ENSO变率的不规则性

根据SST及SOI观测资料及代用资料分析了不同时间尺度的ENSO变率,主要结果如下:(1)根据ENSO有代表性的指数Nino 3.4区SST及SOI近一个半世纪的观测记录,ENSO变率以年际变化为主,集中在3个谱段;2～3 a、3～4 a及5～6 a.(2)ENSO变率有年代际变化,1920-1950年出现过3～4 a典型ENSO变率的减弱.近500年的ENSO代用资料表明,每百年内至少有1次类似的减弱.(3)大量的代用资料如冰芯,树木年轮、史料等证实小冰期ENSO的变率与20世纪没有很大差别.(4)考古资料表明大约从5 ka BP ENSO才活跃起来,在此之前ENSO的频率很低.ENSO气候模拟研究支持了ENSO变率这种长期变化与岁差有关的观点.     

Reconstruction and analysis of time series of ENSO for the last 500 years

This paper reports the classification of ENSO into seven categories according to annual (March to February of next year) mean SST of Ni(n)o 3.4 and composite index (ΔI) for the period of 1861～2000. Categories +3, +2, and +1 denote very strong, strong and weak warm episodes (E), -3, -2, and -1 mean very strong, strong and weak cold episodes (A). Absolute SST anomalies are about 1.5 ℃, 1.0 ℃ and 0.5 ℃ respectively for the categories 3, 2, and 1 (or -3, -2, and -1). The normal years are expressed as category 0. Annual categories of ENSO are estimated on the basis of proxy data from AD 1501 to 1860. And a series of ENSO category is established for the period of 1501～2000 in conjunction with the observational data. Comparison of proxy data with observations for 1874～1973 indicates that about 80% of the El Ni(n)o years and La Ni(n)a years can be reconstructed from proxy data, and the reliability of the reconstruction is verified. Analysis of the power spectrum of the reconstructed ENSO series shows significant peaks at QBO, 3～4a (year), 5～6a, and 10a period, the former three are in accordance with the observations for the last 100 years or more. Studies on long term variability of ENSO indicates that ENSO frequency is relatively stationary during the last 500 years, including the Little Ice Age (LIA) (1550～1850) and Modern Warming Period (the 20th century). However, the frequency of E is a little higher in the 20th century and that of A is somewhat higher during the LIA.     

冬季Hadley环流与热带海表面温度的关系及其对中国气候的影响

利用1979-2021年全球海表面温度(SST)、气象再分析资料等数据,探讨冬季Hadley环流(HC)的变率及其与热带SST异常的关系,研究其对中国同期降水量和气温的影响.结果表明, HC的EOF₁模态(46.2%)是上升支在10°S左右的主体位于北半球的非对称模态,包含年代际和年际变率.年代际变率与印度洋(20°S～20°N, 50°～90°E)SST南北不均匀增暖趋势有关(南半球大于北半球);年际变率与El Ni?o事件下印度洋(10°S～10°N, 50°～90°E)异常SST经向梯度沿正方向为0的位置出现在南半球有关. EOF₂模态(16.7%)是关于赤道对称模态,仅体现年际变率,与El Ni?o事件下热带东太平洋(180°E～90°W)异常对称的经向热力结构有关.两个主模态与中国同期降水量和气温均呈正相关.在EOF₁(EOF₂)模态影响下,中国东南沿海地区(南方地区东南部)降水偏多,与110°～120°E异常反环流有关. EOF₁模态下,中国西北-中部地区存在气温正...     

热带西太平洋和东印度洋对ENSO发展的影响

分析了从1955～1998年44a热带西太平洋次表层海温距平资料,指出在这一期间共发生了11次E1 Nino事件,这些事件的初始海温正距平无一例外地都在 "暖池"次表层160 m附近生成,发展到一定强度,到西太平洋出现异常的持续西风距平后,暖的海温距平沿着气候的温跃层向东向海表传播,经过1 a左右的时间,传播到赤道东太平洋海表的E1 Nino 3或1、2海域形成通常认为的El Nino事件.进一步分析1960～1999年的850 hPa风场指出,在热带西太平洋西风距平爆发前,赤道东印度洋已经有距平西风持续维持了2 a左右(西南季风),然后距平西风快速地向东发展产生热带西太平洋的距平西风,或真正的强西风,致使西太平洋出现E1 Nino爆发不可缺少的条件之一,在这40 a中,这一过程对所有的El Nino事件无一例外.同样的分析方法也用到这44 a中的La Nina事件,冷的海温距平也都首先在"暖池"的次表层形成,然后沿着温跃层向东向表层传播,在热带西太平洋出现东风前,印度洋也早已是持续的东风.     

