贵州秋季绵雨的时空变化和典型绵雨年环流特征

利用贵州76个测站1961—2017年秋季(9—11月)逐日雨量和美国国家环境预报中心/大气研究中心(NCEP/NCAR)再分析资料,借助线性趋势、Mann-Kendall检验、合成分析等方法,对贵州秋季绵雨时空变化和同期典型重、轻绵雨年环流特征进行了分析。结果表明:近60 a贵州秋季绵雨量和绵雨日数呈线性减少趋势,小雨对绵雨贡献率最大; 11月绵雨日数突变发生在1986年前后,1961—1986年为偏多时段,1987—2017年为偏少时段。贵州秋季绵雨从西、西北向东、东南呈递减分布并分析了典型重绵雨年和轻绵雨年的环流特征。     

贵州省秋季连阴雨时空变化特征及典型过程研究

利用贵州省78个气象站1969—2019年秋季（9月1日—11月30日）的逐日降水量和日照时数资料以及同期NCEP/NCAR再分析资料，分析贵州省秋季无日照连阴雨发生频次、持续时间和时空分布特征，并选取5次典型过程进行环流诊断。结果表明：近51年来，贵州省秋季无日照雨日数10月最多，9月最少，秋季无日照雨日降水量最大的是9—10月，11月降水量最少。秋季累计贵州省平均无日照雨日数为27.3 d/a，贵州省多年平均秋季无日照降水量为183.2mm/a，均呈北多南少的分布型。贵州省东北部发生轻级（5～6 d）无日照连阴雨的频次最多，重级以上（10 d以上）无日照连阴雨过程主要发生在贵州省西北部。厄尔尼诺发生年，印度洋偶极子正位相，高原及其以西地区、印度洋多低值系统发展活动频繁，有利于贵州省出现连阴雨过程。     

中国雨日数的气候特征及趋势变化

使用国家气象信息中心整编的全国2 425个观测站1961年1月—2013年2月的52 a逐日降水观测资料,美国气象环境预报中心(NCEP)和美国国家大气研究中心(NCAR)资料。通过计算气候场、雨日概率、倾向值、M-K突变检验等现代统计诊断方法,研究了中国各等级雨日数的年、季节的时空分布特征和不同等级雨日数的趋势变化特征以及相关的背景环流。得到以下结论:(1)中国年总雨日数高值区在四川东部、贵州、江南及云南西南部,以小雨日数占比最高;中雨、大雨日数高值区在江南东部和云南西南部;50 mm以上雨日数中心分别在华南沿海和闽—浙—赣交界,前者强后者弱;(2)年内总雨日概率分布表现为3类:平缓型、单峰型、双峰型,南方地区除云南外均为平缓型;西藏东部、川西、陕甘宁3省南部、青海东部为双峰型;全国其余地区为单峰型;(3)中国季风区小雨日数在1970s末—1980s初发生突变,呈趋势性显著减少,除东北外,四季均减少,以秋冬季云南、上海等地减少最显著,而干旱半干旱区小雨日数呈增加趋势;(4)西南地区东部的年中雨日数在2000年后显著减少,秋季减少最明显,而京、沪、粤3大城市群年中雨日数呈增加趋势;西南地区东部秋季、云南夏季大雨以上日数在2003年后显著减少,而夏冬两季长江中下游中雨以上等级的雨日数明显增加;(5)川东、贵州、江南中部的雨日高值区与青藏高原东部低层回流冷空气形成的静止锋或辐合带相联系。     

江西省近50年霾天气时空分布特征及成因分析

利用1964—2013年江西省83个站逐日霾观测资料,运用线性倾向估计等统计方法,分析江西省近50年霾时空变化特征及其与气候要素的关系。结果表明:江西霾日数呈赣中北部多、赣南少的特点,赣中的萍乡—宜春—抚州—上饶一带以及赣北北部的九江中部、景德镇北部地区是霾天气多发区,年均霾日数在30 d·a~(-1)以上。冬季霾日数最多,萍乡—宜春—鹰潭地区中北部、南昌—九江的中部以及上饶东部地区超过20 d·a~(-1),春季和秋季次之,夏季最少。12月是霾日数最多的月份,接近全年霾日数的2成。江西省霾日数呈年际增长的趋势,增长率为11 d·(10 a)~(-1),气候趋势系数为0.78,通过0.01的显著性水平检验。霾日数与平均风速和大风日数均呈负相关,而与静风日数呈正相关。近50年平均风速和大风日数呈下降趋势,静风日数呈上升趋势,这可能导致空气中污染物不易扩散而形成更多的霾天气。江西省降水日数呈减少趋势[-6.3 d·(10a)~(-1)],气温呈增暖趋势[0.15℃·(10a)~(-1)],霾日数与气温和降水日数分别呈正、负相关。     

