青岛汛期降水量与太平洋年代际振荡的关系

基于太平洋海面温度（SST）、大气环流及青岛降水量资料,分析并发现了青岛汛期（6—9月）降水量与太平洋年代际振荡（PDO）指数存在重要联系。当PDO处于冷位相时,西北太平洋区SST偏高,北美沿岸以及热带中东太平洋区SST偏低,西太平洋副热带高压偏弱偏东,脊线偏北,东亚夏季风偏强,青岛汛期降水量偏多,反之偏少。定义了一个新的太平洋SST距平指数SSTI,该指数包含了西北太平洋与热带中东太平洋SST距平反相变化的协同影响,也包含了PDO与ENSO的协同影响。与PDO指数、西北太平洋及热带中东太平洋SST相比,该指数与青岛汛期降水量相关性更好,通常SSTI正指数对应着汛期西太平洋副热带高压脊线偏北,面积偏小、强度偏弱,东亚夏季风偏强,有利于青岛汛期降水量偏多,反之偏少。SSTI指数可作为青岛汛期降水量预测的指示因子。     

太平洋年代际振荡研究进展

近10年来，太平洋年代际振荡(PDo)因其对全球气候系统的深远影响而得到广泛的研究。PDo指的是在太平洋的气候变率中具有类似ENSo空间结构但周期为10-30年的一种振荡，当北太平洋中部海面温度异常增暖(冲却)时，热带太平洋中部和东部以及北美沿岸常同时伴随有同等幅度的异常冷却(增暖)。总体而言，有两类观点分别认为PDO起源于确定的海气耦合过程或起源于大气的随机强迫。确定性起源论强调，一个海气耦合系统内部的物理过程可以提供一个正反馈机制以增强一初始扰动，及一个负反馈机制以促使振荡位相发生逆转；海洋环流的动力演变过程决定了振荡的时间尺度。随机性起源论则强调，因为大气活动没有一个特定的时间尺度，其时间尺度谱实际上对应于白噪音谱，所以大气对海洋的强迫是随机的；而海洋常在低频谱段有最大的响应振幅，其对应的周期约为十几年或几十年。作试图系统性地理解PDO在观测、理论和数值方面的研究现状，从而为当前研究提供一个有用的背景性参考。     

太平洋年代际振荡对广东省雷暴日年际变化的影响

探讨具有明显周期的大气涛动与雷暴活动之间的相关关系,对雷暴气候特征的变化趋势预测意义重大。以广东省54年的雷暴日年际变化为例,通过小波变换法对雷暴活动的年际变化周期进行研究,探索雷暴日与太平洋年代际振荡(Pacific Decadal Oscillation,简称PDO)指数两者之间是否存在长周期的响应关系,经分析得出以下结论：广东省雷暴多发期大多出现在PDO冷位相时期,雷暴少发期多出现在暖位相时期;且广东省雷暴日存在明显的30年左右的振荡周期,与PDO的变化周期具有较好的对应关系,年平均雷暴日与当年3—7月的PDO指数相关性最好,相关系数达0.52,灵敏度达-619.1±135.7%,呈负相关。高雷暴日,与PDO指数的十年平滑值之间具有很好的相关性,两者相关系数可达0.77。     

太平洋年代际振荡对中国冬季最低气温年代际变化的贡献

基于1961—2013年中国台站的均一化气温数据、NOAA月平均海温资料和CMIP5气候模式数据,利用气候统计手段,定量分析太平洋年代际振荡（PDO）对中国冬季最低气温年代际变化的贡献。结果表明：PDO的年代际序列与年代际滤波后的最低气温场在全国大部分地区呈显著正相关,即PDO负位相时中国冬季最低气温偏低,反之偏高。2006年后中国冬季最低气温变暖减缓,造成这一现象的主要原因是自然变率起到的降温作用,而自然变率又主要由PDO起主导作用,约占自然变率贡献的40%左右。PDO对温度的贡献呈现出明显的年代际变化,在变暖减缓期对升温有明显的负贡献,且负贡献逐渐增大至超过50%。     

太平洋年代际涛动与云南夏季气温的年代际变化

云南夏季气温具有年代际变化特征,近年来一系列的云南夏季气温异常偏高事件是年代际变化的体现.其中云南夏季气温在准50年年代际变率上与春季太平洋年代际涛动(PDO)指数具有较好的正相关关系,夏季西太平洋副热带高压西伸脊点位置与前两者在年代际上都具有较好的负相关关系.分析认为,可能是由于当春季PDO进入暖(冷)位相阶段时,中东太平洋海温距平持续偏高(低),夏季西太平洋副热带高压位置偏西(东),导致云南夏季不(容)易出现云雨天气,从而进入了气温偏高(低)的年代际时期的关系.春季PDO的变化是夏季云南气温年际变化的重要背景.     