枯水期西江径流及流域降水对ENSO事件的响应特征

1959年以来的枯水期,珠江口出现过11次强咸潮.流域径流量是影响咸潮的直接因素,引起径流变化的主要因素是流域降水量变化,而ENSO事件是导致流域降水异常的重要因素.根据实测资料,分析枯水期西江径流及流域降水对ENSO事件的响应特征,得出:ENSO事件前一年及当年的枯水期,ONI指数与西江径流量及中、下游降水量具有显著相关性;ONI指数为负时,西江径流及中、下游降水量出现负距平的概率,后枯水期大于前枯水期;El Nino当年1～3月和La Nina次年1～3月,西江流域表现为干旱少雨径流小的特征.此外,流域降水对ENSO事件的响应特征存在显著的时空差异性.     

秋季ENSO与IOD对东亚副热带西风急流的协同影响

利用美国国家环境预测中心/国家大气研究中心1979-2020年的再分析资料、 Ni?o3.4、印度洋偶极子(IOD)和副热带西风急流(SWJ)指数,研究秋季厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)和IOD对SWJ的协同影响及其机理.秋季SWJ强度、位置与ENSO和IOD存在显著相关,急流强度指数与Ni?o3.4和IOD指数的相关系数分别为-0.32和-0.31;急流轴指数与Ni?o3.4和IOD指数的相关系数分别为-0.75和-0.34,即当ENSO和IOD位于正(负)位相时, SWJ减弱(加强),急流位置偏南(北). ENSO和IOD事件对SWJ具有协同影响,表现为ENSO和IOD暖位相或冷位相会同时发生,且ENSO和IOD暖事件或冷事件共同发生时对SWJ的影响较其单独作用有放大效应,即当ENSO和IOD正(负)位相共同发生时, SWJ减弱(增强)幅度更大. ENSO和IOD事件可通过大气斜压性和Hadley环流影响SWJ.当ENSO和IOD正事件共同发生时, 200～500 hPa处的经向气温梯度出现负异常,纬向风速随高度增加增大得更慢,使SWJ减弱; Hadley环流在不同ENSO和IOD...     

全新世几个特征时期的中国气温

总结分析了近万年以来中国气候变化的4个典型时期(大暖期、中世纪暖期、小冰期及现代暖期)的气候特征．大暖期出现于8．5～3．0kaBP,最暖在5．5～6．0Ka及7．0kaBP前后,气温比近百年平均高2°C以上．公元9世纪后半叶到13世纪末,中国东部气候偏暖,50年平均气温的一些极大值与近百年(19世纪80年代～20世纪》年代)相当或略偏高．但其中12世纪较寒冷．中国西部则除9世纪后半叶较暖外无类似东部的暖期．近千年来中国有5个冷期;在12世纪前半叶,14世纪前半叶,15世纪后半叶到16世纪前半叶,17世纪及19世纪．其中后3个冷期可以认为是中国小冰期的3个冷期．年平均气温的10年平均距平最低在-1．0°C以下,30～50年平均在-0．5"12以下．20世纪是近12个世纪中最暖的一个世纪,比近1 200年平均气温高0．5°C以上．近百年来20世纪20年代到40年代是最暖的时期,但从年平均来看1998年平均气温距平(对1961～1990年30年平均)达到1．38°C,是1880年以来最暖的一年．     

厄尔尼诺/拉尼娜事件对陕西气候的影响

通过对陕西50多年来气象资料和历史资料的搜集和整理,从陕南、关中、陕北三个不同的区域研究厄尔尼诺/拉尼娜(El Nino-Southern Oscillation,ENSO)事件对陕西气候的影响.通过对降水量、气温、自然灾害事件等气候因子与ENSO事件的特征进行对比统计分析,揭示了ENSO事件与陕西气候变化的相关关系.结果表明:ENSO事件对陕西气候的影响存在从陕南到关中再到陕北逐渐增强的趋势;ENSO事件的发生对该区不同地域气温和降水的影响显著;ENSO暖事件(厄尔尼诺事件)增温且降水减少,ENSO冷事件(拉尼娜事件)降温且降水增加;ENSO暖事件对陕西气候特别是自然灾害的影响比ENSO冷事件更为显著和强烈.     

