2015年湖南冬汛成因分析

本文基于气象观测资料、再分析资料和国家气候中心提供的百项气候系统指数集,利用气候事件机理诊断和气候统计等方法,重点从降水背景、大尺度环流异常及外强迫因子对气候异常影响,分析2015 年湖南罕见冬汛及其成因机制,本文对2015年湖南冬汛及其可能成因进行了分析,结果表明：（1）2015年11月湖南省平均降水量偏多1.6倍,为1961年以来同期第一高位,其中湘东南部分地区降水量超过250 mm,出现气象洪涝。（2）在湖南11月降水处于偏多的年代际背景下,大气环流异常是导致湖南发生冬汛的最直接的原因,2015年11月西太平洋副热带高压偏强、偏西,引导来自印度洋、太平洋地区水汽向东亚地区输送,加上西路冷空气影响导致11月降水异常偏多。（3）在PDO暖位相时发生的El Ni〖AKn~D〗o事件可能是湖南降水异常的重要外强迫条件,赤道中东太平洋和印度洋海表温度异常偏高,导致该区域上空出现强的异常上升运动,而在海洋性大陆区域上空出现了一个异常下沉气流区,这有利于西太平洋副热带高压的加强、西伸,在东亚低纬地区上空出现异常下沉气流区,中纬地区上空出现异常上升气流区,造成该区域强烈的异常辐合,导致该地区持续阴雨天气。     

中国近海海表温度对气候变暖及暂缓的显著响应

基于多套全球海温再分析数据和2种线性趋势分析方法,评估了1958-2014年中国近海海表温度（SST）的变化及其对全球气候变化的响应特征,并与全球平均地表温度特别是与若干重要海区的SST做了比较。研究表明：在全球变暖的显著加速期（1980年代和1990年代）,中国近海区域年平均SST表现出更快速的升温特征,其速率达0.60℃/10a,是同期全球平均升温速率的5倍以上;在变暖暂缓期（1998-2014年）,中国近海SST出现显著的下降趋势。研究还表明,中国近海区域SST的年代际变化与太平洋年代际涛动（PDO）的位相转换一致,前者SST的快速上升（下降）期与PDO正（负）位相最大值的时期相对应,PDO可能是通过东亚季风和黑潮影响中国近海SST的年代际变化。     

长江流域径流量变化过程及其对ENSO和PDO的响应

根据宜昌站、汉口站和大通站的径流量数据,运用M-K检验和小波分析等方法,对1900年以来长江流域径流量的趋势和周期变化进行分析,探究径流量变化对厄尔尼诺?南方涛动（ENSO）和太平洋年代际振荡（PDO）的响应。结果表明：1900 年以来长江流域径流量呈显著的减少趋势,并具有2~8 a的年际周期变化和14~17 a的年代际周期变化。流域径流量与ENSO具有相同的2~8 a周期变化,在El Ni?o发生期,径流量较低,在La Ni?a发生期,径流量较高。14~17 a的周期变化与PDO相关,在暖位相期径流量偏少,在冷位相期径流量偏多。PDO影响着ENSO和径流量之间的相关性,在暖位相期,El Ni?o对径流量的影响增强,在冷位相期,La Ni?a对径流量的影响增强。因此,在分析和预测流域径流量长时间尺度上的变化时要综合考虑ENSO和PDO的影响。     

1766-2000年黄河上中游汛期径流量波动特征及其与PDO关系

利用清代黄河上中游3个站点的志桩尺寸记录,通过建立回归模型反演了1766-1911年的逐年径流量,重建了兰州、青铜峡和三门峡1766-2000年的逐年汛期径流量序列,再结合河源段唐乃亥站1766-2000年的逐年径流量,构建了河源—上游—中游4个站点的径流量序列,这是目前利用历史文献记录能够获得的最为清晰的黄河径流量曲线。研究显示,19世纪中期出现在黄河下游的沉重“河患”是由青铜峡—三门峡河段内的径流量突变所致,而20世纪20年代的枯水时段从河源段到中游段都存在,但其不是突变造成。同时,研究也揭示出太平洋年代际振荡（PDO）与黄河上中游径流量在年代际尺度上存在着阶段性的反相位关系,20世纪前期和中期,8~16年尺度上在4个站点的径流量都有反相位关系出现;在19世纪30-50年代,PDO与流量在4~6年尺度上的反相位关系在兰州和三门峡断面都较为明显。交互小波分析显示,PDO与黄河上中游汛期水量在8~16年尺度上存在着较为明显的反相关关系,但只存在于三门峡和兰州断面。这一关系也许表明,黄河上中游产流区的夏季降雨量与PDO的关系具有较为明显的时间和空间差异性。     

PDO的三维空间结构和时间演变特征

利用再分析次表层海温资料和CCSM3模式的1870-1999年130 a模拟试验的结果,分析了北太平洋年代际变化(PDO)的三维空间结构和时间演变特征.结果表明,CCSM3模式较好的模拟了北太平洋年代际变化的主要特征,对再分析资料和模式结果的分析都表明从北太平洋表层至次表层的中层,年代际变化是非常显著的,PDO不仅仅局...     

