一种改进的华西秋雨指数及其气候特征

利用1960～2011年中国601站9～10月逐日降水量、日照时数资料,针对他人提出的华西秋雨指数,并结合华西秋雨的天气气候特征,改进建立了一种新的华西秋雨指数,并与他人提出的指数做了对比分析。结果表明：改进的华西秋雨指数能够相对更好的反映华西秋雨易发地区的地理分布及其强度变化,更准确地表征华西秋雨的年际、年代际变化特征;利用新指数发现华西秋雨的全区一致性特征明显,并呈现准6年周期的年际变化,其年代际变化特征明显,1960年代到1970年代初,1980年代到1990年代初偏强,1970年代中后期和1990年代后期偏弱,进入21世纪,呈现出由弱转强的趋势。     

一种改进的华西秋雨指数及其气候特征

利用1960~2011年中国601站9~10月逐日降水量、日照时数资料,针对他人提出的华西秋雨指数,并结合华西秋雨的天气气候特征,改进建立了一种新的华西秋雨指数,并与他人提出的指数做了对比分析。结果表明:改进的华西秋雨指数能够相对更好的反映华西秋雨易发地区的地理分布及其强度变化,更准确地表征华西秋雨的年际、年代际变化特征;利用新指数发现华西秋雨的全区一致性特征明显,并呈现准6年周期的年际变化,其年代际变化特征明显,1960年代到1970年代初,1980年代到1990年代初偏强,1970年代中后期和1990年代后期偏弱,进入21世纪,呈现出由弱转强的趋势。     

2017年秋季华西秋雨的多时间尺度变化特征及成因分析

利用我国723个常规观测气象站降水资料和NCEP再分析资料等,综合大气环流的季节内 季节异常、海洋外强迫年际异常及降水的长期变化影响,分析了2017年华西秋雨异常的成因。结果表明：20世纪60年代以来,华西秋雨存在3~4、6~9、12~18 a、36 a等多个时间尺度的准周期变化,并自1990年以来呈现增加的长期变化趋势。2017年华西秋雨异常偏多是多时间尺度变率叠加影响的结果。2017年秋季,北半球极涡偏向东亚地区,贝加尔湖低槽多冷空气分裂南下,西太平洋副热带高压异常偏强偏西,华西地区处于水汽输送异常辐合大值区,出现降水异常偏多。在季节内时间尺度上,东亚夏季风的季节内撤退过程偏慢,夏季风北界位置持续偏北,9—10月主雨带维持在华西—江汉—江淮一带。自西太平洋经南海北上的水汽输送的季节内变化,并与东北冷涡的季节内活动相配合,是造成华西秋汛的季节内环流影响因子。华西秋雨年际异常与赤道中东太平洋海温呈现显著的负相关。夏末秋初开始发展的拉尼娜状态是2017年我国秋季降水异常的重要外强迫因子。2017年华西秋雨的异常偏多也与其近年来的年代—多年代际正距平位相及长期增加趋势相关联。     

华西秋雨演变的新特征及其对大气环流的响应

华西(21°N-39°N,95°E-114°E)秋雨是中国秋季主要的气候特征之一,长时间连续降水对农作物生产带来不利影响.基于1961-2010年华西地区166个气象站逐日降水资料,综合降水量与降水日数两个因子定义了华西秋雨指数,采用EOF分析、小波分析等方法分析了该指数的演变和时空异常分布特征,以及秋雨异常分布型的大气环流背景.结果表明,华西秋雨有南北两个极大值中心,强度和范围在近50年中存在明显的年代际变化,进入21世纪,其北部秋雨区位置偏北、范围增大及强度增强;主要异常型为秋雨区东北东和西南西之间的反相变化和总体基本一致型;秋季,当东亚副热带西风急流中心西移,中心强风速带偏窄时,华西北部的上升运动加强,同时西太平洋副热带高压偏北、印缅槽偏深及水汽输送偏强偏北,有利于北部水汽辐合,华西秋雨出现北多西南少的异常型;反之亦然.     