福建晋江颜厝海岸沙丘粒度参数记录的环境演变

对福建晋江海岸风沙集中分布区深沪镇海岸带颜厝(YC)剖面进行了粒度参数、成因判别分析.在此基础上,划分出YC剖面的敏感组分作为指示风动力变化的代用指标,将其与前人同期的地质记录以及东亚晚全新世环境的相关研究进行对比,初步确定了福建东南沿海近1000 a来海岸沙丘记录的环境演变,结果表明:(1)1180-1320 A.D.,冬季风由弱变强,气候从湿热转向干冷;(2)1320-1800 A.D.,冬季风较强,东南沿海进入小冰期,表现为干冷的气候环境;(3)1800-2000A.D.,冬季风由强转弱,由小冰期进入现代暖期,气候逐渐由冷干向暖湿过度.     

中等复杂程度全球热带海洋模式模拟的热带印度洋海表温度变率

利用一个中等复杂程度全球热带海洋模式模拟研究了表面强迫异常引起的热带印度洋海表温度(SST)变率．利用1958—1998年表面分析资料作为强迫场，积分海洋模式41年作为控制试验，并利用模式分别做动量(风应力)通量和热量通量无异常变化的平行试验，与控制试验作比较．通过3组试验模拟的上层海洋变率状况的比较，分析了动量和热量通量异常对热带印度洋SST变率的影响，并比较了其影响的相对重要性．结果表明，模拟的热带印度洋SST变率的主要模态表现为与热带太平洋ENSO相联系的海盆尺度的一致性增暖或变冷特征，次级模态为热带印度洋SST偶极子模态．通过3组试验结果的比较表明，动量通量和热量通量异常强迫对热带印度洋SST变率第一模态均有贡献，但热量通量异常强迫的影响比动量通量异常强迫的作用大．热带印度洋偶极子模态主要受动量(风应力)异常强迫影响，热量通量异常强迫主要起阻尼作用．     

北部湾全新世U_(37)~K的古海水表面温度重建研究

通过海洋沉积物有机温标U_(37)~K反演了北部湾地区一万年以来的海水表面温度(Sea Surface Temperature,SST)变化.结果表明,北部湾一万年以来的SST变化范围为22.0℃～28.0℃,平均25.4℃,整体呈现波动升高的趋势,其中1300年来的SST升高更为明显.此外,钻孔还记录到了八次具有区域意义的温度变化事件.北部湾一万年来的海表温度变化主要受到太阳总辐照度和东亚冬季风的控制,一些冷事件还受到高纬度融冰事件的影响,而暖事件可能受到赤道太平洋低纬度驱动的影响.     

土壤湿度对中国西北地区夏季气候年际变率模拟效果的影响

利用耦合陆面过程模式CLM3的全球大气环流模式NCAR CAM3进行2组1979～2000年5～8月的集合试验,研究了表层土壤湿度对中国西北地区夏季气候年际变率模拟的影响。结果表明:在相同海温强迫条件下,采用年际变化的表层土壤湿度(ISSM)时,CAM3模式对于夏季西北地区气温和降水年际变率的模拟能力明显好于采用气候态的表层土壤湿度(CSSM)。计算表明,1979～2000年CSSM试验和ISSM试验模拟的西北地区夏季气温距平与ERA40资料的相关系数分别为0.60和0.65; CSSM试验模拟的西北地区夏季降水距平与CMAP资料的相关系数仅为0.29,而ISSM试验模拟结果与CMAP资料的相关系数为0.48。在相同海温强迫条件下,ISSM试验比CSSM试验能更好地模拟出中国西北地区夏季降水年际变率。     

北极巴罗地区小冰期以来的冷暖事件

北极阿拉斯加巴罗(Barrow)地区(70°20′N,156°40′W)湖泊钻孔花粉记录,~(210)Pb 和~(137)Cs 测定以及多项环境代用指标测试(有机质含量、总 C 和总 N 含量、CaCO_3),揭示了小冰期以来 Barrow 地区曾发生3次暖期(公元1540～1600年,公元1660～1730年和公元1880～1992年)和3次冷期(公元1440～1520年,公元1610～1650年和公元1750～1850年)。这些冷暖事件与格陵兰世纪营和青藏高原古里雅冰芯记录对比发现,虽然在高频变化上,不同地区存在着差异,但重大冷暖事件都曾出现。     

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.     

