华南夏季大气水汽汇时空变化特征

用1958~2004年NCEP/NCAR再分析资料,分析华南夏季大尺度大气水汽汇的时空变化特征。结果表明:西南地区东部至华南北部地区、华南沿海地区是我国南方夏季水汽汇的2个主要的变异中心区。西南地区东部至华南北部地区夏季水汽汇具有明显的年代际变化特征。华南南部沿岸地区夏季水汽汇则以年际变化为主。西南地区东部至华南北部附近地区以及华南南部沿岸地区水汽汇的强弱异常变化,与东亚上空水汽输送异常而导致上述地区的垂直积分的水汽通量辐合的异常是密切相关:如果向华北或者长江流域的水汽输送增强(减弱),则华南地区得到的水汽减少(增加),导致上述地区上空的水汽汇偏弱(偏强)。     

广东大尺度大气水汽汇的年际及年代际变化特征

用1958～2004年实测降雨量和NCEP／NCAR再分析资料,分析了广东地区大尺度水汽汇的年际和年代际变化特征及其与水汽通量变化的关系。结果表明,气候平均而言,广东春夏季大气向地面输送较多水资源,秋季地气间相互交换的水分相当,冬季由地面向大气输送较多的水资源。四季和年水汽汇的年际分量方差贡献均占主导地位,秋、冬季水汽汇的年际分量有约3年的显著周期。除了显著的年际分量外,冬、春季和年水汽汇的年代际分量方差贡献也较显著,占总方差的40％以上,以30多年的长周期变化为主,目前正处于由正位相向负位相转变的过渡期,预示今后广东有偏旱趋势。广东冬春季水汽汇的异常有显著的同相关系。另外,夏、秋季水汽汇的年代际分量有10～15年的显著周期。广东各季大气水汽汇偏强（弱）是由于从热带低纬输送到南海北部至华南地区的水汽增强（减弱）,并伴随着水汽通量的辐合的增强（减弱）造成,但各季水汽通量异常分布型是有差别的。     

我国南方春季低温冷害气候及其大气环流特征

利用我国南方6省45个站1951－1995年2－4月的月平均气温资料分析该地区春季低温冷害气候特征，发现有7个低温冷害年，1957，1968，1969，1970，1984，1985和1988年，最严重的年份是1968和1988年，严重低温冷害主要发生在3，4月份，严重低温冷害最为频繁的地区是江南南部，南方春季低温冷害年际变化有着明显的阶段性和群发性，80年代我国南方春季低温冷害频繁，50年代次之，60，70年代较少，90年代前期几乎没有，典型的春季低温和高温年份，严洲中高纬度大气环流，西太洋平洋副热带高压以及太平洋热带海洋状况都有显著的差异，特别是，亚洲极涡，纬向环流指数，西太平洋副热带高压比界位置及太平洋暖池的海表面温度等因子均通过了95％（90％）信度水平检验。     

1999年夏季江淮地区热源和水汽汇时空变化特征

利用1999年的NCAR再分析网格点风场、温度场、湿度场及含HUBEX试验加密观测的降水资料等,诊断分析了夏季长江流域梅雨暴雨集中期及其前后江淮地区的大气热源、水汽汇的时空分布及多时间尺度特征.     

中国区域大气加权平均温度的时空变化及模型

大气加权平均温度Tm是地基GPS水汽遥感的关键参数,决定了水汽反演的精度。利用2008—2011年全国123个探空站点资料,分析了Tm与其影响要素纬度、海拔、地面气温、水汽压及大气压之间的关系,结果表明：Tm与纬度和海拔随季节变化呈周期性负相关,与地面温度和水汽压的自然对数呈正相关,与大气压呈负相关;Tm的空间变化具有纬度地带性和明显的气候分布特征,其变异程度在空间分布上有显著差别,不同地理位置的Tm受季节性影响程度不一,Tm也具有明显的年际周期性变化,年内Tm的每日变化符合二次函数分布规律。按照全国、气候分区和季节分区方法,分别建立了Tm单因子和多因子回归模型,并利用2012年1—5月数据对所建模型进行验证,Tm的估算误差能满足GPS水汽遥感2%的精度,模型普遍适用于我国地基GPS水汽遥感中Tm的估算。     

