冬季两类ENSO事件对欧亚地区阻塞高压的影响

利用1979-2015年美国环境预报中心和美国大气研究中心发布的再分析资料和由日本海洋科学技术中心提供的El Ni?o/La Ni?a Modoki距平指数(EMI)资料,对比研究了近36 a冬季两类El Ni?o-南方涛动(ENSO)事件对欧亚关键区阻塞高压(阻高)的影响及其环流成因.结果表明,当发生El Ni?o(EN)事件时,欧亚3个关键区瞬时阻塞都有不同程度的减小,尤其是乌拉尔山地区瞬时阻塞减少32%,阻塞事件的平均持续天数降低了14.7%;La Ni?a(LN)事件导致乌拉尔山地区瞬时阻塞偏多53%,阻塞事件的平均持续天数增多27.9%,但导致了鄂霍次克海地区阻塞事件的平均持续天数减少24%;新型海温异常模态ENSO Modoki对于欧亚阻高的影响与传统的ENSO事件不同.发生EN Modoki时,与正常年份相比,欧亚3个关键区瞬时阻塞都有不同程度的增加,其中鄂霍次克海地区的瞬时阻塞偏多最多,达到55%,阻塞事件的平均持续天数增多18.2%;发生LN Modoki事件时,乌拉尔山地区瞬时阻塞偏多15%,阻塞事件平均持续天数偏多25%,但鄂霍次克海地区瞬时阻塞偏少29%,阻塞事件的平均持续天数偏少10.6%,两类ENSO事件对于贝加尔湖地区的阻高影响均较小.两类ENSO事件对阻高影响不同的直接原因是其对大气环流影响的不同.从500 hPa位势高度场及风场的配置可见,当发生EN事件时,乌拉尔山及鄂霍次克海地区风场有气旋性环流异常,配合位势高度场负异常,导致阻高偏少;发生LN事件时,乌拉尔山及贝加尔湖西部偏北的地区有大范围反气旋性环流异常,500 hPa位势高度偏强,阻高偏多;而在EN Modoki事件发生时,欧亚3个关键区的500 hPa位势高度均有不同程度的正异常,有利于3个地区阻高的偏多;在LN Modoki事件下,乌拉尔山及贝加尔湖北侧地区位势高度偏高,有利于这两个地区阻高的偏多,而不利于鄂霍次克海地区阻高的生成.     

1970—2013年中国东北地区强冷空气活动特征

利用1970-2013年NCEP-NCAR再分析资料以及中国基本基准825站地面气温均一化数据集,采用改进后的三维风速轨迹倒推方法,追踪了冬半年(10月至次年4月)入侵中国东北的强冷空气路径.结果表明:有西北路径230次,偏西路径75次,偏北路径101次.临近爆发前的环流演变导致三类冷气团大幅增温,削弱了不同源地的位温差异.偏西路径年频次减少幅度为0.26次/10a,而其他两类年频次没有明显变化趋势.相比之下,偏西路径强冷空气主要影响中国东北地区;西北路径强冷空气在东北地区能持续2.4d以上,并且对中国中东部以及南方地区的影响强于偏西路径;偏北路径强冷空气更易于在东北地区以及中国中东部地区造成异常低温事件,在南方地区可以形成持续2.8d以上的冷害.     

1961—2014年云南冬季寒潮活动规律及其与大气环流异常的关系

利用云南122个气象站1961—2015年逐日最低气温和平均气温资料,分析了云南冬季寒潮的活动规律以及大气环流异常特征.结果表明:①1961—2014年(近50 a)云南冬季寒潮频次(强度)呈减少(减弱)趋势,1984年为寒潮频次(强度)由多(强)转少(弱)的一个转折点.云南冬季寒潮存在8 a左右的显著性变化周期;②云南冬季寒潮与气温、降水存在较好的协同变化.当冬季寒潮频次偏多(少)时,云南气温偏低(高),降水量偏多(少);③云南冬季寒潮频次年际变异与大气环流异常密切相关.在海平面气压场,冬季北极涛动为正(负)位相、西伯利亚高压偏强(弱)以及东亚冬季风偏强(弱)时,云南冬季寒潮频次偏多(少).在500 hPa高度场,当极涡偏强(弱)、贝加尔湖高压脊偏强(弱)、东亚大槽和南支槽偏强(弱)时,有利于云南冬季寒潮频次偏多(少);④副热带对流层上层的急流变化是影响云南寒潮频次变化的一个重要因子,其可能通过影响冷涌向南爆发的频次进而影响云南寒潮的发生频次.     