近三十六年我国东部和黄土高原地区降水的一些特征及其与下垫面热状况的联系

本文利用全国160个站1951～1986年逐月平均降水量资料,分析了三十六年平均降水量和平均降水变率的分布特点,以及夏半年(4～9月)降水距平的逐年变化。同时讨论了冬季(12—2月)3.2米土壤温度与黑潮海温距平与夏半年降水距平的关系,得到了一些有意义的结果。     

过去2000年中国温度变化研究的几个问题

根据最近重建的中国东部地区过去2000年冬半年温度距平序列,结合最近其他一些相关研究结果,对过去2000年中国温度变化序列的重建方法、小冰期及魏晋南北朝冷期的起迄时间与寒冷状况、中世纪暖期与隋唐暖期的温暖程度、过去2000年中国冷暖变化的幅度与速率、温度变化的千年波动周期、20世纪气候增暖是否超出过去2000年气候波动的最大范围及20世纪暖期历史相似型等几个问题进行了综合评述.     

波致混合对热带太平洋海气耦合模式中冷舌模拟的改进

非通量调整的大气海洋环流耦合数值模式所模拟的赤道太平洋表层海温（SST）的冷舌偏冷并且过于西伸是一个共性问题．文中在全球大气-海洋环流耦合数值模式FGCM-0中考虑了波致混合的作用后，赤道太平洋地区的SST模拟结果有了显著的改善，在（160—180°E，0—3°N）海域内SST升高在0.8℃以上且最大可达1.2℃．这有效地抑制了冷舌西伸，即赤道太平洋冷舌过于西伸的问题有所改善，26.0℃等温线在赤道附近的顶点从165°E东移至180°E以东，大约向东移动了1650km，这样所模拟的SST更接近于观测．对模拟结果分析表明：耦合模式中SST、近海面大气环流、海洋表层水平环流、海洋表层上升流等要素的距平场是相互间动力协调的，对于改善赤道冷舌模拟偏冷问题是正反馈，而耦合模式中海气热通量距平对改善赤道冷舌模拟偏冷问题是一种负反馈．     

大气臭氧层变化与南亚高压活动关系的探讨

从亚洲地区 10 0hPa位势高度场及臭氧观测站的臭氧总量资料中 ,通过统计分析发现南亚高压移动与大气臭氧总量变化两者之间存在相关性 .当臭氧总量由最大距平值开始下降 1个月后 ,南亚高压在 10°N以北 ,15 0°E以西的范围内建立 .臭氧总量继续下降 3～ 4个月后 ,南亚高压出现北跳 ,其中 2 5°～ 33°N ,85°～ 95°E是北跳的一个关键区 .10 0hPa位势高度距平与臭氧距平呈反相关关系 ,且位势高度距平的最大振幅较臭氧距平的最大振幅超前 2～ 3个月出现 .     

西北太平洋部分海域AVHRR、TMI与MODIS遥感海表层温度的初步验证

选取[10～35°N,110～165°E]的西北太平洋海域,利用2002年7月～2005年12月Argo浮标数据对AVHRR/MODIS/TMI SST的daily(升轨)数据进行验证.结果表明:AVHRR/MODIS/TMI daily SST与Argo浮标5～6 m层温度总体的均方差rms在0.6～0.9℃,平均偏差bias在-0.2～0.2℃,平均绝对偏差bias_abs在0.3～0.7℃.这与三传感器全球范围的SST反演目标相当,说明在本区域SST反演不存在显著偏差.各遥感SST与浮标温度的差异存在季节变化,夏季偏高,很可能与夏季垂直混合较弱,比对采用的实测水温与海表温度差距较大有关.在3种遥感SST中,TMI SST偏离实测值的程度最高,且偏离范围较大.作者认为这与该区域黑潮经过,产生诸多涡旋和锋面,SST时空变化剧烈而TMI空间分辨率较低有关.本研究将为此西北太平洋海域的多源SST融合提供一个比较可靠的依据.     

陕西冬季极端气温趋势及与AO和ENSO的关系

为提高冬季极端气温灾害风险预测水平,利用1960—2012年陕西冬季气温数据、AO指数及Ni?o3.4区海温指数等资料,对陕西冬季极端气温变化趋势与AO、ENSO的关系进行了分析.结果表明,陕西极端暖(冷)日数在1960—2012年都呈上升(下降)的趋势;在20世纪80年代中后期有明显转折,转折后冷日数的年际变幅减小,冬季极端冷日数的变幅要大于极端暖日数的变化.相关性分析和概率密度函数(PDF)估计表明,AO和ENSO在不同的年代对陕西冬季的极端气温影响有差异;ENSO和AO位相不同,陕西不同地区极端暖(冷)事件发生的概率也存在差异.通过ENSO、AO在冬季不同位相综合配置下的气温分布和ENSO年冬季气温分布对比表明,陕西冬季极端气温是受ENSO和AO的综合影响,且不同位相的综合配置对陕西冬季不同地区的影响存在差异.