汉台区近40年秋雨特点及变化趋势分析

选用汉台区1980—2019年9—10月日降水量,分析了汉台区秋季降水量、雨日、连阴雨、暴雨等气候特征,并采用华西秋雨监测标准,分析了汉台区秋雨期长度、秋雨量、综合强度的气候特征及其变化趋势。结果表明:汉台区9—10月降水集中,占全年总降水量的比例大,雨日多,为华西秋雨的典型区域之一,但年际变化波动明显,20世纪90年代后期至今为波动上升期;汉台区秋季多连阴雨天气,连阴雨过程平均持续8.1 d,持续时间长,常有暴雨、大暴雨等强降水天气;2011年以来秋雨综合强度明显偏强,2019年秋雨综合强度达到近40年最强;近40 a秋雨综合强度变化趋势与9—10月降水量变化趋势一致,但波动更明显,2014年以来秋雨综合强度增强趋势明显。     

1961—2016年陕西秋淋气候变化特征及其与大气环流和海温的关系

为增强华西秋雨监测评估的客观量化,改善陕西秋淋强度的预测方法,本文利用1961—2016年陕西中南部地区国家级地面气象观测站逐日降水量、NCEP再分析资料、NOAA海温资料以及国家气候中心的海温指数,通过定义秋淋强度指数,分析了陕西秋淋变化特征及其与大气环流和海温的关系。结果表明:近56 a陕西秋淋开始日期平均是9月10日,年际波动较大,整体上无明显变化趋势,但年代际变化特征明显;结束日期平均是10月7日,变化趋势整体趋于偏早。秋淋强度呈波动减弱趋势,且年代际阶段性变化特征明显。陕西秋淋偏强年,500 hPa欧亚中高纬上空呈现"+、-、+"的异常环流特征,且西太平洋副热带高压和印缅槽偏强。陕西秋淋的强弱与ENSO事件有密切联系,前期春、夏季赤道中东太平洋冷(暖)海温发展有利于陕西秋淋偏强(弱),且Niňo3.4区海温异常是陕西秋淋强弱的年际预测信号,对陕西秋淋强度预测有较好的指示意义。     

华西南区秋雨异常及其对青藏高原冬季大气冷源的响应

利用1971—2017年华西秋雨南区269个气象站逐日降水资料和NCEP/NCAR再分析资料等,分析华西南区秋雨强度变化及其大气环流异常特征,寻找影响华西南区秋雨强度的大气冷源关键区,并就关键区大气冷源对南区秋雨强度的影响进行诊断。结果表明:华西南区秋雨强度整体变化趋势不显著,其年际变化可能受前期冬季(1月)青藏高原大气冷源异常变化的滞后影响。当前期冬季高原冷源偏强(弱)时,可激发南海到西太平洋一带气旋(反气旋)性异常环流并持续到夏季,其南侧持续偏西(东)气流使得赤道西(中)太平洋地区表层暖水东(西)传,造成赤道中太平洋地区海温暖(冷)异常,继而在其西北侧西太平洋地区激发气旋(反气旋)性环流,华西地区处于该环流西侧的偏北(南)风控制下,水汽条件较差(好),降水偏少(多),华西南区秋雨偏弱(强)。     

2011年秋季华西秋雨异常及成因分析

本文对2011年秋季我国的降水异常特征及成因进行了分析,结果表明2011年秋季,华西秋雨较为典型,主要呈现以下3个特点：多雨区位置较常年偏东、偏北,阴雨日数偏多;秋雨阶段性显著;极端性强。2011年华西秋雨异常突出表现为对2011年9月开始的La Nina事件响应的特征。此外,年代际的变化也可能是造成华西秋雨异常的重要原因之一。     

