两次不同ENSO背景下云南冬季极端冷事件的成因分析

2008年初和2016年初分别经历了一次中等强度以上的La Ni?a和El Ni?o事件,在不同的厄尔尼诺-南方涛动（El Ni?o/Southern Oscillation,ENSO）背景下,云南均发生了低温雨雪冰冻天气。本文利用大气环流、海表温度、云南124个观测站逐月温度等资料,通过多种统计方法探讨了不同ENSO背景下极端冷事件发生的原因。结果表明：1)2008年初和2016年初云南冬季极端冷事件在2月表现更明显。2）不同ENSO背景下,2月大气环流和云南气温变化差异较大。La Ni?a(El Ni?o)年西伯利亚高压加强（减弱）,位势高度场北（西）高南（东）低,西太平洋副高偏弱（强）,菲律宾异常（反）气旋西北侧异常北（南）风加强,东亚冬季风偏强（弱）,云南东部气温偏低（高）。3)2008年和2016年的东北太平洋大气环流异常对赤道中东太平洋海温异常均有响应,同时2008年赤道中东太平洋冷海温作用激发的菲律宾气旋西部偏北气流对东亚冬季风的加强和向南活动有重要影响,而2016年赤道中东太平洋暖海温对菲律宾地区环流变化的影响并不显著。4）北极涛动（Arctic Oscillation...     

二氧化碳的气候效应与华北干旱问题

本文评述了1987年两次二氧化碳气候效应国际学术会议的情况,进而讨论了这种效应对我国温度与降水变化的可能影响。最后,根据10~2—10~5年时间尺度温度变化与降水变化的对应关系,认为华北的干旱有可能向趋向缓和的方向变化。     

2008/2009年冬季北极涛动对河南冬季干旱的影响分析

采用NCEP/NCAR再分析资料,分析了2008-2009年冬季河南干旱主要发生时段的大气环流状况及干旱缓解的大气环流背景,结果表明:干旱发展主要阶段,北极涛动处于正位相,欧亚中高纬度环流长时间维持阻塞形势,东亚冬季季风偏弱,印缅槽区被反气旋控制,西太平洋副高位置偏东,欧亚地区环流异常长时间维持导致河南发生干旱.2009年2月大气环流发生转变,北极涛动转为负位相,有利于高纬度冷空气南下,低纬度西太平洋副热带高压西进北抬向内地输送水汽,在冷空气与水汽条件配合下,河南2月份经历多次降水过程,旱情得以缓解.     

强厄尔尼诺背景下2015/2016年冬季气候预测的不确定性分析

2015/2016年冬季的主要气候特征为：（1）全国大部地区气温接近常年,季内,气温阶段性起伏波动大,极端天气气候事件频发;（2）全国平均降水量较常年明显偏多,为1951年以来历史同期最多,多雨带主要位于长江以南及北方大部地区;（3）东亚冬季风阶段性变化明显,前弱后强。综合考虑年代际背景、超强厄尔尼诺事件、秋季北极海冰偏少等因素的影响以及数值模式的预测结果,预测2015/2016年冬季全国气温总体以偏暖为主与实况较为一致;冬季我国东北、华北北部、新疆东北部、长江以南大部降水偏多和长江黄河之间降水偏少的预测正确;主要气象灾害与衍生灾害的预测与实况基本一致,预测取得了较好的服务效果。但对冬季我国低温区域的预测较实况偏小,尤其对内蒙古中西部、西北地区东北部、西南东南部和华南南部气温偏低及2016年1月偏冷的情况估计不足。虽然均是在强厄尔尼诺背景下,1982/1983年及1997/1998年和2015/2016年冬季气候仍存在较大差异。通过对强厄尔尼诺影响的不确定性分析,2015/2016年冬季没有准确把握冬季风后期偏强的程度,对北极涛动季节内变化特征的预测分析能力有限,对海冰影响冬季环流的研究还需进一步加强。     

20世纪80和90年代华北干旱特征及成因分析

在全球气候变暖背景下,20世纪80年代和90年代几乎有一半的年份出现干旱,90年代华北的干旱频率比80年代更高。本文从干旱基本状况、干旱强度和干旱空间分布出发,对华北地区这两个年代的干旱进行了比较,并从对全球气候变暖的响应和大气环流场特征等方面,探讨了这两个年代干旱的成因。研究表明,在干旱强度和空间分布上,90年代明显强于80年代。对全球气候变暖的响应90年代明显强于80年代,表现了更显著的增暖趋势。80年代的干旱年中北极涛动显著增强,中高纬度地区为气压正距平带控制;90年代的干旱年中北半球中高纬度地区为正负距平波列相间分布,存在EU和PNA遥相关型。本文还定义了西伯利亚高压指数,该指数90年代显著高于80年代,且与华北地区降水显著相关,可以作为华北地区旱涝预测的指标。     

