华南前汛期降水异常及其环流特征分析

利用国家气候中心整编的中国160站的月平均降水资料和美国NCEP/NCAR的再分析资料,分析华南前汛期降水的异常及其环流特征。文中取“九五”重中之重项目执行组指出的华南地区的16站来代表华南地区,侧重分析了华南前汛期降水异常的年际、年代际变化特征及华南前汛期多、少雨年同期的环流特征。研究发现：华南地区降水的季节分布呈现双峰型,两个峰值分别在6月和8月。华南前汛期近50年的总的降水趋势变化不明显。1950年代前期和1960年代中期—1980年代中为相对多雨期,而1950年代中期—1960年代中期以及1980年代中期—1990年代初为相对少雨期,1990年代为正常波动期。华南前汛期降水存在3 a、5 a、7 a、14 a的周期。在分析华南前汛期多、少雨年大气环流场的特征时发现：华南前汛期多雨年时南亚高压和副高都偏弱,华南地区低层的水汽通量辐合加强,而且低空辐合,高空辐散,气流上升运动加强,容易形成降水;而少雨年的情况恰恰相反。     

2012年华南前汛期降水特征及环流异常分析

2012年华南前汛期于4月第2候开始,6月第5候结束。前汛期降水经历了三个不同的阶段：第一阶段是4月第2候至5月第3候的降水集中期（锋面降水）,江南大部和华南大部降水偏多25％以上,第二阶段是5月第4候至6月第2候的少雨期,华南中部和东部降水偏少50％以上,第三阶段是6月第3—5候的第二个降水集中期（季风降水）,江南东南部至华南中西部降水偏多50％以上。对各阶段大气环流距平场的分析结果表明：华南前汛期开始后,偏强的乌拉尔山高压脊导致南下的冷空气偏强,偏强的低层副热带高压使得我国南方为整层水汽输送的异常辐合区,两者共同导致华南前汛期第一阶段的锋面降水较常年同期偏多;南海夏季风在爆发后偏弱和西北太平洋副热带高压（以下简称副高）持续3候异常偏北是导致第二阶段前汛期降水明显偏少的主要原因;第三阶段,南海夏季风异常偏强,副高南落并增强,以及孟加拉湾季风槽的偏强使得华南前汛期此阶段的季风降水偏多。     

华北夏季降水异常与华南前汛期降水异常的关系

为改进华北夏季降水异常的预测能力、寻找前期异常信号的监测预测指标,本文利用1961-2020年华北、华南夏季降水资料,美国环境预报中心和大气科学研究中心（National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research, NCEP/NCAR）的再分析环流资料、向外长波辐射资料（Outgoing Longwave Radiation, OLR）,采用相关、合成和环流异常回归重构等方法,分析了华南前汛期（5-6月）降水异常与华北夏季（7-8月）降水异常的联系。结果表明：（1）华北夏季（7-8月）降水异常通常与华南前汛期（5-6月）降水异常呈反位相关系,即如果华南前汛期降水偏多,对应华北夏季降水就会偏少,反之亦然。华南前汛期降水异常可以作为华北夏季降水异常监测预测的一个前期指标。东亚夏季风造成对流层低层水汽输送异常和北半球夏季热带低频信号传播造成对流层中低层环流异常是两地降水呈反位相变化的联系机制。（2）在水汽输送方面,如果5-6月东亚副热带夏季风偏强,即东亚西南南风（SSW）显著偏强...     

华南前汛期气温异常及其环流特征分析

利用国家气候中心整编的1951~2008年中国160个站的月平均气温资料,文章侧重分析了华南前汛期气温异常特征,发现:58a温度变化的总趋势是增加的,60年代中期到80年代末为相对低温期,90年代以后温度有明显升高的趋势,而且华南前汛期气温异常存在2a、4a、5a、12a和19a的周期;在近半个世纪内,我国各地区都有变暖的趋势,但是华南地区是全国4~6月气温弱增暖地区之一,华南地区4~6月普遍增暖,呈现西南强东北弱的态势,其中增暖最强的中心在广州;两个增暖最弱的中心分别在梅州和浦城。华南前汛期偏热年:华南地区低层为负距平,中、高层为正距平,这种分布形势将有利于气柱变暖,另外850hPa南海的偏南气流以及来自太平洋的东南气流加强,有利于把暖气流带到了华南地区,华南地区升温。华南前汛期偏凉年:华南地区低层为正距平,中、高层为负距平,这将造成华南前汛期温度的降低,另外850hPa来自北方的偏北气流加强,有利于把干燥寒冷的气流带到华南地区,导致华南前汛期气温偏低。     

