20世纪长江流域3次全流域灾害性洪水事件的气象成因分析

20世纪长江流域曾出现上游洪水7次,中游洪水16次,下游洪水7次,其中有3次是全流域性洪水,分别发生在1998、1954和1931年。1998、1954和1931年梅雨期开始前(3~5月),长江流域降水比常年偏多。进入梅雨季以后,先后出现两场持续性暴雨:第1场出现在6月中旬至7月上旬,这场暴雨造成中下游河流的水位达到或超过警戒水位,出现局地洪涝;7月下旬长江中下游又出现1场持续性范围广的暴雨,雨水只能作为地面径流汇集到长江干流,造成很高水位的洪流。第2场持续性暴雨使长江上下游强降水时段在7月下旬重合,导致长江中下游干流洪水与来自上游的洪水在8月初至中旬遭遇,造成长江中下游灾难性的大洪水。1998、1954和1931年长江全流域性大洪水与东亚中高纬地区大气环流和东亚夏季风活动异常有联系。大气环流和东亚季风活动异常导致7月下旬西太平洋副热带高压的位置偏南,梅雨期持续到7月底,有利于长江中下游持续性暴雨发生的环流条件在7月下旬仍然存在。     

亚洲季风年代际振荡及与天文因子的相关

主要通过滑动ｔ－检验方法和相关统计,分析了近５０年来南亚季风、东亚季风以及高原季风的相互关系,并对其与太阳黑子周期长度（ＳＣＬ）和地球自转速度（Δω）的关系进行了讨论。结果表明：三种亚洲季风虽然在年际变化上相关不好,但在年代变化上具有很好一致性;亚洲季风的年代际变化与ＳＣＬ和Δω均相关很好,其中以与Δω关系最好,且Δω的变化超前亚洲季风的变化。对日地因子的短期变化如何影响亚洲季风年代际振荡提出了初     

近50年中国冬季气温对ENSO响应的时空稳定性分析研究

根据1962~2010年中国160站的月平均气温资料、Ni?o3.4区海洋Ni?o指数(ONI)资料以及相应的NECP/NCAR再分析资料,采用相关分析、滑动相关分析、滑动t检验、合成分析等方法,探讨了最近50年中国冬季气温对ENSO响应的时空稳定性问题。结果表明:中国冬季气温异常对ENSO的响应有着显著的地域性差异以及年代际变化,其中东北和西南地区的相关关系不稳定度比较大,而在中国东部地区则比较稳定。东北与西南地区在20世纪70年代中后期以后,冬季气温对ENSO的响应迅速减弱,甚至发生了反向变化,而东部地区这种关系近50年并没有较强的突变。相应的亚洲高空大气环流对ENSO的响应也具有明显的空间差异和阶段性变化,其特征与中国冬季气温对ENSO的响应特征基本对应。从大气环流角度解释中国冬季气温对ENSO的响应发生阶段性减弱的可能机制:ENSO通过经向Hadley环流影响中高纬度大气环流,由于70年代中后期以后亚洲经向Hadley环流的下沉支发生显著减弱,使得东亚大气环流对ENSO的响应减弱,进而导致中国冬季气温对ENSO的响应减弱。     

近30年我国南方区域持续性暴雨过程的分类研究

利用中国站点日降水资料对1981~2011年我国南方地区区域持续性暴雨(PHREs)进行了分类研究。按照区域内至少连续5 d或5 d以上有不小于10个格点[分辨率0.25o(纬度)×0.25o(经度)]出现大于等于50 mm降水且相邻两日雨带重合率不小于20%的标准,采用客观分析的方法分别挑选出我国江淮区域和华南区域PHREs。江淮区域非台风影响的PHREs 31例,集中发生在6月中旬到7月中旬,平均持续8.29 d,华南非台风影响的PHREs 34例,集中发生在6~7月,平均持续6.24 d,这两类事件的发生频次和强度均呈年代际增长。江淮区域受台风影响的PHREs 4例,集中发生在7月中下旬到8月初。华南受台风系统影响的PHREs 31例,集中发生在7~9月,此类事件的发生频次和系统强度在2000年以后均明显上升。采用场相关的客观分类方法对非台风影响的PHREs进行较为细致的分类,将江淮区域持续性暴雨事件分为A型(主雨带在长江以南)、B型(主雨带在长江以北)和C型(主雨带在长江沿江地区),将华南区域持续性暴雨事件分为E型(主雨带在云贵高原以东)和F型(主雨带位于云贵高原和广西),该分类将为下一步的机制研究提供帮助。     