1876-1878年中国大范围持续干旱事件

研究1876-1878年中国持续3年的大范围严重干旱,这是发生在小冰期将结束、全球气候迅速变暖之前的寒冷气候背景下的重大气象灾害和极端气候事件。依据历史文献记载复原了干旱发生、发展的动态过程,统计逐年受旱县数,绘制了历年旱灾和伴生的饥荒、蝗灾、疫疾发生地域实况图。这次持续干旱范围广及13个省份,干旱的中心区域在山西、河南、陕西。旱区中心1877年连续无透雨时段超过200 d,跨年度的连续无透雨时段最长达340 d。其严重程度超过20世纪最严重的1928-1930年的干旱事件。该事件发生于太阳黑子第11活动周的下降时段和第12周的太阳黑子极小值年,又位于厄尔尼诺（El Nino）事件频繁期, 对应于极强的El Nino事件。     

西南地区2次秋冬春季持续严重干旱气候成因对比

利用多种资料从不同方面对2009/2010、2012/2013年西南地区秋冬春季持续严重干旱进行对比分析,结果表明:这2次季节连旱都受热带西太平洋、孟加拉湾、中南半岛和青藏高原东部等地区环流异常、水汽输送通量散度异常、热带印度洋海表温度异常以及北极涛动(AO)异常的影响。2009年和2012年秋冬季,西南地区均受较强的下沉运动控制,环流形势异常和热带印度洋海表异常增温,导致来自孟加拉湾的水汽输送偏弱,同时该地区水汽输送通量辐散偏强,动力因子和水汽条件都不利于降水;AO持续负位相是引起持续干旱的重要原因,它不仅使南支槽减弱变浅,西南水汽输送减少,还致使贝加尔湖脊系统偏弱,北方南下冷空气主体偏东,不利于冷暖空气在西南地区上空交汇。热带西太平洋海表温度异常并非2次干旱事件的直接原因,且对这2次干旱的影响有所不同,其中2009/2010年的干旱发生在El Nino Modoki事件背景下,2012/2013年则受到弱的La Nina事件的影响。     

2009/2010年冬季云南严重干旱原因的进一步分析

为了揭示2009/2010年冬季云南出现严重干旱灾害的原因,本文利用NCEP/NCAR再分析资料以及云南省台站降水资料计算得到的云南冬季降水指数,讨论了在北半球冬季(12～2月)北大西洋涛动(North Atlantic Oscillation,简称NAO)和云南省降水(旱涝)之间的联系.分析结果表明,在1961/19...     

2013年春季我国气候异常特征及其可能原因

2013年春季,全国平均气温较常年同期偏高1.0℃,平均降水量较常年同期偏多8.3%,但气温和降水空间分布不均,东北气温持续偏低,华北出现区域性气象干旱。分析表明：2013年冬春季北极涛动（Arctic Oscillation, AO）持续强的负位相;3和4月东北冷涡活跃,不仅频次偏多且强度偏强;同时,从2013年秋季开始东北地区积雪面积持续偏大,这些因子共同作用造成东北出现强的持续性低温。而2012年冬季以来西伯利亚高压持续偏弱,同时异常高脊控制我国北方大部地区,加之水汽输送不足,造成华北地区出现区域性气象干旱。     

2012年初欧洲严寒天气成因的分析

2012年初欧洲遭受了严重的低温严寒天气。分析表明:从对流层低层到高层持续的大气环流异常与此次严寒天气有着密切的联系,1、2月出现的北极涛动(AO)的强负异常是造成此次欧洲严寒天气的主要原因。AO负异常导致北大西洋副高异常偏强、偏东和偏北,使得暖湿空气沿副高北侧流向北极地区,极大减弱了欧洲暖湿空气的来源;同时使乌拉尔山高压强度偏强,位置偏西偏北,有利于上游偏强、偏北的大西洋副高的维持,并加强了极区冷空气南下西进,造成了南欧地区的严寒天气。AO负异常引起的地中海低压槽的加深,为北方冷空气的南下创造了有利条件,也使冷暖空气在地中海北岸交汇,从而导致亚平宁半岛和巴尔干半岛的暴雪天气。虽然La Nia事件对这次严寒天气也有一定的贡献,但AO负异常对这次严寒天气的作用远远大于La Nia事件的作用。     

华北地区极端干旱事件的变化特征

利用华北地区1961—2015年72个测站的月降水资料,采用一元线性回归、M-K非参数检验、小波变换、分形理论等方法,研究了华北地区极端干旱事件的变化特征。结果表明,华北地区极端干旱事件频次呈波动递增趋势,递增率为0.21次/10a。1981—1993年极端干旱事件频次低于平均值;1994—2015年的高于平均值,处于极端干旱期。极端干旱事件频次距平值年代际变化差异较大:1961—1980年极端干旱发生频次距平值正负交替;1981—1993年的为负值;1994—2015年的为正值。华北地区极端干旱事件频次在2003年发生了突变性增加,极端干旱事件频次Hurst指数值为0.55,具有长相关性,未来10年内华北地区极端干旱频次呈递增的发展趋势。     