中国华南春季季风及其与大尺度环流特征的关系

定义了中国华南春季季风，并用NCEP／NCAR再分析资料研究了春季风的气候特征以及春季风降水和大尺度环流在年际变化上的关系。结果表明，从降水和大气环流的变化来看，华南春季风在气候上发生于4月和5月；与华南春季风相联系的大气环流特征与夏季风和冬季风所对应的大气环流特征完全不同。华南春季风降水的年际变化主要与太平洋北部的异常环流相关联，而这种异常环流又与亚洲北部的西风急流和极地涡旋有联系；华南春季风降水的年际变化还与太平洋的海表温度异常有关；而亚洲热带大气环流的年际变化与华南春季风降水的变化关系不大。     

基于微波辐射计资料的祁连山东段大气水汽和液态水时空变化特征

气候变暖背景下全球干旱风险升高,而对气候变化高敏感的中国西北干旱半干旱区尤为突出,严重制约着区域经济的可持续发展,科学开发空中云水资源是解决该区域水资源短缺的有效途径。利用甘肃永登国家气象观测站地基多通道微波辐射计资料和常规气象观测资料,研究祁连山东段大气水汽和液态水的时空分布及不同性质降水前演变特征。结果表明：（1）受大气环流、地形、边界层及局地和区域天气气候条件等多因素影响,祁连山东段98%以上的水汽集中在6.0 km以下,大气水汽密度随高度下降,液态水含量则随高度先增后减。降水天气背景下,水汽密度及液态水含量明显增大,且液态水含量最大值出现高度有所降低。（2）水汽及液态水存在明显的季节变化,夏季大气可降水量远大于冬季,夏季液态水垂直伸展高度及最大值出现高度均大于冬季。（3）水汽及液态水日变化明显,且存在季节差异。水汽日峰值出现在下午至傍晚,谷值出现在清晨至中午;夏半年峰值及谷值出现时间较冬半年迟,且峰谷值变化幅度更大。液态水垂直伸展高度白天高于夜间,且夏半年垂直分布较冬半年深厚。（4）大气可降水量存在10～20 d和8 d左右的主周期,夏、秋季4～7 d和21～32 d的周期变化...     

华南春季降水和水汽输送的年代际变化特征

The characteristics of spring precipitation and water vapor transport in South China were analyzed by using observational data and the National Centers for Environmental Prediction （NCEP） reanalysis data. The results show that, during the spring, each component of the water cycle （precipitation, wind field, specific humidity, water vapor transport, etc.） in South China exhibits a notable interdecadal variability. An abrupt increase in spring precipitation occurred in the early 1970s. During the dry period from 1958 to 1971, a water vapor flux divergence （positive divQ） existed in South China, which may have led to the deficiency in rainfall. However, during the wet period from 1973 to 1989, there was a remarkable water vapor flux convergence （negative divQ） in South China, which may have resulted in the higher rainfall. The interdecadal variability of water vapor transport is closely related to the interdecadal variability of wind fields, although the interdecadal variability of specific humidity also plays a role to some extent, and the interdecadal variability of the zonal water vapor transport contributes much more to the interdecadal variability of spring precipitation than the meridional water vapor transport.     