2008年1月南方冰雪过程的可预报性问题分析

主要根据欧洲中期天气预报中心（ECMWF）的中期预报资料，东京气候中心（TCC）的集成预测系统，给出1～2周、月及季度预报图，从短期、中期和长期3个时间尺度，分析和讨论2008年1月中旬至2月初我国南方发生的严重低温雨雪冰冻灾害性天气过程的可预报性问题。对最严重的一次冰雪天气过程（1月25～29日），ECMWF提前1～7 d十分成功地预报出亚洲中高纬60～100°E地区为阻塞高压控制，在其南侧里海以东地区维持切断低压，可以追踪从切断低压中分裂的一个气旋性扰动沿青藏高原向东移入我国华南上空的静止锋上，对于盘踞在东亚地区的冷高压楔也能够很好地预报出来。TCC的中期以及延伸期预报（提前1~2周），较好预报了80°E附近的阻塞高压和南支西风带中高原上空的低压槽，但对里海附近的切断低压以及中国东海岸的高压脊没有预报出来；同时，对中国南方的强降水也没有预报出来。TCC对于2007/2008年冬季和2008年1月平均的500 hPa大气环流和中国南方降水异常的预测结果不好。月、季预报的可预报性比较差，这可能是由于数值模式本身的缺陷，或是由于目前对极端异常气候事件的长期预报水平本身就很低。从中期预报讲，2008年1月11日～2月1日中国南方严重暴雪、冻雨灾害可在5～10 d前预报出来。要作2008年1月我国南方低温雨雪冰冻天气这类持续性异常气象灾害事件的季度或月预报有很多困难。     

2006年夏季主要天气系统及环流特征分析

简要介绍了2006年夏季的主要天气过程和形势。2006年夏季我国华南地区出现严重洪涝,淮河流域、东北大部、河套西部降雨异常偏多,而长江流域降雨偏少。6月造成华南地区强降雨的影响天气系统为切变线和地面静止锋,7、8月则为台风。2006年的梅雨期在典型梅雨常见的中高纬度乌拉尔山和鄂霍次克海阻塞高压均未建立,中高纬度高压位于贝加尔湖以西,低纬度副高位置比气候平均稍偏北。华北地区的暴雨过程多为低槽冷锋造成。东北地区多低涡活动。2006年夏季登陆我国的台风偏早、偏多、偏强,特别是4号台风“碧利斯”和8号台风“桑美”给我国造成了巨大的经济损失。与2005年相比,2006年我国西南地区的高温日数异常偏多,四川、重庆出现了特大伏旱,华北地区的高温日数偏少,但也出现了持续闷热天气,江南部分地区的高温天数也偏多,东北基本未出现高温天气。     

2003年夏季的异常天气及预测试验

简要介绍了2003年夏季的异常天气和中国科学院大气物理研究所2003年汛期预测的结果.夏季淮河流域强降水集中发生在2周之内,引发了淮河流域的大洪水.6月底至7月上旬副高、季风涌、青藏高原东移的α中尺度高空槽以及冷空气的活动,3次处于最有利于暴雨发生的配置,梅雨锋上的扰动频繁,导致淮河流域出现引发大洪水的3次大暴雨过程.南方持续高温酷暑天气与副高的异常活动有关,特别是7月下旬至8月,西太平洋副高稳定控制江南地区.与南方的高温相反,北方凉夏是因为中纬度地区处于平直的低压带中,多小波动活动.预测系统对6～8月江淮雨带及其暴雨中心的实时预测是比较准确的,对大范围的雨带无漏报和空报;对华北地区降雨的预测评分要低于江淮梅雨,这可能是因为模式中的物理过程,特别是降水的物理过程未能较好反应华北地区的情况.     