两类El Ni?o事件对Hadley环流及中国气候的影响分析

利用1979-2014年的NCEP/NCAR再分析资料,分析了两类El Ni?o事件对Hadley环流及中国地区降水和气温的影响.结果表明,无论在冷季还是暖季,El Ni?o事件使得Hadley环流增强但并未改变Hadley环流中上升支及下沉支的位置;在暖季El Ni?o Modoki事件使得Hadley环流的上升支和下沉支均发生北移,在冷季则没有这种特征.El Ni?o对Hadley环流的影响较El Ni?o Modoki要大,是由两类El Ni?o事件下海温异常分布型的不同造成的.El Ni?o事件下中国南方易出现低温、洪涝,北方易发生高温、干旱,东北易出现冷夏,且易导致暖冬现象.当发生El Ni?o Modoki事件时,在冷季,中国地区气温分布表现为北部和东部地区偏低,西部及西南部地区较高;在暖季,中国东北地区表现为较强的增温现象,长江以南地区的降水较气候平均态偏少.选择两类El Ni?o事件对Hadley环流影响最大的个例,发现中国气温、降水的异常特征与两类El Ni?o事件影响中国气候变化的统计规律基本相符,表明两类El Ni?o事件对中国气候影响的不同,很大程度上是由于其对Hadley环流的影响不同造成的,其他环流系统的作用使得最终影响更为复杂.     

2010-2011年冬季La Ni(n)a事件对北半球极涡的影响分析

为了探讨强极涡与La Ni(n)a事件之间的关系,利用NCEP/NCAR(日平均、月平均位势高度及温度场)再分析资料对2010-2011年冬季进行个例研究.与气候态相比,2010-2011年冬季北半球平流层极涡偏强,同时,显著的强海温负异常(La Ni(n)a事件)也持续整个冬季.结果表明,受La Ni(n)a事件影响,对流层环流场和温度场得到较大的调整,出现PNA (Pacific North American)型异常环流形势和相对应的温度异常分布.2010年12月,阿留申地区出现负值的热量经向输送,使得该地区从对流层上升至平流层的行星波动与气候态相比明显减弱,从而导致平流层极涡较气候平均态偏强.这一La Ni(n)a事件对平流层极涡影响的动力过程也从1948-2010年期间选出的13个冬季强La Ni(n)a事件的合成分析结果中得到证实.     

西藏山南地区近30年来大风天气特征分析

文章根据西藏山南地区近30年(1981～2014年)6个有人气象观测站的大风资料,对山南地区的大风日数时空分布特征进行分析,并运用线性回归方法对大风日数和年代变化进行建模,得出其拟合关系。探讨了大风天气的季节变化特征和年际变化特征,并对山南地区大风天气的成因进行了分析。结论为:1山南地区的大风日数空间分布不均匀,其中位于西部的浪卡子站和和南部的隆子站大风日数最多,平均每年出现52d,而位于沿江一线的站点大风日数偏少,平均每年出现10～20d;2浪卡子和隆子两个代表站的大风分布具有明显的季节变化特征,其中冬季和春季是两个站点最容易出现大风天气的时段,而夏、秋两季大风天气较为少见;3两个代表站点的大风日数随着年代的推进均呈现减小趋势,其中隆子站比浪卡子站大风日数减小得更快,减少率分别为1.7d/a和0.8d/a;4西藏山南地区大风天气的成因主要包括:低空急流、温度平流和地形因素。由于山南地区冬、夏两季正处在500h Pa天气图上的两支急流之间,动量的下传有利于大风天气的维持,而高纬冷空气和南支槽前的暖湿气流活动频繁,又加强了该区域气压梯度和温度梯度,使风力加大。     