春季中国南方雨带年际变动与大气环流异常

利用1960—2008年中国693个站逐日降水资料和NCEP/NCAR日平均再分析资料,采用统计分析方法,分析了中国南方春季降水强度和位置的年际变率及其与大气环流的关系。结果表明:在年代际尺度上,江南春季降水在20世纪60年代中、后期偏少,70年代中期到80年代初偏多,90年代初开始减少;在年际尺度上,当春季西太平洋副热带高压和青藏高原东侧的低层低压系统加强,并且异常中心分别位于20°N以南和30°N以南时,异常西南风主要位于长江以南地区,在异常西南风逐渐减弱区出现明显的辐合,伴随着该地区低层空气质量辐合、对流层上升运动和水汽辐合加强,造成江南地区降水偏多,此时来自西太平洋的异常水汽到达南海后,没有在南海聚集,而是转向北输送到江南;当春季西太平洋副热带高压以及青藏高原东侧低压系统加强且异常中心位于30°N以北时,异常西南风盛行在中国东部大部分地区,此时低层异常空气质量辐合、对流层异常上升运动以及异常水汽通量辐合区都向北移到江淮地区,使江淮地区降水增加,而华南地区为异常空气质量辐散、异常下沉运动以及异常水汽通量辐散,伴随着降水减少,这时异常水汽主要来自西太平洋副热带地区。由于上述观测结果与通过改变东亚和周边海域海-陆热力差异的数值试验结果有很好的一致性,因此,这里观测到的降水和大气环流异常可以被东亚区域热力差异异常激发出来。     

北半球夏季风区大气视热源和视水汽汇的低频振荡

利用１９８６年５－９月ＥＣＭＷＦ／ＷＭＯ资料计算非洲季风区、印度季风区、南海季风区和副热季风区的视热源和视水汽汇。结果表明非洲季风区和印度季风区Ｑ１、Ｑ２的准４０天周期显著；南海季风区准双周振荡明显；副热带季风区盛行８天左右的周期；准４０天周期振荡也是南海季风区和副热带季风区的重要信号，印度季风区Ｑ１，Ｑ２的准４０天周期振荡比其他季风区的更为显著；非洲季风区Ｑ１振荡位相超前于Ｑ２振荡位相，其他季风     

亚洲冬季大气动能的时空演变特征及其与中国冬季降水和温度的关系

利用1968～2008年NCEP/NCAR再分析资料、中国测站的降水量和温度资料,分析亚洲冬季大气动能的时空演变特征,探讨与其对应的大气环流异常特征以及大气动能的变异与我国降水量和温度异常的联系。结果表明:亚洲冬季大气动能的主要变异中心在东亚西风急流区,该地区的冬季大气动能存在明显的年际和年代际变化。冬季,我国中东部至日本以东到西北太平洋上空大气动能的减弱(增强)与对流层中高层东亚西风急流的减弱(增强)密切相关,并可导致我国东部大部分地区降水量的偏多(偏少)和我国东北地区温度的偏高(偏低)。青藏高原西南侧大气动能的增强(减弱)则与该地区对流层中高层南亚西风急流的增强(减弱)有关联,并导致冬季我国东南地区降水量的偏多(偏少)和我国广西、贵州和四川一带温度的偏低(偏高)。在冬季,亚洲大气动能的变化可能主要通过影响亚洲西风急流的变化来造成我国冬季气候的变异。     

Spatial and Temporal Variations of Atmospheric Angular Momentum and Its Relation to the Earth Length of Day

The characteristics of atmospheric-angular-momentum （AAM） and length-of-day （LOD） on different timescales are investigated in this paper, on the basis of the NECP/NCAR reanalysis data and an LOD dataset for 1962-2010. The variation and overall trend of the AAM anomaly （AAMA） at different latitudes are presented, and the relationship between AAMA and LOD is discussed. The AAMAs in different latitude regions exhibit different patterns of variation, and the AAMA in the tropics makes a dominant contribution to the global AAMA. In the tropics, the AAMA propagates poleward to the extratropical regions. It is confirmed that a downward propagation of the AAMA occurs in the lower stratosphere. Correlation analysis shows that the relationship between AAMA and LOD varies significantly on different timescales. Specifically, the tropical AAMA is positively correlated with LOD on short timescales, but they are not obviously correlated on long timescales. This indicates that the interaction between AAM and the earth＇s angular momentum follows the conservative restriction on short timescales, but the influence of the earth angular momentum on that of the atmosphere depends on the interaction process on long timescales.     