Palmer干旱指数、地表湿润指数与降水距平的比较

利用中国气象局整编的1951年1月～1999年12月中国160站气温、降水月平均资料,计算了我国160站近49年逐月帕尔默干旱指数、地表湿润指数和降水距平百分率.对比研究表明:PDSI指数和地表湿润指数能抓住降水是干旱最重要的决定因素这一特征,并且,能反映出干旱过程具有更大的时空尺度.在实际蒸发较大的地区,PDSI指数比降水距平百分率描述干旱强度更准确.对于华北地区,在20世纪80年代以前,降水偏多,气温偏低,最大潜在蒸发较小,处于相对湿润的时段;80年代以后,降水偏少,加之气温的升高,华北的干旱越来越严重.     

2005年夏季的主要天气及其环流分析

简要讨论了2005年夏季的主要天气过程和形势。2005年夏季全国大部分地区降雨量接近常年同期或偏多,特别是新疆地区降雨异常偏多,华南地区出现严重洪涝,而长江流域出现了空梅。造成6月华南地区强降雨的影响天气系统为切变线和地面静止锋,主要为从东北和西北来的冷空气与暖湿气流交汇于华南地区而形成。2005年与1994、1998年环流的对比表明,1998年西南季风强度比1994、2005年都要弱,但2005年梅雨期东阻位置在贝加尔湖东侧,比1998年的鄂霍次克阻高偏西,中纬度地区多小槽活动,贝加尔湖地区没有长波槽建立,中高层西风急流带偏北大约10个纬度,低层西南风急流也偏北,有利于北方降水的发生。2005年夏季登陆我国的台风偏多,强度较强,这是又一特点。华北地区的暴雨过程多与登陆或西太平洋上活动的台风有关;东北地区多低涡活动。与2004年对比,2005年华北地区的高温日数偏多,而且出现持续闷热天气,江南部分地区的高温天数也偏多。     

1981～2015年华北地区持续霾事件的特征及其环流分类研究

根据1981～2015年华北地区地面基本气象要素定时值数据集和地面气候日值数据集站点资料,分别利用14时实测值法和目标区域极端事件的客观识别方法挑选霾日数和持续霾事件,并分析了它们的特征;,然后对持续霾事件进行了分类研究。结果表明:（1）华北地区霾日数空间分布极不均匀,有4个大值区:吕梁山和太行山之间的河谷地区、沿太行山以东的平原、河南北部、环黄海和渤海地区。（2）华北地区共挑选出111个持续霾事件,其中,持续3～5 d的事件最多,占了总数的86.5%,最长的事件可达12 d。（3）持续霾事件和霾日数的空间分布特征相似,且存在明显的年、季变化。1981～2015年持续霾事件数呈增加趋势,冬季增加最显著,其次是秋季和春季,夏季最少。（4）结合地形、霾日数、持续霾事件的分布和环流特征把持续霾事件分为7类,对发生频次较多的4类（华北地区型,河南北部及太行山以东的平原型,河南北部型,河南北部及环渤海、黄海地区型）的环流进行了对比分析。其环流形势的主要特征包括:对流层的中低层华北地区为纬向西风气流或脊前西北气流,我国南部或东南部地区高压西部的西南气流与华北地区的偏西气流产生弱辐合下沉气流;近地面层由于地形的影响形成垂直环流圈,霾最严重的地区一般出现在地形的东坡和垂直环流圈的下沉支。近地面东南气流和低层的西南气流向该地区输送了暖湿空气和污染物。华北地区霾发生位置的不同,主要由低层我国东部或者南部高压的位置和强度,以及局地垂直环流的下沉支的位置决定。这些研究结果可以为华北地区持续性霾的防控提供参考。