亚非夏季风的年代际变化:大西洋多年代际振荡与太平洋年代际振荡的协同作用

亚非夏季风系统包括非洲夏季风、南亚夏季风和东亚夏季风。它是全球季风系统中具有高度整体一致性变化的系统,其主要原因是亚非夏季风系统具有相同的主要驱动力:AMO(Atlantic Multidecadal Oscillation,大西洋多年代际振荡)和PDO(Pacific Decadal Oscillation,太平洋年代际振荡)海洋年代际变化模态。在此前提下,本文首先阐述了AMO对亚非夏季风的强迫作用与遥相关作用,特别强调了它在亚非夏季风及其降水年代际转型中的作用;其次讨论了PDO与冬春积雪的年代际变化对东亚夏季风雨带的协同作用;最后综合分析了AMO、PDO与IOBM(Indian Ocean Basin Mode,印度洋海盆一致模态)的协同作用,指出印度洋海洋模态在年代尺度上独立于AMO与PDO的相关组合,主要起着加强东亚夏季风活动的作用。     

太平洋年代际振荡冷、暖背景下ENSO循环的特征

利用英国气象局哈德莱中心的月平均海温距平资料、美国Scripps海洋研究所联合环境分析中心(JEDAC)的海表和次表层海温观测资料以及NCEP/NCAR再分析资料,研究了太平洋年代际振荡(PDO)不同背景下ENSO循环的特征.结果表明,PDO为ENSO循环提供了一个年代际气候背景,在PDO的暖位相时期,El Nino事件发生的频率较高,强度较强;反之,在PDO的冷位相时期,La Nina事件发生的频率较高,强度较强.而且在不同的太平洋年代际振荡背景下,ENSO循环表现出不同的特征.在PDO冷位相时期,发生El Nino(La Nina)事件时,正(负)的SOTA从西太平洋沿温跃层向东传播,正(负)的SSTA从赤道东太平洋向西扩展到中太平洋,ENSO事件先在赤道东太平洋爆发.在PDO的暖位相时期,发生El Nino(La Nina)事件时,正(负)的SOTA首先出现在赤道中太平洋,然后沿温跃层向东传播,正(负)的SSTA从赤道中太平洋向东扩展到东太平洋,ENSO事件首先在中太平洋爆发.这为ENSO预测提供了新的线索.     

CMIP5耦合模式对太平洋年代际振荡的模拟与预估

利用第五次耦合模式比较计划（CMIP5）40个模式的模拟资料和分类集合的方法,评估了耦合模式对20世纪太平洋年代际振荡（PDO）特征的模拟能力。结果表明,CMIP5多数模式对PDO周期有着较好的刻画能力,能模拟出PDO的年代际变化周期。模式对PDO模态空间特征的模拟能力存在较大差异,小部分模式模拟效果较差。进一步的分析表明,对PDO模态模拟较好的第1类模式,能较好地再现热带太平洋与北太平洋海表温度异常（SSTA）年代际变化间的关系,而且热带太平洋SSTA通过大气遥相关影响北太平样海表温度的过程也模拟的较成功。对PDO模态模拟差的模式,不能合理模拟出热带太平洋SSTA对北太平洋海表温度影响的遥相关过程。以上研究也证实了热带太平洋地区海表温度的年代际变率对北太平洋海表温度年代际变率的重要影响,热带太平洋SSTA对北太平洋SSTA的影响是通过大气遥相关实现的。利用CMIP5中等排放情景模拟结果,分析了第1类模式预估的北太平洋年代际变率的特征,发现21世纪北太平洋年代际变率的主要模态为一致的正异常分布且呈现明显的上升趋势,第二模态则表现为类似于20世纪典型PDO的马蹄型SSTA分布。     

太平洋年代际振荡的年代际预测方法

太平洋年代际振荡(PDO)是北太平洋海表温度年代际变率的主模态。由于太平洋年代际振荡对区域乃至全球气候的显著影响,其合理的预测结果可以带来多方面收益。然而,针对太平洋年代际振荡及其有关的海表温度的年代际预测,目前气候模式的预测水平还十分有限,因此,提出了一个新的增量方法。一系列的验证结果表明,增量方法可以有效预测太平洋年代际振荡,其中包括成功预测出其振荡的年代际转折。增量方法的预测过程主要包括3个步骤:(1)采用5 a滑动平均得到太平洋年代际振荡的年代际变率;(2)利用3 a增量形式的预测因子构建预测模型,预测3 a增量的太平洋年代际振荡(DI_PDO);(3)将预测得到的DI_PDO加上3 a前的观测PDO,得到最后预测的PDO。增量方法亦可以应用到气候系统年代际内部变率的其他模态(如:北大西洋年代际振荡)和其他气候变量的年代际预测(如:海表温度)。     