太平洋年代际振荡与南北半球际大气质量振荡及东亚季风的联系

众多研究表明,太平洋年代际振荡(PDO)与东亚季风以及我国气候的年代际异常存在显著影响,然而其影响途径及机制仍不明确.本文分别分析了年代际尺度上的太平洋年代际振荡(PDO)、南北半球际大气质量振荡(IHO)以及东亚季风的变化特征,据此建立了三者之间的关系,并进一步分析了它们对我国东部冬夏两季年代际气候异常的影响,所得主要结果包括:(1)PDO与IHO以及东亚季风强度具有明显的年代际波动特征,三者之间存在较好联系,其中它们在70年代和90年代后期处于负位相,而在80年代至90年代中期均处于正位相期.PDO和IHO对全球大范围的低层气温异常,以及大气质量迁移尤其是东半球30°S—50°N区域的质量变化具有显著并且空间一致的影响;(2)当PDO为正位相时,整层大气质量年代际异常呈偶极型的自东半球向西半球太平洋区域输出,造成了南北半球际以及海陆间大气质量迁移,同时引起Walker环流的上升和下沉支位置变化,以及越赤道大气质量流的向北异常输送,并由此建立起东亚季风与PDO和IHO之间的联系;(3)PDO年代际异常与冬夏季节蒙古地区地表气压变动存在密切联系.当PDO指数增强时,冬夏季850hPa均出现显著反气旋风场异常,并在我国东部形成异常北风,从而显著影响东亚冬夏季风强度变化.与之对应,PDO指数与我国东部大部分地区的站点气温、降水的年代际分量保持显著的同期相关.     

DUST FALL IN THE TAKLA MAKAN DESERT OF CHINA

The Takla Makan Desert is one of the supposed sources of eolian deposits in the eastern China and the North Pacific Ocean. Lack of direct measurements hinders the theoretical interpretation of material exchange between the atmosphere and land surface as well as the sediment budget of the region. From 1992 to 1994, four measuring sites were established in the vicinity of 84°E meridian along a 380 km observation traverse from the northern margin to the central desert. Data were collected on quantities of dust fall and sedimentary characteristics of airborne sediments, including grain-size distributions as well as chemical and mineral compositions. The quantities of annual dust fall were 10² to 10³ tons km^-2 yr^-1, increasing from the margin toward the central desert. Monthly concentrations of particles finer than 0.02 mm in diameter ranged from 0.06 to 1.25 mg m^-3 over the three-year observation period. The elemental ratio and the element enrichment factor ruled out the Takla Makan Desert as possible sources of the dust in Hawaii and Alaska. The mean geometric diameter of airborne sediments in the 4 to 8 m surface layer from the Luntai oasis was 0.038 mm and from the interior ranged 0.064 to 0.067 mm being moderately to poorly sorted. Weight percent of particles finer than 0.063 mm in diameter were from 83.5% to 47.7%, decreasing toward the central desert. Distributions of the airborne particles were unimodal with peak diameters of 0.06 to 0.07 mm in the central desert and 0.02 to 0.06 mm in the sites toward the edge of the desert. [Key words: dust fall, sedimentary characteristics, Takla Makan Desert.]     

Earthquakes as a potential contributing factor to climate change at multi-decadal scale

Climate changes at the multi-decadal scale are often associated with multi-decadal phase shifts of the dominant sea surface temperature （SST） pattern, such as the Pacific Decadal Oscillation （PDO）. The PDO may be associated with the North Pacific branch of the Thermohaline Circulation （THC）. Great earthquakes （M 〉8）, particularly along the route of the THC, might modulate the vertical mixing and bring deep, cold water to surface, contributing to multi-decadal changes in surface currents and the PDO. This may eventually lead to multi-decadal climate changes. We tested this hypothesis for the Pacific Ocean where great earthquakes have been frequently recorded. We found associations between the PDO and recurrent earthquakes along the route of the deep currents of the THC in the modern period since 1900, and relationships between hydroclimate change in Monsoonal Asia and historical earthquakes since 1300. However, it should be noted that this hypothesis is very preliminary and has many gaps that needs further evidences from more observational records and modeling studies.     

降水集中度的变化特征及影响因素分析——以山西为例

基于山西14个站点1957—2014年逐日降水资料,计算年尺度与多年尺度下的降水集中指数（CI）和极端降水指数（R_95p和R_99p),利用统计方法,研究了山西降水集中度的时空变化和影响因素。结果表明,CI值与R_99p显著正相关,CI值增大则发生极端强降水几率增大。多年尺度CI值体现出明显的纬度地带性和较大的局地空间差异。受温带大陆性季风气候控制,山西省降水CI值介于0.59~0.64,相对亚热带地区较小,且变化范围较小。总体上年尺度CI值呈下降趋势,五台山、右玉、五寨、运城等站点下降趋势显著。盆地区域较高山高原区的CI值更大且下降趋势不显著,更易于发生极端降水事件。较高的高程和较大的变幅可增强高程对CI值的影响。太平洋年代际振荡（PDO）与年尺度CI值显著负相关。PDO冷位相时期,西太平洋副高西进、偏强,CI值偏高,发生极端强降水的可能性增大。本研究揭示了自然地理条件和海-气相互作用对区域尺度降水集中度存在复杂的影响。     

Lead-Lag Connection of the Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO) with East Asian Surface Air Temperatures in Instrumental Records

The authors analyzed the lead-lag connection of the Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO) with East Asian surface air temperatures (EATs) using instrumental records, and compared the results with the Pacific Decadal Oscillation (PDO). The maximum correlation was found when EATs led the AMO by five to seven years (with a correlation coefficient of 0.72, whereas the correlation coefficient was 0.91 when the AMO led EATs by 24-28 years). This is different from the PDO, which mostly correlated with EATs when the PDO led EATs by 13-15 years (with a correlation coefficient of 0.67, whereas the correlation coefficient was 0.76 when EATs led the PDO by 24-26 years). The PDO led the AMO by 19-21 years (with a correlation coefficient of 0.71, whereas the correlation coefficient was 0.84 when the AMO led the PDO by 16-18 years). These results support a previous understanding that EATs positively correlate with the AMO, and imply that the observed East Asian warming trend may have been slowing down since the early 2010s.