基于全球模式对中国21世纪夏季高温的变化预估

根据12个全球气候系统模式(GCM)3种排放情景(A2,A1B和B1)下对中国地区21世纪近100 a的夏季平均气温的模拟值,以1971—2000年为基准,计算并分析了该区域未来夏季高温的变化趋势.不同排放情景下各模式的模拟结果不同,且各模式对夏季高温模拟的差异大于对异常高温的模拟.就模式平均而言,A2情景下高温日数最多,A1B次之,B1情景下最少.增长趋势也是A2情景下最快为6.0 d.(100 a)-1,A1B和B1情景分别为5.4和3.4 d.(100 a)-1.对异常高温频次的模拟,B1情景下异常高温频次最多,为8.8 d.a-1,A1B和A2情景下均为8.7 d.a-1,三者之间差距很小.A2情景下异常高温频次增长最快,增长趋势为2.6 d.(100 a)-1,A1B情景下增长略慢,为1.9 d.(100 a)-1,B1情景下增长最慢,仅为1.5 d.(100 a)-1.对3种情景下各模式对高温日数的模拟能力进行了分析,从多方面比较了各模式的模拟能力.     

1961~2005年南宁灾害性天气气候事件的变化

利用1961～2005年南宁市最高、最低和平均温度资料,分析近50a来南宁市的气温变化特征,通过气候变暖前后灾害性天气气候事件的对比,分析南宁市灾害性天气气候事件的变化规律。结果表明,1961～2005年南宁市年平均气温增温趋势明显,温度变率为0．3C／10a,各季节平均气温均呈上升趋势,秋季增温最明显,冬季次之,夏季位居第三,春季增温最小。年平均最高气温呈较弱的增暖,变率为0．13C／10a,而年平均最低气温的增暖趋势比年平均最高气温明显,为0．36C／10a。年平均日校差的变化则呈递减的趋势,变率为-0．23C／10a。在全球气候增暖和城市化快速发展的过程中,南宁市的灾害性天气气候事件发生了明显的变化：极端强降水有增加趋势,高温天气明显增多,持续高温天气加剧,雷暴和大风日数明显减少,春季低温阴雨天气减少。南宁市灾害性天气气候事件变化的原因可能与全球气候变暖有关,城市化可能是造成南宁市灾害性天气气候事件变化的主要原因。     

近48年云南6种灾害性天气事件频数的时空变化

利用1961～2008年云南省123站6种灾害性天气事件频数资料,对全省灾害性天气频数的空间分布、演变特征和周期进行分析.结果表明:滇中以西地区暴雨频数增加较明显;大风、雷暴频数全省显著减少;冰雹频数全省小幅减少;雾频数中部地区增加,西南部明显减少;霜频数大部分地区减少.云南暴雨频数有微幅增加的演变趋势;雷暴、大风和冰雹频数呈减少趋势;雾和霜频数在1990年代前少变,1990年代初至今趋于减少.暴雨、大风、冰雹和雷暴频数具有15a左右的周期.     

云南寒潮时空特征及变化分析

应用1961～2008年共48 a云南125站气温资料,通过计算趋势系数等统计方法,分析全省寒潮的发生频次、时空分布特征及单站寒潮、总寒潮过程和区域寒潮过程的年代际变化及其环流特征.结果表明:单站寒潮频次呈东高西低分布;全省寒潮过程、区域寒潮过程和单站寒潮均为1月最多,2月和12月次之;省内寒潮频次在减少,东部减少趋势明显;环流分析发现在云南寒潮偏多发生年份,中高纬度地区500 hPa高度场较常年偏低,副热带高压较常年偏弱,850 hPa温度场为负距平.     