中国大陆1960～2012年持续干旱日数的时空变化特征

采用1960~2012年508个地面观测站逐日降水量资料,分析了中国大陆近53 a四季持续干旱日数变化趋势。结果表明：近53 a来我国大陆春季和冬季持续干旱日数呈明显下降趋势,其中冬季气候倾向率为-0.7 d/10 a,夏季变化趋势比较平稳,秋季呈明显上升趋势。空间变化上持续干旱日数气候倾向率春季在-0.41~0.41 d/10 a之间,大部分地区呈减少趋势;夏季持续干旱日数气候倾向率508个测站中有59%的测站为减少趋势,41%为增加趋势;秋季大部分地区气候倾向率呈增加趋势,统计有302个测站呈上升趋势,占中国大陆总测站数的69%;冬季持续干旱日数气候倾向率在-0.62~0.44 d/10 a之间,统计508个测站中有66%的测站为减少趋势,34%为增加趋势。     

1964-2013年大连地区暴雨气候特征及变化规律

利用1964—2013年大连地区6个气象站逐日降水资料,采用线性倾向估计、Mann-Kendall和 Yamamoto检验及最大熵谱分析等方法,对大连地区暴雨的气候特征及变化规律进行分析。结果表明：大连地区3—12月均可出现暴雨,72.7％的暴雨出现在7—8月,7月暴雨出现最多,8月上旬是暴雨出现最集中的时期。4—8月各月暴雨日数均呈上升趋势,且4月暴雨日数上升最明显,8月次之,至9月暴雨日数呈下降趋势。大连地区各站年平均暴雨日数为1.8—2.8 d,暴雨日数分布从大连西北内陆向东南沿海地区逐渐增多,暴雨日数大值中心在庄河（2.8 d）。各站年暴雨日数均呈上升趋势,大连北部普兰店、东部长海和西南部旅顺地区年暴雨日数呈显著上升趋势,其他地区年暴雨日数上升趋势较弱。近50 a来,大连地区暴雨初日有所提前,暴雨终日变化不明显。年暴雨日数、暴雨强度和暴雨贡献率均呈不显著的上升趋势,且均从2003年以来增加明显,均有2.0—3.0 a的周期振荡;此外,年暴雨日数、暴雨强度和暴雨贡献率分别存在准12.5 a、准5.0 a和准16.7 a的振荡周期,仅年暴雨贡献率在1977年和1978年发生显著突变。     

贵州冬季冻雨的大尺度环流特征及海温异常的影响

利用1981-2013年贵州冬季冻雨资料、NCEP/NCAR再分析资料和NOAA海温资料等,分析了影响贵州冬季冻雨日数的大尺度环流系统,讨论了海温异常对冬季冻雨日数的可能影响。基于赤道中东太平洋海温异常建立冬季冻雨日数的预测模型,并检验了模型的预测能力。研究表明:贵州冬季冻雨日数偏多(少)年,大气环流异常呈现出西伯利亚高压偏强(弱)、东亚地区海陆气压差偏大(小)的强(弱)东亚冬季风环流特征,同期印缅槽偏强(弱)、东亚副热带急流偏强(弱)。贵州冬季冻雨日数多寡与ENSO事件存在密切联系,秋、冬季赤道中东太平洋冷(暖)海温发展有利于冬季冻雨日数偏多(少)。前期秋季赤道太平洋Ni?o区海温异常是显著影响贵州冬季冻雨日数的年际预报信号,对贵州冬季冻雨日数的多寡具有较好的预测指示意义。     

1971—2013年长兴年降水结构时空变化特征

利用长兴地区1971—2013年逐日降水量资料,采用趋势分析、功率谱分析和GIS空间分析,探讨反映年内降水结构的2类指标:不同强度降水日数和降水相关极值的时空分布规律。结果表明:近43 a来,降水量变化呈微弱减少趋势,减少速率为6.61 mm/10a;不同强度降水日数变化差异明显,其中总降水日数和小雨日数呈显著下降趋势,减少速率分别为3.38 d/10a、3.17 d/10a,相比而言,中雨日数和大雨及以上日数呈波动趋势,变化不大。2002—2013年,最大连续降水量和最大日降水量较多年平均水平偏低,但呈现为显著上升趋势,上升速率分别为133.62 mm/10 a、46.37 mm/10a。准2~3 a是长兴年降水量最为明显的振荡周期。空间分布上,不同强度降水日数和降水极值大体上呈南北高、东西低的态势,高低中心分布差异特征明显,高值区主要位于和平以南、白岘和顾渚等地区,低值区主要在林城和小浦以西、长兴东部环太湖等地带。     