华南前汛期降水异常与水汽输送的关系

采用1958-2000年华南57站前汛期日降水资料和NCEP／NCAR逐日水汽输送再分析资料，分析了华南前汛期降水异常与水汽输送的关系，并对旱、涝年进行了比较分析。结果表明：华南地区经向水汽输送的异常变化将导致该地区的异常旱涝，而纬向水汽输送的异常变化只导致该地区出现小范围的降水异常。旱年和涝年的异常水汽输送不是简单的反位相关系。来自印度洋和西太平洋的水汽对华南地区前汛期的降水异常没有明显的作用，南海(主要是其北部)才是华南降水异常的关键区。     

华南前汛期降水特征及其与大气热源的关系

该文采用中国气象局月值站点数据和JRA-55资料分析华南前汛期降水特征及其与大气热源的关系。发现4—6月降水中心从南岭地区转移到珠三角地区,同时伴随副高东退北抬。6月降水范围和强度最大,降水空间分布的典型模态是全区变化一致型。降水偏多年副高异常偏西,西南气流强盛,华南地区大气整层被强热源控制,且伴随显著上升气流。菲律宾以东和孟加拉湾西侧被异常冷源控制,伴随强下沉气流,异常冷热源在400 hPa高度达最强。合成和相关分析表明,前汛期菲律宾以东异常冷源加强下沉气流,使副高西伸加强,利于东南气流沿南海北上。孟加拉湾西侧异常冷源加强低空气流反气旋式辐散,从而使冷源东侧的印缅槽加深东进,利于西南暖湿气流北上。来自热带太平洋和热带印度洋的暖湿气流北上在华南地区汇合,而华南地区异常强热源抽吸低空气流辐合上升,从而造成前汛期降水偏多。降水偏少年也可采用相似机理来解释。     

华南前汛期降水的年代际异常特征及其成因

利用1981—2013年中国160站逐月降水资料、NCEP/NCAR逐月再分析资料及NOAA海表温度资料,研究了华南前汛期降水年代际异常的时空特征及其可能成因。结果表明:1)华南前汛期降水在1992前后发生由异常偏少转为偏多的显著年代际转折,最显著异常中心位于广西东北部和广东北部。2)1990年代初发生的对流层高层南冷北暖(40°N附近为界)、对流层下暖上冷的年代际转折,使得高低层环流场均出现了有利于北方干、湿冷空气和孟加拉湾、西太平洋暖湿水汽在华南区域交汇并辐合上升的形势,造成华南前汛期降水发生偏少转偏多的显著年代际转折。年代际转折的前后两个时段中,位于热带的孟加拉湾槽、东亚沿岸EAP遥相关型波列中的西太平洋副高、阿拉斯加湾附近的脊,以及中纬度贝加尔湖以西以南脊的强度或位置均具有显著差异,故这些环流系统的年代际异常是华南前汛期降水年代际异常的重要原因。3)南太平洋关键区海温在1990年代初开始呈现增暖趋势,在偏暖(偏冷)时期,华南低空受异常气旋(异常反气旋)环流控制,对流层上层西风急流偏弱偏南(偏强偏北),造成华南地区降水异常偏多(偏少)。     

华南前汛期降水异常的时空变化特征

利用国家气候中心整编的1951—2000年中国160个站的月降水资料,选出华南地区16个代表站。重点分析了华南前汛期降水的年际、年代际变化的时空特征。结果表明:华南地区的降水主要集中在前汛期,而且降水偏多现象易发生在华南东部地区,降水偏少现象易发生在华南北部地区;20世纪50年代前期、60年代中期到80年代初为相对多雨期,而1950年代中期到1960年代中期及1980年代前期到90年代初为相对少雨期,90年代为波动期,但华南前汛期近50年的降水变化的总趋势不明显。华南前汛期降水具有明显的周期性。年际变化的主周期有三个:3,5和7年,年代际变化的主周期为14年。华南前汛期多雨年同期,淮河及黄河下游等地区少雨;而华南前汛期少雨年同期,大致相反。     

