目“亚洲区域海—陆—气相互作用机理及其在全球变化中的作用”预定的总体研究内容和科学目标,项目执行两年多以来,取得了一系列阶段性科研成果.关于气候动力学方面,项目揭示了热带印度洋—西太平洋暖池的海温变化是全球热带气候年代际变化的重要驱动力,是全球尺度副热带干旱的重要调控器;发现热带东太平洋海温存在冷舌模态,它是一个海气耦合模态,阐明在全球变暖背景下其对ENSO型态变异的作用及影响东亚气候的机理;揭示了青藏高原热力强迫的异常特征及其气候效应;提出了水平非均匀基流中行星波传播的理论,研究了其在不同东亚夏季风背景下的传播特征.关于气候预测方法方面,提出了若干有物理基础的气候预测方法,如尺度分离的降尺度预测新方法、基于北大西洋涛动(NAO)-ENSO的东亚夏季风预测模型、基于南半球环状模的东亚气候预测模型等,为业务部门提供了重要参考.关于观测方面,项目在亚洲区域海气补充观测和海洋资料同化方面也取得突出进展,成功进行了南海18°N断面海洋综合观测,为形成我国第一条南海断面长期海气观测打下了基础.在国际合作方面,项目还继续推动和领导了“亚洲季风年”(AMY2007-2012)与“东亚气候模拟”国际计划,提升了我国在该领域的国际地位.     

四川地区云和空中水资源分布与演变

利用1971～2000年台站云降水资料和NCEP再分析资料,分析了四川地区云和空中水资源的分布与演变。研究发现:四川地区平均总云量为7.2成,低云量4.7成,全年阴天日数193.5天,降水日数154.0天,小到中雨日147.1天;全年大气可降水量为181.7kg.m-2。云有明显的季节变化特征,总云量夏季最高,春季次之,冬季最低,低云量夏季最高,秋季次之,冬季最低。大气可降水量夏季最大,秋季次之,冬季最少。云和小到中雨日的空间分布具有明显的地域性,且夏季分布与全年分布显著不同。在高原上,总云和低云、降水日、小到中雨日呈相反的变化趋势,总云在平均状态附近波动略有减少,而低云、降水日、小到中雨日在平均状态附近波动略有增加;在盆地内,云和降水日的演变趋势相同,总云量、低云量、降水日、小到中雨日都在线性减少。30年来四川地区大气可降水量线性变化则略有增多。     

近年来云降水物理和人工影响天气研究进展

回顾和总结了中国科学院大气物理研究所近5年(2003～2007年)的云降水物理和人工影响天气研究,内容涉及云和降水物理研究、云和降水数值模拟研究、人工影响天气研究和云化学研究等诸多领域。随着国家和社会对人工影响天气需求的日益增加,云降水物理仍是重要的研究方向,会随着观测和理论研究的发展而取得突破性进展。     

广西洪涝监测研究进展及业务服务情况与展望

介绍广西局地性洪涝、流域性洪涝监测预警指标研究、广西洪涝监测系统及洪涝监测业务服务开展情况,并对GIS技术在广西洪涝监测预报评估中的应用前景进行了分析。     

中高纬环流因子与黑龙江省初夏气候异常分析

利用1954-2010年地面气温、降水观测资料和月环流特征量、NCEP高度场再分析资料等,采用常规气候统计方法,分析了黑龙江省初夏6月气温、降水的气候特点,通过初夏6月气温、降水与北半球500 hPa高度场相关分析,建立起与中高纬度环流因子关系。结果表明：黑龙江省初夏气候异常与中高纬度环流异常有关,影响初夏气候异常的中高纬度环流因子主要有亚洲纬向环流指数,阿留申低压指数,亚洲区极涡面积指数,鄂霍次克海的阻塞高压指数等。在此基础上分析大气及中高纬度环流因子的背景,考虑外强迫因子海温的间接作用,掌握中高纬度环流因子的变化,是准确预测黑龙江省初夏气候的关键前提所在。     

Gaseous and Particulate Oxidized and Reduced Nitrogen Species in the Atmospheric Boundary Layer in Scandinavia in Spring

Observations of the concentration of several nitrogen containing compounds at five rural Scandinavian sites during March–June 1993 are reported. Total nitrate (NO ₃ ^- + HNO₃) and total ammonium (NH ₄ ⁺ + NH₃) were measured by denuder and filter pack. In general the methods agree well. At all sites the particulate fraction dominated, with the largest fraction of NO ₃ ^- and the lowest of NH ₄ ⁺ at the sites which were closest to the emission sources. The fraction of NO ₃ ^- of total nitrate increased with increasing NO₂ concentrations, indicating that the nighttime conversion of NO₂ to NO ₃ ^- is an important route of formation for NO ₃ ^- . A positive correlation was found between HNO₃ and O₃ in June at all sites, while no correlation was found early in the spring. Model calculations were made with a lagrangian boundary layer photooxidant model for the whole period, and compared to the measured concentrations. The calculated ratio between mean observed and modelled daily maximum concentrations of ozone over the measurement period were within +/–10% at all sites. The models ability to describe the daily ozone maximum concentration was satisfactory with an average deviation of 19–22% from the observed concentrations. HNO₃ was underestimated by over 50% at all sites except the one closest to the emission sources. The correlation between modelled and observed concentrations was generally best for the sites with shortest transport distance from the sources of emission.     

2005年我国天气气候特征和主要气象灾害

2005年，我国年平均气温较常年偏高，降水量较常年偏多。年内没有出现大范围、长时间的严重干旱，旱情较常年轻；但华南南部出现严重的秋冬春连旱，云南发生近50多年来少见的严重春旱，西北东北部以及内蒙古等地发生夏秋连旱，江南西部、华南西部一度秋旱明显。汛期，暴雨洪涝灾害较常年偏重，西江、闽江、淮河流域及湖北、湖南、四川、辽宁等地发生严重暴雨洪涝灾害，渭河、汉江流域秋季出现特大洪水。年内有8个台风和热带风暴登陆我国，台风强度大、影响范围广、灾情重，台风灾害损失为1997年以来最严重。大风冰雹、龙卷风、雷击等强对流天气频繁，局地灾害损失较严重，总体灾害较常年重，但比上年轻。另外，年初南方部分地区发生严重低温冻害和雪灾，年末山东等地出现严重雪灾。全国春季平均沙尘日数为近50年来同期最少。     

广西秋冬季暴雨天气分型及基本特征

利用1980-2016年站点观测数据和NCEP再分析资料对广西秋冬季暴雨进行了天气学分型，并用合成分析的方法给出了各类暴雨的天气形势特征。结果表明：广西秋冬季暴雨可分为台风类、切变类和副高边缘类三类。其中，前两类暴雨发生次数最多，主要发生在9-10月份。高低空系统配置显示，秋冬季暴雨发生时对流层上层都伴有较强的高空急流，而对流层中低层的影响系统不尽相同；在暴雨期间，前两类暴雨副高减弱东退，第三类暴雨副高则加强西伸；广西秋冬季三种类型暴雨在水汽、热力、动力及形成机制方面也各有异同，但与汛期暴雨相比，各类暴雨的主要影响系统位置稍有差异，无论是水汽条件，还是动力条件，秋冬季暴雨比汛期暴雨要求都高，其中副高边缘类暴雨在不同季节差异最为明显。