黄南南部近56年积雪变化分析研究

选取青海东南部黄南区域范围内2个气象观测站近56a(1960~2015年)逐月积雪资料,利用数理统计和线性回归方法分析积雪的变化趋势,对黄南南部年积雪日数及最大雪深变化特征进行了诊断研究。结果表明:1)黄南南部积雪日数呈增加趋势,增加速率为0.152d/a;2)最大雪深春、冬季呈弱增加趋势,秋季呈弱减少趋势,总体呈弱减少趋势;3)黄南地区的积雪日数与最大雪深呈显著相关关系,一般雪深越大积雪日数就越长;4)年和各季积雪日数均发生了由少到多的突变,春季发生在1965年,秋季在1973年,冬季在1974年发生了突变,年突变发生于1970年;5)由小波分析可知,近56年来,黄南南部地区积雪日数6年的振荡周期比较明显外,在20世纪60~70年代末存在准3a振荡周期,其他周期信号强度都较弱。      

玉屏县51a降水事件变化趋势及突变分析

统计分析玉屏县1959—2009年降水量,结果表明:51 a来玉屏县的年降水量与全国年降水量变化趋势一样不显著,但春、秋季的降水量呈线性下降趋势,夏季降水量则呈线性上升趋势。年日最大降水量无显著的趋势性变化,其暴雨日数呈增多趋势,中等雨日和有量雨日呈减少趋势。近51 a玉屏县降水量、年最大降水、中等雨日数、有量雨日数、暴雨日数均无明显突变发生,但暴雨量对总降水量的贡献变大。     

广东低温阴雨的低频振荡及环流特征

为了做好广东2—3月低温阴雨的中期与延伸期预报,该文分析了1953—2011年广州低温阴雨年景变化与广东低温阴雨年景变化的关系,并采用小波分析、相关分析等方法探讨了12月—次年4月广州逐日气温的低频振荡及与低温阴雨的关系。结果表明:广州低温阴雨的年景变化与广东年景一致的相同率达94.9%(56/59)。轻度低温阴雨年份,12月—次年4月广州逐日气温主要存在8.0~18.3 d显著周期,而中等及严重年份主要存在10.1~28.4 d及30~89.6 d的振荡。2—3月长低温阴雨主要与18 d以上的周期振荡有关,尤其与45 d以上的季节内振荡强度变化密切相关。利用典型个例的合成分析,建立了长低温阴雨30~64 d季节内振荡的天气概念模型,它们反映了长低温阴雨回暖—降温—开始—维持—结束的大气环流演变特征,其中乌拉尔山—贝加尔湖以西的阻塞高压可作为广东出现长低温阴雨的500 hPa前兆信号。     

LOW-FREQUENCY CIRCULATION AND EXTENDED-RANGE FORECAST IN CONNECTION WITH AUTUMN EXTREME HEAVY RAINFALL PROCESS IN HAINAN

Observed daily precipitation data from the National Meteorological Observatory in Hainan province and daily data from the National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research (NCEP/NCAR) reanalysis-2 dataset from 1981 to 2014 are used to analyze the relationship between Hainan extreme heavy rainfall processes in autumn (referred to as EHRPs) and 10–30 d low-frequency circulation. Based on the key low-frequency signals and the NCEP Climate Forecast System Version 2 (CFSv2) model forecasting products, a dynamical-statistical method is established for the extended-range forecast of EHRPs. The results suggest that EHRPs have a close relationship with the 10–30 d low-frequency oscillation of 850 hPa zonal wind over Hainan Island and to its north, and that they basically occur during the trough phase of the low-frequency oscillation of zonal wind. The latitudinal propagation of the low-frequency wave train in the middle-high latitudes and the meridional propagation of the low-frequency wave train along the coast of East Asia contribute to the ‘north high (cold), south low (warm)’ pattern near Hainan Island, which results in the zonal wind over Hainan Island and to its north reaching its trough, consequently leading to EHRPs. Considering the link between low-frequency circulation and EHRPs, a low-frequency wave train index (LWTI) is defined and adopted to forecast EHRPs by using NCEP CFSv2 forecasting products. EHRPs are predicted to occur during peak phases of LWTI with value larger than 1 for three or more consecutive forecast days. Hindcast experiments for EHRPs in 2015–2016 indicate that EHRPs can be predicted 8–24 d in advance, with an average period of validity of 16.7 d.     