华南前汛期印度洋海温异常与海南岛降水的关系

利用1969—2013年海南岛7个基本气象观测站前汛期(4—6月)的月降水观测资料、NCEP/NCAR再分析资料和Had ISST海温资料,分析了华南前汛期印度洋海温异常与海南岛降水的联系,并利用ECHAM5对印度洋海温与海南岛降水的关系进行了敏感性实验。结果表明:1969—2013年海南岛前汛期降水时段主要集中在5—6月,降水极大值分布在海南岛东部及北部地区。华南前汛期印度洋海温与海南岛降水存在显著的负相关关系,印度洋海温异常增暖,对应较弱的印度季风和赤道太平洋地区较强的东风异常,导致西北太平洋及南海北部存在异常的反气旋环流,不利于海南岛对流发展,同时反气旋南侧的异常东风不利于孟加拉湾水汽的输送,使海南岛降水偏少,反之亦然。数值模拟实验表明,印度洋海温异常增暖有利于西北太平洋低层反气旋的维持和发展,导致海南岛在华南前汛期降水偏少。     

华南前汛期雨季开始期的降水及环流特征

根据较客观的分析，给出了历年华南前汛期雨季开始期的划分结果。然后分析了华南雨季开始期的降水特征、雨季开始期前后５００ｈＰａ平均环流的差异以及开始期内各种降水分布型的５００ｈＰａ环流特征。结果表明，华南前汛期雨季开始期前后，５００ｈＰａ平均环流发生明显变化。开始期前，环流场有利于华南升温增湿。开始期后，环流场有利于冷空气向华南输送。在雨季开始期，华南地区的降水具有６种主要分布型，各型具有不同的环流特     

华南初夏干旱及多雨年份的季风环流特征

本文根据1961—1980年我国华南5月降水量资料,划分5月的旱或涝。并挑选1963、1966(干旱)1973、1975(涝)四年作为典型年,从天气气候角度分析了初夏季风环流结构与华南5月旱涝关系。华南地区旱5月和涝5月在夏季风来临早迟、持续期长短、强度强弱等方面都有明显差异。华南5月出现旱或涝,不仅在同期全球环流,而且在前期环流,特别是北半球中高纬度几个活动中心也有明显的差异。1月以阿留申低压及冰岛低压,4月以太平洋高压及大西洋高压差别比较明显。华南5月降水量的多少与前期3月低纬气压指标值有较好关系,涝      

南海夏季风异常活动的前期特征

应用1979～1999年NOAA卫星月平均OLR资料及1950～1999年NCEP/NCAR再分析的月平均资料,采用合成分析的方法对南海夏季风爆发前一年10月～次年4月的异常特征进行讨论,并做信度检验.结果表明,在季风爆发的前期,大气环流和海温的异常与南海夏季风的异常关系密切.不同因子与南海夏季风异常发生最佳相关的时间及持续的程度并不完全一致,从所选取与南海夏季风爆发密切相关的关键区可见:OLR在初春、纬向风速和垂直速度在整个前期的异常与南海夏季风的异常存在极强的相关性.在强(弱)南海夏季风年的前期,热带海温基本呈La Ni?a(El Ni?o)型分布,其中在12月的海温距平分布与来年南海夏季风的强弱关系最为密切.     

青藏高原冬季OLR年际变化特征及其与我国夏季降水的联系

根据ＮＯＡＡ卫星观测的１９７９～１９９４年ＯＬＲ资料,对青藏高原全区冬季（１～３月）ＯＬＲ年际变化特征进行了ＥＯＦ分析,并研究了它与冬、夏５００ｈＰａ高度场及夏季降水的关系。结果发现,高原冬季ＯＬＲ的分布型与冬季冷空气的路径、强度和范围有密切关系。高原冬季ＯＬＲ的异常屯其后我国夏季降水及５００ｈＰａ高度场也有很好的对应关系,冬季高原北部偏冷（暖）时,夏季我国黄河南部一华南、黑龙江降水偏多（少）、华     