近44a四川地区极端气候变化趋势及特征分析

利用1971-2014年四川省140个站点逐日气温和降水资料,结合气候变化检测与极端事件指数专家组公布的部分极端气候指数,分析了四川地区近44 a极端气温和极端降水事件的年际变化趋势和空间分布特征,并对部分极端气温指数进行旋转经验正交函数(REOF)分析.结果表明,四川地区的极端暖指数T_(N90)、T_(X90)等分别以0.62和0.7 d/a的变化呈上升趋势,极端冷指数T_(N10)、T_(X10)等分别以-0.56和-0.26 d/a的变化呈下降趋势,表明四川地区变暖趋势明显;日极端气温T_(Xx)(0.04℃/a)、T_(Xn)(0.03℃/a)、T_(Nx)(0.02℃/a)和T_(Nn)(0.03℃/a)均呈微弱上升趋势,表明发生极端气温事件的概率有所增加.四川地区的整体雨量在近44 a略有下降,下降幅度为-0.794 mm/a;从连续干旱日数和连续湿润日数等极端降水指数分析,除川西高原有增湿趋势以外,全川大部分地区有暖干化的趋势;R_(X1d)、R_(X5d)和尼。等指数的下降趋势表明降水的集中程度略微减弱.REOF结果表明大地形对气温变化有显著影响,虽然整体变化趋势一致,但四川西部高原与东部盆地存在明显区别,西部T_(N10)、T_(X90)的变化幅度均弱于盆地地区.     

溪洛渡水电站坝区大风主要影响天气系统分型

经过对溪洛渡水电站坝区2007—2010年发生的40个一般性大风日和20个灾害性大风日的高、低层环流配置进行分析,根据大风发生的背景天气系统,将溪洛渡坝区大风分为地面低压(西南低压)、冷锋寒潮(冷高压扩散)型、低涡切变型、西风槽型、低空急流型、副高扰动型等6大类.提炼出各型大风预报着眼点,分析其形成机制,为预报员提高溪洛渡水电站坝区大风预报预警能力,确保溪洛渡水电站坝区工程施工期人员和设备安全、工程质量、降低风险、节约成本提供参考.分析发现溪洛渡水电站坝区大风日天气影响系统单一不多,而是多种影响系统并存,特别是灾害性大风日,影响系统更为复杂.其形成机制分为地面系统直接影响型、西风带动量下传型和高空动力不稳定型3类.     

闽东近44a寒潮气候特征分析

利用闽东9个气象观测站1971~2014年的逐日最低气温资料,分析近44a闽东寒潮频次的空间分布、寒潮气候特征及环流特征。结果表明,闽东寒潮活动时空差异较大,西北部开始早、结束晚,东南部开始晚、结束早;寒潮频次在冬季最多,秋季次之,春季再次;秋季寒潮略呈减少趋势,春季寒潮略呈增加趋势;M-K检验表明,寒潮频次未发生明显突变;在11月、12月、1月、3月寒潮活动偏强年和无寒潮过程年,环流特征存在显著的差异;前期菲律宾附近海区、日本以东洋面、澳大利亚东部海区、鄂霍茨克海、渤海和东海、澳大利亚西北部海区海温异常的变化,对预报闽东不同季节寒潮频次异常有一定的前兆意义。     

汉中市2008年1月中下旬低温雨雪冰冻灾害分析

2008年1月10日-2月3日,汉中市出现了一次历史罕见的低温、雨雪、冰冻灾害天气过程,为今后更好地开展此类事件的短期气候预测业务,本文对此次持续时间长、影响范围广、气温异常偏低的天气过程,从气候和天气角度进行了成因分析。分析发现主要有三个方面因素,一是高原南支槽异常稳定活跃,有利于来自孟加拉湾的暖湿气流不断向北输送,为我市降雨雪天气提供了更加充足的水汽来源。二是乌拉尔山至贝加尔湖阻塞高压稳定,中亚到西亚地区的低槽或低涡稳定活跃,鄂霍次克海低涡稳定,南支纬向锋区强而稳定,即导致环流形势稳定,为持续低温雨雪天气提供了大的环流背景;三是出于“拉尼娜”事件维持较强状态、北半球欧亚地区大气环流形势稳定少变、副热带和中高纬度地区的天气系统异常强大和稳定少动等原因,使得冷暖空气交汇在我国中东部地区,形成汉中市的持续性低温雨雪天气。     