近46年京津冀地区“夏雨秋下”现象及其成因初探

基于京津冀地区逐日和逐时降水资料,对1970年以来变暖背景下该地区盛夏（7月和8月）和初秋（9月）降水的变化特征分析后:近46年京津冀地区盛夏降水显著减少,在1990年代末由多雨转为少雨位相,降水日变化上,不同时段的降水皆明显减少,其中持续性降水事件的变化对总降水量减少的贡献更大。而初秋降水明显增加,且在2000年代初发生跃变,由少雨转为多雨位相,夜间降水明显增加,并且持续性降水的增加和跃变是初秋降水增加的主要原因。进一步分析发现,日最高气温的变化与短时降水有较好的时间关系,盛夏时最高气温在1997年发生跃变,从较低位相跃变为较高位相,对应的,盛夏短时降水也同年发生跃变,由多雨转为少雨位相。而初秋的最高气温变化不明显,短时降水也没有发生跃变,无明显的变化趋势。此外,在环流场上,2000年代后,盛夏时欧亚中高纬阻高活动加强,阻碍了中纬度西风扰动输送水汽到京津冀地区,东亚急流偏南,京津冀地区上升气流受到抑制,不利于降水产生;而初秋时,输送至京津冀地区的水汽增加,东亚急流偏北,京津冀地区上升气流加强,贝加尔湖地区低槽受到东部高压阻挡,经向环流加强,有利于冷空气的活动,同时,西太平洋副高强度增强位置偏北,有利于降水的形成。东亚海陆热力差指数在初秋的增强反映出东亚夏季风在夏末秋初的南撤过程发生延迟,形成了以上有利于初秋降水的环流形势,导致了“夏雨秋下”的现象的出现。     

近50年西南地区秋雨监测指标的建立及成因分析

利用西南地区四川、重庆、云南和贵州秋季降水量和日照时数资料,对西南地区秋雨极端天气气候事件的监测指标进行了探讨,最终定义连续5天以上日降水量大于等于0.1 mm,且日照时数小于等于0.1h的天气过程为1次秋雨事件.以此指标得出西南秋雨事件主要发生在四川盆地中南部、重庆西部、云南东北部和贵州北部等地区,秋雨最强中心平均每年发生华西秋雨事件可达1.6次以上,年平均秋雨日数大于11天.近50年西南秋雨强度呈波动下降趋势.结合NCEP/NCAR同期的位势高度场、水汽场以及风场资料对西南秋雨的成因分析表明：在秋雨强年,500 hPa高度场上极区气压偏高,中纬地区气压偏低,西风环流较弱,副高脊线易偏北,印缅槽较深.850hPa高度场上在西南秋雨较强的区域有一个明显的水汽汇,在风场上也有较强的来自孟加拉湾和印度洋水汽输送.垂直经圈环流和纬圈环流有明显的上升运动与之配置.     

贵州秋绵雨的气候特征及异常成因浅析

利用贵州省83个气象观测站点1961—2021年逐日降水数据,定义贵州省单站秋绵雨过程,构建了综合考虑秋绵雨最长时段日数、其余时段累计日数、9—10月雨量占年雨量比例的秋绵雨综合强度评估指标,通过小波分析、突变分析、合成分析、相关分析等方法,对贵州秋绵雨的时空特征及其与北半球500 hPa高度场、全球海温场的关系进行了研究。结果表明：秋绵雨指数大致呈东北—西南向的条带状分布,自西北部向东南部递减;秋绵雨指数年际波动大,近61 a来以0.064/10a的速率呈下降趋势;秋绵雨指数EOF分析第1模态空间型表现为全区一致分布型,是贵州秋绵雨气候变率的主模态;贵州省秋绵雨存在2~4 a的年际变化周期;1997年为贵州秋绵雨突变点;重秋绵雨年500 hPa高度场欧亚大陆上空位势高度距平呈“北正南负”的距平分布,有利于北方冷空气南下,850 hPa距平风场南海及其周边地区为显著的反气旋性环流,加强了西南暖湿气流的输送;ENSO对贵州秋绵雨的影响是非对称的,当前期8月热带东太平洋偏暖、热带西太平洋偏冷时,对应El Niño年贵州秋绵雨偏重。     