2008年1月乌拉尔阻塞高压异常活动的分析研究

不少研究已经表明, 乌拉尔阻塞高压的持续活动对2008年1月中国南方雨雪冰冻灾害的发生有重要作用。本文针对2008年1月乌拉尔阻塞高压的异常, 利用NCEP再分析逐日环流资料、 哈德莱中心的海温资料等, 从对流层北极涛动(AO)、 平流层极涡(PV) 以及海温异常等几方面, 对2008年1月乌拉尔阻塞高压异常产生的原因进行了分析研究。结果显示, 虽然从以往多年情况来看, 前期AO及平流层极涡的异常很可能会导致其后乌拉尔阻塞高压发生异常, 然而就2008年1月的情况而言, 2007～2008年冬季对流层AO和平流层极涡的异常都不能成为异常乌拉尔阻塞高压产生和偏强的原因, 因为它们的关系与多年存在的长期关系相反。进一步的分析研究则显示, 2007年12月和2008年1月赤道太平洋的La Niña事件也对乌拉尔阻塞高压的活动没有明显影响; 而北大西洋海温正异常, 尤其是北大西洋副热带海温正异常的存在, 是2008年1月乌拉尔阻塞高压持续的重要外强迫因素。     

引起华北地区夏季出现持续干旱的环流异常型

利用中国160个台站降水资料和ERA〖CD*2〗40再分析资料分析了华北地区夏季降水及其对应的大气环流年代际变化特征。分析结果如下:华北地区夏季降水自1977年之后明显减少,出现持续性干旱。1977~2000年500 hPa高度场出现与1966~1976年相反的遥相关波列;华北地区上空700 hPa出现反气旋型环流异常,并出现明显偏北风异常,且下沉气流加强,水汽出现辐散;此外,200 hPa高度上西风带偏南且减弱。相反,1966~1976年华北地区上空700 hPa出现气旋型环流异常,并出现偏南风异常,且上升气流加强,水汽输送辐合;此外,200 hPa上西风异常偏北加强。       

华北平原地区夏季严重旱涝特征诊断分析

利用华北平原地区13个站1951～1995年6～8月的降水量资料讨论了该地区发生的严重旱涝特征,发现各有7年出现严重干旱和雨涝。严重干旱主要发生在6、7月份,严重雨涝主要发生在7、8月份。特大旱涝发生最频繁的地带在燕山南麓和太行山东麓。50年代多雨涝,60～80年代多干旱,进入90年代雨涝增多,反映华北平原地区旱涝变化阶段性和群发性。东西伯利亚（或鄂霍茨克海）阻塞高压及亚洲中高纬度东高西低分布的稳定维持,则分别对华北平原的严重干旱与雨涝的形成起着重要的作用。西太平洋副热带高压位置偏北、偏西（偏南、偏东）,华北平原地区易发生严重雨涝（干旱）。夏季风偏强（弱）年份,华北平原多发生雨涝（干旱）。 在赤道中东太平洋海温与北太平洋西风漂流区海温处于明显正距平阶段,华北平原地区易分别发生严重干旱与雨涝。     

Ranking Regional Drought Events in China for 1960--2009

The spatiotemporal variations of the site and regional droughts in China during 1960–2009 were analyzed by applying a daily composite-drought index (CDI) to 722 stations in mainland China. Droughts frequently happened in a zone extended from Southwest China to the Yellow River, North China, and the southwestern part of Northeast China, with two centers of high frequency in North China and Southwest China. In Southwest and South China, droughts tend to happen during the winter. In North China and along the Yellow River, droughts mainly occur during the winter and during May–June. During the past 50 years, the geographical distribution of site drought events showed high frequencies (0.9–1.3 times per year) in the upper Yellow River basin and North China, comparing with moderate frequencies (0.6–0.9 times per year) in Southwest China and the southwestern part of Northeast China and with lower frequencies over the middle and lower Yangtze River basin. And the frequencies increased over mainland China except for the upper reaches of the Yangtze River. A regional drought (RD) event is a widespread and persistent event that covers at least five adjacent sites and lasts for at least 10 days. There were 252 RD events in the past 50 years—five times per year. Most RD events lasted for <100 days and covered <100 stations, but the longest and largest RD event lasted for 307 days from 6 September 1998 to 9 July 1999 and covered 327 stations from North to Southwest China.     

1999及2000年夏季华北严重干旱的物理成因分析

中国科学院资源环境领域知识创新工程重要方向项目KZCX2-203和国家重点基础研究发展规划项目G1998040900第一部分共同资助     

Ranking Regional Drought Events in China for 1960-2009

The spatiotemporal variations of the site and regional droughts in China during 1960–2009 were analyzed by applying a daily composite-drought index (CDI) to 722 stations in mainland China. Droughts frequently happened in a zone extended from Southwest China to the Yellow River, North China, and the southwestern part of Northeast China, with two centers of high frequency in North China and Southwest China. In Southwest and South China, droughts tend to happen during the winter. In North China and along the Y...