太平洋年代际振荡的研究进展

作者以太平洋年代际振荡(PDO)现象为重点,系统地回顾了太平洋年代际变率观测、模拟和理论研究的国内外进展.在PDO时空结构方面,总结了PDO的基本观测事实,在PDO成因方面,从海洋大气相互作用观点出发比较了三类PDO形成机制的理论或假说,讨论了现有理论或假说中存在的若干问题,并提出了未来研究的方向和需要解决的关键科学问题.作者也简要介绍了东亚及中国气候年代际变化的特征及其和太平洋海表温度异常的联系,并讨论了东亚大气环流异常在PDO形成中的可能作用.     

海南岛台风灾害危险性评价研究

应用G IS技术,以县市行政区为单位,选用多年平均台风灾害过程中的综合灾度、风速和降水因子,利用台风灾害危险性指数法对海南岛台风灾害危险性进行评估。结果表明:危险性最大值分布在海南岛的沿海市县。台风灾害危险性评估可为海南岛的可持续发展和防灾减灾决策提供科学依据。     

Characteristics and Preliminary Causes of Tropical Cyclone Extreme Rainfall Events over Hainan Island

The characteristics of tropical cyclone(TC) extreme rainfall events over Hainan Island from 1969 to 2014 are analyzed from the viewpoint of the TC maximum daily rainfall(TMDR) using daily station precipitation data from the Meteorological Information Center of the China Meteorological Administration, TC best-track data from the Shanghai Typhoon Institute,and NCEP/NCAR reanalysis data. The frequencies of the TMDR reaching 50, 100 and 250 mm show a decreasing trend[-0.7(10 yr)~(-1)], a weak decreasing trend [-0.2(10 yr)~(-1)] and a weak increasing trend [0.1(10 yr)~(-1)], respectively. For seasonal variations, the TMDR of all intensity grades mainly occurs from July to October, with the frequencies of TMDR 50 mm and 100 mm peaking in September and the frequency of TMDR 250 mm [TC extreme rainstorm(TCER) events]peaking in August and September. The western region(Changjiang) of the Island is always the rainfall center, independent of the intensity or frequencies of different intensity grades. The causes of TCERs are also explored and the results show that topography plays a key role in the characteristics of the rainfall events. TCERs are easily induced on the windward slopes of Wuzhi Mountain, with the coordination of TC tracks and TC wind structure. A slower speed of movement, a stronger TC intensity and a farther westward track are all conducive to extreme rainfall events. A weaker northwestern Pacific subtropical high is likely to make the 500-h Pa steering flow weaker and results in slower TC movement, whereas a stronger South China Sea summer monsoon can carry a higher moisture flux. These two environmental factors are both favorable for TCERs.     

近60年永兴岛热带气旋降水的气候特征分析

对1958-2019年期间,进入永兴岛及附近区域(11.5°～21.5°N,101.2°～117.5°E)范围内的热带气旋(Tropical Cyclone,TC)的气候特征进行分析,结果表明:①永兴岛平均每年受9.4个TC影响,TC有显著的下降趋势,以0.68个/10a逐渐减少,趋势系数为-0.406;②永兴岛TC路...     

不同太平洋年代际振荡和ENSO位相下大气水分收支变化对北半球冬季太平洋蒸发量的影响

本文利用OAFlux资料研究了1958~2015年北半球冬季太平洋蒸发量在不同厄尔尼诺—南方涛动（ENSO）和太平洋年代际振荡（PDO）位相下的分布特征,并从水汽收支的角度分析了蒸发量异常的成因,结果表明:ENSO主要影响热带东太平洋、副热带西北太平洋和中纬度北太平洋中部的蒸发量。El Ni?o（La Ni?a）时水汽在北太平洋中部异常辐散（辐合）,有利于当地大气水汽含量减小（增大）,造成蒸发量增大（减小）;副热带西北太平洋异常的水汽辐合（辐散）有利于蒸发量减小（增大）;除此以外,蒸发量在热带东太平洋蒸发量增大（减小）则主要是降水量增大（减小）导致。与此同时,ENSO对上述海区蒸发量的影响还受到PDO的调控,当PDO处于暖（冷）位相时,El Ni?o（La Ni?a）造成蒸发量异常程度在中纬度北太平洋中部显著增大,这主要是由降水量增大（减小）引起的大气水汽含量减小（增大）所致,此时对应着风暴轴异常增大（减小）;当PDO处于冷（暖）位相时,El Ni?o（La Ni?a）造成的蒸发量异常程度在副热带西北太平洋和热带东太平洋显著增大,而这与湿度变化引起的水汽平流异常程度增大紧密相关。     