中国大陆夏季高温热浪事件的特征及两类El Ni?o事件对其影响

利用中国大陆地面站点资料和NCEP/NCAR再分析资料,研究了中国大陆高温热浪事件的时空分布特征以及两类El Ni?o现象对高温热浪事件的影响.结果表明,近年来发生在中国大陆的高温热浪事件呈明显的上升趋势,特别是在20世纪末至21世纪初更加明显.在空间分布上,高温热浪的频次、日数和强度的高值区都集中在华中、东南沿海及新疆地区,且随中国雨带的移动而发生位置变化.在东部型El Ni?o年,中国东北地区以及长江中下游地区高温热浪事件的频次偏低,而华南地区则偏高.在中部型El Ni?o年,东北以及长江中下游地区高温热浪事件频次偏高,华南、新疆南部地区偏低.两类El Ni?o现象通过影响阻塞高压、西太平洋副热带高压和大陆暖高压等大尺度系统以及水汽的辐合、辐散来影响高温热浪事件.在东部型El Ni?o年,中高纬度乌拉尔山、鄂霍次克海阻塞高压活动频繁,使得东北冷涡增强并持续控制东北地区,导致东北地区高温热浪频次偏少;低纬度地区受到西太平洋副热带高压的影响,在其控制下,华南地区高温热浪事件频次偏高.在中部型El Ni?o年,环流形势则基本相反,使得中国东北、长江中下游地区高温热浪事件频次偏高,华南地区偏低.     

河南省商丘51年来气候变化特征分析

通过分析商丘国家基准气候站1961-2011年的季、年平均气温、降水量、日照时数、蒸发量、冬季负积温等资料,得出结果表明,商丘近51年来的气候变化特点是：温度年和春、秋、冬三季均呈上升趋势,年平均气温倾向率为0.166℃/10a,三季中以冬季增温最为显著,夏季温度则略有下降;年降水呈增多趋势,其倾向率为14.93 mm/10a;年日照时数、冬季负积温、≥35℃日数、≤-5℃日数均呈减少趋势,其倾向率分别为：-180.15 h/10a,-127.00 mm/10a,-11.84℃·d/10a,-2.27 d/10a,-3.81 d/10a;蒸发量分两个阶段分析,1961-2001年年及四季蒸发量均呈减少趋势,2002-2011年年和春季蒸发量呈上升趋势,夏、秋、冬三季呈下降趋势.     

景德镇霜冻天气特征分析

使用景德镇市1971-2015年的霜冻天气观测资料,对景德镇市的霜冻气候变化特征进行统计学分析。结果表明:近45年,景德镇地区的霜冻日数总体呈现出减少的趋势,霜冻日数倾向率为-0.408/10a;景德镇市20世纪70年代霜冻日数出现最为频繁,占霜冻总数的27.2%,20世纪80年代霜冻日数次之,占总数的24.8%,20世纪90年代以及21世纪之后霜冻日数开始逐渐减少;景德镇市霜冻天气通常主要出现在11月至次年3月;近45年来景德镇市初霜日总体上呈现出延后趋势,平均每10 a推迟2.8 d;终霜日总体上呈现提前趋势,平均每10 a提前3.8 d;通过对霜冻出现的天气系统和单站气象要素特征分析,为霜冻天气预测提供了依据。     