Temporal and Spatial Distributions of the Spring Persistent Rains over Southeastern China

The spring persistent rains (SPR) over southeastern China (SEC) is a synoptic and climatic phenomenon that is unique in East Asia. Su cient evidence proves that it results from the mechanical and thermal effects of the giant Tibetan Plateau (TP), but its temporal span and spatial distribution are not clear at present.A climatological analysis of the NCEP/NCAR circulation and sensible heat data shows that at the 13th pentad of the solar year (1st pentad of March) there are remarkable increases in the sensible heating over the main and southeastern part of the TP, the southwesterly velocity over the southeastern flank of the TP and SEC, and rainfall over SEC, indicating the onset of the SPR.However, after the 27th pentad of the solar year (3rd pentad of May), these variables, except for the sensible heating over the main part of the TP, decrease rapidly. The ridge line of the subtropical high in the mid-low troposphere over the South China Sea (SCS) slopes northward instead of southward as before. The rain belt center over SEC shifts to the SCS and the SCS monsoon breaks out, indicating the end of the SPR. Hence, it is reasonable to define the SPR temporal span from the 13th to 27th pentad of the solar year. Data analysis and numerical sensitivity experiments show that, although the warm and cold airs converge at about 30°N in the SPR period, the distribution and intensity of the SPR rain belt are obviously in influenced by the topography of the Nanling and Wuyi Mountains (NWM). The mountains can block and lift cold and warm airs, strengthening frontogenesis and rainfall. As a result, the axis of the SPR rain belt is superposed over that of the mountain range. Accordingly, the spatial distribution of the SPR extends over most of the SEC, more speci cally, to the south of the middle and lower reaches of the Yangtze River (30°N), and to the east of 110°E.     

横断山脉地区霜冻时空分布变化特征分析

以小于等于0℃的地面气温作为霜冻的指标,利用1961～2007年横断山脉27个气象监测站逐日温度资料分析了横断山脉初、终霜期和无霜期的变化特征.结果表明,该地区平均初霜期以1.09d/10a气候倾向率推迟,终霜期以4.02d/10a的气候倾向率提早,无霜期以4.08d/10a的气候倾向率延长,存在较明显的地域差异.从年代际变化来看,自20世纪90年代开始,初霜冻日期20世纪90年代明显推迟,终霜冻日期明显提早,无霜冻期明显延长。     

中国南方地区1961-2018年冬春季低温连阴雨过程时空变化分析

基于1961-2018年1 057个地面气象站均一化气温日值数据和通过均一化检验的日降水量资料,统计得到冬春季低温连阴雨过程,分析其时空分布及变化特征。结果表明,湖南、贵州、江西三省为低温连阴雨集中发生地区,连续最长低温连阴雨超过15 d的台站集中在25°~31°N之间的区域。由经验正交函数方法分析表明,南方地区低温连阴雨日数总体上表现为一致偏多或偏少的分布型,且具有东北部与西南部反相变化、东部与西部反相变化的分布型。南方冬春季平均低温连阴雨日数总体呈减少趋势,约为-0.17 d/(10 a)。1960s末期至1990s低温连阴雨日数以偏多为主,从2000年开始以偏少为主。     

中国黄土高原地区春季气温时空特征分析

利用黄土高原40年的气温资料,采用小波分析方法,分析了该区域的春季气温变化特征。结果表明：黄土高原春季气温变化存在3个特征区域;在1991／1992年发生突变,突变后气温突然转暖,突变之前气温以负距平为主,突变后以正距平为主;1980年代中期最冷,1990年代后期最暖;且存在2年、3年和5～6年周期振荡,3年周期振荡最显著。春季逐月气温空间变化的主要特征是全区一致,各月气温以升温为主,1990年代最为明显,升温速度最大区和年际变化幅度最大区主要在黄土高原中部,准5年为主的年际振荡和10～12年年代际振荡在月气温变化中显著。