1979年东亚地区的夏季风环流特征及其与降水的关系

本文用1979年5—8月份美国华盛顿发布的格点风资料(5°×5°网格)、卫星云图、中央气象局出版的《中国高空气象》、历史天气图等资料计算了低纬地区(30°N—10°S)逐日110°E115°E、120°E三个经度上的平均经圈环流。按其环流的主要特征和性质分为三类,然后用合成分析的方法求出各类的平均环流。并分析了其平均垂直环流和水平环流及降水分布,在此基础上概括出各类三维环流图象及其与降水的关系。这些环流型,较好地反映了东亚夏季风环流的季节特征和环流特征。      

中国东部夏季降水的主相关型及其环流特征

将中国东部夏季降水单点相关图中达统计显著性标准台站数最多的相关分布型定义为主相关型,讨论了与该雨型对应的环流异常特征。结果表明：长江中下游和河套地区的夏季降水对中国东部地区具有较好的空间代表性,且它们呈反相关变化,可以利用这两个地区的降水之差来描述中国东部夏季降水的最主要雨型。当雨带位于河套地区、长江中下游少雨时：长江中下游为偏东风,太平洋Ｗａｌｋｅｒ环流偏强,南亚了风环流偏强,南亚高压位置偏北。     

初夏北半球500hPa遥相关型特征及与我国降水的关系

对１９５１－１９９８年初夏５００ｈＰａ高度场作单点遥相关、并重点分析１９９１－１９９８年我国初夏旱涝与遥相关型的关系。结果显示;除１９９２年以外,初夏的大涝和大旱都与东亚太平洋型,黄河东亚型的异常有关,而１９９８年东北地区的涝还与异常强的ＷＡ型有关。     

东亚夏季风的变化与中国降水

本文分析了1951—1980年东亚夏季风的强弱变化及其与我国降水分布的关系,发现夏季风强弱不同的时期,我国降水分布有明显差异。同时研究表明,随季风强弱的变化,相应的行星尺度环流亦发生明显改变。最后对夏季风强弱变化的可能原因进行了讨论.      

我国南方初夏汛期和东亚夏季风环流

主要根据低层夏季风热力学性质与流场演变特点深入讨论我国南方初夏汛期包括华南前汛期和长江中下游梅雨期同夏季风活动的联系，分析了东亚夏季风环流建立过程的阶段性和类型，指出汛期的开始与结束同夏季风前沿位置变动一致。我国夏季风从开始到发展鼎盛时期低纬大气环流的演变过程各年不完全相同，主要可归纳为４类，每类包括４个或３个不同阶段，从而可认识到东亚夏季风体系结构的非单一性，它可有４种结构模型，即仅是东南季风Ｐ的单气流型、强东南季风Ｐ与弱西南季风Ａ的双气流型、强东南季风Ｐ和弱西南季风Ｍ的双气流型、强东南季风Ｐ和强（或弱）西南季风Ｍ以及弱西南季风Ａ的３气流型。     

THE EARLY SUMMER FLOOD PERIODS OF SOUTHERN CHINA AND THE SUMMER MONSOON CIRCULATION OF EAST ASIA

Based on the thermodynamic characteristics of the summer monsoon and foe change of the lower layer wind fields, the relation between the early summer flood periods of southern China, Including the first flood period of South China and the plum rains period of the middle-lower reaches of the Yangtze River and the activities of the summer monsoon is analysed.The establishment processes of the summer monsoon circulation of East Asia are investigated.It is shown that the beginning and ending of the flood periods are exactly in accordance with the arrival and departure of the fore boundary of the summer monsoon.The establishment process of the circulation from the very beginning of the arrival of the monsoon to the time of great prosperity of development are not the same for each year.They can be classified into four categories.Each category may have four or three stages.Besides, the structure of the summer monsoon regime of East Asia is not unitary.There exist four types of structure model of the monsoon regime of East Asia.     

南海夏季风的推进

近年来，中国已有不少关于南海夏季风的研究。由于所用资料和方法的不同，研究结论尚有一定的差异。本文将应用卫星接收到的地球向外长波辐射（ＯＬＲ）资料，结合常规气象资料来确定东亚夏季风的爆发和向前推进的特征。其中着重讨论南海夏季风的推进情况，因为这里的常规气象资料缺少，研究尚不够充分。