WRF模式不同云微物理方案对华西秋雨模拟影响

利用WRF模式的5种云微物理方案对华西地区一次秋雨过程(2011年9月13—20日)进行了模拟,分析不同云微物理方案对华西秋雨的模拟能力,并对降水模拟差异的可能原因进行分析。结果表明:WRF模式的5种云微物理方案对华西秋雨均具有一定的模拟能力,可模拟出华西秋雨的夜雨特征,但Kessler方案模拟的降水落区偏小且降水强度偏弱,而Lin方案模拟的降水强度则偏强;相对来说,Ferrier和WSM3方案对华西秋雨主要降水过程的模拟效果较好。对比WRF模式5种不同云微物理方案对华西秋雨过程的模拟可知,各方案模拟的区域降水强度与WRF模式模拟的上升运动的强弱存在较好的一致性。     

华西秋雨区域性极端降水的环流特征

利用1961—2010年中国743个测站的逐日降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,采用百分位方法挑选出了发生在华西秋雨期(8月9日—10月12日)的161次区域性极端降水事件,将其分为两类分别讨论了同期和前期的异常环流特征,并与一般性降水进行了对比。结果表明,对于第一(二)类极端降水,华西地区气旋性距平环流(气旋性风切变)形成低层风场辐合,同时高层为辐散,由此产生强烈的上升运动,来自热带海洋的水汽输送偏强(偏弱),在华西秋雨区形成水汽辐合,副热带高压位置偏西、偏北使得华西地区西南暖湿气流偏强,巴尔喀什湖以北地区为正(负)高度异常,形成一槽一脊(二槽一脊)环流型,西北气流由此加强,冷暖空气交汇于华西地区从而形成极端降水。两类极端降水均与一般性降水具有相似的异常环流特征,只是造成极端降水的异常环流强度均比一般性降水更强。两类极端降水的上述异常环流型在极端降水发生前一天就已经存在,可以作为华西秋雨极端降水短期预测的强信号。      

2021年秋季我国北方地区降水异常偏多的特征及成因分析

2021年秋季,我国气候总体呈现气温偏高、降水偏多的特点.季内降水总体表现出"北多南少"的空间分布特征,华西秋雨异常偏强.对北方地区降水阶段性异常偏强的成因分析表明,9月至10月上旬,欧亚中高纬度环流呈"西低东高"型分布,贝加尔湖—巴尔喀什湖为显著低槽区,西太平洋副热带高压持续偏强、偏大、西伸明显,秋季前期异常偏北,有...     

两千年华西秋雨的初步研究

分析河南西部、湖北西部、陕西南部和中部等华西地区近两千年的秋雨概况,得出在1949年中,秋雨明显的年份共有353次,大约平均5.5年即可发生一次明显秋雨年。1950—1985年(共36年)明显秋雨年份有8年。历史上(公元后)华西秋雨有两个特少期、两个偏少期、三个偏多期和一个特多期。近代,华西处于秋雨特多的周期中。未来30年明显秋雨年份将显著减少,应注意秋旱现象。     

夏季西太平洋暖池热含量对华西秋雨的影响及可能的物理机制

利用1971—2012年气象台站逐日资料,综合考虑降水量、降水日数及日照时数计算华西秋雨强度,结合不同深度海温资料,研究了华西秋雨强度与夏季西太平洋暖池热含量年际变化的联系,并讨论了其可能的物理机制。结果表明,前期夏季西太平洋暖池关键区(5°S—5°N,130°—160°E)热含量变化与华西秋雨强度有显著正相关关系,当前期关键区热含量偏高(低)时,华西秋雨强度较强(弱)。分析发现,当前期关键区热含量偏高时,其相对大气是一个异常热源,由于大气对其的响应,在热含量关键区西北侧中国南海—中南半岛附近生成了异常气旋式环流,其偏东偏南气流有利于向华西地区输送中低纬度洋面上大量暖湿水汽,并与北方的干冷空气在此交汇,同时,高层西风急流异常西伸,华西地区恰好位于急流入口区右侧的辐散区,这种高、低层有利的耦合形势使得秋雨偏强,反之亦然。      