海南岛气候舒适度与年内客流量变化的相关性分析

利用海南岛1981-2010年的气温、相对湿度、风速、日照时数等气象资料对海南岛旅游气候舒适度进行评价,划分出年内各月旅游气候适宜性等级;结合2006-2010年的旅游客流量统计数据,计算了客流量月指数,在此基础上,用虚拟因子表示非气候气候因素的影响,采用OLS方法分别建立了客流量月指数与气候舒适度的回归方程,相关分析结果表明：（1）国内旅游客流量全年受到气候舒适度的影响,国内客流量月指数与气候舒适度之间的线性关系显著,弹性系数为1.5％;海外旅游客流量除受到气候舒适度的影响外,节假日赛事活动等非气候因素对其也产生一定的影响,海外客流量月指数气候弹性系数为1.1％.     

海南岛冬季暴雨的时空分布及大尺度环流场特征分析

利用海南岛气象观测站逐日降水整编资料和欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF） ERA5再分析资料,分析了1991—2020年海南岛冬季暴雨的时空分布及环流特征。结果表明：海南岛冬季暴雨在月际分布（12月—次年2月）上存在较大差异性,降雨量级越大,差异越明显;在空间分布上也存在显著的地域性,东部地区发生频次最高,总体上呈现东多西少的分布特征。海南岛冬季暴雨的水汽输送主要以偏东方向为主,气流来自副高南侧的偏东气流和大陆冷高压东南侧的东北气流。海南岛冬季暴雨发生期间,相对气候平均态而言,偏东低空急流较为强劲,中南半岛南支槽形态明显,副高偏北偏西偏强,南亚高压西北向的出流偏强,且南海海域存在显著的海温正距平。     

2010年10月海南岛一次特大暴雨过程数值模拟和诊断分析

使用WRF 模式对2010 年10 月4-6 日发生在海南岛的特大暴雨过程进行数值模拟和边界条件敏感性试验.敏感试验表明,使用0.5° ′ 0.5°分辨率的GFS 资料作为边界条件模拟效果最好.模拟结果表明,采用4 km 水平格距试验模拟的强降雨中心（1 200 mm）位置、量级与实况强中心（1 084 mm）基本接近,模拟的48 h 雨量在海南岛上呈东多西少的分布特点,与实况基本相符,但模拟的西部降雨较实况偏多.同时利用模拟结果对风场、水汽通量散度、假相当位温、低空急流和散度垂直通量等要素进行了诊断分析,结果表明在热带低压、冷空气和副热带高压的影响下,存在着强低空急流、强水汽辐合中心、大气对流不稳定结构及高低空配合较好的辐散辐合作用,使得本次过程上升运动异常强烈,从而产生特大暴雨.     

不同PDO位相下El Niño发展年和La Niña年东亚夏季风的季节内变化

基于1957~2017年观测和再分析资料,合成分析了北太平洋年代际振荡(Pacific decadal oscillation,PDO)不同位相下El Ni?o发展年和La Nina年东亚夏季风的环流、降水特征及季节内变化。结果表明,PDO正、负位相作为背景场,分别对El Ni?o发展年、La Nina年东亚夏季风及夏季降水具有加强作用。PDO正位相一方面可增强El Ni?o发展年夏季热带中东太平洋暖海温异常信号,另一方面通过冷海温状态加强中高纬东亚大陆与西北太平洋的环流异常,从而在一定程度上增强了东亚夏季风环流的异常程度;反之,PDO负位相则增强了La Nina年热带海气相互作用以及中高纬环流(如东北亚反气旋)的异常。在季节内变化方面,El Ni?o发展年6月贝湖以东反气旋性环流为东亚地区带来稳定的北风异常,东北亚位势高度减弱;7月开始,环流形势发生调整,日本以东洋面出现气旋性异常,东亚大陆偏北风及位势高度负异常均得到加强;8月,随着东亚夏季风季节进程和El Ni?o发展,西太平洋出现气旋性环流异常,东亚副热带位势高度进一步降低,西北太平洋副热带高压(简称副高)明显东退。La Nina年6月异常较弱,主要环流差异自7月西北太平洋为大范围气旋性异常控制开始,东亚-太平洋遥相关型显著,副高于季节内始终偏弱偏东。上述两种情况下,均造成东亚地区夏季降水总体上偏少,尤其是中国北方降水显著偏少。