2—5月我国低温连阴雨和南方冷害时空特征

利用1951-2007年25月我国546个站逐日平均气温和24h降水量观测资料以及南方早稻区代表站日照时数观测资料,定义了全国统一的低温连阴雨标准和早稻区低温冷害标准,并采用统计分析方法,给出了1951—2007年2—5月我国低温连阴雨和低温冷害的时空变化特征。57年中,2—5月低温连阴雨平均日数以四川盆地、贵州、江南西部和华南最多。2—5月,低温连阴雨日数呈现由长江以南向黄河流域逐渐增加且范围扩大的特征。各月低温连阴雨日数20世纪50年代较少,1997年后呈现显著减少的趋势。1963-1996年,各月低温连阴雨日数的EOF第1特征向量呈现出月际反相变化,并有年代际振荡特征。对于各地区的早稻播种而言,1951年以来,四川盆地和长江中下游地区低温冷害较华南地区偏多、偏重,但2000年以来各早稻区的低温冷害都在减少,早稻区低温冷害存在显著的年际和年代际周期振荡特征。     

中国雨季的气候学特征

利用中国740站气候平均逐候降雨量对中国的主雨季进行定义,并对雨季（包括主雨季,春雨和秋雨）的气候学特征进行了讨论。结果表明:全国主雨季最早爆发于华南中部,最晚结束于华西地区。主雨季能持续4到14候不等,雨量占年总降水的30%～60%。主雨季在中国东部为季风雨季,自南向北推进;在西部受西风带影响,北方略早于南方, 且局地性强。中国雨季具有明显的区域性和阶段性特征。中国气候的夏季降水时间序列主要反映了季节循环特征, 但气候季节内振荡（CISO）对东部雨季的持续和推进具有明显的调制作用,其中长江中下游及其以南地区以30～60天周期为主。     

贵州省2002年秋风特点及成因

使用1980到2016年的月平均NCEP再分析资料、贵州省84个国家观测站8月至9月逐日气候态要素值（1981年至2010年的三十年平均）以及贵州省2002年8月至9月气温、降水逐日资料对2002年贵州省出现的特重秋风过程进行分析。结果表明：8月9日至8月23日期间,贵州中西部地区秋风持续时间在9天以上,大部分地区在12天以上,而威宁站长达15天,达特重秋风过程。从春季开始,赤道太平洋地区海表温度自西向东异常偏暖,Nino3.4区持续时间最长,8月份到达最强,导致欧亚大陆中高纬地区经向环流明显且稳定维持,欧洲西海岸、欧亚大陆东北部经贝加尔湖至我国北方地区高度场偏高,欧洲中部明显偏低,我国东北偏低,槽后冷空气较强并南下;孟加拉湾及南海地区的气旋性环流的偏南风与北方南下的冷空气交汇于贵州省,形成静止锋并持续较长时间;8月9日至23日期间的四个台风有利于水汽的输送和环流的维持,使得我省2002年8月低温多雨,秋风灾害严重,尤其造成了8月9日至23日持续时间最长的秋风过程。     

北疆冬季持续性低温事件特征及大气环流异常分析

利用新疆天山山区及其以北地区（北疆）45个气象站1961-2010年冬季逐日最低气温资料,提出了45站低温日标准和区域性持续性低温事件的定义,并分析了持续性低温事件的时空分布和变化特征,研究了低温事件的年代际变化环流差异特征、大尺度环流背景、冷空气影响路径及强度特征。结果表明：(1) 低温日阈值呈东北向西南升高的分布趋势,低温日阈值最小值分布于准噶尔盆地和新疆北部阿勒泰地区,阈值为-34～-30℃,而西部伊犁地区和天山山区低温日阈值为-24～-20℃;(2) 1961-2010年出现35次大范围持续性低温事件,1月和2月发生频次均为0.29次/年,12月为0.14次/年;低温事件持续时间为5~25 d,其中超过10 d有16次,5~9 d有19次。持续性低温事件发生频率呈年际和年代际显著减少趋势,但强度无显著变化趋势;(3) 北半球大范围环流异常造成新疆持续低温事件,以经向环流异常为主,根据冷空气影响路径可分为4类：西西伯利亚横槽、中西伯利亚低槽东灌、北风带和西北风带、北脊南槽（涡）,这4类冷空气影响路径表现为500 hPa冷空气从极地或西伯利亚以超极地、西北和偏东路径进入新疆后,-32℃冷空气南压位于北疆地区,海平面气压场同时表现为蒙古高压盘踞欧亚大陆,高压中心达1045 hPa以上且位于阿勒泰山地区,1035 hPa冷高压控制北疆地区,这种环流配置造成新疆持续性低温事件。