华西秋雨的气候特征及成因分析

在分析华西秋雨气候特征的基础上,设计了综合考虑秋季降水量和降水日数的秋雨指数,并进行了EOF和REOF分解以及秋雨主要影响因素分析。结果表明：第一模态反映了长江中上游以北地区与以南地区降水相反的形势,第二模态反映了华西降水的一致性;REOF将华西秋雨可分为6个气候区。华西秋雨的变化趋势表明,1960年代到1970年代初期、1980年代初期为相对多秋雨期,1970年代中后期、1980年代中后期到20世纪末华西秋雨相对较少。21世纪开始又出现了较明显的华西秋雨现象。西太平洋副热带高压、印缅槽、贝加尔湖低槽是华西秋雨的主要影响系统,当贝加尔湖、印缅槽深且副热带高压强时,有利于华西多秋雨;反之,则秋雨不明显。     

华西秋雨准4年周期特征及其与赤道太平洋海表温度的关系

利用1959～2011年华西地区气象台站资料、NCEP/NCAR再分析资料、NOAA海表温度资料, 采用多锥度—奇异值分解(MTM-SVD)方法, 研究了华西秋雨的准4年周期特征及其与赤道太平洋海表温度的协同变化关系。研究结果表明:华西秋雨具有显著的准4年周期, 其典型循环表现为"偏强, 略偏强, 偏弱, 略偏弱"的特点。在准4年周期上赤道中太平洋海表温度对华西秋雨的协同变化表现为"偏低, 略偏低, 偏高, 略偏高", 这种协同变化从初夏就体现出来, 并一直持续到秋末。同时在准4年周期上, 华西秋雨对ENSO事件也存在一定的响应, 但是主要体现在发生强ENSO事件时。准4年周期的环流分析表明, 夏季到秋季赤道中太平洋海表温度偏低(高)时, 秋季500 hPa高度场出现东亚/太平洋(EAP)遥相关波列正(负)异常, 西太平洋副热带高压偏西(东), 华西地区来自南海西太平洋和孟加拉的水汽输送偏多(少), 华西秋雨偏强(弱)。     

2018年9月大气环流和天气分析

2018年9月大气环流的主要特征是：极涡呈偶极型,中高纬地区西风带为多波型分布,西太平洋副高强度较常年偏弱、位置偏西。全国平均降水量74.2 mm,较常年同期(65.3 mm)偏多14%;全国平均气温为16.7℃,较常年同期(16.6℃)偏高0.1℃。9月我国大范围的降水有3次,华南和西北地区东部等地出现强降水,局地灾情严重。9月在西北太平洋和南海共有4个台风生成,其中1822号台风山竹和1823号台风百里嘉在我国广东省登陆。月内黑龙江遭受低温冷冻灾害;华西秋雨开始偏晚,云南、四川南部、重庆和贵州南部秋雨强度总体偏强。     

热带大气季节内振荡对华西秋雨的影响

热带大气季节内振荡(MJO)对中国的降水具有明显的调节作用,研究MJO对华西秋雨的影响对于提高华西秋雨的季节内预测能力具有重要的意义。利用1979 2012年9 10月澳大利亚气象局提供的实时多变量MJO指数、中国台站逐日降水资料以及NCEP再分析资料,通过异常合成分析的方法研究了MJO对华西秋雨的影响以及相应环流背景场的变化。研究表明,在MJO对流主体自西向东传播的过程中,华西地区的秋季降水量呈先增加后减少的趋势。当MJO对流主体位于印度洋中西部(1~2位相)时,华西秋雨偏多,当MJO对流主体位于印度洋东部至太平洋中西部(3~8位相)时,华西秋雨偏少。其中MJO对流主体位于中东印度洋(第2位相)和西太平洋(第7位相)时,华西地区秋季有降水最大正异常和最大负异常。与此同时,对应分析MJO不同位相上的高空形势场和中低空流场、水汽输送、垂直运动的异常变化发现:第1、2位相时,我国上空出现两槽一脊、西低东高的环流形势,此时华西地区冷空气活动频繁,且孟加拉湾、南海和西太平洋对华西地区的水汽输送较强,有利于干冷与暖湿气流在华西地区交汇,水汽辐合、上升运动亦显著,从而造成降水偏多;第7位相时,我国上空受较强的西风带长波脊控制,并且三个海区对华西地区的水汽输送较弱,水汽辐散、下沉运动亦较强,造成降水偏少。     