1980-2010年华北地区极端高温天气气候事件特征分析

基于1980-2010年共31年NCEP再分析资料和华北地区地面台站资料,采用百分位阈值法研究了华北地区夏季极端高温天气事件的时空特征,并对其环流成因进行了分析.结果表明,1980-2010年华北地区极端高温日数和极端高温事件发生时的日平均、最高温度都有明显的增加趋势,其中极端高温日数的增加趋势尤为显著,线性趋势系数达到0.261,通过了0.01的显著性水平检验.空间分布上,近10年华北地区的极端高温日数显著增加,并且北部地区增加大于南部,极端高温多发区由20世纪80年代的"南多北少"向目前的"北多南少"分布态势转变;合成分析的结果表明,在华北地区极端高温日数偏多年,副高势力较强,且西伸脊点偏西,中高纬度地区为两高一低型,造成华北地区极端高温日数偏多的大气环流系统是其中偏东的深厚大陆高压,此系统强度大且在对流层低层势力尤为强盛,位势高度异常在850 h Pa上超过5 gpm.     

石家庄市秋冬季大气环流型下的气象和PM2.5污染特征

根据石家庄市2013—2018年秋冬季(当年11—12月和次年1—2月)11种大气环流型天气条件下的地面和垂直气象特征, 归纳出5类大气环流条件, 并结合气团传输轨迹和PM_2.5浓度监测数据, 探讨大气环流条件与石家庄PM_2.5污染的关系。在5类大气环流条件中, 第I类(NW型和N型, 天数占16%)的扩散条件最好, 以西风和西北风为主, 风向比较稳定, 风速大, 边界层高度高; 第II类(NE型, 天数占9%)和第III类(E型和SE型, 天数占12%)的扩散条件次好, 近地面风向分别以北风和东北风为主, 风速较大, 前者边界层高度中等, 后者边界层高度低; 第IV类(A型, 天数占37%)的扩散条件较差, 近地面风速较低, 同时边界层高度低; 第V类(UM型、C型、S型、SW型和W型, 天数占26%)的扩散条件最差, 近地面风速很小, 风向变化大, 边界层高度低, 低层大气逆温明显。不同大气环流条件下气团的传输路径存在差异, 对石家庄地区PM_2.5污染产生潜在影响的区域随之不同。石家庄市秋冬季的PM_2.5污染与不同环流型的扩散条件密切关联, 第V类大气环流条件下最易发生PM_2.5污染, 污染发生频率在78%~96%之间, 重度及以上级别污染发生频率均在55%以上; 第IV类大气环流条件下的污染状况变化相对缓慢, 但连续的第IV类大气环流天气多带来PM_2.5污染持续累积; 第I类大气环流条件下发生污染的频率最低。     

“一带一路”区域极端高温事件与人口暴露度特征

 基于1979-2018年“一带一路”区域再分析数据集（ERA-Interim）夏季逐日最高气温和格网化的人口数据,选取日最高气温序列的95%分位数作为极端高温阈值,采用改进的强度-面积-持续时间（IAD）方法,辨识极端高温事件特征,并定量评估极端高温事件的人口暴露度。结果表明,1979-2018年“一带一路”区域夏季极端高温事件频次、强度和持续时间均呈上升趋势,年均值分别为11次、32.3℃和5.8 d,显著增加区域分布在中国东部、俄罗斯西部、中东欧地区;夏季极端高温事件多发于研究区偏北地区的哈萨克斯坦、中国新疆、俄罗斯中部等,但事件的强度高值区主要分布在西南部的埃及、沙特阿拉伯、巴基斯坦、印度等地,事件持续时间高值区集中分布在印度地区;1979-2018年夏季极端高温事件的年累计影响面积和人口暴露度均呈现上升趋势,近10年达到峰值。人口暴露度高值区主要分布在中国东部、印度大陆和黑海周边国家,且高暴露度范围不断扩大;人口暴露度变化的影响因素中,气候、人口、气候和人口综合因素的贡献率相当,但近10年气候因素的贡献率明显增加。建议加强高温等极端事件的监测、预警预报与区域合作研究,建立区域合作共同体,并培养和加强公众科学防灾减灾意识。