基于不同温湿条件的福州市人体舒适度变化研究

利用福州市1961—2012年逐日气象资料,采用炎热指数计算各月人体舒适度,结果表明:①基于日平均气温下的舒适度指数可以反映除夏季外的其他季节的人体感觉,而夏季以最高气温计算的舒适度指数更能反映人们的实际感受;②福州市各月出现频率最多的舒适度等级分别为1—2月冷,3、11、12月稍冷,4—6、9月舒适、7—8月稍热,10月较舒适,其中5月是最舒适的月份,月内88.8%的天数舒适,1月份最冷,50.4%的天数为冷, 7月最热,53.8%天数为稍热,37.2%天数为热;③50多年来年舒适度指数有明显的增大趋势,但总体为舒适等级。夏季舒适度指数增加的趋势虽然不很显著,但几个大值年份均出现在20世纪90年代末期以后。冬季舒适度指数增加趋势较显著,尤其是 20世纪80年代后期以后,表明冬季舒适程度增加。     

华西秋雨趋势变化的年代际转折及其成因分析

华西地区（25°N～35°N,100°E～110°E）是中国秋季降水主要地区之一。本文根据华西地区72站月平均降水资料、NCEP/NCAR再分析资料和哈德莱中心海温及海冰资料,利用相关和回归等分析方法研究了1961～2014年华西地区秋雨的年代际变率及其与大气环流和海温的关系。华西秋季降水年代际变率分解为呈现显著下降趋势的P1时段（1964～1998年）和呈现上升趋势的P2时段（1998～2014年）发现,对应P1时段降水下降趋势的华西区域大气位势高度异常场具有西正东负结构,大尺度环流场显示为从大西洋东传经北极巴伦支—喀拉海区至东亚的准纬向波列,该波列体现了上游负位相NAO（North Atlantic Oscillation）的调制作用。对于P2时段的降水上升趋势,其位势高度场配置与P1时段相反,而大尺度波列结构在欧亚大陆的部分呈西北—东南走向,且整体偏西,体现了上游正位相NAO的调制作用。这种环流结构导致华西区域西北侧形成负异常中心,有利于西南暖湿气流进入研究区域。影响华西秋雨趋势转折的海温关键区位于热带中东太平洋和热带印度洋。在P1时段,华西秋雨降水趋势与同期热带中东太平洋和印度洋海温呈显著正相关关系。而在P2时段,华西秋雨与前冬热带中东太平洋和印度洋海温存在显著负相关,前冬西北太平洋海温正异常也同时影响了华西秋雨的上升趋势。     

2019年9月大气环流和天气分析

2019年9月环流特征如下:北半球极涡呈单极型分布,强度偏弱;亚洲大陆中高纬为两槽一脊型;西北太平洋副热带高压明显偏西、偏强。9月全国平均降水量62.4 mm,较常年同期(65.3 mm)偏少4%;全国平均气温为17.7℃,较常年同期(16.6℃)偏高1.1℃。月内共出现了4次主要的区域性强降水过程,其中2次降水活动与台风有关。共有6个台风在西北太平洋和南海海域活动,无台风登陆我国。月内,华西秋雨南区开始偏早,影响显著;长江中下游气象干旱持续发展;江南、华南北部和华北部分地区出现高温天气;黑龙江、内蒙占等多地遭受风雹灾害;黑龙江和内蒙古部分地区遭低温冷冻灾害。